路涵过渡段几何不平顺影响因素分析

前言

为了便于跨线管线的检修线路、两侧泄洪及通行的需要，需要在路基段布设不少数量的涵洞，然而涵洞基础与两侧路基之间存在沉降和刚度差异，当高速列车通过这一区域时，由于竖向刚度的突变和不均匀沉降，常常出现明显的振动和晃车现象，降低了车辆运行的稳定性与舒适性，严重时还损害轨道及附属结构。

轨面的变形由轨道结构、路基本体及地基上层三部分的变形组成。轨道结构和路基基床的变形主要有动载引起，这部分的变形可以通过对轨道结构的优化设计及路基基床的强化处理，控制在比较低的水平。恒载作用产生的沉降主要发生在路堤下部及地基土层内，数值较大，占到轨面变形的绝大部分，基础沉降差对轮轨力、钢轨位移、车体加速度的影响最为显著，因此要最大限度的控制过渡段施工期间及工后产生的不均匀沉降。一、过渡段工程条件

涵洞为混凝土箱涵，跨径为6m，填土高度1.0m，过渡段采用倒梯形形式进行过渡，处理长度为20m。过渡段基床底层填料为级配碎石加3%水泥，基床表层填料则为级配碎石加5%水泥。地基采用CFG桩桩筏结构进行处理。该过渡段如图1所示。 二、模型建立

涵洞为八字形箱涵，跨径为3.0m，涵洞壁厚为0.4m，涵洞顶板和底板为0.5m；过渡段处理长度为20m；涵洞填土高度为1.0m，其中基床表层40cm，涵洞上部基床底层厚度为60m，基床底层总厚度为2.3m；筏板厚度取0.5m；CFG桩长为23.0m，桩间距为1.6m。在其他参数不变下，通过变换设计参数，包括改变涵洞尺寸（跨径为2m、4m、6m）、过渡段长度（15m、20m、25m）、基床填料、CFG桩桩长（20m、23m、25m）、桩间距（1.0m、1.6m、2.0m）、涵洞填土高度（1m、2m、3m）等设计变量，确定最优的设计参数，模型如图2所示。

（一）基本假设

为了简化模型以及减少计算量，模型的建立基本假设如下： 1、土体为各向同性的弹塑性材料，土体呈水平状分布，遵循摩