《鐵路路基工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、指導(dǎo)書

1、工程教育試點(diǎn)班土木工程專業(yè)鐵路路基工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書、指導(dǎo)書2014年6月鐵路路基工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)任務(wù)及內(nèi)容 （一）任務(wù)1、路基橫斷面設(shè)計(jì)2、重力式擋土墻設(shè)計(jì)3、路基及擋土墻施工方法（二）內(nèi)容1、路基橫斷面設(shè)計(jì)（1）橫斷面各部分尺寸確定；（2）路基橫斷面示意圖（另單獨(dú)繪制CAD圖）（3）路基填料選擇2、重力式擋土墻設(shè)計(jì)（1）作用在擋土墻上的力系；（2）擋土墻尺寸的擬定；（3）庫倫土壓力計(jì)算；（4）擋土墻檢算； （5）擋土墻斷面圖（另單獨(dú)繪制CAD圖）3、排水設(shè)施及施工方法 （1）綜合排水設(shè)施設(shè)計(jì)；（2）路堤施工方案；（3）重力式擋土墻施工方法；二、設(shè)計(jì)資料 某級(jí)重型雙線鐵路，旅客列車

2、設(shè)計(jì)行車速度140km/h，K2+500K3+500 段路堤處于直線地段，高度412m，根據(jù)實(shí)際情況，需設(shè)置重力式擋土墻。（一）設(shè)計(jì)題號(hào) 學(xué) 號(hào) 墻高（m）擋墻類型456789101112路肩墻墻后填料粉土123456789砂類土101112131415161718碎石類土192021222324252627不易風(fēng)化的塊石282930313233343536路堤墻墻后填料粉土37383940414243砂類土44464748495051碎石類土52535455565758不易風(fēng)化的塊石596061116根據(jù)墻型、墻高和填料性質(zhì)的不同分出不同題號(hào)，如上表所示，由指導(dǎo)教師分配給學(xué)生。其中路堤墻設(shè)定

3、擋墻上部有2米高的路堤填土。（二）設(shè)計(jì)荷載只考慮主力的作用，且不考慮常水位時(shí)靜水壓力和浮力。（三）材料擋土墻材料分混凝土或片石混凝土，墻背填料有粉土、砂類土、碎石類土和不易風(fēng)化的塊石四種（根據(jù)題號(hào)選擇其一）。相關(guān)參數(shù)可參看附表或鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。三、設(shè)計(jì)要求要求完成全部的設(shè)計(jì)內(nèi)容，完成設(shè)計(jì)計(jì)算書一份，設(shè)計(jì)圖紙一份。課程設(shè)計(jì)時(shí)間為一周，為本學(xué)期第13教學(xué)周。四、參考資料 路基工程楊廣慶主編中國鐵道出版社，2010； 鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10025-2001）中國鐵道出版社，2002； 鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10001-2005）中國鐵道出版社，2005； 鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)

4、路基鐵道部第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院中國鐵道出版社，1995；鐵路路基工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書一、課程設(shè)計(jì)的目的和要求 課程設(shè)計(jì)是高等學(xué)校學(xué)生在校學(xué)習(xí)專業(yè)課得一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題和獨(dú)立鉆研的好時(shí)機(jī)。課程實(shí)際在教學(xué)上的要求是： 1. 培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、解決實(shí)際問題的獨(dú)立工作能力； 2. 系統(tǒng)鞏固并提高基礎(chǔ)理論課與專業(yè)知識(shí)； 3. 提高與加強(qiáng)設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖及編制說明書的基本技能。 二、課程設(shè)計(jì)的步驟與方法 （一）認(rèn)真分析設(shè)計(jì)任務(wù)書所提供的設(shè)計(jì)依據(jù)。 （二）依據(jù)鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10001-2005），確定雙線鐵路的線間距，并確定路基各部分尺寸。（三）換算土柱的確定進(jìn)行路基及其

5、加固建筑物的力學(xué)檢算時(shí)，系將路基面上的軌道靜載和列車豎向活載一起換算成與路基土體容重相同的矩形土體，此為換算土柱。繪制出換算土柱高度及分布寬度計(jì)算圖示，并選取參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果可參照鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10001-2005）附表A進(jìn)行檢查。（四）擋土墻尺寸的初步擬定采用重力式仰斜擋土墻。初步擬定墻頂寬度、墻背和墻胸的坡度、墻底寬度和坡度。（五）擋土墻設(shè)計(jì)荷載的計(jì)算作用在擋土墻上的力，一般可只計(jì)算主力，在浸水地區(qū)、地震動(dòng)峰值加速度為0.2g（原為八度）及以上地區(qū)及有凍脹力等情況下，尚應(yīng)計(jì)算附加力和特殊力。本設(shè)計(jì)中只考慮如下主力：1、墻背填料及荷載的主動(dòng)土壓力作用在擋土墻墻背的主動(dòng)土壓力，一

