铁路线路与站场课件：路基及桥隧建筑物

铁路路基及桥隧建筑物【案例引入】案例

1：京广线客车

T179

撞滑塌体脱轨铁路交通较大事故2020

年

3

月

30

日，湖南省郴州市永兴县境内，中国铁路广州局集团有限公司（以下简

称“广州局集团公司”）管内京广线发生了一起旅客列车脱轨事故。事故造成

1

名乘警殉

职、122

名旅客和

5

名列车工作人员受伤。【项目描述】铁路线路作为机车车辆和列车运行的基础，由路基、轨道及桥隧建筑物等组成。轨道引导机车车辆的运行方向，路基是铺设轨道的基础。路基直接承受轨道传递的压力，

并将其传递到地基。路基状态如何，直接关系到铁路线路的质量，直接影响行车速度及行车安全。因此，路基必须填筑坚实，基床要强化处理，并经常保持干燥、稳定和完好状态，以保证铁路运输安全畅通。修建一条铁路线路，不可避免地要经过高山、河流、城镇或公路等障碍物，为跨过这些障碍物，必须要修建桥梁、隧道、涵洞、天桥、地道等平立交设施，这些设施设备就是桥隧建筑。本项目以京广线客车

T179

撞滑塌体脱轨铁路交通较大事故、“7·28”大郑线桥墩倾斜致

货运物列车脱轨铁路交通较大事故案例为引导，分析铁路路基、桥梁、隧道、涵洞的作用、分类、构造及组成，同时介绍路基常见病害及整治方法。【教学目标】知识目标能力目标素质目标（1）了解铁路路基组成和分类；（2）了解典型路基断面组成；（3）了解铁路路基排水和防固设施；（4）掌握铁路路基常见病害及整治方法；（5）熟悉铁路桥梁、隧道、涵洞的作用、组成和分类（1）能辨别铁路路基组成和分类；（2）能陈述典型路基断面组成；（3）能熟知铁路路基排水和防固设施；（4）能分析铁路路基常见病害、辨别整治方法；（5）能说明铁路桥梁、隧道、涵洞的作用、组成和分类（1）培养学生家国情怀、铁路情怀和责任担当意识；（2）树立铁路安全第一的意识；（3）具备良好的服务意识、奉献意识；（4）培养学生探索学习方法的能力；（5）培养学生良好的团队合作意识任务

1

铁路路基任务

2铁路桥隧建筑物目录任务

1

铁路路基【任务引导】

中国人如何巧妙解决青藏铁路建设的冻土筑路问题任务一引导问题：

铁路路基的病害有哪些？【知识要点】路基组成及分类；路基横断面形式；典型路基断面组成；路基排水及防护加固设施；路

基常见病害及整治；铁路车站、车场路基及排水设施【知识讲解】知识点一、路基的分类铁路路基由路基本体和为确保路基本体能正常工作而修建的路基防护加固建筑物及排水建筑物组成。路基按横断面分有路堤、路堑两种基本类型。知识点二、路基横断面形式路基横断面是指垂直于线路中心线截取的截面，也称路基断面。铁路路基横断面形式是

根据线路的设计标高与地面标高的高低而确定的。按断面形式分为六大类。1.路堤式2.路堑式3.不填不挖式4.半堤式5.半堑式6.半堤半堑式(1)路堤式路基指线路设计标高高于天然地面标高，经填方修筑而成的路基(2)路堑式路基指线路设计标高低于天然地面标高，经挖方修筑而成的路基(3)不填不挖式路基指线路设计标高与天然地面标高相同，无需填方和挖方的路基不填不挖式路基简图(4)半堤式路基指路基的一侧需在天然地面上填方修筑而成的路基半堤式半堑式路基指路基的一侧需在天然地面上挖方修筑而成的路基半堤半堑式路基指路基的一侧需在天然地面上填方修筑，而另一侧则在天然地面上挖方修筑而成的路基知识点三、典型路基断面组成1

路堤路堤由路基顶面、边坡、护道和取土坑(或纵向排水沟)等组成。(1)路基顶面即铺设轨道的工作面。其宽度为两侧路肩边缘之间的距离，其值根据线路等

级、正线数目、轨道类型及道床标准形式等因素确定。(2)路基顶面形状可分为有路拱与无路拱两种形式。路拱的作用是迅速排除道床下的积水，以保持路基面的干燥，一般由非渗水土修筑的路

基顶面应设路拱，而由岩石或渗水土修筑的路基顶面可不设路拱。(3)路肩是指路基顶面两侧没有被道砟覆盖的部分，其作用是：增强路基的稳定性；防止

道砟散落到边坡上；为设置按触网立柱、线路标志和信号标志等提供条件；便于人员避车和

暂放维修材料和机具(4)路基边坡是指路堤两侧的斜坡，其作用是增强路基的稳定性。边坡的坡度是以边坡的垂直高度与水平距离之比来表示的，它根据路基本体填料和路堤高度等因素确定，一般为

