(强烈推荐)大瑞铁路路基、轨道设计及项目施工方案毕业论文

摘要

本设计是根据毕业设计任务书的要求和相关设计规范的规定，对大瑞铁路K211+000--K213+000段进行路基、轨道设计及施工组织设计。

本设计的主要内容包括路基横断面的设计，土石方量的计算及调配，普通无缝线路的设计和施工组织设计的编写。大理至瑞丽铁路，是我国《中长期铁路网规划》中完善路网布局和西部开发性新线项目之一，也是我国西南进出境通道之一的中缅国际铁路通道的重要组成部分。大瑞铁路是我省贯彻落实国家西部大开发战略，加快中国连接东南亚、南亚国际大通道建设的关键性交通基础设施项目，是实现云南经济社会又好又快发展的一项重点工程，是沿线各族群众期盼已久的一条致富路。

设计中首先读高程绘制横断面，进行土石方计算，第二部分无缝线路设计，进行最不利轮位计算，再对无缝线路稳定性强度检算，第三部分进行无缝线路配轨、轨道设计、轨排组装计算，第四部分编写施工组织，铺轨的施工工序及其工艺。

设计成果包括路基横断面图、施工场地平面布置图等一系列设计图纸，以及设计说明书和各个设计过程的相关数据。

设计所有内容都是依据我国现行的相关规范编写，符合《铁路轨道施工验收规范》要求，符合国家标准。本设计全部设计图纸采用计算机辅助设计绘制，计算机排版，打印出图。

关键词：土石方；无缝线路；轨道设计；铺轨

Abstract

This design is based on the design plan descriptions of the graduation requirement and relevant design norms, Dali--Ruili railway K211 + 000-K213 + 000 sections roadbed, course design and the construction organization design.

This design include the design of the subgrade cross, the calculation of the quantity of conditions and regulations, and ordinary seamless route design and the writing of the construction organization design. Dali--Ruili railway, is our country long-term rail network planning of network layout and western developmental perfect new project, and also one of southwest China inbound and outbound passage of one of Burma international railway an important part of the channel. Big red is to implement the national railway in the strategy for western development to accelerate China connection southeast Asia, South Asia international thoroughfare construction of key transportation infrastructure project, is the realization of yunnan to the sound and rapid eco-social development of a key project, is all along the anticipation of a riches gradually.

Design first read elevation drawing cross conditions for calculation, the second part of seamless route design, the most unfavorable round a calculation, and then a seamless track by calculating the stability strength, and the third part of seamless track rails, orbit with design, GuiPai assembly calculation, the fourth part of writing the construction organization, the railway construction process and its process.

The design results including the roadbed cross-sectional diagram, construction site layout and so on a series of design drawings, and the design specification and each of the design process related data.

All of the content is designed according to China's current related standard, writing, and in compliance with the railway track construction inspection standard requirement, conform to the state standards. This design all design drawings adopt cad drawing, computer typesetting, a printed map.

key words：earth work；The Continuous welded railway；the track of design ；Laying rails

目录

第1章绪论 (1)

1.1 设计概述 (1)

1.1.1 工程概况 (1)

1.1.2 地质概况 (1)

1.1.3 工程主要技术标准 (2)

1.2 相关技术规定与原则 (2)

1.2.1相关技术规定 (2)

1.2.2 施工组织方案原则 (2)

第2章路基横断面设计 (4)

2.1 路基和横断面的定义以及原理 (4)

2.1.1 路基的定义 (4)

2.1.2 路基横断面的定义 (4)

2.2 横断面数据获取的方法 (4)

2.3 横断面数据 (4)

2.4 绘制横断面图 (8)

2.5 挡土墙检算 (9)

2.5.1检算在K211+300处的挡土墙 (9)

第3章路基土石方计算及调配 (14)

3.1 路基土石方计算 (14)

3.2 路基土石方调配方案 (17)

3.2.1 路基土石方调配原则 (17)

