青藏铁路作为国家重要战略通道和西藏经济发展的关键支撑，在其建设中广泛采用了以桥代路的冻土保护措施。然而，随着全球气候变暖和人类工程活动增加，多年冻土区路桥过渡段出现了大量工程病害，如路基沉降、桥梁结构变形等。本文结合以往研究资料，从病害类型、病害成因、现有处置措施、面临问题分析四个方面，对路桥过渡段工程病害的研究现状进行梳理和总结，结合青藏铁路路桥过渡段病害一体化处置技术试验示范工程的最新观测结果，提出未来工程病害处置方向和建议。桥体结构热源作用诱发的非均匀冻土退化是路桥过渡段差异沉降的主要原因，而桥梁结构变形一方面由冻土地基承载力下降引起，另一方面则主要受到了桥台背后填土的季节冻胀作用。随着青藏高原暖湿化持续加剧，未来青藏铁路多年冻土区路桥过渡段面临更高的病害发生风险，传统补强措施已不足以应对未来风险挑战。一体化处置技术对于路桥过渡段工程病害处置展现出了良好成效，在一年内实现了高温冻土向低温冻土的转变，同时实现稳定性的快速提升，该技术对于进一步提升青藏铁路工程质量和可持续发展具有现实意义。

研究目的：全球气温持续上升、暖湿化逐年加剧，致使青藏高原多年冻土地区热侵蚀加剧，冻土退化对高原寒区铁路安全运营及相关铁路工程建设带来众多技术难题。通过收集青藏铁路多年冻土区沿线气温、降水、地温等数据，系统分析多年冻土区气候变化规律与冻土变化特征，研究成果旨在为增温条件下高原寒区工程维养与工程建设提供理论支撑。研究结论：（1）近20年青藏高原增温速率为0.64℃/10 a，降水量增加速率为16.8 mm/10 a;(2)青藏铁路沿线平均气温为-5.9～-2.7℃，年降水量增加了75～86 mm;(3)青藏铁路多年冻土区地温升高0.06～0.21℃，南北两界温度提高了0.04～0.17℃，沿线冻结指数为1.5～5.6;(4)本研究成果可为高原寒区道路工程建造与既有工程病害处置提供理论支撑与技术参考。

在高温、高含冰多年冻土区，气候变暖导致的冻土升温造成了青藏铁路部分路基断面出现明显的沉降变形。为了解气候升温背景下不同结构路基的稳定性变化过程，本研究选取了普通路基、U型块石结构路基和块石护坡路基进行分析。通过分析2006—2018年的地温和变形监测数据，研究这三种类型路基的稳定性以及多年冻土地温和路基变形的关系。研究表明，这三个断面中U型块石结构路基地温稳定性最好，块石护坡路基浅层地温稳定性优于普通路基，但其深层多年冻土的地温稳定性较差。对路基变形监测数据的分析表明，三种路基的变形稳定性从高至低分别为U型块石结构路基、块石护坡路基和普通路基。此外，通过分析含冰量与地温变化数据发现，对于减小路基变形而言，控制浅层多年冻土的升温和融化相比于控制深层地温更有效。

以保持多年冻土地基维持低温、提高多年冻土上限为需求，提出了基于DeST（Designer's Simulation Toolkit）软件的多年冻土路基计算模型，开展青藏铁路多年冻土地基的冷量需求研究。通过对比实测地温数据、理论计算的冷负荷值与模型计算结果，验证了DeST计算模型的准确性。通过DeST模型的计算结果揭示了青藏铁路多年冻土地基冷负荷的时序特性并评估了不同线路走向对冷负荷的影响。研究表明，青藏铁路多年冻土地基的冷负荷自5月中旬开始增加，10月中旬达到峰值，且总体上与气温呈负相关关系；南北走向的线路因受光照影响较大，冷负荷略高于东西走向。研究成果为热棒在青藏铁路的布置间距及其他新型主动制冷技术的冷量匹配设计方案提供了参考依据。

由于冻胀融沉等病害导致青藏铁路路基问题较一般的地区更加严重且复杂多变。路桥过渡段作为道路与桥梁的重要衔接，路基与桥台的沉降差异严重影响铁路运营的安全性及行车的舒适性。结合一般地区的过渡段差异性沉降治理办法，从刚度差异入手，同时考虑冻土的活动层特性，提出桩基路桥过渡段优化结构，达到路基与桥台刚度的平缓过渡，同时对优化结构进行长期效果分析。结果表明：在过渡段路基处埋设双排四根混凝土桩基后，在持续外荷载以及循环温度荷载作用下，混凝土桩基对冻土温度场影响较小，能保证冻土良好的稳定性；路基与桥台差异性沉降和轨面折角大幅度降低；在全球气候变暖的环境下，通过ANSYS模拟分析温度场、位移场发现，混凝土桩基对过渡段处路基的温度场影响较小，对于差异性沉降治理效果十分显著。

