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置試驗段，開展施工擾動下緊鄰運營路基變形應力與動力響應測試，從力學角度計算施工不同階段運營路基內部變形與

2、應力，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)，依據測試與計算提出并實施工程應對措施，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——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力與位移的解析公式，并給出了群樁擠土效應疊加計算方法。計算結果與試驗數(shù)據相互驗證，實現(xiàn)對運營鐵路路基內部變形預測，可為類似鄰近工程建設提供理論支撐。
　　(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、側向位移閾值，為測試與計算數(shù)據提供安全控制標準。完善了施工期間對運營鐵路路基服役狀態(tài)的監(jiān)控與預警。
　　(4)針對測試與計算發(fā)現(xiàn)的施工擾動導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計變更和邊坡防護措施。建議將原CFG樁改成漿固碎石樁與管樁，總

5、結提出緊鄰既有線靜壓預應力管樁施工工藝，該技術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)評估影響因素復雜、尚未有權威機構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網絡原理，建立運營路基狀態(tài)評估模型，模型以路基變形應力數(shù)據（測試試驗）、TQI（軌檢車分析）、穩(wěn)定性（理論計算）為評價指標，采用灰色聚類法進行指標歸一化處理，BP神經網絡減小分配權重過程誤差，實現(xiàn)多指標影響下運