3.2.2 施工方法的选择 (18)

3.2.3 施工机械的选择 (18)

3.2.4 区间土方调配方案选择 (18)

3.2.5 经济运距的确定 (19)

3.2.6 区间土方调配明细表 (21)

3.2.7 土方调配数量汇总 (21)

第4章普通无缝线路设计 (22)

4.1概述 (22)

4.2 轨道结构竖向受力计算及锁定轨温的确定 (22)

4.2.1轨道静力计算 (22)

4.2.2 轨道动力响应的准静态计算 (26)

4.2.3动弯矩和动反力计算 (27)

4.2.4钢轨弯曲应力计算 (27)

4.2.5稳定允许温度力和允许温升的计算 (28)

4.2.6设计锁定轨温的确定 (31)

4.3轨道结构强度检算 (32)

4.3.1钢轨基本应力检算 (32)

4.3.2道床及路基顶面应力检算 (33)

4.4无缝线路结构计算 (34)

4.4.1轨条长度及缓冲区的设计 (34)

4.4.2伸缩区长度确定 (34)

4.4.3 预留轨缝的设计 (35)

4.5无缝线路的设置 (37)

第5章施工组织设计 (38)

5.1编制依据及原则 (38)

5.1.1 编制依据 (38)

5.1.2 编制原则 (38)

5.1.3 施工管理机构的组成及施工任务的划分 (38)

5.1.4 总体施工方案和程序 (40)

5.2技术施工方案 (40)

5.2.1路基施工组织 (40)

5.2.2轨道施工组织 (45)

5.3质量保证措施 (57)

5.3.1保证质量主要措施 (57)

5.3.2克服质量通病的保证措施 (60)

5.3.3 工艺流程规范操作制度 (61)

5.3.4 工地试验室检测制度 (61)

5.3.5 保证质量奖惩办法 (62)

5.4施工安全措施 (63)

5.5文明施工措施 (66)

5.6施工环保措施 (71)

5.7临时工程 (75)

结论 (77)

致谢 (78)

参考文献 (79)

附录 (80)

附录1 (81)

附录2 (87)

附录3 (88)

附录4 (91)

第1章绪论

1.1 设计概述

1.1.1 工程概况

大瑞铁路全长350公里，由云南省政府与铁道部合资建设，是继内昆铁路之后在云南投资最大的铁路建设项目，项目投资估算总额147亿元。大瑞铁路自广大铁

路大理站接轨，经过大理白族自治州大理市、漾濞县、永平县，保山市隆阳区、龙陵县，德宏傣族景颇族自治州潞西市、瑞丽市等3个州市的7个县区市。铁路按国铁Ⅰ级双线、电气化铁路标准修建，设计运输能力为客车12对日，货运1200万吨年，桥梁、隧道总长占线路全长的75%，建设工期为6年，建成后将大大改变云南西南部的交通运输格局。

大理至瑞丽铁路，是我国《中长期铁路网规划》中完善路网布局和西部开发性新线项目之一，也是我国西南进出境通道之一的中缅国际铁路通道的重要组成部分。大瑞铁路是我省贯彻落实国家西部大开发战略，加快中国连接东南亚、南亚国际大通道建设的关键性交通基础设施项目，是实现云南经济社会又好又快发展的一项重点工程，是沿线各族群众期盼已久的一条致富路。

2007年3月20日，铁道部和省政府在保山隆重召开大理至瑞丽铁路建设动员大会。作为泛亚铁路西线、中缅国际铁路大通道在中国境内最后一段的大瑞铁路奠基，标志着云南全面加快泛亚铁路大通道建设的开始

1.1.2 地质概况

大理至瑞丽铁路位于云南省西部,是我国第一条穿越横断山脉,地形地质条件极为复杂的国家Ⅰ级干线铁路。线路东起大理站,西至瑞丽市，铁路所经区域属高山峡谷区,地形起伏变化大。线路横跨板块缝合带,地震烈度高,深大活动断裂发育,新构造运动和水热活动强烈,地质灾害发育,严重地制约了铁路选线与重大工程设置的可行性。

