本發(fā)明涉及鐵路施工技術(shù)領域，具體涉及一種高速鐵路橋隧過渡段道岔梁結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)：

由于山區(qū)高速鐵路曲線半徑大，線形指標高，導致車站選址困難。很多情況下，車站部分置于高架橋上，部分處于路塹范圍內(nèi)，甚至進入隧道范圍。道岔是軌道的薄弱環(huán)節(jié)，列車過岔時將產(chǎn)生較強的動力作用，因此應盡量避免將道岔鋪設在不同結(jié)構(gòu)的過渡段、結(jié)構(gòu)間伸縮縫上。根據(jù)《京滬高速鐵路高架橋車站無縫線路設計原則》(暫行)，高速鐵路橋上無縫道岔的布置應符合下列規(guī)定：(1)應盡可能整組布置在一聯(lián)梁上。(2)轉(zhuǎn)撤器部分、轍叉部分不得跨越兩聯(lián)梁。困難條件下，轉(zhuǎn)撤器部分、轍叉部分可分別設置于一聯(lián)梁上，且應符合下列規(guī)定：尖軌尖端、心軌尖端、心軌跟端都應離開梁端至少18m。尖軌跟端應離開梁端至少40m。(3)小號碼道岔或單渡線都應整組設置在一聯(lián)梁上。

為滿足道岔設置于連續(xù)結(jié)構(gòu)上的技術(shù)要求，目前采用的處理方案多是通過延長橋梁延長度來解決，即開挖山體，然后在路塹及隧道范圍內(nèi)設置橋梁，梁部采用整體結(jié)構(gòu)的連續(xù)梁，形成“挖方中修橋”的現(xiàn)象。特別當橋梁深入隧道后，不得以隧道結(jié)構(gòu)后退形成橋隧相連。采用大開挖設橋，在隧道內(nèi)直接修橋，對隧道的開挖高度較高，導致隧道洞門邊坡防護困難，且較短的明洞緩沖結(jié)構(gòu)無法阻擋山頂?shù)奈r滾石，給高鐵的運營造成極大的安全隱患。采用“挖方中修橋”方案，這樣無疑是增加了鐵路高填深挖帶來的安全風險，同時增大了鐵路投資，因此尋找一種既安全又經(jīng)濟，同時又滿足道岔設置要求的結(jié)構(gòu)顯得十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種無需挖方中修橋，又能設置整體橋面結(jié)構(gòu)，滿足軌道道岔設置要求的高速鐵路橋隧過渡段道岔梁結(jié)構(gòu)及其施工方法。

本發(fā)明一種高速鐵路橋隧過渡段道岔梁結(jié)構(gòu)，其技術(shù)方案是：包括道岔連續(xù)梁和位于道岔連續(xù)梁一端的隧道，所述隧道包括設置于底部基巖上的內(nèi)仰拱，還包括非對稱t構(gòu)段、鉸接結(jié)構(gòu)段和搭接過渡段，所述非對稱t構(gòu)段一端與道岔連續(xù)梁固定連接，另一端與鉸接結(jié)構(gòu)段固定連接，所述搭接過渡段設置于所述內(nèi)仰拱上，所述搭接過渡段端部與所述與鉸接結(jié)構(gòu)段固定連接。

進一步的，所述搭接過渡段包括搭接板、緩沖墊層和拉錨鋼筋，所述內(nèi)仰拱位于緩沖墊層下層，所述搭接板位于緩沖墊層上層，所述拉錨鋼筋沿垂直方向均勻設置在所述搭接過渡段內(nèi)，所述拉錨鋼筋底部穿過緩沖墊層埋置于所述內(nèi)仰拱內(nèi)，所述拉錨鋼筋頂部位于所述搭接板內(nèi)。

進一步的，所述非對稱t構(gòu)段包括向鉸接結(jié)構(gòu)段一端延伸的短懸臂和向道岔連續(xù)梁一端延伸的長懸臂，所述短懸臂的橋面板厚度沿短懸臂延伸方向逐漸減小。

進一步的，所述鉸接結(jié)構(gòu)段包括用于連接非對稱t構(gòu)段和搭接過渡段的混凝土連接板，所述混凝土連接板上表面設有彈性隔離層，所述混凝土連接板內(nèi)沿長度方向垂直均勻設有拉剪箍筋，沿寬度方向垂直均勻設有抗拉鋼筋組，所述抗拉鋼筋組設于所述拉剪箍筋內(nèi)，所述抗拉鋼筋組包括交叉固定的上部抗拉鋼筋和下部抗拉鋼筋，所述上部抗拉鋼筋和下部抗拉鋼筋分別與拉剪箍筋的頂部和底部固定連接。

