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文檔簡介

京津、武廣、鄭西客運專線

工程咨詢重大技術問題匯編

鐵道部工程管理中心

二。。六年七月北京

1京津城際鐵路工程咨詢重大技術問題

京津城際鐵路為新建時速350公里的無喳軌道客運專線鐵

路,建設單位為京津城際鐵路有限責任公司,線下工程由鐵三院

設計。為引進、消化、借鑒國外先進的無硅軌道技術和經(jīng)驗,工

程試驗段由中鐵十七局與德國博格公司聯(lián)合體設計施工總承包,

由鐵科院、鐵一院與法國SYSTRA公司咨詢聯(lián)合體進行工程咨詢。

在施工圖設計文件的咨詢中,各方進行了溝通與協(xié)商,對因中外

規(guī)范體系不同、設計理念差異等難以達成一致的重大技術問題,

京津公司以書面匯報和京津鐵工管[2006]64號文上報了工管中

心,涉及線路軌道、路基、橋涵和隧道專業(yè),共8個問題,其中

軌道專業(yè)2個,路基專業(yè)1個,橋涵專業(yè)5個。工管中心組織了

專題研究,形成了專家意見,并以技委[2005]13號、工管

[2006]49、72號文進行了回復。為便于理解和應用,對這些問題

按專業(yè)進行了匯總。

1.1線路軌道工程

1.1.1曲線地段軌道超高設置

(1)中鐵十七局-博格-鐵三院聯(lián)合體意見

聯(lián)合體認為:考慮到今后一段時間行車速度主要是在

200km/h和300km/h之間,建議曲線半徑5500m時采用165mm的

超高。

中鐵十七局-博格-鐵三院聯(lián)合體超高設置方案

速度曲線半徑均衡超高實設超高過、欠超高過、欠超高[h』/

V(km/h)R(m)h0(mm)h(mm)hg/h(t(mm)[hq](mm)

35055002631659880

30055001931652880

200550086165-7980

35080001811206180

30080001331201380

200800059120-6180

35090001611006180

30090001181001880

200900052100-4880

(2)外方(SYSTRA公司)咨詢意見

速度曲線半徑均衡超高實設超高過、欠超高過、欠超高[hg]/

V(km/h)R(m)h0(mm)h(mm)hg/hq(mm)[hq](mm)

35055002631709380

30055001931652880

200550086165-8480

外方咨詢認為:假如今后一段時間內行車速度主要在

30Okm/h到35Okm/h之間,則建議在5500m曲線半徑下,選擇170mm

的超高。

(3)工程技術咨詢研討會專家意見

10月28日工程技術咨詢研討會認為:考慮到京津線以

300km/h的動車組為主,同時兼顧200km/h上線車及今后速度提

高到350km/h,各方一致同意曲線地段軌道超高設置為:曲線半

徑5500m超高為165mm,曲線半徑8000m超高為120mm,曲線半徑

9000m超高為100mm。

(4)工管中心回復意見

同意按300km/h運行速度為主進行曲線地段軌道超高設

計,曲線半徑5500m超高為165mm,曲線半徑8000m超高為

120mm,曲線半徑9000m超高為100mm。

1.1.2軌道扣件選擇與無縫線路斷縫取值

(1)設計情況

鋼軌:時速350km/h客運專線60kg/m鋼軌;

最高軌溫7L*=+60.6℃;

最低軌溫7;片-27.4℃;

設計鎖定軌溫北=28±5℃;

動輪載:300kN;

扣件縱向阻力7?8kN/(m?軌),橋上扣件采用無擋肩型小

阻力扣件;

鋼軌斷縫允許值[入]=10cmo

(2)規(guī)范規(guī)定

主要設計依據(jù)是《京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定》,對鋼軌斷

縫允許值的規(guī)定為:“鋼軌斷縫值可取7cm;對于采用小阻力扣件

的無硅軌道,當檢算斷縫值不能滿足上述要求時,鋼軌斷縫值可

適當加大,但不得超過10cm。"

(3)中方(鐵科院)咨詢意見

①若橋上線路縱向阻力由7?8kN/(m?軌)增加到12kN/

(m?軌),則無縫線路作用于墩臺的縱向力約增加40%,由此帶

來的影響有:修改橋墩的最小縱向剛度限值,墩臺截面顯著增大,

橋墩配筋率顯著增加,墩臺基礎加固,橋梁工程投資增加;

②橋上扣件阻力減小,對墩臺和軌道受力有利;

③從運營實踐來看,橋上發(fā)生鋼軌斷縫的機率很小,恰巧出

現(xiàn)近30年最低軌溫時發(fā)生鋼軌折斷的機率更小,我國僅發(fā)生的兩

次大跨橋上鋼軌折斷值分別為5.16cm,2.07cm,遠小于檢算值

10cm。所以,用近30年最低軌溫檢算斷縫,已有很大的安全儲備

量;

④從試驗來看,環(huán)形線列車以85km/h的速度通過13.8cm的

斷縫時,6項決定行車安全的軌道參數(shù)均滿足要求;

⑤《京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定》歷經(jīng)2年研究、編寫和反

復討論,并請德、法、日三家公司咨詢,最后修改定稿,已正式

發(fā)布,應作為我國修建高速客運專線的主要設計依據(jù)。

(4)外方(SYSTRA公司)咨詢意見

“建議采用釋放溫度為23±5C時最小摩擦力12kN/m/rail

的扣件”。理由:

①對于鋼軌斷縫允許值[入],考慮到安全因素,這個值必須

限制在7cm,日本和中國臺灣的高速鐵路規(guī)章也這樣規(guī)定的,能

夠獲得較滿意的安全性指標;

②取[入]=7cm,則扣件縱向阻力為:

E?A?(a?AT)2/入=12kN/(m?軌)

③通過計算,當設計鎖定軌溫為28±5。時,允許伸縮的最

大長度為86m,若橋跨超過此值,就需要考慮設置伸縮調節(jié)器,

而設計鎖定軌溫為23±5℃時,允許伸縮的最大長度可達108m。

(5)專家意見

9月29日京津公司組織的專家論證會認為:

①無喳軌道上使用扣件類型和扣件參數(shù)應盡快明確,建議采

用無擋肩扣件;