1.1.3 工程主要技术标准

1、铁路等级：Ⅰ级

2、正线数目：双线

3、基础设施速度目标值：200km = 0.990(m)

基底压应力: 趾部=281.445 踵部=100.976(kPa)

最大应力与最小应力之比= 281.445 100.976 = 2.787

作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.185 <= 0.167*2.350 = 0.392(m)

地基承载力验算满足: 最大压应力=281.445 <= 500.000(kPa)

(四) 基础强度验算

基础为天然地基，不作强度验算

(五) 墙底截面强度验算

验算截面以上，墙身截面积= 17.813(m2) 重量= 409.688 kN

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw = 2.045 (m)

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 2.825 (m)

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 3.167 (m)

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力= 449.344(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=444.926(kN-m)

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn = 0.990(m)

截面宽度 B = 2.350 (m) 偏心距e1 = 0.185(m)

截面上偏心距验算满足: e1= 0.185 <= 0.300*2.350 = 0.705(m)

截面上压应力: 面坡=281.445 背坡=100.976(kPa)

压应力验算满足: 计算值= 281.445 <= 6100.000(kPa)

切向应力检算:

剪应力验算满足: 计算值= -8.647 <= 860.000(kPa)

4、各组合最不利结果

(一) 滑移验算

安全系数最不利为：组合1(无荷载的情况)

抗滑力= 224.672(kN),滑移力= 159.418(kN)。

滑移验算满足: Kc = 1.409 > 1.300

(二) 倾覆验算

安全系数最不利为：组合1(无荷载的情况)

抗倾覆力矩= 949.749(kN-M),倾覆力矩= 504.823(kN-m)。

倾覆验算满足: K0 = 1.881 > 1.500

(三) 地基验算

作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.185 <= 0.167*2.350 = 0.392(m)

地基承载力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

地基承载力验算满足: 最大压应力=281.445 <= 500.000(kPa) (四) 基础验算

不做强度计算。

(五) 墙底截面强度验算

[容许应力法]:

截面上偏心距验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

截面上偏心距验算满足: e1= 0.185 <= 0.300*2.350 = 0.705(m) 压应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

压应力验算满足: 计算值= 281.444 <= 6100.000(kPa)

拉应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 430.000(kPa)

剪应力验算最不利为：组合1(无荷载的情况)

剪应力验算满足: 计算值= -8.647 <= 860.000(kPa)

第3章路基土石方计算及调配

3.1 路基土石方计算

路基是修筑在地球表面的条形建筑物，由于地形的随机性，精确计算路基本体的土石方工程数量极其困难，所以本设计采用平均面积法计算，具体计算式如下式：

（3-1）式中A1、A2、…、A n—路基横断面面积；

L1、L2、…、L n—相邻断面间的距离。

下面按平均面积法计算土方量：

表3-1 土石方量计算表

3.2 路基土石方调配方案

3.2.1 路基土石方调配原则

铁路建设中，路基土石方工程所占比重较大，所需劳力和机具较多，取弃土占用的土地也较多。为合理地节约投资和劳力，少占农田，对土石方进行合理调配和取弃土的合理设置时十分必要的。因此在进行路基土石方调配时，必须把握以下原则：

一、施工方最少

最好的施工方案是把从路堑挖出来的土石用来填筑路堤。如此，则土石方工程数量仅计挖方，不计填方，达到减少施工方，节约用地的目标。

二、节约用地

铁路用地必须贯彻十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地的基本国策，遵循经济合理、节约土地、少占良田的原则。

