鐵路路基及橋隧建筑物【案例引入】案例

1：京廣線客車

T179

撞滑塌體脫軌鐵路交通較大事故2020

年

3

月

30

日，湖南省郴州市永興縣境內，中國鐵路廣州局集團有限公司（以下簡

稱“廣州局集團公司”）管內京廣線發生了一起旅客列車脫軌事故。事故造成

1

名乘警殉

職、122

名旅客和

5

名列車工作人員受傷。【項目描述】鐵路線路作為機車車輛和列車運行的基礎，由路基、軌道及橋隧建筑物等組成。軌道引導機車車輛的運行方向，路基是鋪設軌道的基礎。路基直接承受軌道傳遞的壓力，

并將其傳遞到地基。路基狀態如何，直接關系到鐵路線路的質量，直接影響行車速度及行車安全。因此，路基必須填筑堅實，基床要強化處理，并經常保持干燥、穩定和完好狀態，以保證鐵路運輸安全暢通。修建一條鐵路線路，不可避免地要經過高山、河流、城鎮或公路等障礙物，為跨過這些障礙物，必須要修建橋梁、隧道、涵洞、天橋、地道等平立交設施，這些設施設備就是橋隧建筑。本項目以京廣線客車

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撞滑塌體脫軌鐵路交通較大事故、“7·28”大鄭線橋墩傾斜致

貨運物列車脫軌鐵路交通較大事故案例為引導，分析鐵路路基、橋梁、隧道、涵洞的作用、分類、構造及組成，同時介紹路基常見病害及整治方法。【教學目標】知識目標能力目標素質目標（1）了解鐵路路基組成和分類；（2）了解典型路基斷面組成；（3）了解鐵路路基排水和防固設施；（4）掌握鐵路路基常見病害及整治方法；（5）熟悉鐵路橋梁、隧道、涵洞的作用、組成和分類（1）能辨別鐵路路基組成和分類；（2）能陳述典型路基斷面組成；（3）能熟知鐵路路基排水和防固設施；（4）能分析鐵路路基常見病害、辨別整治方法；（5）能說明鐵路橋梁、隧道、涵洞的作用、組成和分類（1）培養學生家國情懷、鐵路情懷和責任擔當意識；（2）樹立鐵路安全第一的意識；（3）具備良好的服務意識、奉獻意識；（4）培養學生探索學習方法的能力；（5）培養學生良好的團隊合作意識任務

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鐵路路基任務

2鐵路橋隧建筑物目錄任務

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鐵路路基【任務引導】

中國人如何巧妙解決青藏鐵路建設的凍土筑路問題任務一引導問題：

鐵路路基的病害有哪些？【知識要點】路基組成及分類；路基橫斷面形式；典型路基斷面組成；路基排水及防護加固設施；路

基常見病害及整治；鐵路車站、車場路基及排水設施【知識講解】知識點一、路基的分類鐵路路基由路基本體和為確保路基本體能正常工作而修建的路基防護加固建筑物及排水建筑物組成。路基按橫斷面分有路堤、路塹兩種基本類型。知識點二、路基橫斷面形式路基橫斷面是指垂直于線路中心線截取的截面，也稱路基斷面。鐵路路基橫斷面形式是

根據線路的設計標高與地面標高的高低而確定的。按斷面形式分為六大類。1.路堤式2.路塹式3.不填不挖式4.半堤式5.半塹式6.半堤半塹式(1)路堤式路基指線路設計標高高于天然地面標高，經填方修筑而成的路基(2)路塹式路基指線路設計標高低于天然地面標高，經挖方修筑而成的路基(3)不填不挖式路基指線路設計標高與天然地面標高相同，無需填方和挖方的路基不填不挖式路基簡圖(4)半堤式路基指路基的一側需在天然地面上填方修筑而成的路基半堤式半塹式路基指路基的一側需在天然地面上挖方修筑而成的路基半堤半塹式路基指路基的一側需在天然地面上填方修筑，而另一側則在天然地面上挖方修筑而成的路基知識點三、典型路基斷面組成1

