大瑞铁路路基、轨道设计及施工组织毕业设计.doc

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AbstractThis 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 Chinas 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11.1 设计概述11.1.1 工程概况11.1.2 地质概况11.1.3 工程主要技术标准21.2 相关技术规定与原则21.2.1相关技术规定21.2.2 施工组织方案原则2第2章 路基横断面设计42.1 路基和横断面的定义以及原理42.1.1 路基的定义42.1.2 路基横断面的定义42.2 横断面数据获取的方法42.3 横断面数据42.4 绘制横断面图82.5 挡土墙检算92.5.1检算在K211+300处的挡土墙9第3章 路基土石方计算及调配143.1 路基土石方计算143.2 路基土石方调配方案173.2.1 路基土石方调配原则173.2.2 施工方法的选择183.2.3 施工机械的选择183.2.4 区间土方调配方案选择183.2.5 经济运距的确定193.2.6 区间土方调配明细表213.2.7 土方调配数量汇总21第4章 普通无缝线路设计224.1概述224.2 轨道结构竖向受力计算及锁定轨温的确定224.2.1轨道静力计算224.2.2 轨道动力响应的准静态计算264.2.3动弯矩和动反力计算274.2.4钢轨弯曲应力计算274.2.5稳定允许温度力和允许温升的计算284.2.6设计锁定轨温的确定314.3轨道结构强度检算324.3.1钢轨基本应力检算324.3.2道床及路基顶面应力检算334.4无缝线路结构计算344.4.1轨条长度及缓冲区的设计344.4.2伸缩区长度确定344.4.3 预留轨缝的设计354.5无缝线路的设置37第5章 施工组织设计385.1编制依据及原则385.1.1 编制依据385.1.2 编制原则385.1.3 施工管理机构的组成及施工任务的划分385.1.4 总体施工方案和程序405.2技术施工方案405.2.1路基施工组织405.2.2轨道施工组织455.3质量保证措施575.3.1保证质量主要措施575.3.2克服质量通病的保证措施605.3.3 工艺流程规范操作制度615.3.4 工地试验室检测制度615.3.5 保证质量奖惩办法625.4施工安全措施635.5文明施工措施665.6施工环保措施715.7临时工程75结 论77致 谢78参考文献79附 录80附录181附录287附录388附录491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：级2、正线数目：双线3、基础设施速度目标值：200km/h及以上4、正线线间距：5m5、最大坡度： 10，局部适当加大6、到发线有效长： 850m7、牵引种类及供电制式：电力8、列车运行方式：CTCS-39、行车指挥方式：调度集中1.2 相关技术规定与原则1.2.1 相关技术规定本设计参照的规范有：新建时速200公里客货运共线铁路设计暂行规定（铁建函2005285号）、铁路线路设计规范（GB500902006）、客运专线铁路路基施工质量验收暂行标准、 客运专线铁路轨道工程施工技术指南（TZ211-2005）、客运专线铁路路基工程施工技术指南（TZ212-2005）。1.2.2 施工组织方案原则本设计按照“突破重点工程、避免工序干扰、注意季节影响、组织均衡生产、合理调整资源配置、确保总工期目标”的总原则安排施工顺序。着重贯彻重、难点工程先行的原则，狠抓关键线路，实施标准化管理、信息化管理，强化过程控制。本设计依据的具体施工组织方案原则为：1）响应建设单位工期要求，依据资源配置情况，结合施工条件，合理统筹安排，满足路段总工期、阶段工期及重点工程工期要求。2）坚持经济、合理与实用相结合的原则。3）坚持整体推进，均衡生产，确保工期的原则。4）坚持保证重点、突破难点、质量至上的原则。施工组织设计（专项方案）是对特定工程施工的全面策划，各项指标和技术措施必须满足合同的要求，保证工程各项目标的最终实现。必须严格遵守国家工程建设的法律、法规、方针、政策、技术规范规程以及公司各项有关规章制度，科学合理地组织施工。为满足建设工程项目管理规范的要求，施工组织设计代替项目管理规划时，必须增加相关内容，使之成为项目管理的指导性文件。编制应考虑贯彻工程建设的“三同时”原则，即主体工程建设应与环境、安全设施的设计、施工、投入同时同步进行。施工组织设计（专项方案）应采用合理的施工程序和施工工艺，优先考虑应用成熟先进的施工技术和管理方法，推广行之有效的科技成果，科学确定施工方案，提高管理水平，提高劳动生产率，确保安全施工，保证工程质量，缩短工期，降低成本，注意环境保护。运用现代建筑管理原理，积极采用信息化管理技术、流水施工方法和网络计划技术等，做到有节奏、均衡和连续地施工。充分利用施工机械和设备，提高施工机械化、自动化程度，改善劳动条件，提高劳动生产率。提高建筑工业化程度，科学安排冬、雨、台、夏等季节性施工，确保全年均衡性、连续性施工。坚持“规范管理精心施工、信守合约质量创优、预防为主降低风险、安全卫生保障健康、控制污染改善环境、持续改进提高绩效”的管理方针，确保安全生产和文明施工，做好生态环境和历史文物保护，防止建筑振动、噪声、粉尘和垃圾污染。尽可能利用永久性设施和组装式设施，减少施工设施建造量；科学规划施工平面，减少施工用地。优化现场物资储存量，合理确定物资储存方式，尽量减少库存量和物资损耗。编制内容力求：重点突出，表述准确，取值有据，图文并茂。第2章 路基横断面设计2.1 路基和横断面的定义以及原理2.1.1 路基的定义铁路路基是以土，石材料为主建成的一种条形建筑物，它与桥梁，隧道，轨道等著称铁路线路的整体。它主要承受线路上部建筑的重量和机车车辆的静荷载和动荷载，并将荷载向地基深处传递扩散，同时还要受到各种自然因素的破坏。在纵断面上，路基必须保证路线需要的高程；在平面上，路基与桥梁、隧道连接组成完整贯通的线路。2.1.2 路基横断面的定义路基横断面是垂直于线路中心线的截面，它的形状和尺寸，是指导施工的依据。路基横断面的形式有：路堤，路堑，半堤半堑，半路堤，半路堑以及不填不挖等六种。2.2 横断面数据获取的方法我们获取数据主要是根据铁路的具体的平面图和纵断面图来获取的。首先在纵断面图上根据里程找到设计标高，然后在平面图上找到横断面位置，做出线路中心线的法线，法线段源于线路的中心点，左右在平面图上的长度应根据实际的填挖方量进行取值，若填挖方高度较高，则应适当取较长的长度，反正则可以取较短长度。在这条垂直线段上合适的地方取点，一般为于等高线相交的地方，在等高线比较稀疏的地方，则根据实际地形情况取点，并沿着线路走向至左向右分别标定为1点，2点,3点,，分别测出这些点的高程，并填于表格内，方便绘制断面图使用。