铁路路基设计教学课件.pptx
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《铁路路基设计教学课件.pptx》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 铁路 路基 设计 教学 课件
- 资源描述:
-
1、第二章 铁路路基设计目 录一、铁路路基工程的组成及特点 二、铁路路基横断面三、铁路路基排水 四、铁路路基的荷载五、铁路路基的动力特性 六、铁路路基基床的结构 七、铁路基床病害及整治 八、铁路路基的稳定性分析九、铁路路基填料及压实标准一、铁路路基工程的组成及特点铁路路基是铁路的重要组成部分。它与桥梁、隧道相连,共 同组成一个线路整体。它是列车运行的基础。1 铁路路基工程的组成路基本体铁路路基工程路基防护和加固建筑物路基排水设备1:1.751:m0.41:11.41.21:m1.31.30.55.013.81:1.750.5 1.21.41:m1:1.751:1.751:m1.31.41.2 0.
2、5 1.35.013.80.5 1.21.43.13.10.41:10.612m基 床 底 层 路 堤 本 体防护栅栏防护栅栏基 床 表 层4%4%4%4%4%电缆槽接触网支柱接触网支柱12m 电 缆 槽电缆槽4%4%0.353.13.1(1)路基本体路基本体是指各种断面形式中的填挖部分,即直接铺设轨道 结构并承受列车荷载的部分。例如:路堤、路堑等承重的主 体建筑物。2路基防护和加固建筑物路基防护和加固建筑物均属路基的附属建筑物。例如:挡土 墙、护坡等。3路基排水设备排水设备也属路基的附属建筑物。例如:排除地面水的排水 沟、侧沟、天沟;排除地下水的排水槽、渗水暗沟、渗水隧 洞等。对所有这些路基
3、工程建筑物如何正确合理地进行设计和施工 是路基工程工作的基本内容。(4)在这里,还应该掌握以下几个概念:路基面路肩路 肩 高 程路 基 基 床地基边 坡 坡 度路 基 边 坡1)路基面在顶面上铺设轨道的面称为路基面 2)路 肩路基面上未被道碴覆盖的部分。路肩作用是保护路堤受力的堤心部位;防止道砟失落;供养护 维修人员行走避车,放置养护机具。埋设各种通讯信号设备。(b)路堑横断面3)路肩高程路肩高程应保证路基不致被洪水淹没,也不致在地下水最高水 位时因毛细水上升至路基面而产生冻胀或翻浆冒泥等病害。因此,对路基高程有一个最小值要求。规范规定:路肩的最小高程应比设计洪水频率的水位连同波 浪侵袭高和壅
4、水现象)在内,再加 0.5m 富余量。路肩最小高程4)路基基床铁路路基面以下受列车动荷载作用和受水文、气候四季变化 影响的深度范围称为路基基床5)地基(1)路堤地基是指天然地面下的路堤基底。(2)路堑地基是指基床面以下的地层。6)路基边坡路基面与原地面间斜平面称为路基边坡。路基边坡又分为 路堤边坡和路堑边坡。7)边坡坡度以边坡上两点间的垂直距离和水平距离之比1:m表示。路堑边坡2 路基工程的性质和特点从路基所起的作用看,路基是轨道的基础;从路基作为一种建 筑物来看,它是一种土工结构物。作为一种土工结构物,路基 工程具有某些不同于一般的钢铁或混凝土结构物的独特的特点:(1)路基主要由松散的土(石
5、)材料所构成。路基或者直接以土(石)作 建筑材料(例如路堤);或 者直接建造在地层上(例如 路堑、支挡建筑物等)。(2)路基完全暴露在大自然之中路基处在各种复杂的变化着的自然 条件之下,它时刻受到自然条件变 化的侵袭和破坏。因为路基材料是土等松散体,所以 路基本身的强度和稳定性也是常常 变化的。(3)路基同时受轨道静荷载和列车动荷载的作用列车荷载属交通荷载,其特点为多次重复作用。路基土在重复 荷载作用下产生累积变形,而且土的强度会降低,表现出疲劳的 特性。另一方面,路基同轨道结构一起共同组成的这种线路结构 是一种相对松散连结的结构型式,抵抗动荷载的能力弱。二、铁路路基横断面1 路基横断面的形式