進一步的，所述抗拉鋼筋組交叉中心距非對稱t構(gòu)段橋墩的距離為1～1.5m。

進一步的，所述抗拉鋼筋組交叉中心對應的混凝土連接板上下端面均設有裂縫控制槽。

進一步的，所述隧道的基巖朝向鉸接結(jié)構(gòu)段的前緣為斜坡面，所述斜坡面由多級臺階構(gòu)成，所述斜坡面上設有回填過渡層，所述回填過渡層的上表面與混凝土連接板下表面之間設有緩沖墊層。

本發(fā)明一種高速鐵路橋隧過渡段道岔梁結(jié)構(gòu)的施工方法，其技術(shù)方案是，包括以下步驟：

步驟1：對樁基橋墩進行施工，并預留道岔連續(xù)梁和非對稱t構(gòu)段墩頂錨固鋼筋，搭設滿堂支架；

步驟2：開挖清理隧道的基巖前緣至新鮮巖層，在新鮮巖層的斜坡面上設置臺階，進行回填過渡層的施工；

步驟3：澆筑道岔連續(xù)梁和非對稱t構(gòu)段，同時開挖隧道，并在隧道的內(nèi)仰拱上沿垂直方向均勻預埋拉錨鋼筋；

步驟4：在內(nèi)仰拱和回填過渡層的表面鋪設緩沖墊層，在非對稱t構(gòu)段端部預埋并綁扎鉸接結(jié)構(gòu)段的抗拉鋼筋組和拉剪箍筋；

步驟5：在拉錨鋼筋上澆筑搭接板，在抗拉鋼筋組和拉剪箍筋上澆筑混凝土連接板，使搭接板、混凝土連接板和非對稱t構(gòu)段形成一個整體，所述混凝土連接板澆筑時在抗拉鋼筋組交叉中心對應的上下端面處預留裂縫控制槽，并在裂縫控制槽內(nèi)填充類聚氨酯彈性材料；

步驟6：在混凝土連接板上鋪設彈性隔離層，拆除滿堂支架，完成施工。

進一步的，所述緩沖墊層由級配碎石和聚氨酯固化材料混合而成。

進一步的，所述搭接板和混凝土連接板均由鋼筋混凝土澆筑而成。

本發(fā)明的有益效果：通過將常規(guī)道岔梁橋面板沿路基深入至隧內(nèi)道仰拱上，形成滿足軌道道岔結(jié)構(gòu)整體性要求的道岔梁結(jié)構(gòu)，解決了山區(qū)高速鐵路高架車站道岔布置難題，同時解決了傳統(tǒng)橋上布設道岔受限時，因“挖方中修橋”或“橋梁頂退隧道”，從而造成鐵路投資增加，安全隱患增多等技術(shù)難題。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，施工操作方便，是一種既安全又經(jīng)濟的新型結(jié)構(gòu)，將進一步提升高速鐵路的技術(shù)性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明主視圖；

圖2為本發(fā)明道岔連續(xù)梁、非對稱t構(gòu)段和鉸接結(jié)構(gòu)段形成的橋梁的俯視圖；

圖3為本發(fā)明搭接過渡段結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明隧道側(cè)視圖；

圖5為本發(fā)明鉸接結(jié)構(gòu)段結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—非對稱t構(gòu)段，2—鉸接結(jié)構(gòu)段，20—混凝土連接板，21a—上部抗拉鋼筋，21b—下部抗拉鋼筋，22—拉剪箍筋，23—裂縫控制槽，24—彈性隔離層，3—搭接板，4—道岔連續(xù)梁，5—拉錨鋼筋，6—緩沖墊層，7—隧道，7a—內(nèi)仰拱，8—回填過渡層，9—基巖，10—軌道結(jié)構(gòu)，11—搭接過渡段。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明：

如圖1和2所示，高速鐵路橋隧過渡段道岔梁結(jié)構(gòu)包括非對稱t構(gòu)段1、鉸接結(jié)構(gòu)段2和搭接過渡段11、道岔連續(xù)梁4，隧道7位于道岔連續(xù)梁4一端，隧道7包括設置于底部基巖9上的內(nèi)仰拱7a，非對稱t構(gòu)段2一端與道岔連續(xù)梁4固定連接，另一端與鉸接結(jié)構(gòu)段2固定連接，搭接過渡段3設置于內(nèi)仰拱7a上，搭接過渡段3端部與鉸接結(jié)構(gòu)段2固定連接。其中，道岔連續(xù)梁4為滿足軌道道岔要求，多為預應力鋼筋混凝土變寬箱梁結(jié)構(gòu)。較優(yōu)化的，采用單箱雙室箱梁，通過調(diào)整室寬改變?nèi)齻€腹板的間距調(diào)整頂板的寬度，使各個受力軌道置于腹板上方，滿足結(jié)構(gòu)強度的要求。非對稱t構(gòu)段1包括向鉸接結(jié)構(gòu)2段一端延伸的短懸臂和向道岔連續(xù)梁4一端延伸的長懸臂，短懸臂的橋面板厚度沿短懸臂延伸方向逐漸減小，長懸臂側(cè)跨度在荷載作用的下?lián)弦鸬亩虘冶蹅?cè)理論鉸中心的上翹起不大于0.75mm。