2.3 横断面数据根据大瑞铁路K211+000-K213+000设计图纸的平面图和纵面图，根据数据点获取的方法得到数据表格，见表2-1表2-1 横断面数据里程位置地面高程设计高程高差1点2点3点4点5点6点7点K211+000竖直2343.52343.42343.32343.82345.82347.52352.72347.480+3.680水平3020100-10-20-30K211+050竖直2356.02358.32358.62359.22359.52360.02360.82347.480-11.72水平3020100-10-20-30K211+100竖直2365.32364.22362.62358.962363.52363.82364.02347.480-11.48水平3020100-10-20-30K211+150竖直2364.22363.32363.32362.92360.02358.02355.92347.480-15.88水平3020100-10-20-30K211+200竖直2359.12358.02360.02361.52361.32360.52359.32347.558-13.942水平3020100-10-20-30K211+250竖直2359.52358.32357.02356.32355.82353.62352.42347.630-8.67水平3020100-10-20-30K211+275竖直2364.22363.42362.82362.22360.82359.12358.092347.845-14.355水平3020100-10-20-30K211+300竖直2367.22366.42364.32362.22359.52357.22355.82348.008-14.192水平3020100-10-20-30K211+325竖直2362.12363.62363.82363.42362.62361.02360.02348.133-15.267水平3020100-10-20-30K211+350竖直2360.02360.02360.02358.12357.82361.22360.02348.358-9.742水平3020100-10-20-30K211+375竖直2359.32359.92357.92357.02356.82356.42356.22348.583-8.417水平3020100-10-20-30K211+400竖直2356.02356.02358.52359.772358.02355.32352.02348.858-10.912水平3020100-10-20-30K211+425竖直2358.72359.02360.02359.72358.42355.22352.02348.800-10.9水平3020100-10-20-30K211+450竖直2355.52354.82353.92353.32353.12352.82352.02349.508-3.792水平3020100-10-20-30K211+500竖直2361.42360.02357.62354.652351.82350.02348.42350.080-4.57水平3020100-10-20-30K211+550竖直2349.02349.12349.12349.12349.22349.22349.32350.730+1.63水平3020100-10-20-30K211+600竖直2352.42349.12350.22352.12353.12356.22356.22351.380-0.72水平3020100-10-20-30K211+650竖直2355.32355.32355.52356.72356.72356.72357.52352.030-4.67水平3020100-10-20-30K211+700竖直2359.32359.42358.42355.632357.82358.52359.22352.680-2.952水平3020100-10-20-30K211+750竖直2362.32360.42360.32359.82359.22356.82354.62353.330-6.47水平3020100-10-20-30K211+800竖直2360.02360.72360.92359.412360.82360.02359.22353.980-5.43水平3020100-10-20-30K211+825竖直2360.02358.02357.22356.92356.72356.62356.42354.305-2.595水平3020100-10-20-30K211+850竖直2358.02357.82357.62357.42357.62357.82359.02354.630-2.77水平3020100-10-20-30K211+875竖直2357.62357.42357.42357.22358.82361.02364.32354.955-2.245水平3020100-10-20-30K211+900竖直2357.82357.62357.62357.952358.02361.02363.12355.280-2.67水平3020100-10-20-30K211+950竖直2363.62363.42363.42363.62363.82363.82363.92355.930-7.67水平3020100-10-20-30K212+000竖直2359.52359.62359.82360.22361.12362.52364.82356.580-3.62K212+000水平3020100-10-20-30K212+050竖直2354.22353.82354.42354.62354.62354.42354.22357.230+2.63水平3020100-10-20-30K212+100竖直2352.42352.352352.32352.462352.22352.152352.12357.897+5.437水平3020100-10-20-30K212+150竖直2354.02354.02355.02355. 