京沪高速铁路(磁悬浮) 在液化和软土路段的基础型式 .docx

工程建筑学相关资料ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION 工程建筑学相关资料 ENGINEERING ARCHITECTURE RELATED INFORMATION PAGE PAGE 1 京沪高速铁路(磁悬浮) 在液化和软土路段的基础型式  摘　要:介绍了京沪高速铁路和磁悬浮对路基、桥梁变形的控制标准，提出了其在软化路段的基础型式。关键词:高速铁路;磁悬浮;液化;软土;基础型式　　京沪高速铁路(磁悬浮) 线路[1 ] 跨越7 个省市，行经河北、山东、安徽、江苏4 省， 联系北京、天津、上海3 个直辖市， 全长约1308km ， 设计速度初定为350kmΠh。若初期高速列车的最高速度达到250kmΠh ， 则旅行速度可达200kmΠh 左右，全线运行时间可缩短到6. 5～7. 0h 。经过大量的资料查询和调研，京沪线路途径地区的工程地质条件复杂，要穿越几种不同的地质条件地区，将遇到下述地层: ① 一般粘性土、砂土:主要分布在北京、天津、河北、安徽、江苏境内，其工程性质与生成条件、环境条件有关; ② 湿陷性黄土:主要分布在山东境内，一般为非自重湿陷性黄土，厚度10～16m ， 湿陷性黄土厚5～10m ， 湿陷性弱，湿陷等级多为Ⅰ～ Ⅱ 级; ③ 可液化土:天津、徐州、南京等地区的饱和粉、细砂和粉土。大多数液化土层埋深在15m 以内(局部深达20m) ，其厚度以2～ 8m 居多，液化等级以中等和严重液化为主。南京砂中含有片状颗粒，若采用常用的含有粒状石英颗粒砂的判别方法，有可能高估其抗液化能力[2 ] 。因此，对含有片状颗粒的南京砂的液化特性宜进行专门研究; ④ 出露岩石:局部少量地区有岩石出露。如在蚌埠附近的丘陵地区有花岗岩、灰岩、安山岩等岩石出露; ⑤ 软土:主要在江苏、上海地区和其它河口三角洲、湖盆地周围分布， 类别多为淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土，也有淤泥质混砂层存在，地下水位埋藏较浅。　　 由于还没有最终确定京沪线是采用高速轮轨还是磁悬浮方案，本文仅根据高速轮轨和磁悬浮对变形的不同要求，分别提出针对液化和软土地段的基础型式。1 　京沪高速铁路和磁悬浮对路基、桥梁变形控制标准1. 1. 1 　京沪高速铁路路基、桥梁变形控制标准　　 《京沪高速铁路线桥隧站设计暂行规定》(以下简称“ 暂规”) 对路基的工后沉降提出了严格的要求， 明确规定工后沉降< 10cm ， 沉降速率< 3cm/ 年的双重控制指标。1. 1. 2 　桥梁控制标准(1) 梁体竖向挠度。① 跨度L ≤80m 的梁部结构，在ZK 列车静、活载作用下，梁体的竖向挠度不应大于表1 所列数值。　　② 跨度L > 80m 的梁部结构，在ZK 列车静、活载作用下，梁体的竖向挠度不应大于梁体计算跨度的1/ 1000 ; 梁端折角应① 国家高技术研究发展计划(863) 资助课题≤2. 0 ‰ 。(2) 在列车摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，梁体的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/ 4000 。(3) 桥上轨道面相对变位。列车活载作用下，因桥梁结构及地基变形、变位引起的桥上轨道面的不同变位量(折角和错位) 应小于表2 数值。当为道碴桥面时，一般可不进行错位验算。表1 　梁体的竖向挠度限值(4) 墩台基础沉降。墩台基础的沉降应按恒载计算。对于外部静定结构，其总沉降量与墩台施工期间沉降量之差不应超过下列容许值: ① 墩台均匀沉降量≤50mm ; ② 相邻墩台沉降量之差≤20mm 。对于外部超静定结构，其相邻墩台均匀沉降量之差的容许值，应根据沉降时结构产生的附加应力的影响而定。1. 2 　磁悬浮沉降控制标准　　 磁悬浮铁路对沉降的要求比高速轮轨铁路严格得多，如按每30m 一个支墩计算，每2 座桥梁间的最大偏差只允许有2mm ， 对支墩的允许最大临时性沉降和最大永久性沉降要求很高。根据德国标准，若采用31m 长的梁，纵向弹性变形≤3. 5mm ， 横向弹性变形≤40mm ， 横向塑性变形≤5. 2mm ， 竖向弹塑性变形梁端≤ 5. 2mm ， 竖向弹塑性变形梁跨中≤6. 9mm 。2 　高速铁路基础型式2. 1 　高速铁路在液化路段的基础型式2. 1. 1　路基变形控制标准　　 与磁悬浮相比，高速铁路对路基的变形要求不是太高，因此， 可选择下述三种处理方法，相应的基础型式有: ①与采用桩墩等穿越可液化土层相应的基础型式; ②与采用加密等地基处理方法全部消除可液化土层相应的基础型式; ③与采取部分消除液化方法相对应的基础型式。(1) 穿越可液化土层的基础型式 桩墩基础。　　 用预制桩或灌注桩(墩) 穿过可液化层，其桩墩端全断面进入液化深度以下非液化稳定土层一定长度，对风化岩石、碎石土