《高速铁路设计路基》ppt课件.ppt

2019/2/27,1,高速铁路设计暂行规定简介,路 基 篇 李怒放 教授级高工 Mobile：13911400659 E-mail：lnflnf@,2019/2/27,2,背景,《京沪高速铁路设计暂行规定》2003-01-27发布、2003-02-01实施（铁建设[2003]13号） 按铁路跨越式发展的要求，有针对性地吸收了国际咨询意见，进行了修订，目前，修订版已报部待批 高速、客运专线参照此《规定》执行2019/2/27,3,背景 路基主要修改内容,对路基面上电缆槽、接触网杆柱的布置进行了修改； 对路基基床表层和过渡段填料补充了Evd检测标准； 路基基床表层增设了沥青混凝土，以加强防水和防冻； 规定高速铁路路基应优先选用A、B组填料和C组块石、碎石、砾石类填料，当选用C组细粒土填料时，应根据土源性质进行改良；,2019/2/27,4,背景 路基主要修改内容,路桥、路涵过渡段采用纵向正梯形断面形式，取消加筋土过渡段的结构形式，补充了所有路涵均需设置过渡段的规定，并按节单独编制； 对路基工后沉降控制标准及其地基条件结合国际咨询意见进行了修改； 对其他有关条文进行了补充、修改和完善。

2019/2/27,5,目录（1）,一、高速铁路对路基的要求和设计一般规定 二、路基横断面 三、高速铁路基床结构 四、路堤填料和压实要求 五、地基条件和工后沉降 六、过渡段 七、边坡防护,2019/2/27,6,目录（2）,八、抗震 九、路堑 十、排水 十一、支挡 十二、电缆槽、接触网立柱和声屏障基础布置,2019/2/27,7,一、高速铁路对路基的要求和设计一般规定,（一）高速铁路对路基工程要求 （二）路基设计特点和一般规定,2019/2/27,8,（一）高速铁路对路基工程要求,要达到高速铁路轨道高平顺性，要求： 路基应为强度高、刚度大且纵向变化均匀、长久稳定、顶面平顺的轨道基础，确保列车高速、安全和平稳运行即：路基设计和施工必须满足路基的工后沉降小、不均匀沉降小，在动力作用下的变形小、稳定性高等要求高平顺性、高稳定性的路基是确保轨道高平顺性的前提条件2019/2/27,9,（一）高速铁路对路基工程要求,路基必须严格控制工后沉降 要严格控制路基的不均匀沉降 要控制路基的初始不平顺 高速和客运专线对路基的高标准要求，给传统铁路的设计、施工和养护提出了新的挑战，在许多方面深化和改变了传统的观念，而必须用全新的观念来设计、施工路基这种高标准土工结构物。

2019/2/27,10,（二）路基设计特点和一般规定,路基填筑标准高且具有强化的基床结构 将路基作为一土工结构物来进行设计与施工，对填筑材料、压实标准、变形控制、检测要求等较现行铁路有很大提高，同时还要强化基床结构，特别是基床表层 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2019/2/27,11,（二）路基设计特点和一般规定,路基填筑标准高且具有强化的基床结构 〈暂规〉4.1.2 基床表层的材质和强度应能承受列车荷载的长期作用，刚度应使列车运行时产生的弹性变形控制在一定范围内，厚度应使扩散到其底层面上的动应力不超出基床底层土的容许承载能力，并能防止道碴压入基床及基床土进入道床，防止地表水侵入基床土中导致基床软化及产生翻浆冒泥等基床病害2019/2/27,12,（二）路基设计特点和一般规定,路基填筑标准高且具有强化的基床结构 《暂规》在八五攻关研究成果基础上，规定基床厚度为0.7m表层+2.3m底层共3.0m厚基床,表层采用了级配碎石（砂砾）材料，并规定了严格的级配曲线；对底层和下部路堤可用填料种类做了严格规定；压实标准上按填料不同规定不同的地基系数K30和压实系数K或孔隙率n，并采用双指标控制。

