[发明专利]紧邻无砟铁路抗隆起帮宽路基结构、路基系统及设计方法

说明书

本发明涉及岩土工程领域，特别是一种紧邻无砟铁路抗隆起帮宽路基结构、路基系统及设计方法，其中，路基结构包括顶部敞口设置的容料槽，容料槽的一侧具有倾斜悬臂，且能够与既有无砟轨道路基的边坡相贴合，容料槽底部设置有支撑梁，支撑梁底部连接有加固桩组件，加固桩组件包括加固桩，容料槽内从上至下依次填筑有土质填料层和轻质土层。本发明的一种紧邻无砟铁路抗隆起帮宽路基结构，减少了加固桩组件的上部载荷，在加固桩侧壁的隆起作用力可通过桩体锚固作用回传递至下部地基，其不仅能有效控制路基帮宽结构的隆起变形，还能有效承受结构整体荷载并控制沉降变形；大幅节省了建设用地，而且减少了生态环境破坏。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别是紧邻无砟铁路抗隆起帮宽路基结构、路基系统及设计方法。

背景技术

目前，在新建铁路引入主干线无砟铁路时，不仅要解决路基帮宽建造引发的既有无砟铁路变形控制问题，同时还需解决特殊岩土地段可能引发的新建铁路隆起变形问题。

岩土地基的隆起变形是时下新兴的岩土热点问题，如冻土冻胀、膨胀岩(土)膨胀、红层软质岩上拱、盐渍土(岩)盐胀以及其他因素造成地基上拱均是铁路建设者面临的新型难题，这与高速无砟铁路变形控制要求极其严格有关。地基隆起变形超限不仅会引发既有高速铁路无砟轨道板上拱开裂，也影响着新建铁路在引入段的平顺性及舒适性，故在隆起性岩土地段进行路基帮宽建造，同样需要进行隆起变形控制。另一方面，在局限用地条件下，路堤边坡明显增加用地量，也难以适应高铁工程设计和经济建设需求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术:在隆起性岩土地段进行路基帮宽建造，需要进行隆起变形控制，且路堤边坡明显增加用地量的问题，提供紧邻无砟铁路抗隆起帮宽路基结构、路基系统及设计方法，不仅能有效控制路基帮宽结构的隆起变形，还能有效承受结构整体荷载并控制沉降变形；节省了建设用地，减少生态环境破坏。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种紧邻无砟铁路抗隆起帮宽路基结构，包括顶部敞口设置的容料槽，所述容料槽的沿横向一端为倾斜悬臂，所述倾斜悬臂能够与既有无砟轨道路基的边坡相贴合，所述容料槽底部设置有若干根用于支撑所述容料槽的支撑梁，所有所述支撑梁沿所述容料槽长度方向间隔布置，所述支撑梁底部连接有加固桩组件，所述加固桩组件包括若干根加固桩，所有所述加固桩沿所述支撑梁长度方向间隔布置，所述容料槽内从上至下依次填筑有土质填料层和轻质土层，相邻所述支撑梁之间的容料槽与地基之间具有空隙，所述土质填料层远离所述倾斜悬臂的一侧厚度大于靠近所述倾斜悬臂一侧的厚度。

土质填料层由土质材料填充而成，轻质土层由轻质土填充而成。

本发明所述的一种紧邻无砟铁路抗隆起帮宽路基结构，顶部敞口设置的容料槽用于放置从上至下依次设置有土质填料层和轻质土层，所述容料槽的一侧具有倾斜悬臂，且能够与既有无砟轨道路基的边坡相贴合，以作为帮宽路基结构的主体，而轻质土层由轻质土填充而成，从而减少了加固桩组件的上部载荷，避免因加固桩组件上部载荷过大，导致显著增大加固桩桩长的情况发生；而在轻质土层上部的土质填料层由土质材料填充而成，用于消散列车动应力，防止频繁列车荷载作用导致下部轻质土层中填筑的轻质土出现裂化。

所述土质填料层远离所述倾斜悬臂的一侧厚度大于靠近所述倾斜悬臂一侧的厚度，以确保容料槽重心位于支撑梁中心附近，避免容料槽产生较大的偏心作用，导致下部加固桩承受较大的偏心力。

而设置于所述容料槽底部的沿所述容料槽长度方向间隔布置的支撑梁，支撑梁用于将容料槽荷载传递至地基或加固桩(取决支撑梁相对于地基表面的位置)，以及将作用于支撑梁底部的隆起作用力传递至加固桩，同时相邻所述支撑梁之间的容料槽与地基面处于悬空状态，从而避免了地基隆起作用力直接作用在容料槽底部。其相比较现有的桩板结构：整个结构变形容易控制，而且工程投资小；