铁路路基课程设计于辉

第一章概述1、设计任务:在已获得的知识和参阅其他文献的基础上，设计某曲线地段路基横断面图并 进行边坡稳定性验算。2、基本资料：1）、线路资料一级、重型、区间单线铁路，曲线半径为5000m，设计断面位于圆曲线地段， 无地下水及地震的影响。设计断面路肩标高为194.5m，年平均降水量为200mm, 由于较少，所以排水沟按规范要求设计，无地表水。路基基地承载力满足要求， 不需另做验算。2）、场地地形图及线路平面图图113）、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m1残积土187.552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18.020225）、参考文献铁路路基设计规范TB10012005路基工程刘建坤，曾巧玲，侯永峰。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，其设计包括路基本体设计和路 基附属结构设计，主要是对路基本体的各组成按照规范进行设计。路基本体是为 了能按线路设计要求铺设轨道而构筑的部分，主要包括：路基面、路肩、填料、 基床、边坡、路基基底；路基附属部分主要包口排水结构和防护、加固结构两大 类。1、绘制设计断面的地形图见图11。2、横断面各部尺寸拟定a. 断面形式：设计面的实际标高为187.5m,而设计标高为194.5m，所以设计的路基断面形 式为路堤。b. 路基面宽度：据已知条件：一级铁路、单线曲线地段、重型轨，断面形式为路堤，旅客列 车设计行车速度为160km/h，曲线半径为5000m,查铁路路基设计规范TB1001 2005中表4.2.3得，路基面宽度为7.8m,路肩宽度为0.8m,路基面设4%的人 字坡。c. 路肩路肩是指路基面两侧自道床坡角全路基边缘的部分，铁路路基设计规范 TB10012005规定了时速在160km/h以内一、二级线路的路肩宽度为：路堤不 应小于0.8m，路基外侧路肩宽为1.51米，路基内侧路肩宽1.55米。路肩高程即 路基面的高程为194.5m。d. 基床厚度对于时速不超过160km/h的一、二级线路铁路路基设计规范TB1001- 2005规定了基床表层厚度为0.6m,底层厚度为1.9m，基床总厚度为2.5m。e. 边坡坡度据规范铁路路基设计规范TB10012005中表7.4.1知，该路基边坡为 折线形，第一段坡率为：1： 1.5,高度8m.第二段坡率为1:1.75,高度12m,第三段 为1:2,高度8.41m,总高度28.41m。道床边坡坡率为1:1.75f. 排水沟据规范铁路路基设计规范TB10012005中9.2.2规定：地面横坡明显 地段的排水沟、天沟可在横坡上放一侧设置。当地面横坡不明显时，宜在路基两 侧设置。据规范铁路路基设计规范TB10012005中9.2.5 (2)规定，排水沟底 宽0.4m，深度0.6m，边坡坡率采用1： 1。3、路基面加宽量计算在曲线地段，由于曲线轨道的外轨设置超高、外侧道床加厚、道床坡脚外移， 故曲线外侧的路基面应予以加宽。查表知，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b 1=0.2m。铁路路基设计规范TB10012005中7.3.3中规定：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：Ab二C*M*H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 28.41m,大于 15m，因此路基面还需要加宽b2二C*M*H=0.012*1.75*28.41=0.59m 取0.6米所以沿列车的前进方向，路基面两侧的加宽值分别为： 左侧加宽量：Ab=0.6m右侧加宽量：Ab=0.2+0.6=0.8m所以，路基面总宽度为7.8+0.6+0.8=9.2m。道床外侧加厚计算：外侧曲线超高，最高行车速度160km/h,V21602口“E = 11.8=11.8 x= 60.416mm,取 60mmR50004、绘制路基横断面图见附图。第三章 路基边坡稳定性验算1、路基面上的载荷结合线路条件：一级铁路、重型轨、基床表层为土质、重度为18kN/m 3。据铁路路基设计规范TB10012005续表A查之，换算土柱宽度：3.7m、换 算土柱高度：3.4m2、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：Ew.co O.ta n +Ec.LK = -4 1_编s侬i i1其中w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 i算土柱的荷载重）a 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aii七内摩擦C i粘聚力（KPa）Lj圆弧面长度（m）采用4.5H法确定危险圆弧滑面圆心轨迹线，然后我们组八个人根据危险滑面可能存在的位置，确定了8个圆弧滑面。3、最终设计断面边坡稳定性验算前四个点中，滑面半径为67.2的圆弧选择如图:1计算过程和结果如下:编0 i例Fwisin0Fwicos0Fwicos0 i tan号面积 r FWi度）ii中tan中 中15.909518 106.371 0.0174531.85643106.354822 0.40442.9673388729.995518 179.919 0.06981312.55052179.480722 0.40472.51021345313.69518246.510.1047225.76731245.159622 0.40499.04447534416.98218 305.6710.1570847.81742301.907322 0.404121.9705442519.85918 357.4640.2094474.3209349.652422 0.404141.2595528622.73218 409.169 0.24434698.98689397.014722 0.404160.3939541725.3718 456.651 0.296706133.5118436.697522 0.404176.4257993827.54818 495.862 0.349066169.5949465.958122 0.404188.2470523929.24518526.41 0.383972197.1967488.078922 0.404197.18385661030.43318 547.801 0.436332231.5108496.476522 0.404200.57650331131.07918 559.424 0.488692262.6336493.941922 0.404199.55252661231.156 18 560.815 0.541052288.8412480.712522 0.404194.20783031331.15918 560.864 0.593412313.6311464.977222 0.404187.8507741430.73118 553.151 0.645772332.8945441.765922 0.404178.4734121529.50518 531.097 0.698132341.3827406.844122 0.404164.36499981627.254 18 490.568 0.767945340.7774352.885422 0.404142.56569151722.80718 410.531 0.837758305.0843274.699122 0.404110.97844641820.26918 364.847 0.907571287.5037224.622522 0.40490.74748543465.8622669.320456其中粘聚力C=20kpa,总长CL=1344.6,所以得出k=1.155476。同样的方法算出其他三个滑面的稳定系数分别为1.16599, 1.180207, 1.187915所以半径为67.2的滑面为最危险滑面。过该滑面圆心作IM的垂线，选出另外四 个点，后四个同学得出的稳定系数分别为：1.158081, 1.158382, 1.163811,1.159478。通过对前四个可能危险滑动面的验算，得到最小的稳定系数为1.155476， 在1.15和1.25之间，满足规范要求,后四个点的计算得到最小稳定系数为 1.158081,在1.15和1.25之间，满足规范要求。第四章施工方法及程序1、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TB10012005中7.2,1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。2、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全边桩方向用皮尺量平距；计算路堤中桩全 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：协调现场施工员，控制填土厚度，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一一线法调配。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一一面法调配。面法调配的调配程序：（1）、在站场地形平面图上画