城市軌道交通線路與站場(chǎng)設(shè)計(jì)土建工程_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

城市軌道交通線路與站場(chǎng)設(shè)計(jì)土建工程

2.1限界2.1.1限界形式

1、是列車(chē)沿固定軌道安全運(yùn)行時(shí)所需要的空間尺寸。2、形式:車(chē)輛、設(shè)備、建筑三種限界限界制定必須遵循相應(yīng)的原則及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)

(1)車(chē)輛限界

指車(chē)輛在正常運(yùn)行狀態(tài)下形成的最大動(dòng)態(tài)包絡(luò)線,是根據(jù)車(chē)輛的輪廓尺寸和技術(shù)參數(shù)、并考慮其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下所能達(dá)到的橫向和豎向偏移量,按可能產(chǎn)生的最不利情況進(jìn)行組合計(jì)算確定的空間尺寸。車(chē)輛限界用以限制車(chē)輛設(shè)計(jì)和制造,以及確定站臺(tái)和屏蔽門(mén)(安全門(mén))限界。按隧道內(nèi)外關(guān)系,分為隧道內(nèi)車(chē)輛限界和隧道外車(chē)輛限界;按列車(chē)運(yùn)行區(qū)域,分為區(qū)間車(chē)輛限界、站臺(tái)車(chē)輛限界和車(chē)輛基地內(nèi)車(chē)輛限界。

(2)設(shè)備限界指車(chē)輛限界外保持一定的安全量的界線。設(shè)備限界是用以限制設(shè)備安裝的一條控制線。設(shè)備限界是車(chē)輛在故障運(yùn)行狀態(tài)下所形成的最大動(dòng)態(tài)包絡(luò)線,用以限制軌道區(qū)的設(shè)備安裝。列車(chē)在故障狀態(tài)下嚴(yán)禁突破設(shè)備限界。

(3)建筑限界

車(chē)隧道和高架橋等結(jié)構(gòu)物的最小橫斷面有效內(nèi)輪廓線。建筑限界分為隧道建筑限界、高架建筑限界、地面建筑界。隧道建筑限界按工法分為矩形隧道建筑限界、馬蹄形隧道建筑限界和圓形隧道建筑限界。2.1.2限界的制定

1.限界制定的原則

(1)限界是確定行車(chē)軌道周邊的構(gòu)筑物凈空的大小,各種設(shè)備及管線相互安裝位置昀依據(jù),應(yīng)力求做到經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠,且能滿足各種設(shè)備及管線安裝的需要。

(2)限界應(yīng)根據(jù)車(chē)輛的輪廓尺寸和技術(shù)參數(shù)、軌道特性、受電方式、設(shè)備及管線安裝、施工方法等因素,綜合分析計(jì)算確定。

(3)建筑限界不包括各種誤差和變形。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工和設(shè)備安裝時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)施工、測(cè)量、變形誤差、設(shè)備制造和安裝誤差以及施工、運(yùn)營(yíng)中難以預(yù)計(jì)的其他因素在內(nèi)的安全留量等,都應(yīng)予以充分考慮。

(4)限界是按平直軌道的條件制定的,曲線地段及道岔區(qū)的建筑限界應(yīng)在直線地段建筑限界的基礎(chǔ)上,根據(jù)曲線(或?qū)€)半徑和外軌超高及其它相關(guān)要求進(jìn)行加寬和加高。盾構(gòu)法施工的單圓隧道和雙圓隧道的曲線加寬采用移動(dòng)隧道中心線的辦法實(shí)現(xiàn)。

(5)道岔區(qū)的建筑限界應(yīng)在直線地段建筑限界基礎(chǔ)上,根據(jù)不同類型的道岔進(jìn)行加寬2.主要技術(shù)參數(shù)

限界越大,安全度越高,但工程量和工程投資也隨之增加。合理限界的確定既要考慮保證列車(chē)運(yùn)行的安全,又要考慮系統(tǒng)建設(shè)成本。因此,限界設(shè)計(jì)的任務(wù)是在滿足城市軌道交通車(chē)輛安全運(yùn)行的前提下,合理地選擇橋、隧等結(jié)構(gòu)的有效斷面尺寸,以節(jié)省工程投資。確定限界的主要參數(shù)包括:

(1)線路:區(qū)間正線最小曲線半徑、車(chē)站正線最小曲線半徑、正線最大坡度、輔助線長(zhǎng)度等。

(2)軌道:軌道結(jié)構(gòu)高度,軌砸,曲線軌道最大超高值,正線、輔助、車(chē)場(chǎng)線鋼軌選型,正線、存車(chē)線道岔號(hào)數(shù)、形式等。

(3)車(chē)輛主要尺寸:車(chē)輛長(zhǎng)度、寬度,車(chē)輛頂面距軌頂面最大高度,車(chē)輛定距,車(chē)輛軸距,車(chē)廂地板面距軌頂面高度,站臺(tái)邊緣距線路中心線的水平距離,站臺(tái)裝修完成面距軌頂面的垂直距離,接觸網(wǎng)觸線底面距軌頂面的高度。

(4)車(chē)站:車(chē)站所處位置、站臺(tái)形式。

軌道作為主要的線路設(shè)備,是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分。軌道是列車(chē)行駛的基礎(chǔ),為行駛的列車(chē)提供了導(dǎo)向作用和承載作用。軌道一般由鋼軌、聯(lián)結(jié)零件、軌枕、道床、道岔及其他附屬設(shè)施等組成。隨著列車(chē)牽引形式和輪軌形式的變化,還出現(xiàn)了磁浮結(jié)構(gòu)、橡膠輪軌結(jié)構(gòu)和獨(dú)軌結(jié)構(gòu)等形式。記為P75、P60、P50…。其中,60kg/m及其以上的鋼軌為重型鋼軌,50kg/m及其以下的鋼軌為輕軌。在《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50157-2003)》中規(guī)定“正線及輔助線鋼軌應(yīng)依據(jù)逅、遠(yuǎn)期客流量并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較確定,宜采用60kg/m鋼軌,也可采用50kg/m鋼軌。”2.2軌道結(jié)構(gòu)

2.2.1鋼軌與聯(lián)結(jié)零件1、鋼軌的作用(引導(dǎo)、承載、回流線)2、鋼軌的類型型號(hào)和長(zhǎng)度(75kg/m、60、50、45、43kg/m)(12.5,25M)3、鋼軌的斷面4、聯(lián)結(jié)零件

:接頭聯(lián)結(jié)零件是聯(lián)結(jié)鋼軌與鋼軌的零件,包括夾板(魚(yú)尾板)、螺栓、螺母及彈簧墊圈。5、無(wú)疑縫線路鋼軌斷面

鋼軌頭部直接與車(chē)輪接觸,應(yīng)具有與車(chē)輪踏面相適應(yīng)的外形,因此軌頭宜大而厚,同時(shí)具備耐磨的性能。鋼軌頭部頂面形狀為隆起的圓弧形,可使由車(chē)輪傳來(lái)的壓力集中于鋼軌中心軸;還應(yīng)有足夠的寬度,使其上面滾動(dòng)的車(chē)輪踏面和鋼軌頂面磨耗均勻。鋼軌腰部應(yīng)具有較大的承載能力和抗彎能力,因此軌腰設(shè)計(jì)時(shí)必須有足夠的厚度和高度。軌腰的兩側(cè)常為曲線,有利于傳遞車(chē)輪對(duì)鋼軌的沖擊動(dòng)力作用和減少鋼軌因冷卻而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。鋼軌底部直接支承在軌枕頂面上,應(yīng)保持鋼軌穩(wěn)定,因此軌底設(shè)計(jì)時(shí)必須有足夠的寬度和厚度,并具有必要的剛度和抗腐蝕能力。