路堤路堤由路基頂面、邊坡、護道和取土坑(或縱向排水溝)等組成。(1)路基頂面即鋪設軌道的工作面。其寬度為兩側路肩邊緣之間的距離，其值根據線路等

級、正線數目、軌道類型及道床標準形式等因素確定。(2)路基頂面形狀可分為有路拱與無路拱兩種形式。路拱的作用是迅速排除道床下的積水，以保持路基面的干燥，一般由非滲水土修筑的路

基頂面應設路拱，而由巖石或滲水土修筑的路基頂面可不設路拱。(3)路肩是指路基頂面兩側沒有被道砟覆蓋的部分，其作用是：增強路基的穩定性；防止

道砟散落到邊坡上；為設置按觸網立柱、線路標志和信號標志等提供條件；便于人員避車和

暫放維修材料和機具(4)路基邊坡是指路堤兩側的斜坡，其作用是增強路基的穩定性。邊坡的坡度是以邊坡的垂直高度與水平距離之比來表示的，它根據路基本體填料和路堤高度等因素確定，一般為

1：1.5

或

1：1.75。(5)路基護道是指路堤坡腳與取士坑(或排水溝)之間的坡度，其寬度一般不小于

2m，并做成

2%~4%的向外排水坡。其作用為保持路基邊坡的穩定，防止雨水沖刷坡腳造成邊坡塌方。

(6)取土坑(兼作排水溝)位于路堤護道外側，用以排除路堤范圍內的地面水。取土坑縱向

坡度不小于

2%，困難地段不小于

1%。其斷面呈梯形，邊坡一般靠路基一側為

1：1.5，另一側為

1：1，作排水溝用時其底寬不小于

0.4m，深不小于

0.6

m。1．路基本體構造其上鋪設軌道的部分叫路基本體。隨著地面的起伏，一條鐵路線路的路基地段填筑、有的開挖、有的半填半挖而成。路基按橫斷面分有路堤、路塹兩種基本形式。第一節路基第一節路基（a）路堤

（1）路基面形狀

（2）路肩寬度

（3）路肩標高

（4）路基面寬度

（5）路堤邊坡

第一節路基第一節路基第一節路基第一節路基

（b）路塹

（6）路塹邊坡

3．高速鐵路路基的設置第一節路基二、路基排水設施第一節路基第一節路基第一節路基地面排水設施路堤有縱向排水溝或取土坑；路塹有側溝、截水溝、天溝等天溝第一節路基第一節路基地下排水設施對路基有危害的地下水，應根據地下水類型、含水層深度等條件，采用滲溝、滲管等設施予以排除第一節路基三丶路基防護加固設施為保證路基的堅固穩實，對受自然因素作用易被破壞的邊坡可選用水泥砂漿、干砌或漿砌片石護坡，鋪草皮或植樹、噴漿或噴錨等坡面防護措施。

鐵路路基通過不良地質或困難地段，為防止土坡坍塌、滑坡等，可考慮用擋土墻、抗滑樁等建筑物加固，使路基穩固可靠，運營暢通。第一節路基第一節路基第一節路基第二節橋隧建筑物包括橋梁，隧道，涵洞，明渠，天橋，地道，跨線橋，調節河流建筑等。其中主要的是橋梁，隧道，涵洞。跨河橋(隴海線渭河橋)第二節橋隧建筑物（一）橋梁的組成橋梁主要由上部結構（也叫橋跨結構包括橋面、梁，支座）和下部結構（橋墩、橋臺及基礎）組成。此外，橋臺錐體防護建筑也屬于橋梁范圍。第二節橋隧建筑物橋面：橋上的路面（1）道碴橋面（2）明橋面（3）無碴無枕橋面第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物梁拱結構及支座梁拱結構是橋梁上部結構的主體部分，它支撐橋面及由橋面傳來的載荷。梁常用的有鋼板梁、鋼珩梁、鋼筋混凝土梁及預應力混凝土梁；拱常用的有鋼筋混凝土拱及石拱等支座第二節橋隧建筑物墩臺及基礎