近年来，随着气候变暖和青藏高原降水的逐年增加，青藏铁路沿线的热融湖塘数量和面积也明显增加，开始影响青藏铁路路基安全。通过现场调查和统计分析，对青藏铁路多年冻土的热融湖塘发育状态和应对措施进行研究，研究结论包括，随着气候变暖和青藏高原降水的逐年增加，青藏铁路沿线的热融湖塘数量和面积也明显增加，且离路基越来越近；青藏铁路路基两侧20 m范围内发育热融湖塘14处，部分热融湖塘已延伸至路基坡脚，严重影响地基多年冻土的稳定，进而影响路基稳定性；对影响铁路路基安全的2处典型热融湖塘进行分析，提出包括地表水、地下水双隔离及太阳能热棒增强冻土稳定性的措施。

青藏高原气候暖湿化现象的持续，对青藏铁路安全平稳运行提出了更高的要求。在气候环境变化条件下，西大滩盆地与安多盆地之间的多年冻土退化所引发的基础设施变形是青藏铁路面临的最大挑战。青藏铁路建设初期，就从调控对流方式、调控传导方式及调控辐射方式三个角度研究了青藏铁路多年冻土的保护措施。本文介绍了目前针对多年冻土问题所采取的各类维护措施，将不同技术的特点和优势进行综述，并得出结论：未来针对青藏铁路多年冻土的保护措施应结合现有技术的成功经验，发挥新材料和新能源的优势。

块石护坡在多年冻土区路基工程建设和维护中已得到广泛应用。近年来，有关块石护坡的降温效能存在一些争议，尤其是在高温冻土区其能否抵御气候变暖的不利影响这一问题引起了学者的关注。基于青藏铁路近20年现场观测数据和数值模拟预测，探讨气候变暖背景下高温冻土区块石护坡路基50年内的热状况演化规律以及天然场地高温冻土退化过程。结果表明：块石护坡路基能够有效抬升人为冻土上限，路基运营20年后人为冻土上限较原天然上限仍有近2 m的抬升；路基运营20年内，浅层冻土地基存在明显升温过程，导致人为上限以下形成厚度达6～8 m的高温冻土层，其压缩和蠕变变形可引发量值可观的路基沉降变形；在50年气温升高2.6℃情景下，路基运营30年后人为冻土上限下降至同期天然场地冻土上限水平，此后路基人为上限与天然冻土上限同步下降，会进一步引发显著的路基沉降变形。对于高温冻土区块石护坡路基而言，依据路基热状况和变形发展过程，适时采用如热管类的补强措施是必要的。

为解决青藏铁路沿线多年冻土区各大桥的桥梁桥墩沉降问题，以K1401特大桥桥墩为研究治理对象，设计出一种主动热防护的热棒阵治理方法。热棒阵设计思想是利用外侧热棒使土体冻结形成冰幕，保护和维持内侧热棒冻结区的稳定发展，降低桥墩桩基附近多年冻土温度，使桩基承载力增强，保护桥墩长期热稳定性。在典型桥墩周围内外侧平行布置热棒阵，热棒埋深依据初始冻土上下限决定，且埋设间距不超过2 m。开展了现场监测，用2个冻融循环周期的监测数据分析地温和沉降变形时空效应，研究热棒阵主动热防护方法的降温效能和治理效果。结果表明：桥墩外侧热棒水平方向3 m范围内降温明显，经过两个冬季后热棒周边3 m范围内平均降温幅度为1.1℃；竖直方向上随深度增加，降温幅度有所减小，冻土上限至埋深15 m范围内平均降幅超过0.4℃；整治前桥墩每年沉降量超过10 mm，布置热棒阵后年沉降量小于3 mm，热棒阵整治后沉降变形得到有效控制。本研究可为寒区同类桥梁桩基融沉病害整治提供借鉴。

青藏铁路1401旱桥位于唐古拉山多年冻土区。青藏铁路正式运营后，1401旱桥桩基连续多年出现沉降现象，严重危害了铁路的安全运营。对2009—2018年间沉降数据的分析表明，经过2009年、2011—2012年以及2017年三期的整治，该旱桥桩基已经趋于稳定。进一步分析发现，1401旱桥桩基沉降的主要原因包括浅层多年冻土夏季升温、青藏铁路沿线气候变暖、深层承压水外泄导致的冻土升温和下限升高。青藏铁路1401旱桥桩基的整治措施表明，冻土区桩基沉降的治理工作是一个复杂长期的过程，必须综合考虑各项整治措施对多年冻土地基的热扰动，建议开展青藏铁路旱桥的监测，增强早期发现、治理桩基病害的能力，提高青藏铁路旱桥路段的运营水平。