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原文传递路桥过渡段沉降特性离心模型试验研究

论文题名：	路桥过渡段沉降特性离心模型试验研究
关键词：	刚性桩;路桥过渡段;附加应力;离心模型试验;收敛沉降
摘要：	列车运行的高速化是铁路运输的一个发展方向。高速铁路的运行对轨道结构的平顺性提出了更严格的要求。作为轨下结构两大主体工程,铁路路基与桥梁结构物接续时,因路基填方与桥台在刚度、变形特性方面存在明显的不同,造成列车通过时极易产生线路不平顺问题。为了确保高速铁路对轨道结构平顺性的严格要求,对软土、松软土等特殊地基和较高路堤条件下的路桥结构进行沉降均匀过渡,一直是高速铁路工程建设的技术难题之一。本文以京沪高速铁路建设为依托,通过开展文献资料调研、理论分析以及离心模型试验研究,来研究过渡段地基的附加应力分布规律,并探讨了刚性桩处理形式下桥台.过渡段路基的沉降发展特性以及桩土结构物之间相互作用特性,得到以下几点基本认识: 　　 1、通过文献资料调研,明确高速铁路路桥过渡段问题的实质是轨道结构基础支承刚度和工后沉降的不均匀,该差异对轨道结构、机车车辆以及轨下基础的使用性能都是有害的。　　 2.、基于点荷载作用下的Boussinesq基本解基础之上,通过数学积分手段,得到了求解过渡段天然地基附加应力的计算公式。标准路堤断面的算例结果表明,过渡段路基距台背距离大于20m时,附加应力的空间分布规律与普通路基相同。　　 3、解决了级配碎石材料的离心试验模拟问题。试验结果表明,桥台基础、过渡段路基沉降均随过渡段地基处理程度的加强而减小,但各断面敏感程度不同。离台背距离越近,沉降改变越不明显。鉴于高速铁路(无碴轨道)台背路基沉降控制严格,宜重点加强台背附近区域过渡段地基的处理。　　 4、在模拟路桥同时一次加载情况下,刚性桥台基础、柔性路基沉降与时间关系相同,均可以用weibull函数进行预测分析。过渡段地基桩间距的改变对路、桥不平顺形态的影响是量变到质变的。距径比不小于4.5时,不平顺形态呈现“下凹形”,而距径比小于等于4时,则呈现出“上凸”形。　　 5、过渡段地基处理桩间距改变对路基柔性基础下刚性桩体的受力特性的影响是显著的。在大距径比(如4.5、5)时桩身受到负摩阻力作用,而在小距径比时桩身周围不再有负摩阻力存在。因此,为充分发挥桩间土的承载能力,建议地基处理时桩间距不宜过小。　　 6、过渡段地基处理程度的改变同样会影响刚性承台下桩基受力特性,桩项附近桩体受力随距径比的增大而减小,桩端附近桩体受力则随距径比的增大而增大。欠固结地基过渡段在不同地基处理程度下,桥台桩基周围有负摩阻力存在。　　 7、常规桩基中,桩长范围内土体的附加应力随深度变化呈增长态势,浅层附加应力较小,桩端附近土体附加应力显著增加,桩间土的压缩变形主要发生在桩端附近。　　 8、桥台倾角和倾斜方向、水平位移均与过渡段路基收敛沉降值大小有直接关联；综合考虑,建议台后过渡段路基设计应增加收敛沉降值这一控制指标。
作者：	杭红星
专业：	道路与铁道工程
导师：	蒋关鲁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文