[發(fā)明專(zhuān)利]一種高速鐵路膨脹土路塹重力平衡抗上拱結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010195436.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111274647B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚裕春;陳偉志;蔣關(guān)魯;袁碧玉;李安洪;封志軍;高繼濤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/13
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/13;G06F119/14;E01B2/00
• 代理公司: 四川力久律師事務(wù)所 51221
• 代理人: 劉童笛

本發(fā)明公開(kāi)了一種高速鐵路膨脹土路塹重力平衡抗上拱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，計(jì)算確定梁體結(jié)構(gòu)重量Wsubgt;z/subgt;、槽體的結(jié)構(gòu)重量Wsubgt;u/subgt;、槽體結(jié)構(gòu)中填筑體和上部軌道結(jié)構(gòu)的重量Wsubgt;t/subgt;；擬設(shè)CFG樁樁長(zhǎng)l，并根據(jù)擬設(shè)的樁長(zhǎng)l計(jì)算確定CFG樁樁間距s；根據(jù)樁間距s計(jì)算確定CFG樁在梁體底部的面積置換率ξ，以及根據(jù)樁間距s計(jì)算確定梁體底部CFG樁可提供的錨固力Fsubgt;k/subgt;；根據(jù)置換率ξ計(jì)算確定梁體與膨脹土地基的接觸面上拱力Fsubgt;s/subgt;；確定路塹結(jié)構(gòu)的抗上拱安全系數(shù)K；若所得K＜1.1，則增加槽體設(shè)置高度，或者加大CFG樁設(shè)置深度和減小CFG樁設(shè)置間距，重復(fù)上述步驟，直到K≥1.1，滿足設(shè)計(jì)要求。該設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單、利于推廣應(yīng)用，能有效保證無(wú)砟軌道高速鐵路對(duì)變形的嚴(yán)格要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及路基工程領(lǐng)域，特別是涉及一種高速鐵路膨脹土路塹重力平衡抗上拱結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

膨脹土具有吸水膨脹、強(qiáng)度急劇降低，失水收縮、開(kāi)裂，變形反復(fù)等特點(diǎn)。當(dāng)高速鐵路以路塹形式通過(guò)膨脹土地基時(shí)，如何解決膨脹土地基承載力和上拱變形問(wèn)題，成為膨脹土路塹高速鐵路修建成功與否的關(guān)鍵。目前高速鐵路通過(guò)膨脹土路塹采取的措施有在膨脹土地基中設(shè)置路基樁板結(jié)構(gòu)、或?qū)Φ鼗捎脧?fù)合地基處理，這些措施可以有效解決膨脹土地基承載力問(wèn)題，但對(duì)于處理膨脹土地基上拱變形問(wèn)題的效果有待檢驗(yàn)，特別是對(duì)強(qiáng)膨脹土地基，因?yàn)槁坊鶚栋褰Y(jié)構(gòu)與膨脹土地基采用面接觸，膨脹力難以釋放，對(duì)路基樁板結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生大的上拱力，如果采用樁板結(jié)構(gòu)對(duì)膨脹力進(jìn)行強(qiáng)行控制上拱變形，則路基樁板的承載樁基將會(huì)很長(zhǎng)、承載板將會(huì)很厚、工程投資高；采用復(fù)合地基對(duì)膨脹土地基進(jìn)行處理，可以有效解決地基承載力的問(wèn)題，但對(duì)上拱變形的抵抗效果及計(jì)算方法存在不確定、計(jì)算復(fù)雜，難以確保填筑路基不會(huì)產(chǎn)生上拱變形。故提出一種高速鐵路膨脹土路塹重力平衡抗上拱結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種高速鐵路膨脹土路塹重力平衡抗上拱結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)方法，可以有效解決膨脹土路塹高速鐵路承載力和上拱變形控制困難的技術(shù)難題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種高速鐵路膨脹土路塹重力平衡抗上拱結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

①計(jì)算確定梁體結(jié)構(gòu)重量W_z、槽體的結(jié)構(gòu)重量W_u、槽體結(jié)構(gòu)中填筑體和上部軌道結(jié)構(gòu)的重量W_t；

②擬設(shè)CFG(Cement?Fly-ash?Gravel，水泥粉煤灰碎石樁)樁樁長(zhǎng)l，并根據(jù)擬設(shè)的樁長(zhǎng)l計(jì)算確定所述CFG樁樁間距s；

③根據(jù)所述樁間距s計(jì)算確定所述CFG樁在所述梁體底部的面積置換率ξ，以及根據(jù)所述樁間距s計(jì)算確定所述梁體底部所述CFG樁可提供的錨固力F_k；

④根據(jù)所述置換率ξ計(jì)算確定所述梁體與所述膨脹土地基的接觸面上拱力F_s；

⑤確定路塹結(jié)構(gòu)的抗上拱安全系數(shù)K；

⑥若所得K＜1.1，則增加所述槽體設(shè)置高度，或者加大所述CFG樁設(shè)置深度和減小所述CFG樁設(shè)置間距，重復(fù)步驟①至步驟⑤，直到K≥1.1，滿足設(shè)計(jì)要求。