1：1.5

或

1：1.75。(5)路基护道是指路堤坡脚与取士坑(或排水沟)之间的坡度，其宽度一般不小于

2m，并做成

2%~4%的向外排水坡。其作用为保持路基边坡的稳定，防止雨水冲刷坡脚造成边坡塌方。

(6)取土坑(兼作排水沟)位于路堤护道外侧，用以排除路堤范围内的地面水。取土坑纵向

坡度不小于

2%，困难地段不小于

1%。其断面呈梯形，边坡一般靠路基一侧为

1：1.5，另一侧为

1：1，作排水沟用时其底宽不小于

0.4m，深不小于

0.6

m。1．路基本体构造其上铺设轨道的部分叫路基本体。随着地面的起伏，一条铁路线路的路基地段填筑、有的开挖、有的半填半挖而成。路基按横断面分有路堤、路堑两种基本形式。第一节路基第一节路基（a）路堤

（1）路基面形状

（2）路肩宽度

（3）路肩标高

（4）路基面宽度

（5）路堤边坡

第一节路基第一节路基第一节路基第一节路基

（b）路堑

（6）路堑边坡

3．高速铁路路基的设置第一节路基二、路基排水设施第一节路基第一节路基第一节路基地面排水设施路堤有纵向排水沟或取土坑；路堑有侧沟、截水沟、天沟等天沟第一节路基第一节路基地下排水设施对路基有危害的地下水，应根据地下水类型、含水层深度等条件，采用渗沟、渗管等设施予以排除第一节路基三丶路基防护加固设施为保证路基的坚固稳实，对受自然因素作用易被破坏的边坡可选用水泥砂浆、干砌或浆砌片石护坡，铺草皮或植树、喷浆或喷锚等坡面防护措施。

铁路路基通过不良地质或困难地段，为防止土坡坍塌、滑坡等，可考虑用挡土墙、抗滑桩等建筑物加固，使路基稳固可靠，运营畅通。第一节路基第一节路基第一节路基第二节桥隧建筑物包括桥梁，隧道，涵洞，明渠，天桥，地道，跨线桥，调节河流建筑等。其中主要的是桥梁，隧道，涵洞。跨河桥(陇海线渭河桥)第二节桥隧建筑物（一）桥梁的组成桥梁主要由上部结构（也叫桥跨结构包括桥面、梁，支座）和下部结构（桥墩、桥台及基础）组成。此外，桥台锥体防护建筑也属于桥梁范围。第二节桥隧建筑物桥面：桥上的路面（1）道碴桥面（2）明桥面（3）无碴无枕桥面第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物梁拱结构及支座梁拱结构是桥梁上部结构的主体部分，它支撑桥面及由桥面传来的载荷。梁常用的有钢板梁、钢珩梁、钢筋混凝土梁及预应力混凝土梁；拱常用的有钢筋混凝土拱及石拱等支座第二节桥隧建筑物墩台及基础

（1）桥墩：桥梁中部支撑桥跨结构的建筑（2）桥台：支撑桥梁上部结构并和路堤衔接的建筑物第二节桥隧建筑物（3）基础基础：在桥墩的下部第二节桥隧建筑物桥台锥体它是桥台翼墙（两旁侧墙）与路堤边坡之间的锥形填土。为防止水流冲刷，锥体表面一般以片石铺砌或混凝土块做成护面，保护桥台和桥头路基。第二节桥隧建筑物桥梁的跨度、孔径、净空、长度

（1）跨度（2）孔径（3）净空（4）桥长（5）桥梁全长第二节桥隧建筑物二丶桥梁的分类1．按桥身的长度分类按长度可分为小桥、中桥、大桥和特大桥：（1）小桥。桥身长在20m及其以下者。（2）中桥。桥身长超过20～100m者。（3）大桥。桥身长超过100～500m者。（4）特大桥。桥身长超过500m者。2．按桥跨结构分类分为梁式桥、拱桥、钢架桥、斜拉桥、悬桥。九江长江大桥、连续梁桥、上公下铁二丶桥梁的分类第二节桥隧建筑物唐山第二节桥隧建筑物按桥身结构分类可分为梁桥（简支梁桥、连续梁桥、悬臂梁桥）、拱桥、钢架桥、斜拉桥、悬索桥等。（1）梁桥。桥跨结构通过仅能传递竖直反力和水平反力的支座支撑在墩台上。公路面第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物英国福斯湾桥第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物闽江特大连续第二节桥隧建筑物（2）拱桥

第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物门式刚架T形刚构斜腿刚构V形刚构（3）钢架桥

桥跨结构和墩台联结成一个整体的桥梁图2-9门形钢架桥和斜腿钢架桥示意图第二节桥隧建筑物我国第一座斜腿刚构桥——安康汉江桥第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物滇越铁路五家寨人字桥第二节桥隧建筑物哈尔滨滨江桥第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物（4）斜拉桥

斜拉索索塔形式：由梁、塔和斜索组成的组合体系，结构型式多样，造型优美壮观受力：在竖向荷载作用下，梁以受弯为主，塔以受压为主，斜索则承受拉力材料：斜索采用高强钢丝制成，塔多采用钢筋混凝土，梁采用预应力混凝土梁或钢箱梁主梁第二节桥隧建筑物巨力大桥——保定市第一座斜拉桥第二节桥隧建筑物

