铁路道路与桥梁工程基础知识简述

铁路、道路与桥梁工程基础知识简述铁路路基、道路工程Ⅰ.铁路路基工程分三个部分：甲：区间路基土石方乙：站场土石方丙：路基附属土石方一、、甲、乙两项为修筑铁路路基〔包括填筑路堤和开挖路堑〕、站场〔包括站线土石方及货场、客货站台土方、站舍土方等〕及为保证路基质量〔如挖除淤泥换填土壤、粉细砂或炉渣填料的包坡、土壤晒干、洒水和路堤打夯、滚压等〕所需的全部工作项目的工程量。二、丙项附属土石方内容包括：区间和站场挖截水沟、天沟、泄水沟、地下水沟、防水埝、平交道土石方〔包括路面、涵管〕，因修筑路堤所引起的改河及河床加固、边沟铺砌等。路基横断面示意铁路工程路基以下称为“线下工程”、路基以上称为“线上工程”〔如铺渣、铺枕、铺轨〕。甲乙土石方的工程数量，必须经过调配，按照工程地的土壤种类、各种施工方法、运输方法及其运距的施工方数，进行土石方调配。土石方调配的依据资料：土石方调配是路基工程施工组织的主要组成部分。1、土石方数量计算表〔区间、站场〕；2、土石方数量汇总表〔区间、站场〕；3、线路平面图；4、线路纵横断面图；5、车站表；6、桥梁表；7、隧道表；8、工程地质分段说明表；9、断连表；10、施工组织所拟定的施工方法、运输方法、运距计算规定等；11、其他资料；如重点历史文物保护区有关挖土的规定，附近防震设备对爆破的要求，预留复线位置等；12、大量取土地段应与地方有协议，特别是土源困难地段取土场的协议。Ⅱ.城市市政道路工程内容：1、土石方调配与铁路工程路基相同。2、路面结构：一般均采用沥青砼。结构：〔一般做法〕外表层:中粒式〔或细粒式〕沥青砼4～5cm；中面层：粗粒式沥青砼5～7cm；底面层：沥青碎石11～13cm；基层：水泥稳定级配碎石20cm〔俗称“水稳层”〕；底基层：石灰土或石灰粉煤灰20～45cm〔压实后设塑料方格网一道〕；硬路肩：一般1.5～，5cm中粒式面层；土路肩：一般铺10cm级配碎石加固层。3、施工步骤：一般先管线开挖、铺设、调试施工、后路面底基层施工。最后进行路缘石〔道牙〕、隔离带〔栏杆〕、泄水井篦、道路划线等工序施工。附图：桥梁工程一、桥梁与涵洞的区别1、主要在于其顶部有无填土，并视其跨度大小划分之。涵洞顶部有填土，且一般跨度不大于6米、无桥台；桥梁顶部无填土、有桥台，由跨度至160米等等。2、桥梁与涵洞在量度方法上不同；桥梁沿线路〔纵〕方向量度，其长度与路基高矮无关，填土高度仅影响高度及圬工量；涵洞则在线路垂直方向量度〔即：横延长米〕；其长度受路基的高矮〔放坡〕的影响。二、常用涵洞〔或称涵管〕有以下几种：1、拱涵一般基础和边墙均采用浆砌片石，拱圈则分为料石砌筑和钢筋砼两类。目前对拱涵的称谓-基本上以拱圈分类：石拱涵即：基础、边墙为浆砌片石、拱圈为浆砌粗凿石；砼拱涵则：基础、边墙为浆砌片石、拱圈为钢筋砼。至于卵形涵洞亦属拱涵范畴，但污工则为全部砼浇筑。2、盖板箱涵一般基础、墙身、帽石、端翼墙均为浆砌片石，盖板则分为石盖板和钢筋砼盖板两类；对基础而言，目前有整体基础和别离式基础两种。