路基工程課程設(shè)計范例

1、工程教育試點(diǎn)班鐵路路基工程課程設(shè)計報告姓 名： 學(xué) 號： 班 級： 指導(dǎo)教師： 年 月 日目 錄第一章 概述1一、設(shè)計任務(wù)1二、設(shè)計資料1第二章 路基橫斷面設(shè)計3一、橫斷面各部尺寸擬定3二、路基橫斷面圖示3三、路基填料的選擇4第三章 重力式擋土墻設(shè)計5一、作用在擋土墻上的力系5二、擋土墻尺寸擬定5三、庫倫土壓力計算7四、擋土墻檢算9五、擋土墻橫斷面圖10第四章 排水措施及施工方法11一、綜合排水設(shè)施設(shè)計11二、施工方法11參考文獻(xiàn)12第一章 概述一、 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計依鐵路路基設(shè)計規(guī)范TB 10001-2005、鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 TB10025-2006及鐵路工程設(shè)計技術(shù)手冊-路基進(jìn)行設(shè)

2、計。設(shè)計內(nèi)容包括以下：1、雙線標(biāo)準(zhǔn)路基結(jié)構(gòu)的設(shè)計； 2、重力式擋土墻各部分尺寸的擬定； 3、重力式擋土墻設(shè)計荷載的計算；4、重力式擋土墻的檢算（抗剪強(qiáng)度不需要檢算）； 5、繪制設(shè)計圖紙。 二、 設(shè)計資料某級重型雙線鐵路，旅客列車設(shè)計行車速度140km/h，該段路堤處于直線地段，路堤設(shè)計高度在412m之間，已知基底為硬質(zhì)巖，其容許承載力為=1200kPa。根據(jù)實(shí)際情況，需設(shè)置重力式擋土墻，擋土墻為仰斜式路肩墻，墻后填土為砂類土，墻高8m，墻背坡度為1:0.25，墻胸坡度為1:0.30。1）擋土墻穩(wěn)定性檢算要求擋土墻穩(wěn)定性檢算要求檢算項(xiàng)目主要力系主要力系加附加力系滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc1.301.20傾

3、覆穩(wěn)定系數(shù)K01.601.40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2）土與墻背的摩擦角墻身材料 墻背土巖塊及粗顆粒細(xì)粒土混凝土石砌體第二破裂面或假想墻背土體注：3）其他參數(shù)指標(biāo)砂類土內(nèi)摩擦角35o砂類土重度（KN/m3）17、18砂類土基地與地層間的摩擦系數(shù)0.04注：第二章 路基橫斷面設(shè)計一、 橫斷面各部尺寸擬定（1）斷面形式：根據(jù)本設(shè)計的基本資料，路基斷面形式為路堤式。路基面形狀設(shè)計為三角形路拱，由路基中心線向兩側(cè)設(shè)置4%的人字排水坡，拱高約為0.15m。（2）路基面寬度：根據(jù)鐵路路基設(shè)計規(guī)范 TB10012005（以下簡稱“規(guī)范”）查表得，路

4、基面寬度為11.2m，其中路肩寬度不小于0.8m。（3）基床厚度：根據(jù)規(guī)范規(guī)定，對于時速不超過160km/h的、級鐵路，路基床表層厚度為0.6m,底層厚度為1.9m，基床總厚度為2.5m，本設(shè)計中為時速140km/h級重型雙線鐵路，按規(guī)范取值。（4）邊坡坡度：根據(jù)規(guī)范規(guī)定，級鐵路的路基邊坡高度不宜大于15m，設(shè)計該路基邊坡為直線型，高度8m，坡率為1：1.5。（5）排水溝：根據(jù)規(guī)范，排水溝底寬0.4m，深度0.6m，邊坡坡率采用1：1，在排水溝和路基之間修筑2m寬的人工護(hù)道。二、 路基橫斷面圖示由以上確定的基本參數(shù)，則本設(shè)計中雙線標(biāo)準(zhǔn)路基結(jié)構(gòu)的橫斷面圖示如下：圖1雙線路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖（單位：m

5、）（注：具體路堤橫斷面圖見CAD版圖紙。）三、 路基填料的選擇根據(jù)規(guī)范，級鐵路路堤基床表層應(yīng)選用A組填料（砂類土除外），但缺乏A組填料時，經(jīng)濟(jì)比選后可采用級配碎石或級配砂礫石，本設(shè)計中采用級配良好的碎石，屬于A組填料?；驳讓犹盍蠎?yīng)選用A、B組填料，否則應(yīng)采取土質(zhì)改良或加固措施，本設(shè)計中采用A組或B組都可，可根據(jù)經(jīng)濟(jì)性比選。路堤基床以下部位填料宜選用A、B、C組填料，選擇D組填料時應(yīng)采取土質(zhì)改良或加固措施，本設(shè)計中根據(jù)要求選用即可。壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，基床表層：級配碎石滿足地基系數(shù)，孔隙率；基床底層填料滿足地基系數(shù)，相對密實(shí)度?；蚕虏烤偷厝〔臍埛e土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，地基系數(shù)。第三章 重力式擋土墻設(shè)計重力式擋土