（1）橋墩：橋梁中部支撐橋跨結構的建筑（2）橋臺：支撐橋梁上部結構并和路堤銜接的建筑物第二節橋隧建筑物（3）基礎基礎：在橋墩的下部第二節橋隧建筑物橋臺錐體它是橋臺翼墻（兩旁側墻）與路堤邊坡之間的錐形填土。為防止水流沖刷，錐體表面一般以片石鋪砌或混凝土塊做成護面，保護橋臺和橋頭路基。第二節橋隧建筑物橋梁的跨度、孔徑、凈空、長度

（1）跨度（2）孔徑（3）凈空（4）橋長（5）橋梁全長第二節橋隧建筑物二丶橋梁的分類1．按橋身的長度分類按長度可分為小橋、中橋、大橋和特大橋：（1）小橋。橋身長在20m及其以下者。（2）中橋。橋身長超過20～100m者。（3）大橋。橋身長超過100～500m者。（4）特大橋。橋身長超過500m者。2．按橋跨結構分類分為梁式橋、拱橋、鋼架橋、斜拉橋、懸橋。九江長江大橋、連續梁橋、上公下鐵二丶橋梁的分類第二節橋隧建筑物唐山第二節橋隧建筑物按橋身結構分類可分為梁橋（簡支梁橋、連續梁橋、懸臂梁橋）、拱橋、鋼架橋、斜拉橋、懸索橋等。（1）梁橋。橋跨結構通過僅能傳遞豎直反力和水平反力的支座支撐在墩臺上。公路面第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物英國福斯灣橋第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物閩江特大連續第二節橋隧建筑物（2）拱橋

第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物門式剛架T形剛構斜腿剛構V形剛構（3）鋼架橋

橋跨結構和墩臺聯結成一個整體的橋梁圖2-9門形鋼架橋和斜腿鋼架橋示意圖第二節橋隧建筑物我國第一座斜腿剛構橋——安康漢江橋第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物滇越鐵路五家寨人字橋第二節橋隧建筑物哈爾濱濱江橋第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物（4）斜拉橋

斜拉索索塔形式：由梁、塔和斜索組成的組合體系，結構型式多樣，造型優美壯觀受力：在豎向荷載作用下，梁以受彎為主，塔以受壓為主，斜索則承受拉力材料：斜索采用高強鋼絲制成，塔多采用鋼筋混凝土，梁采用預應力混凝土梁或鋼箱梁主梁第二節橋隧建筑物巨力大橋——保定市第一座斜拉橋第二節橋隧建筑物

我國跨度最大的公鐵兩用橋——蕪湖長江橋第二節橋隧建筑物懸索橋組成：主要由纜、塔、錨碇、加勁梁等組成受力：在豎向荷載作用下，索受拉，塔受壓，錨碇受拉拔反力材料：纜通常用高強度鋼絲制成圓形大纜，加勁梁多采用鋼桁架或扁平箱梁，橋塔可采用鋼筋混凝土或鋼材跨度：因懸索的抗拉性能得以充分發揮且大纜尺寸基本上不受限制，故懸索橋的跨越能力一直在各種橋型中名列前茅纜塔錨錠加勁梁第二節橋隧建筑物日本明石海峽大橋主跨1991米，全長3911米第二節橋隧建筑物金門大橋第二節橋隧建筑物（5）懸索橋

橋跨結構的主要承載部分由柔性的鏈或纜索構成，鏈或纜索在垂直載荷下承受拉力汕頭海灣大橋第二節橋隧建筑物英國倫敦泰晤士河上倫敦塔橋第二節橋隧建筑物香港青馬大橋第二節橋隧建筑物4.按橋身能否活動分類固定橋、開合橋

第二節橋隧建筑物天津塘沽海門大橋（直升橋）第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物伊拉克的一座平轉開啟橋第二節橋隧建筑物五丶按橋面位置分類上承式橋、下承式橋和中承式橋