無(wú)縫鋼軌2.2.2軌枕

1.類型

(1)材質(zhì):木、混凝土、鋼

(2)構(gòu)造及鋪設(shè)方法:橫向、縱向、短、寬

(3)使用目的:普通、特殊的

2.軌枕距軌枕間距與每千米配置的軌枕根數(shù)有關(guān)。而軌枕每千米鋪設(shè)的軌枕數(shù)與運(yùn)量、列車(chē)速度、機(jī)車(chē)車(chē)輛軸重及鋼軌、軌枕類型有關(guān)。對(duì)于運(yùn)量大、速度高的線路,軌枕應(yīng)該布置得密一些。但在一些特殊區(qū)段,如半徑小于等于800m的曲線地段、坡度大于12%0的下坡地段和長(zhǎng)度等于或大于300m的隧道內(nèi)線路應(yīng)適當(dāng)增加軌枕的鋪設(shè)數(shù)量。

軌枕在鋼軌下部支撐鋼軌,承受自鋼軌傳下的豎向垂直力、橫向和縱向的永平力,并傳遞道床,有效地保持軌道的幾何形位。因此,軌枕應(yīng)具有一定的堅(jiān)固性、彈性、耐久性以及足夠的剛度和承壓面積。2.2.3道床

道床鋪設(shè)于路基之上,軌枕之下,是軌道的重要組成部分,要求其具有以下功能:

(1)擴(kuò)散荷載,減小路基面上的荷載壓強(qiáng),保護(hù)路基頂面;

(2)為軌道提供縱橫向阻力,保持軌道幾何形位穩(wěn)定;

(3)具有良好的彈性,可減緩和吸收輪軌的沖擊振動(dòng)。為適應(yīng)上述道床功能,并根據(jù)具體線路條件的不同,對(duì)道床的材質(zhì)也有嚴(yán)格的要求。應(yīng)用的比較早的道床以道砟為材料,被稱為有砟道床。隨著重載、高速鐵路運(yùn)輸以及城市軌道交通的發(fā)展,傳統(tǒng)的有砟道床在維修頻繁程度以及維修費(fèi)用等方面的劣勢(shì)逐漸暴露出來(lái),以整體式或固化道床取代顆粒道砟的各種整體道床也得到應(yīng)用。道床有砟道床

無(wú)砟整體道床2.2.4道岔

道岔是引導(dǎo)車(chē)輛或機(jī)車(chē)由一條線路進(jìn)入另一條線路,或跨越某條線路的設(shè)備,可用作線路的連接設(shè)備或交叉(跨越)設(shè)備。

1.道岔分類根據(jù)道岔的功能,可將道岔分為以下幾種

(1)線路的連接設(shè)備(3)道岔引導(dǎo)車(chē)輛或機(jī)車(chē)由一條線路進(jìn)入另一條線路轉(zhuǎn)線設(shè)備

(2)線路交叉設(shè)備

供機(jī)車(chē)或車(chē)輛由一條線路越過(guò)另一條線路之用。一般常見(jiàn)的交叉道岔包括直角交叉與菱形交叉,這種道岔沒(méi)有轉(zhuǎn)向用的轉(zhuǎn)轍設(shè)備,只有轍叉設(shè)備。。(3)線路連接兼交叉設(shè)備

兼有以上兩種功能。使用這種道岔,可以縮短道岔集中布置的咽喉區(qū)域長(zhǎng)度,尤其在車(chē)場(chǎng)內(nèi)應(yīng)用較多。較為常用的有單(復(fù))式交分道岔、渡線等。

渡線分類

根據(jù)道岔形狀、軌型、轍叉角等標(biāo)準(zhǔn),也可將道岔進(jìn)行分類。(1)按鋼軌類型分,有60、50、43kg/m鋼軌單開(kāi)道岔。(2)按轉(zhuǎn)轍器結(jié)構(gòu)形式分,有普通鋼軌斷面和特種鋼軌斷面的單開(kāi)道岔,間隔鐵式和可彎式單開(kāi)道岔。(3)按道岔平面形式分,主要有直線尖軌直線轍叉單開(kāi)道岔、曲線尖軌直線轍叉單開(kāi)道岔、曲線尖軌曲線轍叉單開(kāi)道岔等。(4)按轍叉結(jié)構(gòu)形式分,有固定型單開(kāi)道岔和可動(dòng)心軌型單開(kāi)道岔。(5)單開(kāi)道岔按叉枕類型分,有木岔枕道岔和混凝土岔枕道岔。(6)單開(kāi)道岔按道岔號(hào)碼分,有6、7、9、12、18、24、30、38號(hào)等,其中6,7號(hào)單開(kāi)道岔僅用于廠礦企業(yè)內(nèi)部鐵路或駝峰下,其他各號(hào)則適用于鐵路正線和站線,并以9號(hào)及12號(hào)最為常用,在側(cè)線通過(guò)高速列車(chē)的地段,則需鋪設(shè)18號(hào)、24號(hào)等大號(hào)碼道岔。