6、墻是依靠自身的質(zhì)量和地基反力抵抗土體和外荷載產(chǎn)生的土壓力，因此擋土墻及地基應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。本設(shè)計中墻身材料采用C15混凝土，其重度, 擋土墻為為仰斜式路肩墻，墻后填料為砂類土，內(nèi)摩擦角，土與墻背內(nèi)摩擦角。墻高8m，墻背坡度為1:0.25，墻胸坡度為1:0.30?；诪橛操|(zhì)巖，其容許承載力為=1200kPa，基底與地層間的摩擦系數(shù)，下面進(jìn)行具體設(shè)計與相關(guān)驗(yàn)算。一、 作用在擋土墻上的力系作用在擋土墻上的力系，根據(jù)荷載性質(zhì)及發(fā)生概率分為主要力系、附加力系和特殊力系。本設(shè)計中根據(jù)要求只考慮主要力系的作用，不考慮常水位時的靜水壓力和浮力。主要力系是指經(jīng)常作用在擋土墻上的力，包括由墻背填料自重及列

7、車軌道荷載引起的土壓力Ea，墻身自重G，基地方向反力R及摩擦力T，為了偏于安全的考慮，不考慮墻前被動土壓力的作用。設(shè)計中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重度相同的矩形土體。級重型雙線鐵路，時速140km/h，列車軸重220kN，間距1.5m。由于路基土分層，基床表層采用級配碎石，重度19kN/m3,查表，換算土柱寬度b0為3.3m，高度h0為3.2m ，雙線鐵路即為兩個換算土柱。二、 擋土墻尺寸擬定重力式擋土墻的構(gòu)造要求擋土墻頂面寬度一般為垂直墻高的1/12,即H/12，采用混凝土結(jié)構(gòu)頂寬不應(yīng)小于0.4m ，路肩擋土墻應(yīng)設(shè)置帽石，其材料可用C15混凝土或粗實(shí)料，厚度不小于

8、0.4m ，寬度不小于0.6m ，突出墻身的飛檐寬為0.1m 。按照基本要求設(shè)計，方案一取頂面寬度為H/12 ,再根據(jù)其墻背坡度為1:0.25，墻胸坡度為1:0.30的幾何關(guān)系，就可以繪出其斷面形式如圖2。擬定好尺寸進(jìn)行庫倫土壓力計算和擋土墻驗(yàn)算后，發(fā)現(xiàn)方案一的墻身尺寸不符合要求，繼續(xù)加大墻身尺寸，取墻頂寬度為2m，其他角度尺寸不變，按幾何關(guān)系就可得到方案二如圖3所示。同理對方案二進(jìn)行驗(yàn)算，方案二也不符合要求，繼續(xù)改進(jìn)取墻頂寬度為3m進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算合格，最終確定擋土墻身尺寸如圖4所示。圖2擋土墻尺寸方案一（單位：m）圖3擋土墻尺寸方案二（單位：m）圖4擋土墻尺寸方案三（單位：m）此處需要說明的

9、是雙線鐵路第一個換算土柱距離擋土墻背墻頂點(diǎn)的水平距離最開始根據(jù)以往算例取了0.4m，在進(jìn)行方案二，方案三設(shè)計時則是根據(jù)第二章中所設(shè)計的路基橫斷面尺寸進(jìn)行距離計算得到第一個換算土柱距離擋土墻背墻頂點(diǎn)的水平距離為2m，從圖中也可看出這一變化，最終選定方案三，如圖4所示。三、 庫倫土壓力計算【方案一和方案二驗(yàn)算不滿足，可省略詳細(xì)計算步驟】方案三的詳細(xì)計算步驟如下：基本數(shù)據(jù)：擋土墻為為仰斜式路肩墻，墻后填料為砂類土，內(nèi)摩擦角為*，土與墻背內(nèi)摩擦角為*， 墻高H=8m，底部尺寸B=3.4m ,換算土柱寬度b0=3.3m，高度h0=3.2m ，d=2m，墻背坡度為1:0.25，墻胸坡度為1:0.30，尺寸

10、如圖5所示：圖5方案三庫倫土壓力計算圖示（單位：m）1) 計算破裂角（仰斜墻背，取負(fù)值）假設(shè)破裂面交于第一個換算土柱荷載分布范圍之內(nèi)：校核假定：故破裂面位于第一個換算土柱分布范圍內(nèi)，滿足要求。2) 求土壓力系數(shù)：四、 擋土墻檢算基底為硬質(zhì)巖，其容許承載力為=1200kPa，基底與地層間的摩擦系數(shù)，墻重：1) 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 2) 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 3) 合力偏心距檢算 （滿足）4) 擋土墻墻身H/2截面強(qiáng)度驗(yàn)算法向應(yīng)力驗(yàn)算 （滿足）（滿足）通過以上計算可知，方案三的擋土墻設(shè)計各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。五、 擋土墻橫斷面圖圖6為擋土墻在路堤中的布置橫斷面圖的示意，具體詳見圖紙。圖6擋土墻布置（單位：m）第四章 排水措施及施工方法一、 綜合排水設(shè)施設(shè)計1) 路堤排水設(shè)備*2) 擋土墻排水設(shè)施*二、 施工方法(一) 路堤施