在暂规和设计国际咨询基础上，吸取了秦沈线经验，暂规修改时，在表层的顶面设置一层5－10cm厚沥青混凝土防水层，表层总厚度不变；为便于衡量基床表层的动力学特征，级配碎石压实检测标准中增加动态变形模量Evd2019/2/27,13,（二）路基设计特点和一般规定,路基填筑标准高且具有强化的基床结构 《暂规》4.1.5 路堤填料应满足高速铁路所要求的填筑强度与密实度等压实标准的要求 高速铁路对路基填料的强度和密实度有着较高的要求，根据秦沈客运专线施工中的经验，按照现行铁路路基设计规范对填料的划分标准，可能会存在由于对某些土类划分不细，在实际施工填筑中达不到暂规所规定的压实密度等指标的问题因此，在勘测与设计阶段，就应重视填料问题，对拟采用的填料物理力学指标进行分析，对可能在施工中造成问题的填料进行必要的野外填筑试验，取得实际经验，以确保在施工中填料使用的准确性2019/2/27,14,（二）路基设计特点和一般规定,在轨下基础刚度变化处设置过渡段 〈暂规4.1.3〉 轨道基础竖向刚度出现突变的路基与桥台、路基与横向结构物连接处及路堤与路堑、土质或软质岩或强风化硬质岩石路堑与隧道分界处应设置过渡段 由于高速铁路机车和车辆动力作用特点，对轨道基础刚度纵向均匀性十分敏感。

铁路线路是由不同特点的结构物（桥、隧、路基等）和轨道结构构成，这些结构在强度、刚度、变形等方面都有很大的差异，这必然会引起轨下基础刚度的不平顺，因此在路桥、路涵、路隧、路堤与路堑等相连地段，纵向基础刚度的变化必然破坏了路基-轨道-车辆系统刚度的均匀性，导致高速铁路系统振动的加剧，也加大了对轨下基础的动力作用，影响高速行车的平稳和安全2019/2/27,15,（二）路基设计特点和一般规定,在轨下基础刚度变化处设置过渡段 路基与桥（涵）连接处一直是铁路路基的一个薄弱环节一方面线路轨道结构下的路基与桥梁刚度差别较大而引起轨道刚度的突变，另一方面由于路基与桥台的沉降差而引起的轨道不平顺，而导致的轨面不平顺在路堤与桥（涵）间设置一定长度的过渡段，以控制轨道刚度的逐渐变化，并最大限度地减少由于路基与桥涵的沉降不均匀而引起的轨面变形，保证列车高速、安全、舒适运行2019/2/27,16,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 4.1.4 路基工后沉降值应控制在允许范围内，对路基与桥台及路基与横向结构物过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处，应采取逐渐过渡的地基处理方法，减少不均匀沉降，满足轨道平顺性要求。

对沉降控制较困难的软土和松软土地段路基，应做好施工组织设计，提前安排施工，保证必要的预压期2019/2/27,17,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 高速行车需要高度平顺和稳定的轨下基础，控制变形是高速客运专线路基设计的关键 在高速情况下，路基在重复荷载作用下所产生的累计沉降和不均匀下沉所造成的轨道不平顺将严重影响列车运行速度和舒适度，并增加线路养护工作量 路基沉降变形主要包括三个方面：①列车行驶中路基面产生的弹性变形；②长期行车引起的基床积累下沉（塑性变形）；③路基本体填土及地基的压缩下沉2019/2/27,18,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 列车行驶中弹性变形、运营阶段的塑性变形及路基填土压实下沉，只要满足基床及路基本体填筑材质、压实标准，其值都是有限的而且也可得到控制的因此，如何控制路基的沉降变形特别是工后沉降值，关键在于控制支承路基的地基的沉降在吸取日本新干线建设的经验基础上，暂规规定了25m深度范围内严格的地基条件，除了软土地基工后沉降外，还提出了控制松软土地基工后沉降的概念2019/2/27,19,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 对松软、软土地基由于地基土层强度低、压缩性大、渗透系数小等特性，在其上修筑路基时，地基的沉降问题突出，过大的沉降量影响轨道的稳定和平顺，而且持续时间较长，因此，在这种地基上修建的路基，将其工后沉降量和沉降速率控制在允许范围内，使其不影响列车高速、舒适、安全的运行。