我国跨度最大的公铁两用桥——芜湖长江桥第二节桥隧建筑物悬索桥组成：主要由缆、塔、锚碇、加劲梁等组成受力：在竖向荷载作用下，索受拉，塔受压，锚碇受拉拔反力材料：缆通常用高强度钢丝制成圆形大缆，加劲梁多采用钢桁架或扁平箱梁，桥塔可采用钢筋混凝土或钢材跨度：因悬索的抗拉性能得以充分发挥且大缆尺寸基本上不受限制，故悬索桥的跨越能力一直在各种桥型中名列前茅缆塔锚锭加劲梁第二节桥隧建筑物日本明石海峡大桥主跨1991米，全长3911米第二节桥隧建筑物金门大桥第二节桥隧建筑物（5）悬索桥

桥跨结构的主要承载部分由柔性的链或缆索构成，链或缆索在垂直载荷下承受拉力汕头海湾大桥第二节桥隧建筑物英国伦敦泰晤士河上伦敦塔桥第二节桥隧建筑物香港青马大桥第二节桥隧建筑物4.按桥身能否活动分类固定桥、开合桥

第二节桥隧建筑物天津塘沽海门大桥（直升桥）第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物伊拉克的一座平转开启桥第二节桥隧建筑物五丶按桥面位置分类上承式桥、下承式桥和中承式桥

我国铁路最大跨度的钢筋混凝土拱桥——永定河7号桥第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物武汉长江大桥6.按跨越的障碍物分类

跨河桥、跨线桥、高架桥

第二节桥隧建筑物第二节桥隧建筑物第三节涵洞1.涵洞与小桥的区别（1）有无墩台。1.涵洞与小桥的区别(2)路堤是否连续第三节涵洞1.涵洞与小桥的区别（3）孔径大小孔径小于6米第三节涵洞拱桥与拱涵的区别跨度≤6米，且填土高＞1米为拱涵，否则为拱桥。第三节涵洞框构桥与框构涵的区别跨度≤4米，且填土高＞1米为框构涵，否则为框构桥。第三节涵洞2.涵洞的组成洞身基础翼墙端墙路堤横墙锥体洞身第三节涵洞2.涵洞的组成基础洞身基础翼墙端墙路堤横墙锥体第三节涵洞2.涵洞的组成出入口第三节涵洞3.涵洞的分类涵洞按建筑材料的不同有石涵、混凝土涵、钢筋混凝土涵等涵洞按洞身断面形状可分为圆涵、拱涵、盖板箱涵（箱涵）三种第三节涵洞三、隧道（一）隧道的分类1．按隧道长度分类（1）短隧道。隧道长度小于500m者。（2）中隧道。隧道长度小于500～3000m者。（3）长隧道。隧道长度3000～10000m者。（4）特长隧道。隧道长度10000m以上者。英吉利海峡隧道约50公里第四节隧道2．按隧道位置分类傍山隧道、越岭隧道、地下铁道、明洞

第四节隧道3．按隧道埋藏深度分类深埋隧道和浅埋隧道

第四节隧道（二）隧道的构造1．洞身：洞身是隧道的主要组成部分，其长度由两端洞门的位置决定。洞身是列车通过的通道，为保证行车安全，洞身必须按建筑限界标准修建。第四节隧道2．衬砌：衬砌的作用是用来承受底层的压力，防止坑道周围地层的变形，防止岩石的风化和坍落，维护坑道轮廓不侵入建筑限界的范围，以保证行车安全第四节隧道3．避人避车洞第四节隧道第四节隧道4、洞门第四节隧道第四节隧道第四节隧道第四节隧道【中国铁路复兴之路】我国第一条城际高速铁路——京津城际铁路高速铁路与常规铁路相比最大的区别在于线路高平顺度特性方面。高平顺性最终体现在轨道上，无论是在路基上还是桥涵上，也无论是何种类型的轨道，都要求它不仅在空间要具有平滑的线型、高精度的允差、高光洁度的轨面；在时间上还必须具有稳固的高保持性，具备少维修、可维护的条件。由此决定路基、桥涵、过渡段、轨道等主要技术参数、技术措施、施工质量等要相互协调耦合，整体上满足高速行车在系统动力学方面安全性、舒适性各项技术指标。全线铺设无砟轨道和无砟道岔，地基承载力低，处理难度大，路基工后沉降控制技术及工程措施要求高；全线桥梁孔跨类型多，大跨度桥跨多，最大跨度达128m，徐变控制难度大。必须把无砟轨道和线下工程作为整体系统研究解决。进一步开展了软土、松软土地区控制工后沉降技术的研究，桥梁景观、可调高支座、桥梁徐变控制研究，无砟轨道的技术攻关，精密控制测量技术的研究，区域地面沉降地区监测及工程应对措施的研究。掌握了软土、松软土地区路基设计和施工技术，桥梁设计和施工技术，无砟轨道设计、制造、施工、评估、检验技术，一次铺设无缝线路和高速道岔施工技术，建立了精测网并应用沉降变形计算和观测评估技术。实验验证了解决轨道高平顺性和高稳定性