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路基與橋梁的連接在軌下結構連接中較為典型,在路橋連接處,由于路基與橋梁的剛度差異顯著,必將引起列車通過時軌面位移的響應不一致。同時,路基與橋臺的沉降也不均勻,在橋路過渡點附近極易產生變形差而導致軌面發(fā)生彎折。當列車高速通過時,車輛與線路相互動力作用加劇,加速線路狀態(tài)的惡化,增加線路的養(yǎng)護維修費用,嚴重時甚至危及行車安全。在路橋間設置一定長度的過渡段,可使軌道剛度逐漸變化,并.大限度地減小路橋間的變形差,以達到保證列車安全、平穩(wěn)、舒適運行的目的。
列車通過路橋過渡段時的軌面位移響應
路橋過渡段的處理應包含兩個方面的內容:
(1)受列車荷載影響較大范圍內(基床以上部分)線路結構抵抗動載變形的能力,即軌道剛度的平順過渡和多次重復荷載作用下累積沉降不均勻的控制問題;
(2)剛性橋臺與柔性路基間工后沉降差引起軌面彎折變形的限值問題。
路橋過渡段的處理應包含兩個方面的內容:
(1)受列車荷載影響較大范圍內(基床以上部分)線路結構抵抗動載變形的能力,即軌道剛度的平順過渡和多次重復荷載作用下累積沉降不均勻的控制問題;
(2)剛性橋臺與柔性路基間工后沉降差引起軌面彎折變形的限值問題。
路橋過渡段的路基處理方法屬于路基內容,這里僅介紹為了保持軌道結構的剛度和穩(wěn)定性而做的軌道方面的常用處理方法。
1.在過渡段較軟一側增大軌道豎向剛度
該類處理方法的主要目的是通過提高軌道豎向剛度來減小路橋間的軌道剛度變化率,但不能解決由路橋間沉降差引起的軌面彎折問題,具體處理方法有在過渡段范圍內調整軌枕長度和間距來提高軌道剛度,通過使用逐步增長的超長軌枕和減小軌枕間距可實現(xiàn)軌道剛度的逐步過渡。使用這一方法要與線路養(yǎng)護維修方法相協(xié)調,如軌枕間距太小,影響大型線路養(yǎng)路機械的作業(yè)。此外,在軌下墊硬膠墊也可以增大軌道總剛度。
2.過渡段較硬一側減小軌道豎向剛度
橋上過渡段軌道的處理方法與路基上過渡段軌道的處理方法相對應。一般在橋上軌道的軌下墊較軟的軌下膠墊;在枕下墊高彈性大膠墊;在橋面上鋪設道砟墊;增加橋上道砟厚度。在具體應用這些方法時,對軌下和枕下膠墊,道砟墊的力學、抗磨損、抗老化等性能需經過分析測試,要注意剛度的合理匹配,以保持軌道結構的動態(tài)穩(wěn)定性。對于橋上或隧道內為無砟軌道結構,則可通過調整軌下墊板的剛度和使用彈性軌枕塊,使軌道剛度與較軟一側軌道剛度相匹配。
3.設置輔助軌提高軌道結構框架剛度
通過增大軌排抗彎模量來增加軌道剛度,德國 ICE 高速鐵路的 Muhlberg 隧道入口處采用了這種方法,其隧道內是板式軌道結構,隧道外為有砟混凝土軌枕線路。過渡段長度約 30m ,由四根附加在軌枕上的鋼軌組成,兩根在運行軌之間,兩根在運行軌外側。