3、元管〔圆涵〕分为有基础、无基础两种，〔无基元管适用于岩石沟渠〕元管管身为钢筋砼预制成品，一般采用工厂集中预制或工地预制后安装，基础、出入口端翼墙均为浆砌片石，采用工地砌筑方4、倒虹吸管结构类型与元管相似，属于元管范围，但出入口为溢洪道式的出入口，与一般元管不同。为了清淤、维修在较长的倒虹吸管中应在适当位置处设检查井。5、渡槽为了水流从铁路〔公路〕路堑上通过而建的高架建筑物，多数为农田排灌的需要而设，一般采用钢筋砼薄壳结构，采取就地灌注或预制槽板后安装两种方法。6、泄水洞为水流改道并在地形、地质条件下采用的一种排水措施，其形式基本与隧道或拱涵相似，宜采用暗挖法施工，按地质条件分为有衬砌与无衬砌两类。7、涵洞由于排水流量或交通运输的需要，涵洞分为单孔、双孔、多三、桥梁的种类铁路〔公路〕常用的桥梁分为以下几种：1、从力学性质讲㈠梁式桥：梁部结构有钢结构、钢筋砼结构、预应力钢筋砼结构。㈡拱桥：一般采用现场灌注或砌筑，其结构分为石拱、钢筋砼拱两类，从拱的类型上划分又分为单曲拱、双曲拱等多种形式。㈢刚构桥也称钢架桥或框架桥。其结构钢筋砼结构，采取整体灌注施工，“顶进法”施工时则分节整体灌注顶进。㈣悬桥〔即缆索吊桥〕其主要结构为钢丝绳缆索，但仅用于人行或公路，我国尚未在铁路上使用。㈤联合系桥〔亦称系杆拱桥〕其结构分为钢结构和钢筋砼结构两种。㈥斜拉桥一般为钢筋砼结构，公路采用此类桥梁较多，铁路近年来建设中有所使用，有些资料尚在研讨中。尚为推广使用。2、从桥上线路的性质讲铁路桥、公路桥、公铁两用桥〔如长江大桥、钱塘江大桥等〕以及人行桥等。铁路桥分为单线桥、多线桥几种。公铁两用桥又分为铁路在下公路在上或者铁路设于中间公路设于两侧等多种类型〔如武汉长江大桥、襄樊公铁两用桥〕。3、从桥跨结构的建筑用料讲木桥、石桥、钢桥、钢筋砼桥、结合梁桥等。木桥一般用于临时性工程，多数是上、下部均为木结构，如下部为木排架墩或枕木垛，上部为木梁；石桥一般均为拱桥；钢桥在国外有采用钢结构的桥墩台架设钢梁的桥。在我国则绝少采用钢墩台的，采用钢梁的桥还是比较多的，目前钢筋砼梁桥已成为铁路公路桥梁的主要结构，假设非特殊需要，〔如通航、桥跨、桥下净高等要求〕一般很少采用钢梁桥。至于箱型梁、串联梁等皆属于预应力钢筋砼梁的范畴。悬臂梁则有钢结构和钢筋砼结构两类。4、从桥面位置来讲⑴上承式：桥面在桥跨结构〔梁身〕的上部，如钢板梁、钢筋砼板梁、T形梁、箱型梁、串联梁等皆属上承式梁。⑵下承式：桥面位于桁梁和拱之间并靠近桥跨结构的下缘，一般为钢结构〔如下承式钢⑶中承式：桥面在桥跨结构的中部。其形式：⑷开启桥关于开启桥〔亦称活动桥〕分为：平转型、立转型、升降型、开启型。一般开启桥、浮桥在铁路桥梁中绝少采用，此处不再赘述。5、从桥梁的孔跨长度划分eq\o\ac(○,1)、铁路：桥长小于20米为小桥；桥长20～100米为中桥；桥长100～500米为大桥；桥长500米以上为特大桥。eq\o\ac(○,2)、公路：桥梁涵洞分类桥涵分类多孔跨径总长L〔m〕单孔跨径Lk〔m〕特大桥L＞1000Lk＞150大桥100≤L≤100040≤Lk≤150中桥30＜L＜10020≤Lk≤40小桥8≤L≤305≤Lk≤20涵洞Lk＜5四、桥梁下部建筑1、基础类型eq\o\ac(○,1)沉井：井壁为钢筋砼结构〔一度采用竹筋砼，由于工艺要求高造价昂贵而被淘汰〕，沉井内部填充为低级砼或砂，封底及顶盖有砼或片石砼等。