②橋上無縫線路設計,歷年(近30年內)最低軌溫下鋼軌

折斷的允許斷縫采用100mm,設計鎖定軌溫:無硅軌道上限為

30℃、下限20C;有硅軌道上限為32C、下限22C??奂v向

阻力:無硅橋采用7.5kN/(m?軌),有硅橋采用8kN/(m?軌)。

(6)部與博格公司就無硅軌道技術引進談判成功后,決定在

京津全線采用博格板式無硅軌道,扣件采用vossloh扣件。

Vossloh扣件是有擋肩型大阻力扣件,能保證鋼軌斷縫值限制在

7cm。

(7)工管中心回復意見

按部已明確的扣件進行軌道設計,無縫線路斷縫值取

7cm。

1.2路基工程

1.2.1樁網(wǎng)結構

(1)設計情況

鐵三院按初步設計審查意見進行的施工圖設計,地基處理采

用CFG樁與一層土工格柵和一層土工格室組成的樁網(wǎng)結構,樁頂

設置碎石墊層,墊層內夾鋪一層抗拉強度為100kN/m的帶凸點雙

向鋼塑土工格柵和一層GC-1OO-400土工格室。但目前我國沒有成

熟的計算樁網(wǎng)結構的理論和方法。

(2)博格公司意見

可以采用土工格柵,但不能用土工格室。其原因:

①土工格室孔網(wǎng)較大,受力變形后孔內填料遺漏,將使格室

變形超出標準要求;

②格室的焊點強度僅10kN/m,無法滿足結構要求;

③目前還沒有土工格室在類似結構中成功運用的范例,而

CFG樁與土工格柵形成的樁網(wǎng)結構形式曾在德國柏林一漢堡高速

鐵路上成功運用(有喳,時速250km/h,已運營約5年),對本工

程具有借鑒作用,在試驗段地基處理工程中可以采用土工格柵結

構。同樣,CFG樁與鋼筋混凝土板組成的樁板結構形式,可以滿

足本工程要求。

(3)聯(lián)合體中方意見

CFG樁與土工格柵形成的樁網(wǎng)結構形式在本工程中不適用,

其原因:

①國內常規(guī)材料的強度達不到設計要求,按德國EBGEO方法

計算,設計要求士工格柵的材料強度應達到400?600kN/m,而國

內廠家生產(chǎn)的土工格柵材料強度均不超過150kN/m,無法滿足設

計要求;

②進口土工格柵可滿足工程需要,但價格昂貴;

③經(jīng)調查,國內廠家也具有滿足設計強度要求土工格柵的研

發(fā)能力,但研發(fā)時間需要約半年時間,無法滿足工程的工期要求,

且因小批量供應,研發(fā)費用將直接轉入材料,價格昂貴。

鐵三院認為土工格室符合初步設計審查意見,但博格公司提

出的CFG樁與鋼筋混凝土板組成的樁板結構形式與初步設計審查

意見不符。土工格室應用于軟弱地基處理工程實例較多,應用于

剛性樁頂尚屬首次,雖然目前尚未有成熟設計理論,在試驗段沉

降控制中應用可積累相關經(jīng)驗。

(4)中外咨詢聯(lián)合體意見

建議采用樁板結構形式,不同意采用任何CFG樁網(wǎng)結構形式。

原因是CFG樁網(wǎng)結構沒有成熟的計算方法和應用于高速鐵路無硅

軌道的經(jīng)驗,如采用風險較大。

(5)京津城際公司意見

采用樁板結構。

(6)專家意見

①目前我國沒有成熟的計算樁網(wǎng)結構的理論和方法。根據(jù)德

方提供的資料使用德國EBGEO計算方法,專家認為比較可行,可

供設計參考;

②根據(jù)德國EBGEO方法計算,要求京津試驗段樁網(wǎng)結構中的

土工格柵抗拉強度為400~600KN/m;

③采用土工格室一樁網(wǎng)結構目前國內外沒有成熟的計算方

法,中方建議在試驗段用原設計方案和EBGEO方法進行工程對比

試驗,研究和總結理論計算方法。外方對此認為沒有成熟的計算

方法,采用風險較大,不同意在正線做試驗。

(7)工管中心回復意見

考慮到京津城際鐵路工期十分緊張,同意在速度目標值

300km/h地段采用樁板結構。

1.3橋梁

1.3.1抗震力計算

(1)設計情況

在施工圖設計中,橋墩地震力計算依據(jù)是《鐵路工程抗震設

計規(guī)范》(GBJ111-87)

(2)外方(SYSTRA公司)咨詢意見

①國標GBJ111-87沒有考慮塑性區(qū),結構在地震條件下的

表現(xiàn)僅考慮了彈性區(qū),無法確定結構首先塑性變形的部分。國標

GBJ111-87中采用的地震力計算公式得出的地震力過低,使用國

際方法計算的地震值是國標的3至5倍(縱向3.8倍、橫向5.77

倍),法國SYSTRA公司認為國標GBJ111-87不足以進行安全的抗

震設計。

②正在報批的新抗震規(guī)范(報批稿)與國標GBJ111-87相

比,體現(xiàn)了其進步性,但仍需進行調整,以便和國際規(guī)范相一致。

以永定新河特大橋276號墩(7度地震)為例,按國際規(guī)范和新

抗震規(guī)范(報批稿)計算結果對比如下:

縱向地震力:采用歐洲標準的計算結果為1338KN,采用新抗

震規(guī)范(報批稿)的計算結果為1240KN,歐洲標準下的縱向地震

力是新抗震規(guī)范(報批稿)的L08倍;

橫向地震力:采用歐洲標準的計算結果為2939KN,采用新抗

震規(guī)范(報批稿)的計算結果為1769KN,歐洲標準下的橫向地震

力是新抗震規(guī)范(報批稿)的L66倍。

以下是墩柱底部所需的縱向鋼筋和樁基內所需的縱向鋼筋

的對比:

墩柱底部所需的縱向鋼筋對比(276號墩)

墩柱底部縱向鋼筋的百分比

歐洲標準0.2

新規(guī)范0.5

國標GBJ111-870.3

博格0.3

樁基內所需的縱向鋼筋對比(276號墩)

墩柱底部縱向鋼筋的百分比長度m

歐洲標準>1.525

新規(guī)范0.525

國標GBJ1H-870.525

博格0.935

③結論

橋墩縱向鋼筋和樁基承載能力滿足要求,但樁基鋼筋數(shù)量不

夠,建議采用歐洲標準(墩配筋率0.2%,樁配筋率1.5%),以確

保設計既安全又經(jīng)濟。

(3)專家意見

2005年9月29日專家論證會認為:關于地震力的計算和下

部結構的配筋布置,按GBJ111-87抗震規(guī)范的設計與按歐洲規(guī)范

的咨詢結果有較大差別,而新抗震規(guī)范有較大改進,已報建設部

審批。建議在本工程中采用新抗震規(guī)范(報批稿)。

(4)鐵三院按照新抗震規(guī)范(報批稿)設計情況

按照新抗震規(guī)范(報批稿),7度地區(qū)墩身配筋率為0.25%,

樁基配筋率為1.2%;8度地區(qū)墩身配筋率為0.38%,樁基配筋率為

1.3%。增加費用(常規(guī)梁跨)4億左右。

(5)工管中心回復意見

新抗震規(guī)范已頒布,未施工工程應按規(guī)范檢算修改。

1.3.2制動力和牽引力

(1)設計情況

按《京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定》,橋上列車制動力或牽引

力按ZK豎向荷載的10%計算。雙線橋采用一線的制動力或牽引力。

(2)外方(SYSTRA公司)咨詢意見

根據(jù)歐洲規(guī)范,制動和加速力是ZK豎向荷載的25%,適用于

雙線。法國SYSTRA公司堅持以下幾點:

①建議采用雙線的制動和加速荷載,原因是在同一條鐵路線

上有一列車加速且另一列制動是經(jīng)常發(fā)生的情況(如列車出站時

或在有坡度的線路上);

②應該確定線路上運行的列車軸的類型和荷載。列車荷載的

25%應該低于ZK豎向荷載的10%;

③任何比上述實際列車重的列車在沒有經(jīng)過驗證前不得在

軌道上運行。此限制尤其針對軌道上運行的工程用車。另外,如

果下一代型號的列車的制動和加速應力更大,可能影響遠期運營。

(3)中方設計意見

考慮到兩列車同時在一孔梁上加速、制動的可能性很小,且

制動力最大出現(xiàn)在即將停車的瞬間。設計認為應該按《京滬高速

鐵路設計暫行規(guī)定》執(zhí)行。

(4)專家意見

2005年9月29日專家論證會認為,制動力和牽引力建議按

現(xiàn)行中國有關規(guī)范執(zhí)行。

(5)工管中心回復意見

原則同意按《京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定》進行制動力和

牽引力的取值。

1.3.3承臺及樁的鋼筋布置

(1)設計情況

施工圖設計承臺配筋采用上下各一層鋼筋網(wǎng)布置,樁基采用

12根中20mm的Q235光鋼筋。

(2)外方(SYSTRA公司)咨詢意見

樁的設計符合中國規(guī)范要求,但設計采用的制動-加速應力

和地震應力不符合國外標準。

建議設計參考必要的國外樁基最小配筋率標準(〉1.5%)。

(3)中方設計意見

樁基配筋是依據(jù)計算確定的,樁基采用構造配筋,與外方要

求最小配筋率有差別,鋼筋型號也有差別。中方設計認為,樁基

配筋是合理的,承臺滿足剛性角的要求。因此,施工圖配筋是合

理的。

(4)專家意見

2005年10月28日工程技術咨詢研討會專家認為,關于承臺

及樁的配筋布置:為適應抗震要求,橋墩伸入承臺的鋼筋適當加

長;承臺按地震荷載進行檢算;樁頭附近適當提高配箍率。

(5)工管中心回復意見

同意按新抗震規(guī)范和現(xiàn)行橋規(guī)進行承臺和樁的鋼筋設計,并

適當提高樁頭配筋率。

1.3.4鋼軌伸縮調節(jié)器的設置

(1)設計情況與中方設計意見

京津城際多處設計有(60m+100m+60m)的連續(xù)箱梁,設計在

跨中位置設置鋼軌伸縮調節(jié)器。

鋼軌伸縮調節(jié)器設置在連續(xù)梁梁跨中部可極大地減小橋梁

墩臺的附加縱向力,達到技術、經(jīng)濟系統(tǒng)優(yōu)化的目的,理由如下:

①極大地減小墩臺的縱向附加力;

②此方案成功應用于錢塘江二橋、廣深線、秦沈線等工點,

至今運營良好;

③鋼軌伸縮調節(jié)器的設置方案涉及線路縱向阻力、斷縫控

制、不同軌道結構附加應力限值、橋梁墩臺結構設計等諸多因素,

國內具有多年的無縫線路鋪設經(jīng)驗,形成較為成熟的、系統(tǒng)的軌

道和橋梁結構設計理論與標準。

(2)規(guī)范規(guī)定

《京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定》關于鋼軌伸縮調節(jié)器的設置

原則是“鋼軌伸縮調節(jié)器應盡量少用或不用”,對設置位置沒有具

體規(guī)定。

⑶外方(SYSTRA公司)咨詢意見

建議將伸縮縫安置在連續(xù)梁的兩端,因為不易受溫度變化而

引起橋面變形。理由如下:

①伸縮縫遠離軌道的應力最大區(qū)域,可能發(fā)揮不了作用;

②當列車通過時,橋梁中部的伸縮縫將受到橋面縱向和豎向

變形影響,接近固定支座的伸縮縫受變形影響較??;

③如果伸縮縫遠離“固定區(qū)”,可能不易調整;

④9月29日與中方專家討論后,建議將鋼軌伸縮調節(jié)器裝在

固定支座附近或在一個無自動力的橋跨上,以避免伸縮調節(jié)器固

定部分的位移。

(4)博格公司意見

在10月28日工程技術咨詢研討會上,博格公司提出:在由

簡支梁或簡支梁與連續(xù)梁組成的長橋上,在梁面上制作一個跨越

橋梁端縫的連續(xù)承載板,并在承載板上鋪設與路基相同的標準軌

道板(長度為6.5m),并對軌道板進行縱向連接,采取這種設計

可以不設置鋼軌伸縮調節(jié)器。同時,此方案與設置鋼軌伸縮調節(jié)

器的方案相比,對墩臺的支座反力基本沒有變化。

(5)中方(鐵科院)咨詢意見

按不同情況在連續(xù)梁的中跨跨中設置伸縮調節(jié)器是可行的。

理由如下:

①通過理論分析與實測得出:鋼橋梁端伸縮量大(濟南黃河

大橋232m跨度的梁端伸縮量達到21.4~32.9mm),混凝土梁端伸

縮量小(石龍大橋112m跨度的梁端伸縮量僅2.5~3.8mm);

②為補償鋼梁的較大位移,應在梁端設置鋼軌伸縮調節(jié)器;

③聯(lián)長不太長的混凝土連續(xù)梁梁端位移較小,沒必要在梁端

設置鋼軌伸縮調節(jié)器來補償鋼軌的位移量,設置鋼軌伸縮調節(jié)器

的目的是減小作用于墩臺上的無縫線路縱向力;

④在跨中設置雙向鋼軌伸縮調節(jié)器,可使調節(jié)器前后兩個方

向長軌條的伸縮量位移方向相反,作用于墩臺的無縫線路伸縮縱

向力相互抵消,近似為零;

⑤只有在混凝土連續(xù)梁的聯(lián)長很長或困難情況下才在梁的

兩端分別設置雙向鋼軌伸縮調節(jié)器。

(6)專家論證會意見

9月29日京津公司組織的專家論證會認為:在連續(xù)梁的中跨

跨中設置雙向調節(jié)器是可行的。

(7)工程技術咨詢研討會專家意見

10月28日工程技術咨詢研討會認為:關于60m+100m+60m長

橋無硅軌道設計和鋼軌伸縮調節(jié)器的設置,博格公司介紹了設計

方案,與會專家認為其提供數(shù)據(jù)不夠全面,難以對其解決方案進

行評價,建議:

①鐵三院提供本線無硅軌道設計外部邊界條件、60Kg/m鋼軌

參數(shù)及大跨度梁設計參數(shù),博格公司按中方提供的技術條件進行

橋梁上無縫線路設計計算,同時鐵三院及SYSTRA公司針對博格板

式無硅軌道的結構,進行橋梁無喳軌道無縫線路檢算。各方將計

算結果報京津城際公司匯總,適時組織專題論證。

②博格公司盡快將無硅軌道橋梁支座反力提供給鐵三院,以

便與原設計進行對比,進一步檢算橋梁設計。

(8)工管中心回復意見

盡快組織對博格公司提出的(60+100+60)m連續(xù)梁無硅

軌道取消鋼軌伸縮調節(jié)器的設計方案進行技術論證,12月20日

前報部。

1.3.5承臺和橋墩設計問題

(1)博格公司意見

墩身和承臺之間、承臺和樁身之間屬于結構間的連接,根據(jù)

《震規(guī)》分類,應按“設計地震”進行檢算,地震動峰值加速度

取0.15g。承臺六個面均配置鋼筋,以提高整體性和改善承臺因

混凝土水化熱產(chǎn)生的裂縫,墩身鋼筋伸入承臺與承臺底面鋼筋連

接,配筋量為6.8to

(2)設計院意見

墩身和承臺之間、承臺和樁身之間不屬于結構間的連接,《鐵

路工程抗震設計規(guī)范》中界定的橋梁上、下部結構連接指的是支

座、伸縮縫、抗震檔塊、限位裝置等(《震規(guī)》條文說明中的解釋)。

承臺應按照“多遇地震”進行檢算,地震動峰值加速度取0.05g。

承臺頂、底面配置鋼筋,墩身鋼筋伸入承臺的長度按鋼筋混凝土

錨固長度進行設計,錨固長度滿足要求,構造上不要求必須與承

臺底面鋼筋連接,配筋量3.3t。

兩個單位承臺配筋情況對比見圖1:

森)筋含孑立核j

圖1兩個單位承臺配筋情況對比

(3)咨詢單位意見

①關于承臺配筋

鐵三院確認其設計符合京津城際鐵路承臺地震力設計應用

《鐵路工程抗震設計規(guī)范》研討會會議紀要(工管[2006]49號)及

3月22日建設司組織的專家會議意見,滿足現(xiàn)行《鐵路橋涵地基

和基礎設計規(guī)范》,并按照有限元理論進行了檢算。咨詢方SYSTRA

公司認為有限元理論適用結構處于彈性狀態(tài),對于橋梁承臺應按

照國際通用方法雙軸彎曲法和壓拉桿法對承臺底部鋼筋進行檢

算。由于計算方法不同,目前9種簡支梁承臺,SYSTRA公司確認

1、2類(8根61.Oni)承臺設計底部配筋與咨詢方計算配筋量比

較接近,同意1、2類承臺設計,其他承臺應增設底部配筋2至3倍。

承臺配筋對比見下表:

承臺尺11.012.5x12.5x11.0x12.5x

寸x8.08.19.18.08.1

(高度含加Xx4.0mx4.Omx2.5mx5.Om

臺高)3.5m

樁基12巾10巾12612巾11巾

1.0m1.25m1.25m1.0m1.25m

設計31.431.431.431.431.4

平行軌道咨詢65.16189.83869.9

方向差別2.071.942.861.212.23

Asx(cm2/m

增加量2.352.395.310.463.13

)(T)

設計31.431.442439.331.4

垂直軌道咨詢50.955.572.751.290.0

方向差別1.621.771.731.302.87

Asy(cm2/m增加量1.361.962.760.826.27

)(T)

②關于橋墩配筋

鐵三院認為橋墩設計按照鐵路設計規(guī)范進行了設計,滿足

京津城際鐵路承臺地震力設計應用《鐵路工程抗震設計規(guī)范》研

討會會議紀要(工管〔2006〕49號)及3月22日部建設司組織

的專家會議意見。SYSTRA公司認為目前墩身設計雖滿足現(xiàn)有中

國規(guī)范,但其配筋不能夠保證足夠的延性,對于新建高速鐵路,

建議參照國際慣例對現(xiàn)有的混凝土橋墩承臺以上3米范圍內加強

勾筋,將混凝土橋墩底部配筋參照鋼筋混凝土橋墩進行設計,使

得地震作用下橋墩的延性得到保證。對于圓端形橋墩,建議改用

012mm的箍筋每200mm對豎向主筋進行約束,每層中這些勾筋的

水平間距為400mm(每墩約需要增加1噸鋼筋)。橋墩箍筋對比

見下表:

圓端形橋墩配筋率三院歐洲、美國咨詢方建議

縱向配筋率(平行軌道)0.09%1%0.36%

橫向配筋率(垂直軌道)0.08%1%0.22%

(4)研討會主要意見

在3月9日的研討會上,與會人員聽取了博格公司、鐵三院

和鐵科院咨詢聯(lián)合體就京津試驗段橋梁承臺地震力設計應用《鐵

路工程抗震設計規(guī)范》的情況介紹,經(jīng)過充分的討論和交流,形

成下列意見:

①原則同意按照多遇地震進行橋墩抗震檢算。

②考慮到結構整體進入非彈性工作階段后,結構振動特性發(fā)

生了變化,仍按彈性階段計算不盡合理,建議對墩身、承臺、樁

基連接的關鍵部位適當加強,以提高結構的抗震性能。

I.樁頭配筋設計按照抗震規(guī)范的相關要求進行加強。樁頭

兩倍樁徑范圍內箍筋加密,直徑不小于lOnim,間距不大于10cm;

主筋配筋率不小于0.5%。

L墩身的縱向鋼筋伸入到承臺應具有足夠的錨固長度。

III.加臺和承臺可按構造設置護面筋。

(5)工管中心回復意見

按研討會意見執(zhí)行。

2武廣客運專線工程咨詢重大技術問題

武漢至廣州客運專線為新建時速350公里的無硅軌道客運專

線鐵路,建設單位為武廣客運專線有限責任公司,線下工程由鐵

四、二設計院設計。為引進、消化、借鑒國外先進的無罐軌道技

術和經(jīng)驗,武漢工程試驗段由中鐵八局與德國海德坎普公司聯(lián)合

體、新廣州站工程試驗段由中鐵四局與日本海外鐵道聯(lián)合體設計

施工總承包,由鐵四院與德國歐博邁亞公司咨詢聯(lián)合體進行工程

咨詢。在施工圖設計文件的咨詢中,各方進行了溝通與協(xié)商,對

因中外規(guī)范體系不同、設計理念差異等難以達成一致的重大技術

問題,武廣客專公司以武廣工[2005]81、[2006]34.38、79號、

武廣函[2005]78、[2006]80號,廣州新客站工程指揮部以新站指

[2006]3號文上報了工管中心,涉及路基、橋涵和隧道專業(yè),共

27個問題,其中路基專業(yè)13個,橋涵專業(yè)8個,隧道專業(yè)6個。

工管中心組織了專題研究,形成了專家意見,并以技委[2005]15

號、工管[2006]20、50、62、73、81、85號文進行了回復。為便

于理解和應用,對這些問題按專業(yè)進行了匯總。

2.1路基專業(yè)

