[摘要]随着轨道及道床设计不断发展,轨道交通路堤结构上道床敷设方式逐步由碎石道床向整体道床上铺设无缝线路转变,根据梁轨相互作用的设计思想,对路基挡墙的设计提出了更高的要求。作者通过参加几条城市轨道交通路堤段的设计,总结出城市轨道交通路堤结构的设计特点及地基处理方法为今后设计提供参考经验。

　　前言

　　近年来随着城市轨道的大力发展,地铁线网不断加密,在远离城市中心区及连接城市与郊区的轨道上,路堤及高架结构因为工期短、投资少的特点进入大量建设的时期。城市轨道交通工程与普通铁路的区别主要为行车密度大、使用寿命长及安全可靠度要求高等,运营及安装对路基提出了更高的要求。随着轨道及道床设计不断发展,轨道交通路堤上轨道及道床的铺设方式逐步由碎石道床转为整体道床上铺设无缝线路,根据梁轨相互作用的设计思想,路基顶面由列车动载及轨道结构静载产生的应力并不大,但整体道床路基顶面需提供较大的刚度才能保证整体道床轨道结构的正常使用。因此,路基地基的设计需考虑工后沉降对道床的影响,往往需对道床以下直至基底范围内地基进行特殊处理,以满足整体道床对其下基础的强度及刚度要求。

　　目前国内规范并不适用于轨道无缝线路整体道床路基地基处理的相应设计,有必要寻找一种计算方法为今后大量的轨道地面线设计提供理论参考和设计指导。

　　1 设计特点

　　1.1 无缝线路整体道床对地基的要求

　　轨道工程采用无缝线路整体道床增加行车的舒适度,便于标准化施工和后期养护和维修,同时为保证轨道的平顺,整体道床对下部基础沉降要求十分严格,路基顶面需提供较大的刚度才能保证整体道床轨道结构的正常使用。根据铁道部科学研究院关于无渣轨道的研究报告,钢轨扣件的调高量仅为40mm,基础顶面的竖向变位一般允许取调高量的50%~70%。根据目前已运营的北京地铁十三号线实际观测经验,整体道床的沉降需控制在20mm以下,在设计过程中基础的工后沉降应控制在15mm。

　　1.2 计算实例及分析

　　下面是对北京五号线干~大区间3.75m高挡墙的设计实例。

　　1. 计算模型及地基地质情况

　　2.沉降计算

　　根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》3·2·1条规定土层压缩的总沉降量S可按下式计算:

　　基础埋深0.8m,位于3层,土层基本承载力220kPa,地基压应力为126kPa,计算沉降经验修正

　　系数ms为0.4。基础底标高40.43。沉降量计算见表2。

　　最终沉降量:S=0.4×(0.0118+0.0042+0.0179+0.015+0.0054+0.0026)=0.0228m。大于0.015m的设计允许值。

　　3.分析

　　由此可见虽然地基土的承载力满足设计要求,但压缩沉降超过整体道床的竖向允许值,必须对地基土进行处理,保证基础沉降值满足后期轨道的铺设及运营条件。

　　城市轨道车辆与铁路车辆不同点在于轴重轻、轴间距长和行车密度大,计算换算土柱高度较铁路要低,地基承载力要求不高。而无缝线路整体道床的竖向变形要求地基土必须提供足够的刚度,地基沉降控制是设计中重要指标。

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