路基与桥隧建筑物课件

1、路基与桥隧建筑物铁路运输设备礼仪1.1路基路基是为铺设轨道供列车运行而修建的土工建筑物，它直接承受轨道的重量和轨道传来的机车车辆及其荷载的压力，还受各种人为因素和自然因素的侵袭，是铁路线路的重要组成部分。路基要求坚实而稳固，能承受沉重的压力，并经常保持完好状态，使列车能按规定的最高速度安全、平稳、不间断地运行。路基是轨道的基础，也叫作线路下部结构，路基的稳定与坚固性直接关系到线路的质量和列车的正常运行及安全，尤其是高速列车在运行时更需保证路基质量良好。礼仪1.1路基（1）路基应基面平顺，有足够的宽度，路基面上方应形成与铁路限界规定相符的安全空间，以满足列车运行与线路作业安全的要求。（2）路基应

2、具有抵御各种自然因素影响的坚固性和稳定性。坚固性是指路基本体具有足够的强度，不发生超过允许的沉落。稳定性是指路基边坡和基底应保持固定的位置，不发生危及正常运营的变形。（3）路基应排水良好。水的活动往往是造成路基病害的重要原因，为保证路基的坚固和稳定，路基必须具备良好的排水性。（4）路基的设计、施工和养护应当符合经济、合理的原则。1.路基应满足的要求1.1路基路基本体（包括路基面、路肩、路基基床、边坡等）路基排水设施（包括地面排水设施和地下排水设施）路基防护设施（包括护坡设施、冲刷防护设施等）加固设施（包括支撑加固设施和防风、防雪、防沙设施）2.路基的组成部分礼仪路基本体礼仪路基本体礼仪路基本体

3、礼仪路基排水设施路基排水设施是为了保证路基不被水浸泡和冲刷，防止路基松软、下沉而修建的。路基排水设施分为地面排水设施和地下排水设施，两者要互相配合，形成排水网，使地面水和地下水排泄畅通。路堤的地面排水设施多采用纵向排水沟，它设在路堤天然护道外侧，以排除路堤范围内的地面水和截排从田野流向路堤的地面水。护道设在边坡坡脚，宽度不小于2 m，以防护路堤本体。就近取土填筑的路堤，取土坑在护道外开挖；在地面横坡坡度小于110的平坦地段，取土坑宜在路堤两侧开挖。当地面横坡坡度大于110时，取土坑应设于迎水一侧，兼用于排除路堤地表水。取土坑的大小取决于填筑路堤的用土量，底宽小于10 m的取土坑应设在倾向田野2

4、%4%的横坡上；当底宽大于10 m时,取土坑可设在两侧向中间倾斜的2%4%的横坡上，取土坑的深度不应超过地下水位。礼仪路基排水设施路堑的地面排水设施为设在路堑路肩外侧的侧沟，其底宽不小于0.4 m，深度取 0.6 m。岩土侧沟可挖成槽形，底宽和深度不小于0.4 m。侧沟纵坡不应小于2%。路堑开挖的土石方弃于堑顶，则成弃土堆，其内侧至堑顶边缘应有25 m的隔离带。位于堑顶上坡一侧的弃土推应连续填筑，形成挡水堤，外设天沟来引水。位于堑顶下坡一侧的弃土堆应分段填筑，使地面水由段间排出。当堑顶上坡方向一侧无弃土堆时，应设天沟，以截排从堑顶流向路堑的地面水。天沟与堑顶边缘的距离一般不小于5 m，其横断面

5、与侧沟相同。截水沟设在边坡平台上及天沟外侧，以排除坡面水和周围的地面水。当水沟纵坡很大时，可修建跌水或急流槽来减缓水流。礼仪路基排水设施地下排水设施的作用是截流、疏干和降低地下水并把地下水排到路基以外。常用的地下排水设施有明沟和槽沟、边坡支撑渗沟、渗沟、渗水隧洞、排水平孔。明沟和槽沟修建在地表面，兼排地表水和土（岩）层中上层滞水及埋藏很深的潜水。明沟断面通常用浆砌片石筑成梯形，而槽沟断面采用浆砌片石修成矩形。边坡支撑渗沟用于疏干边坡和排除自边坡渗出的上层滞水或泉水，并对边坡起支撑作用，它可以用片石做成拱形或树枝形，适用于边坡不陡于11的土质路堑边坡。礼仪路基排水设施渗沟用于降低地下水位和排除地

