路基课程设计单线铁路.docx

路基课程设计单线铁路.docx

《路基课程设计单线铁路.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路基课程设计单线铁路.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

路基课程设计单线铁路

路基课程设计--单线铁路

路基工程课程设计

姓名：

任闯闯

学号：

09232054

班级：

土木0911

专业：

土木工程（铁道工程）

指导老师：

冯瑞玲

第一章绪论

一、设计任务和目的：

本课程设计的目的是培养同学们在课堂上已获得的知识和参阅其他文献的基础上，根据已有资料。

设计曲线地段路基的横断面及验算边坡稳定性的能力，以及确定施工程序。

通过本设计，可以培养同学们在已学知识的基础上，查阅文献，进行独立设计的能力。

二、基本资料：

1、线路资料

铁路等级：

I级单线铁路

路基设计时速：

160km/h

曲线半径：

R=5000m

设计路肩标高：

H=194.6m

轨型：

重型

无地下水及地震的影响，年平均降水量200mm，降水量少，无地表水

排水沟按规范要求进行设计

地基承载力满足设计要求

2、场地地形图及线路平面图

3、工程地质情况

土层编号

土的名称

土层顶面标高

m

土层厚度

m

1

残积土

187.5

5

2

强风化花岗岩

182.5

未钻穿

4、填土的物理力学性质

土的名称

重度

kN/m3

粘聚力

kPa

内磨擦角°

残积土

18.0

20

22

5、基床的物理力学性质

土的名称

重度kN/m3

粘聚力kPa

内摩擦角°

基床表层（级配碎石）

20.0

30

30

基床底层（粗砾土）

19.0

25

25

6、参考文献

《铁路路基设计规范TB1001—2005》

《路基工程》刘建坤，曾巧玲，侯永峰主编。

中国建筑工业出版社，2006

第二章路基横断面设计

路基横断面是指垂直线路中心线截取的截面。

路基断面设计包括路基本体设计和路基附属结构设计。

在各种路基形式中，为了能按线路设计要求铺设轨道而构筑的部分，称为路基本体。

路基横断面设计主要对路基本体的各组成部分如路基面、路肩、填料、基床、边坡、路基基底等按照规范进行设计。

路基附属结构是路基的组成部分，是为确保路基本体的稳固性而采用的必要的工程措施，包括排水结构和防护、加固结构两大类。

为了便于排水，路基面的形状应该设计成三角形路拱。

一、绘制设计断面的地形图

二、横断面各部尺寸拟定

1、断面形式

根据本设计的基本资料，路基断面形式为路堤。

路基面设置三角拱，由路基中心线向两侧设置4%的人字排水坡，拱高约为0.15m。

2、路基面宽度

根据《铁路路基设计规范》TB1001—2005中表4.2.3得，初步拟定路基面宽度为7.8m，其中路肩宽度为0.8m。

3、基床厚度

根据《铁路路基设计规范》TB1001—2005规定，路基床表层厚度为0.6m,底层厚度为1.9m，基床总厚度为2.5m。

4、边坡坡度

根据《铁路路基设计规范》TB1001—2005规定，该路基边坡为折线形，上部8m边坡坡率为：

1：

1.5,下部12m边坡坡率为1：

1.75，设置一宽两米的平台，然后路基是1：

2的坡度。

5、排水沟

根据《铁路路基设计规范》TB1001—2005，该路基横坡明显，故排水沟应设在横坡上方一侧。

排水沟底宽0.4m，深度0.6m，边坡坡率采用1：

1。

在排水沟和路基之间修筑2m宽的人工护道。

三、路基加宽量计算

《铁路路基设计规范》TB1001—2005表4.2.4规定，列车运行曲线半径为5000m，运行速度为160km/h的旅客列车，路基面外侧加宽值为△b1=0.2m。

《铁路路基设计规范》TB1001—2005中7.3.3条规定：

路堤边坡高度大于15m时，应满足以下要求：

根据填料、边坡高度等加宽路基面，其每侧加宽值

△b应按下式计算：

△b=C*M*H，其中C=0.01，M=1.75。

据地形图和初步拟定的路基横断面尺寸，画出的路基横断面图边坡高度为28.53m,大于15m，因此路基面还需要加宽，△b2=C*M*H=0.01*1.75*29.11=0.5m

曲线地段路基面内外两侧的加宽值分别为：

内侧加宽量：

△b=0.5m外侧加宽量：

△b=0.2+0.5=0.7m。

四、绘制路基横断面图（见A3图纸）

第三章路基边坡稳定性验算

一、路基面上的载荷

在本设计中，我们取填土、残积土及换算土柱的重度为18kN/

。

根据《铁路路基设计规范》TB1001—2005附录A，换算土柱宽度：

3.7m、换算土柱高度：

3.4m

二、进行初步设计断面的边坡稳定性验算

计算原理：

采用圆弧形滑面，并且运用瑞典条分法进行边坡稳定性验算。

稳定系数K的计算公式为：

其中

——土条重力（若分条上存在列车与轨道的换算土柱，仍应包括换算土柱的荷载重）

——过重心的垂线与滑裂面相交，交点的切线与水平面的夹角为

——内摩擦

——粘聚力（KPa）

——圆弧面长度（m）

采用4.5H法确定危险圆弧滑面圆心轨迹线MI，找出5个可能的滑动面，计算出五个稳定系数，确定这一轨迹线上的最小稳定系数，作垂直于MI的直线，在此线上的任意五个圆心找出四个可能的滑动面，得出最小稳定系数。