如圖3和4所示，搭接過渡段11包括搭接板3、緩沖墊層6和拉錨鋼筋5。內(nèi)仰拱7a位于緩沖墊層6下層，搭接板3位于緩沖墊層6上層，錨鋼筋5沿垂直方向均勻設置在搭接過渡段11內(nèi)，拉錨鋼筋5底部穿過緩沖墊層6埋置于內(nèi)仰拱7a內(nèi)，拉錨鋼筋5頂部位于搭接板3內(nèi)。搭接板3為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通過將橋面板結(jié)構(gòu)沿基巖面延伸進入隧道內(nèi)仰拱7a上，厚度0.2m～0.5m，深入隧道內(nèi)的寬度與軌道結(jié)構(gòu)10寬度一致，較外露部分寬度窄1.5m～2.0m。緩沖墊層6厚度為0.35m左右由配良好級配碎石組合，綜合壓縮模量不小于90mpa，形成具有豎向半剛性，水平向可微錯動的滑移緩沖層。較優(yōu)的，可注入聚氨酯固化材料形成抗碎石粉化、抗緩震動引起的沉降等功能的穩(wěn)定性更好緩沖墊層。拉錨鋼筋5具有防止搭接板3受荷載引起的搭接板“拍打”現(xiàn)象的功能，并可隨搭接板3的水平伸縮而左右小幅擺動，滿足搭接板3溫度伸縮的要求。隧道7的基巖9朝向鉸接結(jié)構(gòu)段2的前緣為斜坡面，斜坡面由多級臺階構(gòu)成，回填過渡層8設置在該斜坡面上，緩沖墊層6延伸至回填過渡層8的上表面。回填過渡層8用于替換因風化基巖或因施工擾動的地層，保證地基有足夠的承載力和剛度，實現(xiàn)搭接板3豎向剛度漸變過渡。多采用含4％水泥的級配碎石，且與其相接基巖9處應設置成坡度不大于1:1的斜坡面。

如圖5所示，鉸接結(jié)構(gòu)段2包括用于連接非對稱t構(gòu)段1和搭接過渡段11的混凝土連接板20，混凝土連接板20上表面設有彈性隔離層24。混凝土連接板20內(nèi)沿長度方向垂直均勻設有拉剪箍筋22，沿寬度方向垂直均勻設有抗拉鋼筋組，抗拉鋼筋組設于拉剪箍筋22內(nèi)。拉鋼筋組包括交叉固定的上部抗拉鋼筋21a和下部抗拉鋼筋21b，上部抗拉鋼筋21a與下部抗拉鋼筋21b交叉位置為理論鉸中心，上部抗拉鋼筋21a和下部抗拉鋼筋21b分別與拉剪箍筋22的頂部和底部固定連接?？估摻罱M交叉中心對應的混凝土連接板20上下端面均設有裂縫控制槽23，抗拉鋼筋組交叉中心(即理論鉸中心)距非對稱t構(gòu)段1橋墩的距離為1～1.5m。其中，彈性隔離層24的厚度約1cm，用于減小鉸接結(jié)構(gòu)段2的上翹對軌道板的影響。裂縫控制槽23的半徑為5cm，用于增強鉸釋放彎矩的能力，同時形成主動結(jié)構(gòu)裂縫，減小其它位置的開裂。較優(yōu)的，可填充聚氨酯防水材料，增強結(jié)構(gòu)的耐久性。

一種高速鐵路橋隧過渡段道岔梁結(jié)構(gòu)的施工方法，其其施工步驟為：

步驟1：對樁基橋墩進行施工，并預留道岔連續(xù)梁和非對稱t構(gòu)段墩頂錨固鋼筋，搭設滿堂支架；

步驟2：開挖清理隧道的基巖前緣至新鮮巖層，在新鮮巖層的斜坡面上設置臺階，進行回填過渡層的施工；

步驟3：澆筑道岔連續(xù)梁和非對稱t構(gòu)段，同時開挖隧道，并在隧道的內(nèi)仰拱上沿垂直方向均勻預埋拉錨鋼筋；

步驟4：在內(nèi)仰拱和回填過渡層的表面鋪設緩沖墊層，在非對稱t構(gòu)段端部預埋并綁扎鉸接結(jié)構(gòu)段的抗拉鋼筋組和拉剪箍筋；

步驟5：在拉錨鋼筋上澆筑搭接板，在抗拉鋼筋組和拉剪箍筋上澆筑混凝土連接板，使搭接板、混凝土連接板和非對稱t構(gòu)段形成一個整體，所述混凝土連接板澆筑時在抗拉鋼筋組交叉中心對應的上下端面處預留裂縫控制槽，并在裂縫控制槽內(nèi)填充類聚氨酯彈性材料；

步驟6：在混凝土連接板上鋪設彈性隔離層，拆除滿堂支架，完成施工。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，應當指出，任何熟悉本領域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。