2.1.1基床換填厚度問題

(1)設計情況:①根據(jù)《客運專線無喳軌道設計指南》,路基

基床厚度為水硬性花層厚(0.3n1)+基床表層(0.4n1)+基床底層厚度

之和不小于3.0m;②路塹根據(jù)不同土質條件確定基床底層換填厚

度,當基床土質條件不能滿足基床底層壓實要求時,應進行換填,

換填厚度沒有明確(高速暫規(guī)為換填厚度不小于1.0m)。

鐵二院:在基床范圍內,對不滿足要求的土體全部換填;

鐵四院:無喳軌道路塹基床底層的換填厚度主要根據(jù)地基土

的性質、狀態(tài)和動荷載影響深度等因素確定:①弱?微風化的硬

質巖基床,應對開挖凹凸不平處以C25的混凝土填平;②軟質巖、

強風化的硬質巖及土質路塹基床(靜力觸探比貫阻Ps>1.8Mpa

或基本承載力o0>0.2Mpa)時,基床表層全部換填級配碎石,表

層以下的換填材料、厚度詳見表1,并滿足相應的壓實標準。

表1客運專線無硬軌道路塹地段基床底層換填厚度表

換填厚

線路等級換填填料適用的路基及地質條件附注

主要指石英砂巖、花

0.5mA.B組填料或改良土強風化硬質巖路塹

崗巖類

200Km/h以軟質巖路塹、土質(不含膨脹土、換填底部設復合土

1.0mA.B組填料或改良土

上無喳軌道紅黏土、極軟巖)路塹工膜

換填底部設復合土

1.5mA.B組填料或改良土膨脹土、紅黏土、極軟巖路塹

工膜

(2)咨詢意見:①無磴軌道路基基床厚度為水硬性球層厚

(一般為0.3m)+基床表層(KG2層,一般為0.4m)+基床底層厚度之

和不小于2.5m或軌頂至基床底層底部厚度不小于3.0m;②當路

塹基床土質條件不能滿足基床底層壓實要求時,均需全部換填。

見圖1、圖2。

BildA12StreckenkategorieP300-Damm-FesteFahrbahn

NeubaudurchgehenderHauptgleise

J,120HN/m?

u

±

?'z5

n〕

es

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w

o-€5

s

p

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?31

clOammaufbau

nmit

grobkornigengemischt**ufeinkbrnigen

Bodenarten

圖1德國300km/h時速高速鐵路無硅軌道路堤標準橫斷面

BildA1.4:StreekenkategoneP300-Emschnitt-FesteFahrbahn

NeubaudurchgehenderHauptgleise

2

EvJ=120MN/m

n?

fe

qa

jo

p

、nnu

qe6J

包J3

5

tnl

Untergrund/Bodenaustausch

...mit

grobkdrnigengemischt-u.feinkbrnigen

Bodenarten

圖2德國300km/h時速高速鐵路無喳軌道路塹標準橫斷面

(3)設計院意見:

結合德鐵300km/h客運專線對基床換填的要求,綜合考慮不

同巖土條件認為,200km/h以上客運專線無喳軌道路塹基床底層

厚度一般情況下(地下水不育時)可按表2進行換填,地下水發(fā)育

時路塹基床底層應全部換填并加強排水處理。

表2客運專線無喳軌道路塹地段基床底層換填厚度表

線路等級換填厚度換填填料適用的路基及地質條件附注

強-弱風化軟質巖、強風

1.0mA.B組填料或改良土設復合土工膜一層

化硬質巖路塹

以一般土質(含全風化巖

200Km/h1.8mA.B組填料或改良土設復合土工膜一層

上無磴軌道層)、極軟巖路塹

膨脹土、紅黏土等特殊巖

2.3mA.B組填料或改良土設復合土工膜一層

土路塹

注:根據(jù)OPB咨詢意見,路塹基床換填底部的復合土工膜在高速列車長期動載作用下,由于地表極少部分水

的下滲和地下毛細水的上升將在復合土工膜上下膜面附近形成積水區(qū),水流很難排出,長期作用下將引起路

基基床病害;鐵四院建議將復合土膜設與基床底層側溝底以上0.2m處,設PVC引排水.

(4)公司意見:同意咨詢意見。

(5)專家意見:同意鐵四院提出的路塹基床底層換填厚度表

2,但對表中劃分應細化,復合土工膜的位置應結合排水考慮。

(6)部批復意見:同意鐵四院提出的路塹基床底層換填厚度,

但對表中劃分應細化,復合土工膜的位置應結合排水考慮。

2.1.2路基工后沉降控制問題

(1)設計情況:

①無硅軌道路基工后沉降量不應大于30mm,不均勻工后沉降

量不應大于20mm/20m。

②橋臺(涵)與路基過渡段、隧道基礎與洞口外路基的工后差

異沉降錯臺不應大于5mmo路橋、路隧過渡段或任意兩段路基沉

降差異造成的折角不應大于1/1000。

③所有土質地基均需進行工后沉降分析,對不滿足工后沉降

控制標準的地基需進行處理,要求路基填筑完成或施加預壓荷載

后,應有6?18個月的沉降觀測和調整期,且必須至少經(jīng)過一個雨季,經(jīng)

工后沉降評估分析滿足要求時方可鋪設無磴軌道。

(2)咨詢意見:由于無硅軌道線路狀態(tài)的只能通過扣件系統(tǒng)

進行調整,因此,與有硅軌道相比對下部基礎變形的要求更為嚴

格。以下為德鐵路基殘余變形量的具體規(guī)定:

①長期運營中路基工后殘余沉降量必須小于等于扣件的調

高量減去5mm;無罐軌道扣件本身最大可調量為20mm(已考慮相關

施工、測量誤差等),無硅軌道路基允許的工后殘余沉降應<15mm。

②如果在路基長度大于20m的線路范圍產(chǎn)生較均勻的軌道下

沉,則路基工后殘余沉降允許達到第①項的2倍,即《30mm,并

且在某一線路區(qū)段上的路基的下沉能按豎曲線Ra>0.4V,2進行圓

順(式中Ra為豎曲線半徑,Ve為線路設計最高速度),允許工后

差異沉降值應<13mm/50mo

③路橋或路隧交界處的差異沉降不應大于5mm,過渡段沉降

造成的路基與橋梁等的折角不應大于1/500。

④對于使路基產(chǎn)生不可預測的殘余變形區(qū)段、地下水位高出

鋼軌頂面以下1.5m的路基區(qū)段均不應鋪設無磴軌道。

⑤對所有土質地基均需進行工后沉降分析,對不滿足工后沉

降控制標準的地基需進行處理,要求路基填筑完成后至少應有6

個月的沉降觀測期,經(jīng)工后沉降評估分析滿足要求時方可鋪設無

硅軌道。

(3)設計院意見:德方提出的路基工后沉降標準充分考慮了

不同地基條件、線路設計條件及軌道結構可調性等實際情況,更

適合于無罐軌道路基設計要求,基本同意按德國標準進行設計。

但對于德方提出的允許工后差異沉降值413mm/50m則應為軌道

結構需要的條件,建議納入施工驗收范圍,過渡段沉降差異造成

的折角改為不應大于1/1000。

(4)公司意見:同意咨詢意見。

(5)專家意見:鑒于我國目前無硅軌道設計指南中路基工后

沉降的標準與德國設計標準基本一致,同意按正式頒布的《客運

專線無磴軌道設計指南》中的標準執(zhí)行。

(6)部批復意見:按正式頒布的《客運專線無硅軌道鐵路設

計指南》(鐵建設函[2005]754號)中的標準執(zhí)行。

2.1.3地基加固處理設計差異問題

(1)設計情況:①CFG樁網(wǎng)復合地基按中國《建筑地基處理

技術規(guī)范》(JGJ79-2002)進行設計與沉降估算;樁上碎石墊層與

土工格柵主要起均布應力與均勻沉降作用,不作為受力結構進行

設計;②堆載預壓土柱高度根據(jù)軌道荷載+列車靜力荷載、路基填

筑高度、地基土(可壓縮層)厚度、性質通過工后沉降估算確定,

用來消除后期荷載產(chǎn)生的沉降,預壓土柱高度一般1?L5m左右。

(2)咨詢意見:①CFG樁網(wǎng)復合地基應按群樁理論進行設計,

拉筋是用來傳遞樁所承載的應力的,應作為受力結構設計,土工

格柵樁間形成的拱形應力重分布作用與薄膜作用(樁與土之間沉

降差異引起土工格柵的應變和張應力),路堤穩(wěn)定性計算還應考慮

路堤沿土工格柵面滑移破壞;②堆載預壓土柱高度應充分考慮動

荷載影響,根據(jù)高速鐵路的動力荷載特征,列車動載和軌道靜載

之和一般不小于50kPa,因此預壓荷載高度不宜小于2.5m。

(3)設計院意見:采用CFG樁進行地基處理,設計樁間距較

小(一般3~5倍樁徑)情況下的房建基礎按復合地基進行設計取

得了成功,設計樁間距較大時可考慮按群樁理論進行設計;堆載

預壓土柱高度應不小于動靜荷載應力之和(同意德方觀點),填土

較高時預壓土柱高度可采用較高的超載預壓高度。

(4)公司意見:同意咨詢意見。

(5)專家意見:①對于CFG樁加筋墊層,采用復合地基理論

設計時,現(xiàn)場應做大直徑的復合地基載荷試驗,以驗證和確定地

基加固后的地基復合模量值。②關于堆載預壓土柱高度,應根據(jù)

具體工點情況并結合施工工期要求具體設計。

(6)部批復意見:①對于CFG樁加筋墊層,采用復合地基理

論設計時,現(xiàn)場應做大直徑的復合地基載荷試驗,以驗證和確定

地基加固后的地基復合模量值。②堆載預壓土柱高度,應根據(jù)具

體工點情況并結合施工工期要求具體設計。

2.1.4無喳軌道路基曲線地段超高問題

(1)設計情況:初步設計鑒定意見(初稿)確定在軌道支持

層(水硬層)中實現(xiàn)。

(2)咨詢意見:為便于施工,無磴軌道路基曲線地段超高粗

調在路基基床表層實現(xiàn)(即在路基防凍層頂部實現(xiàn)),精調在軌道

水硬性混凝土支撐層實現(xiàn),這在德國是通用的方法。

(3)設計院意見:為便于施工,同意按德方咨意見辦理。

(4)公司意見:同意咨詢意見。

(5)專家意見:執(zhí)行部有關規(guī)定。

(6)部批復意見:無磴軌道路基曲線地段超高粗調在路基基

床表層實現(xiàn),精調在軌道水硬性混凝土支撐層實現(xiàn)。

2.1.5路基附屬設施的設置問題

(1)設計情況:按《客運專線無硅軌道設計指南》設計。

(2)咨詢意見:

為避免淺埋過軌鋼管對火車高速運營產(chǎn)生不利的影響(軌道

縱向剛度跳躍引起),根據(jù)德國鐵路規(guī)范一般其埋置深度應不小于

2.5m(以軌枕頂起算)。如果無法滿足上述要求,應分析火車運營

時軌道、路基和鋼管的動力相互作用對機車運營的影響。

對PVC排水管,為了避免因火車運營引起的重復動力荷載產(chǎn)

生疲勞破壞,一般其埋深應大于1.5m。應根據(jù)水文勘察報告提供

的設計水流量Q確定PVC排水管的直徑和縱向坡度。

無論是過軌鋼管還是PVC排水管,必須對預埋管件進行靜力

分析設計并考慮交通荷載。鋪設管道時,應嚴格按預埋管件靜力

分析假定的土類和剛度要求施工,同時在過軌鋼管的頂部構造設

置緩沖彈性板。

(3)設計院意見:

站后相關工程與站前路基專業(yè)的接口問題,如電纜槽設置、

管道過軌設置、集水井設置等應充分考慮列車運行動荷載、地基

與管線間的剛度跳躍(差異)、靜載作用的影響等,鑒于中國在這

些方面還缺乏相應的經(jīng)驗,建議采用德國標準進行設計;但有關

管線在路塹地段埋得太深不利于施工,當埋深在2.5m以內時,目

前還無法計算列車運行動荷載、地基與管線間的剛度跳躍(差異)、

靜載作用等對管道影響作用。

(4)公司意見:同意咨詢意見。

(5)專家意見:路基過軌管道埋深原則,按軌底下不小于

1.5m考慮,具體設計還應考慮過軌管道構造和耐久性。

(6)部批復意見:路基過軌管道埋深原則,按軌底下不小于

1.5m考慮,具體設計還應考慮過軌管道構造和耐久性。

2.1.6邊坡穩(wěn)定性問題

(1)設計情況:①路基邊坡穩(wěn)定通常情況下采用瑞典條分圓

弧法計算,部分特殊邊坡采用有限元法分析法計算邊坡穩(wěn)定安全

系數(shù),路堤荷載按雙線雙荷考慮,一般只計算路基運營期間穩(wěn)定

安全性;②一般情況邊坡坡率根據(jù)《鐵路路基設計規(guī)范》

(TB10001-2005)第27頁和第31頁執(zhí)行,當路基邊坡高度大于20m

時,邊坡坡率應通過穩(wěn)定分析檢算確定,最小穩(wěn)定安全系數(shù)為

1.15~1.25(浸水路基則應大于1.25),高速鐵路邊坡最小穩(wěn)定安

全系數(shù)一般取1.25;③路堤邊坡加筋土工格柵主要作用為防止邊

坡局部溜坍和路基填筑施工管理層,因不加土工格柵的邊坡,其

穩(wěn)定性也滿足設計要求,所以不進行檢算。

(2)咨詢意見:①路基邊坡穩(wěn)定通常情況下采用瑞典條分圓

弧法計算,邊坡穩(wěn)定安全考慮不同工況條件(邊坡施工完成最終階

段LF1、施工階段LF2、考慮地震力影響LF3),采用分項安全系

數(shù)(如永久荷載、活荷載、巖土內摩擦角和內聚力、土工織物等)