三、技术经济条件：

（1）在经济运距范围内，充分利用移挖作填；

（2）尽量利用荒地、劣地作为取弃土场地，少占耕地，并结合施工改地造田；

（3）充分利用改河、改路等附属工程土方；

（4）土石方挖、装、运、卸的能耗最小。

四、环境保护；

（1）取弃土与路基排水、农田灌溉和改地造田相结合，避免引起河岸冲刷，阻塞河流、压缩桥孔等现象产生；

（2）营造绿化带。

3.2.2 施工方法的选择

本段区间计算断面的填方为26202m3,挖方为191138 m3。为高质量，高速度，高效率，低成本的完成施工任务，拟采用土石方综合机械化施工。

3.2.3 施工机械的选择

采用土石方综合机械化施工的施工机械见表3-2所示。

表3-2 土石方综合机械表

3.2.4 区间土方调配方案选择

区间路基土石方调配，常采用线调配法。线调配法主要是根据土石方经济运距确定沿线中心线纵向移挖作填和横向取弃土的合理范围。其首要任务是经济运距的确定。本设计参照设计纵断面图地基情况只计算土方。

由于该区间路段大部分为挖方，填方数量与挖方相比较少，所以土石方调配尽量用挖方纵向调配给填方，并将多余的挖方横向移至弃土堆。

本区间土方调配采用全区间调配，由于计算土石方量时只计算了四十个横断面之间的土石方量，区间其余土方量由老师给予。

查《铁路工程概预算定额》，计算得出下列几种运输方法的运距适用范围见表3-3所示。

表3-3 运输运距表

3.2.5 经济运距的确定

设路堑1m3的挖土，纵向运送L距离到路堤的费用为，则

（3-2）式中A—挖1m3土并装到运送工具上的费用；

B—1m3土运送1m距离的费用。

如果上述路堑挖方不纵向运至路堤，而运往弃土堆，路堤就由取土坑取土，横向运至路堤的费用则为

（3-3）式中—挖土运至弃土堆的距离；

—取土坑运至路堤的距离。

当满足时，L值即为经济运距

+≤+++

（）（）（3-4）

A bL A bL bL

A

取

弃

经济运距计算公式为：

（3-5）

查得2005年挖掘机单价分析表如下所示：

表3-4单价分析表

表3-5 8吨自卸汽车运输单价分析表如下：

查表可知：挖1m3土并装到运送工具上的费用A=1.006元；1m3土运送小于1km距离的费用b=4.59元；=350m、=200m。

计算得到经济运距L=550m

3.2.6 区间土方调配明细表

本设计的区间土石方调配采用明细表法进行。具体见附录1附表1所示。3.2.7 土方调配数量汇总

本设计的区间路基土石方调配汇总表具体见附录2附表2所示

第4章普通无缝线路设计

4.1 概述

无缝线路是一种新型轨道结构，也是轨道结构技术的重要标志之一。无缝线路以其高速行车、运行平稳和便于养护维修的优越性，正日益取代普通线路而大量使用。已被公认为轨道的发展方向。