其下沉方法有抽水下沉和不抽水下沉两种。eq\o\ac(○,2)沉箱：一般为气压沉箱，钢结构，技术要求较高，对人体健康有危害，建国以来已很少使用。eq\o\ac(○,3)管柱：管径5～，一般采用下沉法施工，大型管柱用于大江河的大桥基础，如黄河、长江大桥等。eq\o\ac(○,4)管桩:一般管径分￠40、￠55cm两种在，一般钢筋砼预制成品，采用蒸汽打桩机、柴油打桩机、震动打桩机、静压打桩机施工，有陆地和船上施工两种。eq\o\ac(○,5)钻孔桩：孔径分￠、￠、￠、￠、￠、￠等，其程序为旋转钻机、冲击钻机钻孔〔钻孔时膨韧土泥浆护壁〕。然后下钢筋笼、浇筑砼〔先砼封底〕。eq\o\ac(○,6)挖孔桩：基本上与钻孔相同，孔径较大〔抽水排水、井壁采用木护壁或钢板桩护壁〕，然后下钢筋笼、浇筑砼〔先砼封底〕。亦属钢筋砼桩的范畴。eq\o\ac(○,7)扩大基础：这是最常用的基础类型，采用明挖法施工，其圬工为浆砌片石或砼。但挖基土方量大，排水费用多，必要时还需临时改移河道，然而施工程序比较简易，易为施工单位所接受。2、桥墩及桥台eq\o\ac(○,1)桥台：用于两岸，有矩型、T型、U型、十字型、耳墙式、锚定板等桥台形式。除锚定板为钢筋砼外，其余桥台圬工为砼或浆砌片石两类。eq\o\ac(○,2)桥墩：实体墩：有圆形、圆锥形、尖端形；空心墩也称柔性墩，为钢筋砼结构，就地灌注；柱形墩〔含异形〕有：单柱形、双柱形、为钢筋砼结构，就地灌注；板凳式墩：为钢筋砼结构。以上桥墩除实体墩采用砼、片石砼、砌石外，其余皆为钢筋砼结构。板凳式桥墩的立柱及顶板〔即顶帽板〕必须集中预制后运工地架立、安装，砼灌注、养生、运输、吊装等作业，技术要求较严，故不能就地灌注施工。3、防护工程防护工程包括：河床铺砌、护桥头锥体护坡〔也称扭面护坡〕、导流设备〔如铅丝石笼的丁坝、挑水坝等〕以及桥头检查台阶等。一般采用干砌片石、浆砌片石砌筑。五、桥梁上部建筑1、钢筋砼梁eq\o\ac(○,1)钢筋砼板梁跨度由～，一般现场〔或桥头〕预制，采用人工和机械吊装架立。eq\o\ac(○,2)钢筋砼T形梁一般跨度由至32米，〔一孔梁为两片梁组成〕梁高分为标准高和低高粱两种。一般厂制或工地设厂集中预制，然后运至工点架立，10米以下的人工或机械吊装、10米以上的架桥机架立。预应力钢筋砼梁的涨拉应力，又分为先涨法和后涨法两种，一般多采用后涨法。eq\o\ac(○,3)箱型梁〔变截面、预应力〕一般现采用〔纵、横、竖三向〕预应力后张法，变截面梁一般现场采取“悬浇”施工方法施工，多用于公路桥梁。近年来铁路工程也相继采用该梁。非变截面箱型梁采用现场预制，运输到架桥机下，使用专门架桥机架设。eq\o\ac(○,4)悬臂梁悬臂梁〔挂梁〕一般采取现场预制，采用架桥机合拢架立，有水的江河也可采用船运至桥下，垂直吊装后就位安装。2、钢梁目前我国采用的跨度有：上承式钢板梁