進行計算;②對于軟土路基、高路基及路基基底采用土工織物加

固的路基,還應考慮邊坡基底面剪應力破壞安全問題,計算方法

一般為邊坡塊體受到類似庫侖主動土壓力(采用逐點追索圖解法

尋找最不安全的點)為滑動力,基底產(chǎn)生的摩擦力為抗滑力,按極

限平衡法進行計算;作為邊坡施工管理層的路堤邊坡土工格柵應

按邊坡加筋進行檢算。

(3)設計院意見:根據(jù)德鐵規(guī)范,一般情況下德國路基邊坡

坡率較中國緩。路基邊坡穩(wěn)定性計算方法,德國采用的是對各設

計參數(shù)的分項安全系數(shù)法,中國采用的是整體安全系數(shù)法,二者

之間從計算數(shù)值上較難比較。通過代表性工點設計對比發(fā)現(xiàn),采

用瑞典條分圓弧法的計算結果,鐵四院與海德坎普的穩(wěn)定計算結

果基本上都是符合穩(wěn)定要求的。因此,鐵四院認為中國鐵路路基

邊坡坡率設計經(jīng)過50多年幾十條鐵路的實踐驗證,其計算理論是

符合實際要求的,具體到設計工點則應根據(jù)工點地層巖性、地質

構造、風化程度、邊坡浸水、地下水發(fā)育情況等綜合選取合理的

計算參數(shù),確保邊坡安全穩(wěn)定。

(4)公司意見:同意咨詢意見。

(5)專家意見:路堤邊坡穩(wěn)定性檢算,按現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。建

議選取典型工點與德方檢算結果進行對比分析。

(6)部批復意見:路堤邊坡穩(wěn)定性檢算,按現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。

并選取典型工點與德方檢算結果進行對比分析。

2.1.7過渡段問題

(1)設計情況:按《客運專線無喳軌道設計指南》設計。

(2)咨詢意見:在橋橋、橋隧和隧隧過渡段間的短路基(長

度<60面上設置C15混凝土板漸變厚度進行過渡是不經(jīng)濟的,過

渡區(qū)的路基采用級配砂礫石或級配碎石+3?5%水泥進行填筑,其

剛度足以滿足設計要求(具體值尚未提供),并認為過渡段設計的

控制參數(shù)是剛性結構和填土的工后長期沉降差,如果沉降差得以

控制,就可減少剛度變化引起的附加動荷載。對于橋橋、橋隧和

隧隧間長度大于60nl而小于150m路基過渡段則和一般性過渡段設

計要求一致即可。

(3)設計院意見:德方的意見是可行的,建議采用。

(4)公司意見:同意咨詢意見。

(5)專家意見:對于橋橋、橋隧和隧隧間長度小于60nl的短

路基過渡段,在滿足沉降要求的條件下,可將混凝土漸變段改為

摻3-5%水泥的級配碎石填筑。

(6)部批復意見:對于橋橋、橋隧和隧隧間長度小于60nl的

短路基過渡段,在滿足沉降要求的條件下,可將混凝土漸變段改

為摻3-5%水泥的級配碎石填筑。

2.1.8路基工后沉降控制標準執(zhí)行問題

武廣客運專線無喳軌道路基工程工后沉降控制標準,根據(jù)我

國《無硅軌道鐵路設計指南》,路基在無喳軌道鋪設完成后的工后

沉降應滿足扣件調整和線路豎曲線圓順的要求,對于調高量為

30mm的扣件,扣除施工誤差后僅有20mm的可調量,再考慮列車

運行中動荷載影響需要預留5nlm的余量,工后沉降一般不應超過

15mm;沉降比較均勻、長度大于20nl的路基,允許的最大工后沉

降量為30mm,并且調整軌面高程后的豎曲線半徑應能滿足

Rsh>0.4V;o此規(guī)定與德鐵DS836和AKFF相一致。

(1)咨詢意見:施工圖咨詢期間,咨詢聯(lián)合體外方德國歐博邁

亞公司專家認為,鋪設無硅軌道地段路基工后沉降橫斷面設計應

按15mni控制(在德國也是按照這個標準執(zhí)行的),只有當檢算路

基工后沉降《15mm時,才同意對施工圖簽署確認。

(2)設計院意見:設計中一般地段按工后沉降15mm進行控

制,沉降均勻地段若長度大于20nl(如路堤高度相近,基底土層

厚度及性質相近),工后沉降按15?30mm控制。全線路基工后沉

降設計標準執(zhí)行情況見下表:

武廣客運專線路基設計工后沉降標準執(zhí)行情況表

路基總長度按15mm控制的按15~30mm控制

工程分段

(km)路段長(km)的路段長(km)

天興洲工程試驗段8.3086.1032.205

天興洲綜合試驗段20.9606.29114.669

烏龍泉至韶關段323.112257.23965.873

韶關至花都段37.68223.56714.115

合計390.062293.20096.862

(3)專家意見:原則上按《無硅軌道鐵路設計指南》執(zhí)行。設

計中一般應按15mm控制,對設計中出現(xiàn)工后沉降15~30mm的路

段,必須進行整體沉降分析和判斷。

根據(jù)專家意見,武廣線有近100km路基地段工后沉降超過

15mm,要進行整體沉降分析和判斷。

(4)部批復意見:建設、設計、咨詢、施工、監(jiān)理要統(tǒng)一思想,

建立起趨于“零”沉降的理念。原則上按《客運專線無硅軌道鐵

路設計指南》(鐵建設函[2005]754號)第4.1.4條執(zhí)行。設計中

一般應按15mm控制,對設計中出現(xiàn)工后沉降15~30mm的路段,

必須進行整體沉降分析和判斷。

2.1.9地基沉降估算方法與壓縮時間的估算問題

(1)咨詢意見:

1.沉降估算:采用有限元法或Boussinesq附加應力理論分

層總和法進行沉降估算。

2.工后沉降與地基壓縮時間估算:對于飽和土地基與非飽和

土地基,均應按太沙基固結理論進行地基固結時間和工后沉降估

算。經(jīng)2006年3月3日對武漢工程試驗段DK1230附近金謨公路

跨鐵路立交橋鉆探和DK1229+777.03~DK1230+770已開挖路塹進

行現(xiàn)場調查,外方咨詢專家也認為按太沙基固結理論進行地基固

結時間估算可能不太合適,同時指出,目前還沒有非飽和土的工

后沉降以及沉降完成時間的計算方法,只能參考飽和土固結理論

進行工后沉降以及沉降完成時間的估算。

(2)設計院意見:

①沉降估算:采用Boussinesq附加應力理論分層總和法,

考慮地基土的應力歷史進行地基總沉降估算;沉降經(jīng)驗系數(shù)根據(jù)

《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)中的當量模量法進行

選取。

②工后沉降與地基壓縮時間估算:(1)對于飽和土地基,按

太沙基固結理論進行地基固結時間與工后沉降估算;(2)對于非飽

和土地基,根據(jù)《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)中的

經(jīng)驗值進行路基工后沉降和地基土壓縮時間估算,一般認為在路

基填筑完成后放置半年~一年時間內,其地基壓縮性完成60%~

80%。

③鑒于國際土力學研究理論的相對滯后,對于地基土層沉降

變形完成時間分析,理論計算依據(jù)還不是十分充分。在設計階段,

地基總沉降及工后沉降只能參照現(xiàn)有理論及工程經(jīng)驗進行估算分

析。為滿足客運專線無硅軌道工后沉降控制要求,通常采用理論

估算與現(xiàn)場沉降觀測相結合的方法進行分析。因此,路堤填筑完

成后應根據(jù)沉降觀測情況進行綜合分析,推算地基的最終沉降量,

及時調整預壓土放置時間或根據(jù)實測結果采取相應預壓等加固施

措,經(jīng)實測沉降推算分析,路基工后沉降滿足無硅軌道路基工后

沉降設計要時,方可進行預壓士卸載和進行上部無喳軌道結構施

工。

(3)專家意見:原則上同意設計單位意見,地基沉降按分層

總和法計算,對于飽和土地基按太沙基固結理論進行計算,對于

非飽和土地基按《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)進行

計算,復合地基加固下臥層沉降計算時應考慮應力擴散影響。對

于地基土層沉降變形完成時間分析,應采用理論計算與現(xiàn)場觀測

相結合的方法,通過精確的沉降觀測來推算地基的最終沉降量,

以確保路基工后沉降滿足無磴軌道鋪設要求。

(4)部批復意見:原則上同意設計單位意見,地基沉降按分層

總和法計算,對于飽和土地基按太沙基固結理論進行計算,對于

非飽和土地基按《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2002)進行

計算,復合地基加固下臥層沉降計算時應考慮應力擴散影響。對

于地基土層沉降變形完成時間分析,應采用理論計算與現(xiàn)場觀測

相結合的方法,通過精確的沉降觀測來推算地基的最終沉降量,

以確保路基工后沉降滿足無硅軌道鋪設要求。

2.1.10CFG樁復合地基計算與土工格柵受力問題

(1)咨詢意見:

①CFG樁復合地基應按群樁理論進行設計(德鐵在CFG樁設計

時其樁間距一般較大,如某工點CFG樁直徑為0.18m、樁間距為

0.8m,樁徑為0.273m、樁間距為1.6m),由于土工格柵與支撐的

準剛性樁、軟質下層土和路堤之間的相互作用相當復雜且是非線

性的,因此,通過土工合成材料加固的土工建筑物必須按照穩(wěn)定

性(GZ1)和耐用性(GZ2)的極限狀態(tài)進行設計。

當咨詢方采用分層總和法進行CFG樁加固下臥層沉降檢算時

(CFG樁加固范圍內基本不考慮沉降),將路基填土基底應力完全

等效作用于樁底下臥層頂來進行計算。

②在設計中應考慮樁與土之間沉降差異引起土工格柵的應

變和張應力以及溫度、時間、環(huán)境的影響,路堤基礎中使用的土

工格柵還必須考慮路堤發(fā)生水平滑移破壞引起的附加應力。

(2)設計院意見:

①CFG樁沉降分析方法:中國多年實踐經(jīng)驗表明,當CFG樁

設計樁間距為3~5倍樁徑時,房建基礎按復合地基進行設計取得

了成功;在鐵路某軟土地基沉降控制試驗研究中對CFG樁進行現(xiàn)

場實測試驗研究結果表明,采用復合地基進行CFG樁設計與沉降

估算是較為合理的。因此CFG樁復合地基按中國《建筑地基處理

技術規(guī)范》(JGJ79-2002)進行設計與沉降估算是合理的。

②CFG樁頂土工格柵變形受力分析:在鐵路某路基工程試驗

段CFG樁復合地基現(xiàn)場實測結果表明(路基填高4.5m左右),土工

格柵實測拉力隨填土高度、時間增長,呈緩慢增長的趨勢,填土

完成約3個月之后基本穩(wěn)定,最大拉應變2.4%?2.7%,遠小于設

計拉應變10%,設計拉力100KN,實測拉力值約為24?27KN。

根據(jù)外方咨詢專家提供德國某路基工程(填高5m左右)CFG

樁加固地基土工格柵的實測結果,三層土工格柵受力總和約為

30KN,遠小于德方提出的約200KN以上受力。

中德兩國工程實例對CFG樁上的土工格柵實測結果均與德方

提出的理論設計值有較大的差異,因此中方設計單位認為CFG樁

上碎石墊層與土工格柵主要起均布應力與均勻沉降作用,其受力

較小,可不考慮作為受力結構進行設計。

(3)專家意見:CFG樁地基加固處理目前可按復合地基進行

整體穩(wěn)定和沉降設計計算,其上的碎石墊層與土工格柵視為褥墊

層。建議結合工程實踐對土工格柵的受力狀態(tài)進行研究,以完善

相關的設計理論。

(4)部批復意見:CFG樁地基加固處理目前可按復合地基進行

整體穩(wěn)定和沉降設計計算,其上的碎石墊層與土工格柵視為褥墊

層。工程實施中應對土工格柵的受力狀態(tài)進行專題研究,以完善

相關的設計理論。

2.1.11路基面的排水問題

鐵四院設計的路基采用武廣全線的標準斷面,路基頂面雨

水通過漫流和少量滲入電纜槽后,通過在電纜槽底部沿縱向每

隔1H1設橫向泄水孔排水,匯集在路肩外側沿縱向設置的截水

槽后,隔一定距離再沿邊坡面橫向集中排出。

(1)日方審查意見:

由于在日本發(fā)生過電纜槽排水失效造成路基病害的情況,

且電纜槽長期積水對電纜接頭等有

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