本章主要通过无缝线路受力计算锁定轨温的计算、轨道结构和强度的检算以及无缝线路结构计算进行无缝线路的设计。从而完成本章内容。

4.2 轨道结构竖向受力计算及锁定轨温的确定

4.2.1 轨道静力计算

已知条件：

设计时速：根据设计要求，大瑞铁路设计时速为200Km。钢轨采用U71Mn标准材料的钢轨，其抗拉强度为883MPa,屈服强度为457MPa。

轨枕类型：该段铁路轨枕选择2.6m长Ⅲ型轨枕。

轨枕间距：该段铁路为无缝线路，选择1840根Km轨枕间距。

该段线路选择弹条Ⅱ型扣件。轨下胶垫静刚度为80kNmm。

道床类型及肩宽：该段铁路各双线选择道床顶面宽度为350cm，厚度35cm，道床边坡1:1.75，肩宽45cm，砟肩堆高15cm。道砟采用一级碎石道砟。

钢轨接头螺栓：该段铁路选择为10.9级螺栓，其抗拉强度为1090MPa，扭矩值为900。螺母许用拉伸应力为1060MPa。

道床纵向阻力：对于轨枕间距为1840根Km的轨道，一股钢轨下单位道床纵向阻力值为9.1Nmm，单根轨枕的道床纵向阻力为10000N。

设计区段最小半径：最小半径为2200m，困难地段为2000m。

轨下各结构层刚度：路基指标，路基基床由表层与底层组成，其厚度应符合下表4-1。

表4-1 基床参数表

（1）碎石粒径、级配及材料性能应符合铁道部现行《客运专线基床表层级配碎石暂行技条件》的规定。

（2）与上部道床碎石及下部填土之间应满足0|5〈4485的要求。当与下部填土不能满足此项要求时，基床表层应采用颗粒级配不同的双层结构，或在基床底层表面铺设土工合成材料。当下部填土为改良土时，可不受此项规定限制。

（3）压实标准应符合规定，采用地基系数、动态变形模量、孔隙率n三项指标控制。

表4-2 级配碎石参数表

30vd

设计最高行车速度：大瑞铁路的设计最高行车速度为200KM

19.恒功速度范围(牵引工况) 96-160km），排除故障后继续焊接；若顶锻量<6mm，应锯掉焊缝重焊。

④推凸

Ⅰ装刀时间不大于10秒。

Ⅱ、推凸压力若超过40MPa，应停止推凸，改用气割除瘤。

⑤正火

焊缝表面温度降至400℃～500℃时开始正火，待表面温度升至850℃～950℃时熄火空冷。

⑥打磨成型

Ⅰ焊缝处不得凹下、高出相邻轨面0.2mm以上。

Ⅱ轨顶面用1米直尺量，中间拱度≤0.3mm。

Ⅲ轨头工作侧面用1米直尺量，中间应≤0.3mm。

Ⅲ轨底部不得有凹陷；高出原轨应≤0.5 mm。

Ⅴ轨接头要符合动态及静态技术标准。

⑦记录按记录表要求认真填写，工程结束交有关部门存档。

7、换铺长钢轨

（1）、换轨车及工具运输：轨道车牵引2～3辆平板车运送换轨车、工具及施工人员。

（2）、拆卸扣件：两人一组持一把扣件扳手拆除一对长钢轨范围内轨排的钢轨扣件，将拆下的扣件摆放在钢轨两侧的轨枕面上。

（3）、安放换轨车：将换轨车从平板车上卸下安放在轨道上，将线路钢轨及长钢轨分别穿入换轨车上的相应框架。

（4）、换铺长钢轨：轨道车牵引换轨车前行，将工具轨引导到轨枕的两侧，同时将长钢轨引导进入承轨槽。

（5）、安装扣件：将一对长钢轨换入承轨槽后，两人一组持一把扣件扳手将长钢轨的扣件安装齐全。

（6）、换轨说明：如工具轨之间是用平板连接，则用换轨车换下工具轨比较容易。如工具轨之间是用带平板的钢轨头或断轨急救器连接的，则用换轨车换下工具轨比较麻烦，可考虑先将工具轨拨到轨枕两端，然后再用换轨车铺设长钢轨。

换铺长钢轨工艺流程如下：

图5-5换铺长钢轨工艺流程

5.2.2.8回收整理

1、工具轨回收车：回收车在N17平板车中部设T型吊轨架，吊轨架上横梁两端设电动葫芦，横梁长度4m。两辆平板为一组。一组回收车一次最多可回收25m钢轨约80根。每辆平板车上应设两道装轨转向架。

2、工具轨装车：一组回收车与一对工具轨对应停放，两个吊轨架上电葫芦的夹钳夹住工具轨颚部将工具轨吊上平板车密排在转向架上。

3、工具轨回运：轨道车牵引回收车返回铺轨基地，将工具轨卸放到钢轨垛上以便继续生产轨排。工具轨排倒用3～5次，应进行一次检验矫直。