6、下水，有深度为26 m的浅埋渗沟和深度在6 m以上的深埋渗沟。有管渗沟的渗水管采用带渗水孔的陶管或混凝土管，无管渗沟采用碎石砌成。为拦截或引排埋藏较深、流量较大的地下水，渗水隧洞常与立井或渗井和渗管配合使用，引排导致大型滑坡的地下水。排水平孔是在路基土体或滑坡体上设置向上倾斜1015的排水钻孔，钻孔可平行布置或扇形布置，设在地下水低水位以下，以疏干和排除地下水。礼仪路基防护设施和加固设施路基防护设施和加固设施是用来防止自然因素对路基本体的破坏及边坡坍塌，保持路基稳定的设施。路基防护设施和加固设施根据其用途不同可分为坡面防护设施、冲刷防护设施、支撑加固设施，以及防风、防沙和防雪设施。坡面防护设施

7、。冲刷防护设施。支撑加固设施。防风、防沙和防雪设施。1.2桥隧建筑物桥隧建筑物是桥梁、隧道和涵洞等的总称，供铁路线路跨越江河、沟谷或其他交通线等天然和人为障碍。有一定承载力的架空建筑物称为桥梁。埋设在路堤内的过水建筑物称为涵洞。隧道是供铁路线路克服高程障碍，穿过山岭或江河、海底而修筑的建筑物。桥隧建筑物只有与路基连成一体才能形成线路，因此它实际上是路基本体的重要组成部分。山区铁路桥隧的长度一般约占线路总长的40%，即使平原丘陵地区，其长度也占10%30%；桥隧建筑物的造价比路基高得多。在修建铁路线路时，大桥和长隧道往往成为线路通车的控制工程。1.2桥隧建筑物铁路桥梁是铁路跨越河流、湖泊、海峡、

8、山谷或其他障碍物，以及为实现铁路线路与铁路线路或道路的立体交叉而修建的构筑物。铁路桥梁按用途可分为铁路桥、公路铁路两用桥等。铁路桥梁工程一般包括桥址勘测、桥梁设计、桥梁施工和桥梁养护与维修等步骤。1.铁路桥梁1.2桥隧建筑物（1）铁路桥梁的种类。铁路桥梁主要由桥跨结构、桥墩、桥台、基础和桥梁防护构筑物等组成，如图所示。桥跨结构通常又称梁部，其功能主要是承载桥上线路和连接两段桥台。铁路桥梁按照桥跨结构及受力特点的不同，可分为梁桥、拱桥、刚架桥、悬桥及各种组合体系桥。1.2桥隧建筑物梁桥。梁桥在竖向载荷的作用下只产生竖向反力，其结构如图所示。梁桥桥跨为梁，只受挠、受剪，不受到轴向力。梁桥又分为简支

9、梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。拱桥。拱桥在竖向载荷的作用下有竖向反力和横向反力，无铰拱桥还产生支座弯矩，其结构如图所示。桥跨为拱，以受压为主，也受挠、受剪。拱桥可以分为实体拱拱桥和桁拱拱桥。1.2桥隧建筑物刚架桥。刚架桥的特点是桥跨结构与桥墩、桥台刚性连接成一体，其结构如图所示。刚架桥在竖向载荷的作用下有竖向反力和水平反力，无铰刚架桥还有支撑弯矩。刚架桥以受挠为主，也受剪和受拉或受压。从造型上看，刚架桥可以分为门形刚架桥和斜腿刚架桥。1.2桥隧建筑物悬桥。悬桥以缆索跨过塔顶，锚定于河岸上作为承重结构，在缆索上悬挂吊杆，以吊起桥面，其结构如图所示。1.2桥隧建筑物组合体系桥。组合体系桥是由不同体系组

10、合而成的桥梁。例如，系杆拱桥是梁桥与拱桥的组合体系；斜拉桥是梁桥与悬桥的组合体系，其结构如图所示。1.2桥隧建筑物（2）高速铁路桥梁。高速铁路桥梁可分为高架桥、谷架桥和跨越河流的一般桥梁。其中，高架桥用于穿越既有交通路网、人口稠密地区及地质不良地段，通常墩身不高，跨度较小，桥梁往往长达10多千米；谷架桥用于跨越山谷，通常跨度较大，墩身较高。由于高速铁路的运营密度及对舒适性、安全性的要求均高于普通线路，因而高速铁路列车对桥梁结构的动力作用更大。在这个前提下，高速铁路桥梁在设计和施工中形成了自己的特色。1.2桥隧建筑物高速铁路桥梁具有以下特点：桥梁比例大，高架长桥多。以中小跨度为主。刚度较大，整体