6、般按庫侖主動(dòng)土壓力公式計(jì)算。當(dāng)破裂面交于路基面時(shí)，破裂棱體的面積S隨著擋土墻及破裂面位置而變化，但都可歸納為一個(gè)表達(dá)式：式中 當(dāng)邊界條件確定后，A0、B0為常數(shù)，并可從破裂棱體的幾何關(guān)系求得。附表“各種邊界條件下的庫侖主動(dòng)土壓力公式”給出了不同邊界條件下的庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算公式。在具體計(jì)算時(shí)，由于無法預(yù)知破裂面的位置，一般是先假設(shè)破裂面位置，然后按此情況計(jì)算出破裂角，再根據(jù)幾何關(guān)系來校核假設(shè)是否正確。若假設(shè)不合理，則需選用另外的破裂面位置重新計(jì)算，直至校核合理。最后可根據(jù)附表中公式計(jì)算土壓力的大小，方向和作用點(diǎn)位置。2、墻身重力及位于擋土墻頂面上的恒載（1）墻身重力可由擋墻面積乘以擋墻的容重得

7、到；（2）擋土墻頂面上的恒載：若設(shè)計(jì)中的換算土柱一部分已侵入擋土墻墻頂范圍，則此部分換算土柱應(yīng)計(jì)入擋土墻頂面上的恒載。3、基底的法向力及摩擦力（六）擋土墻的檢算1、擋土墻穩(wěn)定性檢算擋土墻穩(wěn)定性檢算要求檢算項(xiàng)目主要力主要力加附加力滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)Kc1.301.20傾覆穩(wěn)定系數(shù)K01.601.30偏心距e土質(zhì)地基B/6B/6巖石地基B/4B/4基底應(yīng)力容許承載力1.2容許承載力（1）擋土墻沿基底的抗滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)（非浸水）式中 作用基底上的總垂直力（kN）；墻后主動(dòng)土壓力的總水平分力（kN）；墻前土壓力的水平分力（kN）；基底傾斜角（）；基底與地層間的摩擦系數(shù)。傾斜基底尚應(yīng)檢算沿地基水平方向的滑動(dòng)穩(wěn)定

8、性。基底下有軟弱土層時(shí)，還應(yīng)檢算該土層的滑動(dòng)穩(wěn)定性。（2）擋土墻抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)式中 穩(wěn)定力系對(duì)墻趾的總力矩（kNm）；傾覆力系對(duì)墻趾的總力矩（kNm）。（3）擋土墻基底合力的偏心距式中 基底合力的偏心距（m），當(dāng)為傾斜基底時(shí)，為傾斜基底合力的偏心距；B基底寬度（m），傾斜基底為其斜寬；、C作用于基底上的垂直分力對(duì)墻趾的力臂（m）；作用于基底上的總垂直力（kN）。當(dāng)為傾斜基底時(shí)，作用于其上的總垂直力：（4）基底壓應(yīng)力式中 擋土墻趾部的壓應(yīng)力（kPa）；擋土墻踵部的壓應(yīng)力（kPa）。2、擋土墻截面強(qiáng)度檢算通常僅選取一、兩個(gè)墻身截面進(jìn)行強(qiáng)度撿算，如基底、基礎(chǔ)頂面、1/2墻高處、墻身變截面處等截面。擋

9、土墻穩(wěn)定性檢算要求檢算項(xiàng)目主要力主要力加附加力壓應(yīng)力容許承載力1.3容許承載力剪應(yīng)力容許承載力容許承載力偏心距e0.3B0.35B3、若上述各項(xiàng)檢算中有不合格者，則應(yīng)調(diào)整擋土墻尺寸，重新進(jìn)行計(jì)算，直到各項(xiàng)檢算指標(biāo)全部合格。（七）繪制擋土墻設(shè)計(jì)圖紙三、課程設(shè)計(jì)文件裝訂 課程設(shè)計(jì)的成果一般是課程設(shè)計(jì)計(jì)算書和設(shè)計(jì)圖紙。課程設(shè)計(jì)計(jì)算書應(yīng)裝訂成一冊(cè)，由封面、目錄、課程設(shè)計(jì)計(jì)算書、參考文獻(xiàn)、附錄、封底等部分組成。設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)符合規(guī)范，達(dá)到施工圖要求。1、封面封面要素包括課程設(shè)計(jì)名稱、學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、指導(dǎo)教師、日期等。2、目錄編寫目錄時(shí)應(yīng)注意與設(shè)計(jì)計(jì)算書相對(duì)應(yīng)。3、課程設(shè)計(jì)計(jì)算書課程設(shè)計(jì)計(jì)算書主要記錄全部的設(shè)

10、計(jì)計(jì)算過程，應(yīng)完整、清楚、整潔、正確。計(jì)算步驟要條理清楚，引用數(shù)據(jù)要有依據(jù)，采用計(jì)算圖表和計(jì)算公式應(yīng)注明其來源或出處，計(jì)算結(jié)果應(yīng)與圖紙表達(dá)一致。4、參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn)中列出主要的參考文章、書籍等。 5、附錄 附錄包括課程設(shè)計(jì)任務(wù)書和其他主要的設(shè)計(jì)依據(jù)資料。 6、設(shè)計(jì)圖紙 圖紙要求：依據(jù)鐵路工程制圖標(biāo)準(zhǔn)（TBT10058-98），采用鉛筆或CAD繪圖，設(shè)計(jì)內(nèi)容滿足規(guī)范的要求，圖面布置合理，表達(dá)正確，文字規(guī)范，線條清楚，達(dá)到施工圖要求。四、參考資料 1楊廣慶.路基工程.北京:中國鐵道出版社,2010.2中華人民共和國鐵道部.鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10001-2005).北京:中國鐵道出版社,2005.3中華人民共和國鐵道部.鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10025-2006). 北京:中國鐵道出版社,2006. 工程教育試點(diǎn)