滑动面

稳定系数

1

1.174

2

1.237

3

1.283

4

1.376

5

1.476

6

1.344

7

1.219

8

1.253

9

1.321

最终得到最小的稳定系数K值为1.174，在1.15和1.25之间，满足规范要求

详细数据见附表一。

三、填土沿天然地面滑动稳定性验算

详细数据见附表二。

第四章　施工方法及程序

一、基床表层和基床底层及下部填土的填料选择

路基填料是用来填筑路基的材料，它的力学性质的好坏直接影响到路基的变形和稳定。

据《铁路路基设计规范》TB1001—2005中7.2,I级铁路应选用A组填料填筑基床，当缺乏A组填料时，通过经济比选后可以选用级配碎石或级配砂砾石。

路基的基床顶层采用A组填料，基床底层采用A、B组填料，否则应采取土质改良或加固措施。

路堤基床以下部位宜选用A、B、C组填料，当选择D组时应采取加固或土质改良。

路堤浸水部分的填料应采用渗水土填料。

使用不同填料填筑路基时，应分层填筑每一水平层全宽应以同一种填料填筑。

二、施工方法及主要机具设备

路基的施工程序及相应方法：

1.进行施工调查，审核设计文件

土质调查方法：

1）沿线取土坑

2）填料取土场

2.测量放线

填方路堤坡脚点放样方法：

解法求取填方路堤坡脚点放样数据

用皮尺量距法进行路堤坡脚点放样在填方路堤实地用坐标放样等方法标定横断面的中桩、边桩自中桩起沿中桩至边桩方向用皮尺量平距；计算路堤中桩至坡脚平距，然后计算出路堤坡脚桩坐标，再用全站仪坐标法在实地标定路堤坡脚点

填方路堤施工进行中的测量工作：

1）在路堤坡脚原地面设立醒目标志

2）路堤上填过程中的测量工作：

填土厚度，保证填压精度；每填筑高5m应复测中线桩，测定其标高及宽度，控制边坡的大小；根据复测的中桩、边桩，控制线路线形，根据其复测的高程，控制上填高度；告知现场施工员路宽界限、重新标定的坡脚线及上填高度数据；用坡度尺检控边坡坡面坡度及平整度。