62356.62357.62357.22358.547+2.947水平3020100-10-20-30K212+200竖直2357.82356.82355.02355.762355.32355.22355.12359.197+3.437水平3020100-10-20-30K212+250竖直2357.72357.52357.32357.62359.02361.62363.12359.847+2.247水平3020100-10-20-30K212+300竖直2365.02364.02363.02362.112362.82363.32363.92360.497-1.613水平3020100-10-20-30K212+350竖直2371.02369.92369.02368.72368.22367.22366.32361.147-7.553水平3020100-10-20-30K212+400竖直2370.42369.32368.82368.42367.82367.22366.32361.797-6.603水平3020100-10-20-30K212+450竖直2360.02359.52359.32359.02358.52358.32358.02362.447+3.447水平3020100-10-20-30K212+500竖直2368.42368.12367.02366.732365.32365.02365.12363.097-3.633水平3020100-10-20-30K212+550竖直2360.02361.42360.82360.12359.52360.02360.12363.747+3.647水平3020100-10-20-30K212+600竖直2361.02359.22359.02359.172358.72358.22357.62364.397+5.227水平3020100-10-20-30K212+650竖直2367.32366.72366.22366.02366.82366.82366.82365.047-0.953水平3020100-10-20-30大桥2.4 绘制横断面图由表2-1可知的每个点的高程及已知的每个点的平距，根据高程及平距数据可得到若干点，连接各个点就是此处的地面线；然后标出设计高程，找出设计中心点，从设计高程出发，由新建时速200公里客货运共线铁路设计暂行规定所确定的路堤、路堑标准形式画出每处的横断面图。图2-1 双线路堤标准横断面图图2-2 双线路堑标准横断面图由新建时速200公里客货运共线铁路设计暂行规定可知，曲线路基需要加宽，当曲线半径R6000时，路基面外侧加宽0.2m；当曲线半径3500R 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.045 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 2.825 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 3.167 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 504.823(kN-m) 抗倾覆力矩= 949.749(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 1.881 1.500(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力 = 449.344(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=444.926(kN-m)基础底面宽度 B = 2.350 (m) 偏心距 e = 0.185(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 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 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、An 路基横断面面积；L1、L2、Ln 相邻断面间的距离。下面按平均面积法计算土方量：表3-1 土石方量计算表序号里程（m）挖方面积Fw(m2)填方面积Ft(m2)挖方量Vw(m3)填方量Vt(m3)备注1K211+000059.59726639.04751489.93采用平均面积法计算土方量2K211+050265.5619014288.24503K211+100305.9679016728.602504K211+150363.1762016932.2805K211+200314.115012611.467506K211+250190.343706769.3307K211+275351.202708981.9237508K211+300367.351209603.107509K211+325400.897407752.6725010K211+350219.316405024.94625011K211+375182.679205124.89875012K211+400227.312605879.44375013K211+425243.042904034.765014K211+45079.738304309.71250采用平均面积法计算土方量15K211+50092.650202316.255896.482516K211+550038.8593226.8925927.347517K211+6009.07571.23462463.737530.86518K211+65089.473804677.6375019K211+70097.631706110.575020K211+750146.791307389.2375021K211+800148.780602467.016250采用平均面积法计算土方量22K211+82548.580701285.6975023K211+85054.275101340.175024K211+87552.938901270.3175025K211+90048.686506019.865026K211+950192.108106726.92027K212+00076.96870采用平均面积法计算土方量1924.21751027.128K212+050041.08403300.912529K212+100090.952503357.367530K212+150043.342202421.547531K212+200053.519702100.3132K212+250030.4927663.1475762.317533K212+30026.525905368.23034K212+350188.20330采用平均面积法计算土方量8582.585035K212+400155.100103877.50251341.10536K212+45005364421632.60251341.10537K212+50065.304101632.60251403.372538K212+550056.134903602.677539K212+600087.9722482.61252199.30540K212+65019.30450总19113826202总挖方量Vw(m3)191138总填方量Vt(m3)262023.2 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 土石方综合机械表序号名称规格 单位数量1挖掘机斗容量0.5-1m3台42自卸汽车4t以上台23铲运机6.0 m3以上台44推土机88kw以上台25压路机YZT14G台26潜孔凿岩机YQ-150台17空气压缩机9 m3min台38发电机80kw台29手推车斗容量1m3台43.2.4 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