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原文传递高速铁路无砟轨道陡坡路基桩板墙力学特性分析

论文题名：	高速铁路无砟轨道陡坡路基桩板墙力学特性分析
关键词：	高速铁路;无砟轨道;陡坡路基;桩板墙;力学特性
摘要：	桩板墙是由锚固桩演变而来的一种支挡结构，具有施工便捷、地基承载力要求不高、收坡效果好及减小填挖工程量等优点，使得桩板墙在高陡边坡地段支挡结构工程中得以广泛应用。目前，国内对于高速铁路桩板墙的设计方法依然沿用普速铁路支挡结构设计规范，要求桩顶侧向位移不超过悬臂段的1％，且小于10cm。但是由于墙体侧向变形会引起墙后填土产生附加沉降，而且高速铁路无砟轨道路基面工后沉降变形规定为不超过15mm，使得目前设计方法的变形控制标准对高速铁路无砟轨道桩板墙设计的适用性有待考证。桩板墙设计载荷中由列车动荷载引起的土压力是按弹性理论计算的，其并没有考虑墙体侧向位移的影响。因此，研究高速铁路无砟轨道桩板墙侧向变形与其引起的路基面附加沉降的关系及适用于高速铁路无砟轨道的基于变形控制的设计方法中列车动载引起的土压力设计值的控制，是具有现实意义的。　　在总结与分析现有桩板墙研究成果基础上，以贵广高速铁路无砟轨道陡坡地段路肩桩板墙典型工点为原型，结合现场实测数据，以数值分析为研究手段，分析了桩板墙承载力特性随结构参数、地基条件等因素变化的敏感性;讨论了锚固桩侧向位移对墙背土压力和路基面沉降影响的规律;研究了列车荷载产生的墙背土压力分布规律，提出了路肩桩板墙承受列车作用的等效条形荷载模式，主要成果如下: 　　(1)以现场工况的数值模型为基准，对桩板墙悬臂段长度、桩前地表坡度、地基强度、锚固桩的锚固条件、桩间距及锚固桩截面尺寸等影响因素进行了敏感性分析;通过人为控制桩板墙锚固桩的侧向位移，分析了墙背土压力及路基面沉降与锚固桩侧向位移的关系，结果表明，墙背土压力沿墙背呈先增大后减小的分布形态，最大值出现在墙顶以下3.5～4m之间;墙顶侧向变形引起的路基面附加沉降沿路基横断面近似呈三角形分布，其影响范围在6～7.5m左右，约为桩径的3～3.7倍;现场工点墙顶侧向位移s与近墙轨下路基面沉降e的解析关系为e=0.13s，墙体侧向位移引起的工后路基面附加沉降仅占工后沉降允许值得1.4％。　　(2)探讨了仅考虑单个转向架条件下，锚固桩对列车荷载作用下最大墙背土压力值的影响;在此基础上，讨论了列车轴重、速度及数量对列车荷载作用引起的土压力大小及其沿墙高分布规律的影响;提出了列车作用的等效条形荷载模式。结果表明，锚固桩位置对列车荷载作用下引起的最大墙背土压力值及其分布规律影响较小;列车轴重及数量对墙背土压力值与锚固桩侧向变形量影响显著，但对分布规律无影响;由单线列车荷载作用引起的土压力合力与其对桩前地基表面弯矩的理论值同数值解的比值分别为3.25与2.36，双线荷载条件下的比值分别为4.13与3.02;建议在单线线路路基桩板墙设计时，列车作用的等效条形荷载取规范值的0.3～0.45倍，双线条件下取0.25～0.33倍。
作者：	吴江
专业：	道路与铁道工程
导师：	张良
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文