11、性好。纵向刚度大。结构便于检查与维修。1.2桥隧建筑物2.铁路隧道隧道是铁路线路用来克服山岭高程障碍或遇江河、海峡不适宜修建桥梁时，在山岭、河底、海底修建的人工建筑物。其中，在山岭修建的称为山岭隧道，在河底、海底修建的称为水底隧道。1.2桥隧建筑物隧道具有以下作用：隧道可使铁路线路在较低的高程位置穿过山岭，避免开挖大量土石方去修筑深路堑。隧道可使铁路线路在江河水下通过，避免在修建大桥时因通航高度受限而妨碍大吨位船舶航行，以及发生船只与桥墩相撞事故。隧道可避免线路迂回山岭，缩短线路长度，加大线路曲线半径，降低纵向坡度，使列车运行平顺。隧道可增加列车牵引质量和提高行车速度，从而提高运输能力，节省运

12、营费用。1.2桥隧建筑物隧道的分类：隧道按长度不同可分为短隧道（全长500 m及其以下）、中隧道（5003 000 m）、长隧道（3 00010 000 m）和特长隧道（10 000 m以上），按位置不同可分为傍山隧道、越岭隧道、水底隧道和地下隧道，按衬砌结构不同可分为直墙式衬砌隧道、曲墙式衬砌隧道、曲边墙加仰拱衬砌隧道等，按隧道内铁路线路数不同可分为单线隧道、双线隧道和多线隧道等。1.2桥隧建筑物隧道的结构：隧道由洞身、衬砌、洞门和附属建筑物组成，如图所示。1.2桥隧建筑物洞身。洞身是隧道结构的主体部分，是列车通行的通道，其净空应符合标准轨距铁路建筑限界（GB 146.21983）的要求，其

13、长度由两端洞门的位置决定。衬砌。衬砌是承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。拱圈位于坑道顶部，呈半圆形，为承受地层压力的主要部分。边墙位于坑道两侧，承受来自拱圈和坑道侧面的土体压力，可分为垂直形边墙和曲线形边墙两种。托梁位于拱墙和边墙之间，其作用是防止拱圈底部在挖空时发生松动而开裂，用来支承拱圈。仰拱位于坑底，其形状与一般拱圈相似，但弯曲方向与拱圈相反，用来抵抗土体滑动和防止底部土体隆起。1.2桥隧建筑物洞门。洞门位于隧道出入口处，用来保护洞口土体和边坡稳定，排除仰坡流下的水。它由端墙、翼墙及端墙背部的排水系统组成。附属建筑物。附属建筑

14、物是指为工作人员、行人及运料小车避让列车而修建的避人洞和避车洞，为防止和排除隧道漏水或结冰而设置的排水沟和盲沟，为机车排出有害气体的通风设施，以及电气化铁道的接触网、电缆槽等。1.2桥隧建筑物（4）隧道施工新技术。20世纪世界上隧道施工仍以钻爆法为主，欧美和日本等国都在试验、研究改进钻爆法的新技术。例如，采用全自动数控钻孔台车控制钻孔的位置和方向，以减少钻臂移动时间；采用预切槽法沿隧道轮廓线切出槽缝，然后进行爆破，以降低超挖量和炸药消耗；采用集钻孔、装药、爆破、支护和装碴作业于一体的连续作业自动化机械系统，自动调整钻孔的位置、方向和深度，实现连续作业，以提高挖掘速度。此外，超长隧道采用全断面隧

15、道掘进机（掘进速度为11.5 m/h），水底隧道和地下隧道用盾构法掘进。其他新型开挖技术如高压喷流、热力融解、原子能利用及控制爆破、遥感技术等都在积极试验和推广采用中。1.2桥隧建筑物（5）水底隧道。大吨位船舶航行的水域、铁路运量和运输密度很大的水域或在城市内河流两岸建筑物密集区，经过技术、经济比较，可考虑修建水底隧道。水底隧道一般由岸边敞口段、岸边暗挖段和水底暗埋段3部分组成，如图所示。水底隧道的最大容许纵坡不应大于该线的限制坡度。必须指出，水底隧道与建桥比较，造价高、施工难度大、周期长，必须进行技术、经济比选方能决定是否修建。 1.2桥隧建筑物（6）高速铁路隧道。高速铁路线路最小曲线半径较大，所以高速铁路的选线设计，必然会出现大量的隧道工程。高速铁路隧道的特点主要与列车空气动力学相关。当列车进入隧道