摘要：为解决高速铁路路基上拱导致轨道平顺性差、路基结构受力不均而引起列车运营不安全的问题,依托某高速铁路站场上拱路段整治工程,分析了上拱病害成因并提出增设桩板结构加固的整治方法。采用路基膨胀等效理论,开展室内土样膨胀试验与数值模拟,推导了路基在湿度场下膨胀关系式。结合路基膨胀关系,建立了路基上拱数值模型,对比分析了通过增设桩板结构整治前后钢轨、路基结构形变、应力分布以及桩板结构服役状态。最后,对现场上拱路段整治前后轨道形位进行了静态轨检。研究结果表明:经检测,该上拱路基基床土样存在钙矾石和硅灰石膏等反应膨胀物质而其余膨胀性物质未超限,推断路基上拱成因为硫酸盐和基床内水泥发生反应,造成体积膨胀;基于路基膨胀等效理论,发现上拱路基土样含水率变化对数与等效温度膨胀系数呈线性关系,并拟合得到了其函数关系式;经数值分析,增设桩板结构整治前后路基上拱段钢轨竖向位移由14mm降低至4mm,横向位移由4.6mm降低至0.7mm,应力峰值降低57.7%。桩板结构加入后能有效地承担基床膨胀力,降低了上拱引起的基床位移与应力峰值。桩板结构应力峰值均在结构承载设计范围内,结构设计安全;经轨检,增设桩板结构前后轨检上拱数据与模拟设计计算结果一致,整治效果较为显著,达到了轨道精调至相关验收规范以内的要求。研究结果可为路基上拱病害整治和保障高铁安全运营提供参考。

摘要：为了明确桩板结构桩-板-土体相互作用机制,基于推导的相似理论,制作了桩板结构在2种跨度、有无板下土体支承等不同条件下的竖向分级加载试验和水平加载试验,系统研究了桩板结构桩-板-土相互作用力学特性。初步得出以下结论:(1)板-土相互作用对桩板结构的受力影响明显。当不考虑板下土体支承作用时,板的位移、应力、桩的受力、板-土接触压力等都会明显增大,且跨度越大,影响越明显。表明目前在工程设计时不考虑板下土体的支承作用进行设计,偏于保守。因此,建议桩板结构在设计时应考虑板下路基土体的支承作用。(2)在横向荷载作用下,桩-土相互作用明显,其主要作用区域在桩的上部1/2范围内。同时试验表明,板的跨度对桩-土相互作用影响较小,但对板的横向位移影响较大,且桩板结构的跨度越大,在横向力作用下,板的弯拉应力也越大。因此,建议在进行桩板结构跨度设计时,应检算横向荷载作用下板的拉应力指标。

摘要：桩板结构路基-无砟轨道结构是一种相对较新的结构。因此,结合变形控制条件对桩板结构的匹配和动力特性进行数值模拟分析是很有意义的。本文通过动力响应包括动变形、动应力和基面加速度等分析,讨论地基处理的范围和深度、桩端持力层的刚度等问题。研究表明,增大桩径和增大桩端持力土层的承载力或刚度均是降低变形的有效措施。根据断面竖向变形的影响范围,通过对承台两侧宽5 m、深10 m范围内的地基进行处理,对于减少变形是有效的。此外,本文提出的桩板结构-无砟轨道路基横断面尺寸可供设计参考。

摘要：研究目的:在西宝高铁项目路基设计过程中多处采用了埋入式桩板结构,为了判定其与桥梁连接处的过渡段的实际工程表现,对这些过渡段进行动力学仿真模拟计算,并将计算结果与一般传统过渡段进行对比分析。希望这种过渡段设计和仿真计算的方法能为今后的高铁路桥过渡段设计工作提供借鉴和参考。研究结论:(1)桩板结构过渡段的车体竖向振动加速度、轮轨竖向力、车轮减载率、基床竖向位移和基床表面应力在动力响应过程中均处于较低水平的平稳变化,没有出现过大的突变,具有更好的稳定性;(2)桩板结构过渡段无论是对列车行驶的安全性、乘客感受的舒适性,还是对路基本体结构的作用等方面都有显著的积极效果;(3)动力学特性仿真计算这种方法对于桩板结构过渡段在设计前期的性能评判有很高的可靠性,可为高速铁路路基过渡段设计方案的选择提供借鉴和参考。

