新建高鐵對緊鄰運營鐵路路基服役狀態(tài)影響研究.pdf

1、伴隨高速鐵路快速發(fā)展，出現(xiàn)越來越多的新老線并行情況，新建鐵路施工往往導(dǎo)致緊鄰運營路基變形過大而直接影響到緊鄰運營鐵路行車安全，故僅僅考慮路基穩(wěn)定性分析不足以確保安全運營，為此，開展新建高鐵對緊鄰運營鐵路路基服役狀態(tài)研究。本文依托滬寧城際鐵路科研項目，研究通過靜動力現(xiàn)場測試、理論分析、有限元計算與軌檢車資料分析等手段，在新老線緊鄰位置設(shè)置試驗段，開展施工擾動下緊鄰運營路基變形應(yīng)力與動力響應(yīng)測試，從力學(xué)角度計算施工不同階段運營路基內(nèi)部變形與

2、應(yīng)力，數(shù)值分析施工擾動下運營路基服役狀態(tài)與極限狀態(tài)，依據(jù)測試與計算提出并實施工程應(yīng)對措施，建立運營路基狀態(tài)評估體系，研究主要取得了以下成果:
　　(1)針對新建高鐵施工對緊鄰運營鐵路路基擾動影響這一新的問題，提出一套靜、動力相結(jié)合的運營路基安全監(jiān)控方法。靜力測試得到運營鐵路路基最敏感指標(biāo)——路基坡腳水平位移;動力測試獲取路基振動加速度、振動位移等變化分布規(guī)律，分析列車類型、車速對路基的影響，實現(xiàn)了施工擾動下運營路基服役狀態(tài)監(jiān)測。<

3、br>　　(2)針對施工擾動下運營鐵路路基不同區(qū)域應(yīng)力變形等參量變化無法監(jiān)測的問題，基于圓柱形孔擴張理論，考慮路基基坑開挖與地基沉樁，建立了計算鄰近運營路基徑向應(yīng)力與位移的解析公式，并給出了群樁擠土效應(yīng)疊加計算方法。計算結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)相互驗證，實現(xiàn)對運營鐵路路基內(nèi)部變形預(yù)測，可為類似鄰近工程建設(shè)提供理論支撐。
　　(3)采用有限元模型計算分析施工三階段（路基基坑開挖、成樁、路基填筑），得出開挖階段運營路基最危險，并分析列車通過速度

4、的影響;在此基礎(chǔ)上，獲取新建路基基坑長期浸水條件下運營路基穩(wěn)定性變化規(guī)律，振動打樁對緊鄰運營路基動力擾動影響;此外，數(shù)值分析獲取了運營路基振動位移、振動加速度、側(cè)向位移閾值，為測試與計算數(shù)據(jù)提供安全控制標(biāo)準(zhǔn)。完善了施工期間對運營鐵路路基服役狀態(tài)的監(jiān)控與預(yù)警。
　　(4)針對測試與計算發(fā)現(xiàn)的施工擾動導(dǎo)致運營路基存在變形超限與失穩(wěn)的隱患，提出并在工程現(xiàn)場成功實施了地基處理設(shè)計變更和邊坡防護(hù)措施。建議將原CFG樁改成漿固碎石樁與管樁，總

5、結(jié)提出緊鄰既有線靜壓預(yù)應(yīng)力管樁施工工藝，該技術(shù)已申報成為部級工法。工程措施有效的確保了運營鐵路行車安全。
　　(5)針對運營鐵路路基狀態(tài)評估影響因素復(fù)雜、尚未有權(quán)威機構(gòu)和研究報道建立路基狀態(tài)評估體系的現(xiàn)狀，基于灰色理論與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理，建立運營路基狀態(tài)評估模型，模型以路基變形應(yīng)力數(shù)據(jù)（測試試驗）、TQI（軌檢車分析）、穩(wěn)定性（理論計算）為評價指標(biāo)，采用灰色聚類法進(jìn)行指標(biāo)歸一化處理，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)減小分配權(quán)重過程誤差，實現(xiàn)多指標(biāo)影響下運