6、横 断 面 位置线路 中心线路基横断面是指垂直于线路中心线 截取的断面。路基横断面的基本形式有六种:路堤、路堑、半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖(a)路堤路基(b)路堑路基c)半路堤路基(d)半路堑路基(e)半堤半堑(f)不填不挖路基在进行路基设计时,先要进行横断面设计。路基横断面 设要解决的主要问题是确定横断面各部份的形状和尺寸。横断面确定以后,再全面综合考虑路基工程在纵断面上 配合以及路基本体工程与其余各项工程的配合。2 路基面的形状(1)路拱水的危害是造成路基病害的重要原因,保证良好的排 水条件是路基设计的重要原则。因此,当路堤或路堑的土质为非渗水性土时,路基面 不是作成水平形状,而是
7、作成有横向排水坡的拱状,称为 路拱。4%路 拱路基面可设成水平的条件:岩质路基或用渗水材料(如碎石、卵石、砾石、粗砂或中 砂)修筑的路基,因填料具有良好的渗水性能,降雨时短暂 的湿润对强度影响不大,故路基面不需设成路拱而作成水平 状即可。路基面的形状:视路基材料是否为渗水材料而分为有路拱和无路拱两种。路 拱的形状为三角形。曲线加宽时,仅将路拱外侧坡度放缓。(2)有路拱和无路拱地段的连接由于石质或其它渗水材料的路基面不设路拱,而且所需的道床厚度比普通土质路基小,因此当有路拱和无路拱两 类地段相连接时,无路拱地段的路肩实际高程应高出有路 拱地段的路肩,这样,才能保持轨顶高程一致,如下图所 示。(2
8、)有路拱和无路拱地段的连接抬高的尺寸等于路拱高度加道床厚度的减少值。路肩抬 高后,在与有路拱一端的土质路基连接处应向土质路基方 向用渗水土作顺坡,顺坡的长度一般不小于10m。3 路基面的宽度路堤横断面(1)宽度标准路基面的宽度等于道床覆 盖的宽度加上两侧路肩的 宽度之和。(2)曲线加宽曲线地段外轨需设置超高。外轨超高是借加厚外轨一侧枕下 道碴的厚度来实现的。由于道碴加厚,道床坡脚外移,因而 曲线外侧路基宽度亦应随超高的不同而相应加宽,才能保证 路肩所需的宽度标准。4 路基边坡设计4.1 形式:直线型,折线型,边坡平台型4.2 边坡坡度以斜坡上下两点间的竖直距离和水平距离之比表示路堤边坡:1:m
9、m=1.5,1.75路堑边坡:1:nn=0.31.75,因路堑边坡土质差异较大,坡度变化范围较大。4.2 路堤边坡形式和坡度填料种类边坡高度(m)边坡坡度边坡形 式全部 高度上部 高度下部 高度全部 坡度上部 坡度下部 坡度细粒土20812-1:1.51:1.75折线型粗粒土(细砂、粉砂、粘砂除 外)、碎石土、卵石土、漂石土20128-1:1.51:1.75折线型硬块石8-1:1.3-直线型20-1:1.5-直线型4.3 路基边坡设计路基边坡设计是路基横断面设计的主要内容,它包括边坡 形状的设计和边坡坡度的确定。边坡坡度必须保证路基的稳定性。设计的边坡是否稳定,一般要结合地质条件通过稳定检算来
10、 评价,同时还应考虑到某些不可能在计算中涉及的外界因素 的影响,例如雨水冲刷对边坡的损坏等。(1)路堤边坡路堤边坡坡度应根据填料的物理力学性质,边坡高度和路堤 基底的工程地质条件等确定。如果路堤基底的情况良好,路 堤边坡一般按规范给出的进行计算。(2)路堑边坡路堑边坡设计的原则,应根据土的物理力学性质,岩层的产 状、节理发育程度、风化程度,当地的工程地质条件和水文 地质条件,结合自然的极限山坡和已成人工边坡的调查,并 考虑将要采用的施工方法(人工开挖,机械开挖或爆破)等 因素,综合分析而定。路堑边坡的设计方法主要有力学计算法和工程地质法两种。力学计算法,即边坡稳定检算方法,是在查清地质条件的基