2019/2/27,20,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 〈暂规〉中规定“路基工后沉降量一般地段不应大于10cm，沉降速率应小于3cm/年桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于5cm”修改为“路基工后沉降量一般地段不应大于5cm，沉降速率应小于2cm/年桥台台尾过渡段路基工后沉降量不应大于3cm”2019/2/27,21,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 根据日本和法国及德国的经验，满足高速铁路的轨道平顺性除要严格控制路基的均匀沉降外，不均匀沉降控制更为关键路基与桥台及路基与横向结构物过渡段、地层变化较大处和不同地基处理措施连接处，是不均匀沉降容易产生的常见部位，故在地基处理和路堤设计中应采取逐渐过渡的方法，减少不均匀沉降，以满足轨道平顺性要求2019/2/27,22,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 日本良好地基的有碴轨道路堤填筑后一般放置1个月以上，地基不良地段路堤放置6个月以上；黏土地基上的路堤板式轨道放置6个月以上，其他地基放置3个月以上；同时，进行必要的沉降观测，并测算沉降稳定时间 法国和德国强调要详细地质地基勘察，一般安排路堤施工工期比较长，以保证予压时间，达到稳定时间和沉降要求。

2019/2/27,23,（二）路基设计特点和一般规定,严格控制路基沉降变形 为了有效地控制工后沉降量及沉降速率，采用动态设计是解决这一问题非常重要的手段 在每个松软、软土地基工点及各种过渡段必须设置沉降和位移观测设备，随施工进程观测，及时绘制填土—时间—沉降曲线 控制填土速率，保证了路基在施工过程中的安全与稳定，避免施工控制不当而产生过大附加沉降 根据沉降观测资料及沉降发展趋势、工期要求等，采取相应的措施，如调整预压土高度，确定预压土卸荷时间，提出基床底层顶面抬高值，以及为铺轨前对路基进行评估及合理确定铺设上部建筑时间提供依据，以确保铺轨后路基工后沉降量与沉降速率控制在允许范围内2019/2/27,24,（二）路基设计特点和一般规定,严格、高标准的路基排水、防洪、抗震、支挡防护设计 为了保证高速铁路运行安全，路基的防水和排水、防洪、抗震、支挡防护等设计标准均比一般铁路标准高，这些方面对路基安全稳定是至关重要的2019/2/27,25,（二）路基设计特点和一般规定,严格、高标准的路基排水、防洪、抗震、支挡防护设计 3.3.7 跨越排洪河道的特大桥和大中桥的桥头路基，水库和滨河地段，行洪、滞洪区的浸水路堤，其路肩高程应按现行设计规范结合国家防洪标准设计。

4.1.6 路基加固防护工程应在现行规范的基础上适当提高技术标准 4.1.7 路基排水工程应全面系统地规划，具有足够的防、排水能力，并及时实施 4.1.8 为抵御自然因素及人为因素对路基的破坏或不良影响，应提高路基抗洪、抗震等自然灾害的能力2019/2/27,26,（二）路基设计特点和一般规定,路基设计荷载采用ZK活载，设计考虑动应力及传递特征 1）荷载 4.1.14 路基上的轨道及列车荷载换算土柱高度和分布宽度应符合表4.1.14的规定 4 暂规路基.doc,2019/2/27,27,二、路基横断面,4.1.9 路基面形状应为三角形，设由路基面中心向两侧的4％横向排水坡曲线加宽时，仍应保持路基面三角形形状 4.1.10 路肩宽度应符合下列规定： 路堤：两侧均为1.4m 路堑：两侧均为1.4m 4.1.11 直线地段的路基面宽度应按表4.1.11采用 表4.1.11 直线地段路基面宽度(m),2019/2/27,28,二、路基横断面,路基宽度主要考虑以下几个因素： 路基稳定的需要：特别是浸水后路堤边坡的稳定性 满足养护维修的需要：路维修时，搁置或通行小型养路机械及。