向莆客货共线路基及施工质量控制设计----毕业设计

向莆客货共线路基及施工质量控制设计----毕业设计内容摘要：

， 只记坡度差。 竖曲线应设置在坡的变化点处 ， 用半径和长张文宁 向莆客货共线路基及施工质量控制设计 度表示 ， 长度只记水平距离不记曲线长。 《铁路路线设计规范》中规定：纵断面上的设计标高 ， 即路基设计标高对于铁路来说 ， 是采用路肩标高。 要想进行纵断面的设计 ， 首先就要考虑到满足列车行驶的要求： (1)保证列 车行驶的稳定性 要求线路设计：合理的设置纵、横坡度及弯道 ， 提高列车稳定性。 (2)满足最小填土高度的要求。 (3)尽可能提高行车安全： 要求：严格控制路线纵坡、曲线半径及长度。 (4)满足行车舒适要求 要求：尽可能的避免小半径 ， 合理的进行平、纵配合。 所以在进行本次铁路设计的纵断面设计时 ， 可以分成四个步骤： (1)合理确定纵坡坡度大小 表 24 坡度牵引表 铁路等级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 地形类别 平原 丘陵 山区 平原 丘陵 山区 平原 丘陵 山区 牵引 电力 6 12 15 6 15 20 9 18 25 种类 内燃 6 9 12 6 9 15 8 12 18 已知该地区修筑平原微丘区 I 级客货共线铁路 ， 故该线路的最大纵坡为 6‰。 (2)坡段长度 坡段长度为相邻两变坡点间的水平距离。 铁道科学研究院经过理论计算与实践验证，一般路段的最小坡段长度如表 25。 表 25 最小坡段长度表 远期到发线有效长度 1050 850 750 650 ≤ 550 最小坡段长度 400 350 300 250 200 经在地形图上的距离查询为 560m远大于到发线有效长度为 850m所对应的350m的坡段长度，所以坡段长度满足要求。 (3)坡段连接 纵坡面的坡段有上坡、下坡和平坡。 上坡的坡度为正值，下坡的坡度为负值，相邻坡 段的坡度差的大小用代数差 i 的绝对值表示。 以远期到发线有效长度作为拟定坡度差的参数，相应的最大坡度差的规定值如表 26. 表 26 最大坡度差 铁路等级 Ⅰ、Ⅱ Ⅲ 毕业设计 13 远期到发线有效长度 1050 850 750 650 1050 850 750 650 550 最大坡度差 ‰ 一般 8 10 12 15 10 12 15 18 20 困难 10 12 15 18 12 15 18 20 25 本设计选线所定的两个坡度分别为 ‰和 ‰，则： 21 iii  =    000000  = ‰ ＜ 10‰ 因为本次线路为Ⅰ级且到发线有效长度为 850m， 故满足上表所要求的最大坡度差。 (4)竖曲线 竖曲线是在线路纵断面的变坡点处设置的与坡段直线相切的竖向圆弧。 竖曲线半径与列车的最高速度关系如下： SHSH aVR  2 式中 ─ aSH — 旅客舒适要求的竖向离心加速度允许值 RSH — 竖向曲线半径 2maxv — 旅客列车最高速度 RSH = 2020 2 = 10000m 根据测算和经验，我国规定：竖曲线半径Ⅰ级和Ⅱ级铁路为 10000m，由于上式所得结果大于要求竖曲线半径，肯定满足运行安全和旅客舒适条件。 综上所述，本次设计通过 Hard2020 进行了纵断面设计： ①在“纵断面”中选择由 DTM 切纵断面值，在横向边距输入中直接输入左右边距各为 50； ②选择拉坡控制资料，输入横向比例 1000，纵向比例 200，桩号间隔 100，高程间隔 2。 ③选择交互拉坡，在交互拉坡时注意屏幕左上角的坡度图框，务必要使坡度小于最大限制坡度 6‰，使线路最大坡度差要小于 10‰。 拉坡时尽量使其与地面线重合，在起伏的纵断面上要尽量使填挖方平衡，同时避免高路堤高路堑的出现。 ④拉坡结束后，点击生成纵断面图。 详细图纸见 附图 《纵断面设计图》。 第 3 章 路基设计 铁路路基是行车的基础，是铁路工程的重要组成部分。 路基与基床共同承受列车荷载的作用，应作为路面的支承结构物进行综合设计 ，它必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。 路基稳定与否，对铁路工程质量影响甚大，关系到铁路的正常投入使用，坚固的路基，是强度与稳定性的保证，所以路基的综合设计至为重要。 张文宁 向莆客货共线路基及施工质量控制设计 为确保路基的强度与稳定性，使路基在外界因素作用下不致产生超过允许值的变形，在路基的整体结构中还必需包括各项附属设施，其中有路基排水，路基防护与加固，以及与路基工程直接相关的其它设施。 路基应根据其使用要求和当地自然条件（包括地质、水文和材料情况等）并结合施工方案进行设计，应有足够的强度、稳定性，又要经济合理。 影响路基强度和稳定的地面水和地下 水，必须采取拦截或排出路基以外的措施，并结合路基排水，做好综合排水设计， 形成完整的排水系统。 铁路路基设计，一般宜移挖作填，当出现大量弃方或借方时，应配合农田水利建设和自然环境等进行综合设计。 一般路基，通常是在正常的地质与水文等条件下，路基填挖不超过设计规范或技术手册所允许的范围下进行。 否则，为确保路基由足够的强度和稳定性，并具有经济合理的横断面形式，需进行个别特殊设计。 路基面应根据基床土质设路拱或做成平面。 非渗水土和用封闭层处理的路基面应设路拱。 单线路基的路拱形状为梯形，上宽为 ，高为 ，底宽为路基面宽度。 曲线加宽时，路拱的上宽不变。 一次修筑的双线路基的路拱形状为三角形，高 ，底宽等于路基面宽度。 曲线加宽时，仍保持三角形。 渗水土和岩石（年平均降水量大于 400mm 地区的易风化泥质岩石除外）的路基面仍为平面。 其路肩应高于非渗水土路基的路肩。 路基横断面设计 铁路横断面是中线上各点的法向切面 ， 它是由横断面设计线和地面线所构成的 ， 包括路面、路肩、边沟、边坡等。 设计铁路横断面时在保证必要的通行能力和行车安全的前提下 ， 尽量做到用地省、投资少 ， 使道路发挥其最大的经济效益与社会效益。 路基横断面应根据铁路等级、技术标准，充分考虑铁路所在地的地形、地质、水文、填挖等具体情况选用。 路基横断面的典型形式，可归纳为填方路基﹙路堤﹚、挖方路基﹙路堑﹚和填挖结合等三种类型。 路堤是指全部用岩土填筑而成的路基，路堑是指全部在原地面开挖而成的路基，此两者是路基的基本类型。 当由于原地面横坡大，且路基较宽，需一侧开挖而另一侧填筑时，为挖填结合路基，也称半填半挖路基。 在本设计中的丘陵中低山地区的路线上 ， 填方和挖方路基是路基横断面的主要形式。 路基面、路肩设计 路基面是为了轨道 的铺设而设置的作业面。 为了便于排水，路基面的形状应设计为三角形路拱，有路基中心线向两侧设 4％的人字排水坡，使雨水能够尽快排出，避免路基面积水使土侵湿软化，保证路基本体的稳定。 当曲线加宽时，路拱仍保持三角形。 路基面宽度等于道床覆盖的宽度加上两侧路肩的宽度之和，路基面宽度应根据列车设计运行速度，正线数目，线间距，路肩宽度等计算确定。 路肩宽度大，毕业设计 15 有利于维修作业的开展，也有利于路基边坡的稳定。 《新建时速 200 公里客货共线铁路设计暂行规定》中指出：路肩宽度应不小于 ，路基面宽度双线应不小于。 