11、础 上,根据力学概念进行分析计算,对边坡的稳定性给予定量 的评价。5 路基横断面的标准设计(1)常见的路基标准横断面路基横断面最基本的两种形式是路堤横断面和路堑横断面。路堤横断面主要由路基顶面、边坡、护道、取土坑或排水沟 组成。路堑横断面则由路基顶面、侧沟、路堑边坡、弃土堆、天沟、用地界等组成。路堤横断面i)边坡高度不大于8米。两侧有取土坑的普通土质路堤。路堤标准横断面1(两侧有取土坑)ii)当填方高度大于 8 米而不小于 20 米时,采用上陡下缓 的变坡形式。路堤标准横断面2iii)地面横坡大于1:5 而小于1:2.5的斜坡上的路堤横断面。路堤标准横断面(地面横坡大)路堑标准横断面i)常见的
12、粘性土路堑断面ii)设有侧沟平台的路堑断面适用于黄土及黄土类土、细砂土及易风化岩石的路堑。因为 这类边坡容易风化剥落,设置侧沟平台以避免侧沟堵塞、方便 养护维修。iii)碎石类、砾石类及粗砂、中砂土的路堑断面这种情况不需设置侧沟)不易风化的岩石路堑断面边坡陡,开挖面较小三、铁路路基排水1 地面水的排除铁路线路两侧必须设置侧沟,使线路上的降水能顺利排走,同时阻止路基范围外的地面水流入路基。设计地面排水设施时,横向排水坡度一般不宜小于4%,以 便迅速排走降水。纵坡不宜小于2,但不宜大于8以免 沟底被冲刷。需按流量设计的侧沟、天沟、排水沟,其横 断面应按洪水频率为1/25的流量进行计算。沟顶应高出水
13、 位0.2m。不需计算流量的排水沟,底宽一般为0.4m,深度 为0.6m。2 地下水的排除地下水丰富地区的路堑,应根据地下水或含水层埋藏的深浅和 地层的渗透性质,在路堑范围内或范围外设置明沟、暗沟、渗 水隧洞或其它排水设施将地下水拦截排走,使其不流入路基范 围,或降低地下水位以保证路基基床的稳定性。四 铁路路基的荷载路基荷载:是指作用在路基面上的应力静荷载:线路上部结构的重量作用在路基面上的应力,按线路类型、按每公里的各种材料 数量及重量,确 定每延米长的重量及其分布宽度。动荷载:列车行驶时轮载力通过上部结构传递到路基 面上的动应力。路基的荷载是确定路基本体构造的重要依据普通铁路路基设计,需考
14、虑荷载的影响时,计算中常把静 荷载和动荷载一并简化作为静荷载处理,即通常的换算土柱 法。高速铁路的路基设计必须进行动态分析,这就不能简单地 把动荷载作为静荷载处理,此时,需要计算列车动荷载的作 用在路基中所产生的动应力的大小和分布规律。特殊活载250 kN1、静荷载-换算土柱法1.5m1.1列车(活)荷载标准路基标准活载的计算如图所示,该活载通过轨道传播到路基面上。路基设计中常仅取机车活 载为动荷载简化成纵向均布的线荷载,并假 定每个轴重的分布宽度等于轴距 q=220/1.5=146.67kN/m普通活载220 kN92kN/m80kN/m30m1.5m中-活载计算图1.2 换算土柱路基设计中
15、,常把列车动荷载作为静荷载处理,并将静荷载和 动荷载一并简化为与路基土质相同的土柱,均布在路基面上。由轨端作 45应力 扩散角与 路基面相 交的宽度换算成与 路基填料 重度相同 的土柱来 代替-44-0换算土柱高度h 为00l h p1.2 换算土柱1.2 换算土柱高速铁路路基设计荷载轨道荷载列车荷载我国高速铁路有碴轨道结 构,其标准:钢轨为60 kg/m2,轨枕为III型混凝 土枕,枕长2.6m,1600-1680根km,道碴厚不小 于35cm,碴肩宽50 cm。静荷载-45-讲义路基工程2、动荷载路基面动态物理量参数:a)动应力幅值 b)动应力频率 c)振动加速度 d)振动位移 e)振动速
16、度德国2.1荷载的分担作用P44.7 1 L6.3 L荷 载 分 担 作 用 及 钢 轨 挠 曲 变 形 曲 线35 2 10.4P0.1P0.2P0.2P0.1P枕面支承力的分配比例(日本)P5根轨枕分担(7根)0.4P,0.2P,0.1P2、动荷载2、动荷载2.2 路基面上的动应力研究手段理论计算现场实测二者的有机结合与互为印证数值范围一般为5070kPa左右,最大值可达110kPa。2、动荷载(2)简化计算法路基面平均动应力简化计算图式(日本道床厚度25cm)日本在设计东海道新干线时,采用了图所示的计算图式。并且假设传播到路基面上的动应力在全部受荷面积上为均布。2、动荷载按此图式计算出的
展开阅读全文