摘要：研究目的:桩板结构是一种新型的地基加固处理技术,其用于高速铁路采空区上方无砟轨道路基尚缺乏成熟工程经验。本文以合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构路基为研究对象,通过现场变形测试试验获取沉降变形数据,研究采空区路基和桩板结构的变形特点与规律。通过本研究,拟探求桩板结构处理采空区路基变形特点与规律,确保工程安全。研究结论:(1)合肥至福州高速铁路上饶五府山车站采空巷道上方桩板结构无砟轨道路基沉降变形控制效果显著,预测工后沉降量仅0. 31 mm,小于5 mm的容许工后沉降量,满足规范要求;(2)采空巷道顶板的变形很小,在1 mm以内;(3)桩板结构加固高速铁路采空巷道上方路基效果很好,可在类似工程中推广。

摘要：桩板结构具有结构简单、受力明确等优点,能够减少材料用量,降低工程造价,在跨越小面积的河流、道路或其他交通设施时,得到广泛使用。莲鹤大道项目与珠肇高铁并行段,设计采用桩板结构桥梁,共计3100m,地质条件复杂,淤泥质软土深厚,梁底距离地面空间受限,现浇梁施工难度大。设计方建议采用贝雷梁+工字钢结构形式支架方案,由于部分梁底距离地面净空不足,该方案向下反开挖最多达3.0m,施工工效低,投入大。本文针对不同净空条件,研究了三种支架结构,满足共线段3.1km桩板结构现浇梁施工,提高了施工工效,降低了施工成本,为后续类似工程提供了参考。

摘要：结合上海—昆明高速铁路某深埋式桩板结构桥隧过渡段动力响应现场试验,建立车辆-轨道-路基耦合振动数值模型,研究深埋式桩板结构路基动力特性,评价其用作桥隧过渡段的过渡性能。研究结果表明:6种测试车型引起过渡区测点振动加速度最大值为3.77 m/s2,测点最大振动加速度随车速增大而增大,最大振动位移与车速没有明显相关性;隧道与桥台测试断面的功率谱密度平均值比过渡段路基的更大,过渡段路基动力响应振动水平比桥台与隧道的更弱;过渡区最大钢轨挠度变化率约为0.149 mm/m,小于控制值0.300 mm/m,表明过渡区轨道结构动力性能良好;行车荷载作用下,桩长越长,桩顶动位移越小,桩板结构的变桩长设计有利于过渡区刚度的平顺过渡。

摘要：通过分析自然环境下膨胀土含水率随深度的变化规律,建立竖向膨胀力与膨胀率、上覆荷载的关系方程,并探讨水平膨胀力的计算方法。开展桩板结构水平膨胀力室内模型试验研究,结合试验结果与已有研究基础,提出膨胀土边坡桩板结构水平膨胀力的“反K形”分布模式。根据桩板结构特点,基于水平膨胀力的“反K形”分布、梯形分布模式推导桩板结构的桩体剪力和弯矩计算公式,并将桩体弯矩计算结果与现场试验结果进行对比。研究结果表明:基于水平膨胀力“反K形”分布得到的桩身内力具有较高的可靠性,验证了桩板结构水平膨胀力“反K形”分布的合理性和有效性。研究成果可为膨胀土边坡桩板结构的工程设计提供借鉴和参考。

摘要：一种新型桩板结构路基首次在上海松江有轨电车工程应用,沿市政道路铺设且与道路基础存在较大结构差异,运营期易产生差异沉降。为研究有轨电车桩板结构路基与道路路基横向差异沉降规律,将有轨电车轨道与道路作为整体研究对象,通过离心模型试验分析路基土应力历史、轨道与道路位置关系以及荷载分布形式对路基横向差异沉降影响规律。试验结果表明:土体应力历史对差异沉降有显著影响;有轨电车桩板结构路基与道路路基沉降均在运营初期发展迅速,运营6个月后沉降速率放缓;地基土的沉降随深度的增加而逐渐减小,桩端下卧层的压缩厚度约为4m;单侧汽车荷载对有轨电车桩板结构偏载作用明显,有轨电车轨道与道路过渡区最大差异沉降率达4.37‰,有轨电车系统横向最大差异沉降率达2.42‰,需要进行必要的过渡处理。

摘要：结合遂渝线无碴轨道桩板结构路基,采用天津(1976年)地震波,基于弹塑性本构关系,建立桩、板和土体的三维实体模型,利用有限元软件ANSYS,对桩板结构路基在地震荷载下的动位移、加速度及竖向应力的动力响应进行数值模拟。分析计算结果可知,在地震荷载下桩板结构路基不同位置处的动位移、加速度响应基本一致,滞后现象不明显;桩底持力层的动位移、加速度幅值略小于其他位置。相对于输入的地震加速度,桩板结构路基响应的加速度幅值被放大,而对应的时刻都滞后于输入的加速度最大值的时刻。在桩截面处的承载板受力不利,所以在桩截面处的板截面需加固处理以满足抗震设计要求。桩的存在对周围土体的动力响应有一定的影响,但总体来说,影响程度很有限。