曲线加宽应在缓和曲线内渐变完成，正线曲线地段加宽值按表 31 确定。 表 31 曲线地段路基面加宽值 曲线半径 （ m） 路基面外侧加宽值 （ m） ＞ 6000 3500~6000 本设计路基面宽度双线设为 ，左右路肩宽度各为 ，行车道两侧各为 2 ，路基面外侧加宽值遵循上表取为。 曲线加宽应在缓和曲线内完成。 本设计在以下里程处进行线性加宽。 在 k0+ 左侧加宽 0 在 k0+ 左侧加宽 在 k0+ ~k0+ 进行线性加宽。 在 k3+ 左侧加宽 在 k3+ 左侧加宽 0 在 k3+~k3+ 进行线性加宽。 在 k4+ 右侧加宽 在 k4+ 右侧加宽 0 在 k4+~ k4+ 进行线性加宽。 在 k5+ 右侧加宽 在 k5+ 右侧加宽 0 在 k5+~ k5+ 进行线性加宽。 路基基床 铁路路基面以下受到列车动荷载作用和水文、气候四季变化影响的深度范围称为基床，一般认为自重应力占附加应力 20％的深度称为基床厚度。 基床表层是路基直接承受列车荷载的部分，它是路基中的最重要部分。 基床表层不但给轨道提供了一个坚实的基础，同时，也对其下的土路基提供保护，因此基床表层必须有足够的强度和刚度，同时还要有稳定性和耐久性。 作为基床表层的材料，需要有较好的力学性能，充分压实后在长期动力作用下保持稳定，并有很好的水稳定性和较小的渗透性。 路基基床为 动荷载作用显著的部分 ,分为基床底层和基床表层。 基床表层是路基直接承受列车荷载的部分 ,动应力的数值大而且变化剧烈 ,常称为承载层或持力层 ， 故基床表层的设计是路基设计中最重要的部分。 基床表层厚度采用变形控制法确定。 它是在列车荷载作用下路基顶面变形量不大于 和作用在基床表层下填土上的动应力不大于填土容许动应力为控制条件。 前者为了保证列车的平稳运行 ， 后者为了保证基床以下填土的长期稳定。 在动荷载的作用下基床表层弯沉计算结果表明 ， 当基床表层变形模量 E1=220 MPa， 基床底层变形模量 E2=34 MPa， 基床表层 厚度为 m时 ， 弯沉量 W0= mm， 能够满足 W0 mm的控制条件 ， 因此基床表层的厚度定为 m,基床底层厚度为 m。 张文宁 向莆客货共线路基及施工质量控制设计 按照《铁路路基设计规范》（ 10001— 2020）规定，时速 200km/h 客货共线铁路基床表层 ，底层 ，总厚度。 路基边坡 在路堤的路肩边缘以下和在路堑路基面两侧的侧沟外，因填挖而形成的斜坡面，称为路基边坡。 路堤边坡形式有单坡形、折线形和阶梯形，具体形式根据线路情况而定。 路堤边坡和路堑边坡的形式和坡度均按表 3 33 取值。 表 32 路堤边坡形式和坡度 填料名称 边坡高度 边坡斜率 边坡 形式 全部高度 上部高度 下部高度 全部坡率 上部坡率 下部坡率 细粒土、易风化的软块石土 20 8 12 1： 1： 折线形 粗粒土、漂石土、卵石土、碎石土、不易风化软块石土 20 12 8 1： 1： 折线形 硬块石土 8 1： 直线形 20 1： 直线形 表 33 路堑边坡坡度 土的类别 边坡坡度 黏土、粉质粘土、塑性指数大于 3 的粉土 1： 1 ~ 1： 中密以上的中、粗、砂砾 1： ~1： 漂石土、块石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土 胶结和密实 1； ~1： 中密 1： ~1： 本设计中，选择 K0+020～ K1+020 桩号路段做横断面设计，该路段中山丘、农田、池塘 ，地形复杂，涵盖了路堤、路堑和填挖结合路基。 有采用路堤边坡坡率 1：。