我國鐵路最大跨度的鋼筋混凝土拱橋——永定河7號橋第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物武漢長江大橋6.按跨越的障礙物分類

跨河橋、跨線橋、高架橋

第二節橋隧建筑物第二節橋隧建筑物第三節涵洞1.涵洞與小橋的區別（1）有無墩臺。1.涵洞與小橋的區別(2)路堤是否連續第三節涵洞1.涵洞與小橋的區別（3）孔徑大小孔徑小于6米第三節涵洞拱橋與拱涵的區別跨度≤6米，且填土高＞1米為拱涵，否則為拱橋。第三節涵洞框構橋與框構涵的區別跨度≤4米，且填土高＞1米為框構涵，否則為框構橋。第三節涵洞2.涵洞的組成洞身基礎翼墻端墻路堤橫墻錐體洞身第三節涵洞2.涵洞的組成基礎洞身基礎翼墻端墻路堤橫墻錐體第三節涵洞2.涵洞的組成出入口第三節涵洞3.涵洞的分類涵洞按建筑材料的不同有石涵、混凝土涵、鋼筋混凝土涵等涵洞按洞身斷面形狀可分為圓涵、拱涵、蓋板箱涵（箱涵）三種第三節涵洞三、隧道（一）隧道的分類1．按隧道長度分類（1）短隧道。隧道長度小于500m者。（2）中隧道。隧道長度小于500～3000m者。（3）長隧道。隧道長度3000～10000m者。（4）特長隧道。隧道長度10000m以上者。英吉利海峽隧道約50公里第四節隧道2．按隧道位置分類傍山隧道、越嶺隧道、地下鐵道、明洞

第四節隧道3．按隧道埋藏深度分類深埋隧道和淺埋隧道

第四節隧道（二）隧道的構造1．洞身：洞身是隧道的主要組成部分，其長度由兩端洞門的位置決定。洞身是列車通過的通道，為保證行車安全，洞身必須按建筑限界標準修建。第四節隧道2．襯砌：襯砌的作用是用來承受底層的壓力，防止坑道周圍地層的變形，防止巖石的風化和坍落，維護坑道輪廓不侵入建筑限界的范圍，以保證行車安全第四節隧道3．避人避車洞第四節隧道第四節隧道4、洞門第四節隧道第四節隧道第四節隧道第四節隧道【中國鐵路復興之路】我國第一條城際高速鐵路——京津城際鐵路高速鐵路與常規鐵路相比最大的區別在于線路高平順度特性方面。高平順性最終體現在軌道上，無論是在路基上還是橋涵上，也無論是何種類型的軌道，都要求它不僅在空間要具有平滑的線型、高精度的允差、高光潔度的軌面；在時間上還必須具有穩固的高保持性，具備少維修、可維護的條件。由此決定路基、橋涵、過渡段、軌道等主要技術參數、技術措施、施工質量等要相互協調耦合，整體上滿足高速行車在系統動力學方面安全性、舒適性各項技術指標。全線鋪設無砟軌道和無砟道岔，地基承載力低，處理難度大，路基工后沉降控制技術及工程措施要求高；全線橋梁孔跨類型多，大跨度橋跨多，最大跨度達128m，徐變控制難度大。必須把無砟軌道和線下工程作為整體系統研究解決。進一步開展了軟土、松軟土地區控制工后沉降技術的研究，橋梁景觀、可調高支座、橋梁徐變控制研究，無砟軌道的技術攻關，精密控制測量技術的研究，區域地面沉降地區監測及工程應對措施的研究。掌握了軟土、松軟土地區路基設計和施工技術，橋梁設計和施工技術，無砟軌道設計、制造、施工、評估、檢驗技術，一次鋪設無縫線路和高速道岔施工技術，建立了精測網并應用沉降變形計算和觀測評估技術。實驗驗證了解決軌道高平順性和高穩定性