《路基基床》PPT课件

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1、2路基基床YourSubtitleGoesHere内容提要路基的荷载：静荷载—换算土柱法，动荷载；路基基床结构：基床的作用及对基床的要求，基床结构和材料；基床病害及整治：基床病害，基床病害整治。第2章路基基床第一节路基的荷载路基的荷载是指作用在路基面上的应力。路基荷载的组成静荷载：线路上部结构的重量作用在路基面上的应力；动荷载：列车行驶时轮载力通过上部结构传递到路基面上的动应力。路基设计中考虑荷载影响时的基本方法普通铁路路基设计：计算中常把静荷载和动荷载一并简化作为静荷载处理，即通常的换算土柱法。高速铁路路基设计：不能简单地把动荷载作为静荷载处理，必须进行动态分析，需要计算列车动荷载的作用在路

2、基中所产生的动应力的大小和分布规律。第一节路基的荷载一、静荷载——换算土柱法1．列车（活）荷载标准列车（活）荷载按规范规定采用《中华人民共和国铁路标准活载》，简称中─活载。标准活载的计算如图2－1。该活载通过轨道传播到路基面上，在横断面上的分布宽度自轨枕底两端向下按45扩散角计算，见图2－2。第一节路基的荷载中-活载图示图2-2图2-1换算土柱图示路基横断面设计中对活载的处理方法横断面设计的计算图式为沿线路纵向取一单位厚度，即路堤、路堑或挡土墙等路基建筑物的设计理论是按平面问题考虑的。作用在路基面上的活载若按最不利情况计算，则只需考虑轴重即可，不需考虑后面车辆部分的分布力。把轴重的集中力简化

3、成纵向均布的线荷载，并假定每个轴重的分布宽度等于轴距。最后得到沿纵向作用在路基面上的列车（活）荷载分布强度q。q＝220/1.5=146.67(kN/m)第一节路基的荷载2．换算土柱普通铁路路基设计对路基荷载所作的两个简化假定：（1）把列车（活）荷载作为静荷载处理；（2）把列车（活）荷载和轨道静荷载的总重P，简化为与路基土同质的土柱，均布地作用在路基面上。该土柱的高度称换算高度，h0=P/g·a,式中a为土柱的宽度，按荷载扩散角45计算；为路基土的容重，见图8－2。第一节路基的荷载换算土柱算例如图2－32．换算土柱第一节路基的荷载换算土柱算例图2-3二、动荷载（一）荷载的分担作用图2－4为

4、荷载分担作用示意图。在轮载力P作用下，钢轨的垂向挠曲变形曲线的影响范围与轮载力大小和钢轨、轨枕、道床、路基等的刚度有关。刚度大影响范围小，刚度小则影响范围大。一般约为7根轨枕宽度，亦即轮载力P由7根轨枕分担。第一节路基的荷载荷载分担作用及钢轨绕曲变形曲线图2-4二、动荷载（一）荷载的分担作用分摊到每根轨枕面上的支承力可通过有关计算解出。此外,可采用简化假定：由于第4根轨枕（向一侧排序）枕面的支承力已经很小，因此常简化假定由5根轨枕分担，分担到每根枕面上的支承力，日本假定分别为0.4P，0.2P及0.1P，如图2－5所示。第一节路基的荷载枕面支承力的分布比例（日本）图2-5二、动荷载（二）路基面

5、上动应力的一般规律轨枕顶面的支承力通过轨枕和道床向下往路基中传播。图2－6表示单根轨枕在线路纵向即轨枕横断面方向上的传播情况，图中左侧为木枕情况，右侧为钢筋混凝土轨枕情况。轨枕底面与道床之间的接触压力对于木枕可视为柔性板，其接触压力大致为均布。混凝土枕因为刚性大，视作刚性板，刚性板底面接触压力的分布比较复杂，其值约在平均值的95％～125％范围。第一节路基的荷载单根轨枕下的压力分布（德国资料）图2-6枕底压力在介质中传播的等压线为钟形曲线见图2－6。木枕和混凝土枕两种情况的等压线的数值在较浅深度范围内（例如在道床范围内）差别较大，若在相同深度处则以混混凝土枕情况为小。但是当深度达到距枕底60c

6、m左右时，则两种情况差不多。第一节路基的荷载Boussinesq理论图2－7表示邻枕对压力分布的影响。当深度达到轨枕宽度的3倍，即距枕底70cm左右时，沿线路纵向的压力分布就比较均匀了。一般情况下路基面上的应力分布其最大值位于轨枕正下方或钢轨正下方，而两侧最小。实际计算时通常假设枕底应力为均布，并从两侧枕端以角向下扩散，扩散角约为30～45，各国取值不同。我国取35，日、德、俄等欧洲国家取45，个别美国学者取20。第一节路基的荷载美国实测结果图2-7第二节路基基床结构一、基床的作用及对基床的要求基床是指路基顶面以下3.0m范围内的路基体，是列车动荷载的主要影响范围，也是铁路路基最

7、重要的关键部位，并把它定为基床的厚度。基床的作用以及对基床的要求主要有三个方面：强度要求：应有足够的强度以抵抗列车荷载产生的动应力而不致破坏；能抵抗道碴压入基床土中从而防止道碴陷槽等病害的形成；在路基填筑阶段能承受重型施工车辆走行而不形成印坑，以免留下隐患。刚度要求：在列车荷载的重复作用下，塑性累积变形要小，以避免形成过大的不均匀下沉造成轨道的不平顺，增加养护维修的困难。在列车高速行驶时，基床的弹