3.征租土地

4.拆迁建筑物

5.修建施工便道

6.设置排水系统

7.编制土石方调配方案

土石方调配方法

✧区间路基土石方调配——线法调配。

线法调配主要借助于线路纵断面图和土积图来实现。

通过线路纵断面图和土积图，可以确定区间路基土石方调配的最大经济运距，从而得出最合理的移挖作填方案。

✧站场路基土石方调配——面法调配。

面法调配的调配程序：

（1）、在站场地形平面图上画方格

（2）、确定填挖零线（3）、计算每一方格填挖数量，编制“广场土石方数量计算表”。

（4）、进行土石方调配，选择施工方法，确定运土线路，并编制“广场土石方调配表”。

8.编制路基工程施工组织设计

9.组织路基工程的开挖或填筑

✧路基的开挖方法：

对于石方开挖路段，采用从上至下分层爆破的方法开挖，在地形较陡、地表岩石风化破碎地段，采用楹动爆破。

石质整体性较好地段，人工清理地表，潜孔钻机钻孔，阶梯深孔松动爆破，炮位呈宽孔距、小排距、梅花形布置。

塑料导爆管MS雷管微差挤压爆破，为确保边坡的稳定和平顺，先采用潜孔钻机沿边坡面先行加密钻孔，实施预裂光面爆破。

✧路基的填筑方法：

路基填筑采用水平分层、纵向分段、以机械施工为主、人工为辅的作业方法进行施工。

在达到要求的路基上，将合格的路基填料运到填筑地点，其卸料顺序按先两面侧后中间，派专人指挥，按规定数量均匀卸料，以免影响摊铺厚度和质量。

每层路基的摊铺宽度均大于设计宽度20cm~30cm，以保证路基边坡位置的压实质量和边坡整修的净宽。

10.组织路基的平整工作

✧路基的碾压方法：

碾压遵循先低后高、先轻后重的原则，直线段由路基两侧向中心碾压，有超高的曲线段由弯道内侧向外碾压。

碾压时前后两次轮迹重叠20cm~30cm，并尽快压到规定的压实度（土）或固体体积率（宕渣）。

11.修建路基支挡建筑物及路基加固防护工程

12.整修及验收工作

●主要的施工机械选择：

1）、碾压机械

✧羊脚碾压路机进行碾压

羊脚碾压路机压实深度大而均匀，有很好的压实效果和较高的生产率，适用于粘性土的压实，不适用于非粘性土及高含水量粘土的压实。

✧振动压路机进行碾压

振动压路机压实深度较大，最适用于压实非粘性土、碎石、块石及不同类型、不同厚度的沥青混合料面层。

✧冲击压路机进行碾压

适用于粉质粘土的碾压，在基底处理或路基补压时经常使用。

2）、土石方施工机械

路基土石方施工机械，包括挖、装、运、压实等工序的主机、辅机及其可换的工作装置等

✧常用机械：

1、铲土运输机械：

推土机、铲运机和平地机；

2、挖掘机械：

正铲挖掘机、反铲挖掘机、拉铲挖掘机和抓铲挖掘机；

3、工程运输机械：

公路型和非公路型车辆；

4、石方工程机械：

松土器和各种凿岩钻孔机械。

✧选择原则：

土方施工机械的选择与工程实际情况相结合主导施工机械确定后，要合理配备完成其他辅助施工过程的机械选择土方施工机械要考虑其他施工方法，辅助土方机械化施工。

1、质量检验方法及主要设备

据《铁路路基设计规范》TB1001—20056.2.1.中规定：

级配沙砾石应采用地基系数和孔隙率作为指标。

并应符合表6.2.1-1和表6.2.1-2的规定。

表6.2.1—1基床表层的压实标准

层

位

填料类别

铁

路

等

级

压实指标

细粒土、

粉砂、改良土

砂类土

（粉砂除外）

砾石土

碎石土

块石土

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

基

床

表

层

压实系数K

—

（0.93）

—

—

—

—

—

—

—

—

地基系数K

（MPa/m）

—

（100）

—

110

150

140

150

140

—

—

相对密度D

—

—

—

0.8

—

—

—

—

—

—

孔隙率n（%）

—

—

—

—

28

29

28

29

—

—

注：

细粒土、粉砂、改良土一栏中，有括号的仅为改良土的压实标准，无括号的为细粒土、粉砂、改良土的压实标准。

表6.2.1—2级配碎石或级配砂砾石的基床表层厚度及压实标准

填料

厚度

（m）

基床系数K

（MPa/m）

孔隙率

（%）

适用范围

级配碎石或级配砂砾石

0.6

≥150

﹤28

路堤

级配碎石或级配砂砾石

0.5

≥150

﹤28

软质岩、强风化硬质岩及土质路堑

中粗砂

0.1

≥130

﹤18

由《铁路路基设计规范TB10001-2005》6.2.2.4知：

级配沙砾石应采用地基系数和孔隙率作为指标。

并应符合表6.2.2的规定（如下）。

表6.2.2基床底层的压实标准

层

位

填料类别

铁

路

等

级

压实指标

细粒土、

粉砂、改良土

砂类土

（粉砂除外）

砾石土

碎石土

块石土

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

Ⅰ级

Ⅱ级

基

床

表

层

压实系数K

（0.93）

0.91

—

—

—

—

—

—

—

—

地基系数K

（MPa/m）

（100）

90

100

100

120

120

130

130

150

150

相对密度D

—

—

0.75

0.75

—

—

—

—

—

—

孔隙率n（%）

—

—

—

—

31

31

31

31

—

—

注：

细粒土、粉砂、改良土一栏中，有括号的仅为改良土的压实标准，无括号的为细粒土、粉砂、改良土的压实标准。

据《铁路路基设计规范》TB1001—20057.3.1中规定：

级配沙砾石应采用地基系数和孔隙率作为指标。

并应符合表7.3.1的规定（如下）。

表7.3.1路堤基床以下部位填料的压实标准

填筑部位

填料类别

铁路

等级

压实指标

细粒土

粉沙改良土

砂类土

（粉沙除外）

砾石类

碎石类

块石类

级

级

级

级

级

级

级

级

级

级

不浸水部分

压实系数K

0.90

0.90

—

—

—

—

—

—

—

—

地基系数K

（MPa/m）

80

80

80

80

110

110

120

120

130

130

相对密度D

—

—

0.7

0.7

—

—

—

—

—

—

孔隙率ｎ（﹪）

—

—

—

—

32

32

32

32

—

—

浸水部位及桥梁两端

压实系数K

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

地基系数K

（MPa/m）

—

—

（80）

（80）

（110）

（110）

（120）

（120）

（130）

（130）

相对密度D

—

—

（0.7）

（0.7）

—

—

—

—

—

—

孔隙率ｎ（﹪）

—

—

—

—

（32）

（32）

（32）

（32）

—

—

注：

1括号内为砂类土（粉砂除外）、砾石类、碎石类、块石类中渗水土填料的压实标准；

2一次铺设无缝线路的一级铁路，路堤与桥台、路堤与硬质岩石路堑连接处

过渡段填料的压实标准应满足第7.5.3条的规定。