2.道岔構(gòu)造

(1)轉(zhuǎn)轍器單開(kāi)道岔的轉(zhuǎn)轍器由兩根基本軌、兩根尖軌、各種聯(lián)結(jié)零件和道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)構(gòu)組成。其作用是引導(dǎo)車(chē)輪從一線進(jìn)入另一線。

①基本軌基本軌用12.5m或25m標(biāo)準(zhǔn)斷畫(huà)的普通鋼軌制成,主股為直線?;拒壋惺苘?chē)輪的垂直壓力外,還與尖軌共同承受車(chē)輪的橫向水平力,并保持尖軌的穩(wěn)定。為防止基本軌在橫向力作用下的橫向移動(dòng),在其外側(cè)設(shè)置軌撐。

②尖軌尖軌是轉(zhuǎn)轍器的主要部分,機(jī)車(chē)車(chē)輛進(jìn)出道岔由它引導(dǎo)。尖軌在平面上可分為直線型和曲線型。我國(guó)鐵路大部分的12號(hào)及以下的道岔,均采用直線型尖軌。我國(guó)新設(shè)計(jì)的12號(hào)道岔及以上的大號(hào)碼道岔均采用曲線型尖軌,

(2)轍叉轍又是使車(chē)輪從一股鋼軌越過(guò)另一股鋼軌的設(shè)備,它設(shè)置在道岔側(cè)線鋼軌與道岔主線鋼軌相交處,主要由心軌、翼軌、護(hù)軌及聯(lián)結(jié)零件組成。按平面型式分,轍又有直線轍叉和曲線轍叉兩類;按構(gòu)造分,又可分為固定式轍叉和活動(dòng)式轍叉兩類。在單開(kāi)道岔上以直線式固定轍叉最為常用,在提速線路上多為可動(dòng)式轍叉,在高速線上都為可動(dòng)式轍叉。直線式固定轍叉分兩種,即整鑄轍叉和鋼軌組合式轍叉。

①翼軌

翼軌由普通鋼軌彎折刨切而成,用間隔鐵及螺栓和叉心聯(lián)結(jié)在一起,以保持相互間的正確位置,并形成必要的輪緣槽,使車(chē)輪輪緣能順利通過(guò)。兩翼軌工作邊相距最近處稱轍叉咽喉。從轍叉咽喉至心軌實(shí)際尖端之間的軌線中斷的距離稱為“有害空間”。道岔號(hào)數(shù)越大,轍叉角越小,這個(gè)有害空間就越長(zhǎng)。車(chē)輪通過(guò)有害空間時(shí),叉心容易受到撞擊。為保證車(chē)輪安全通過(guò)有害空間,必須在轍叉兩側(cè)相對(duì)位置的基本軌內(nèi)側(cè)設(shè)置護(hù)軌,借以引導(dǎo)車(chē)輪的行駛方向。

②轍叉角

叉心兩側(cè)作用邊之間的夾角叫轍叉角口。轍叉心軌兩個(gè)工作邊的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)稱為轍叉理論中心(理論尖端)。由于制造工藝的原因,實(shí)陳上的叉心尖端有6~10mm的寬度,此處稱為心軌的實(shí)際尖端。道岔號(hào)數(shù)以轍叉號(hào)數(shù)N來(lái)表示,轍叉號(hào)數(shù)越大,轍叉角越小。2.2.5其他附屬設(shè)施

(1)防爬器為增加木枕線路的縱向阻力,防止線路縱向爬行,在軌底安裝防爬器,防爬器與木枕之間加設(shè)隔離板,再用防爬銷(xiāo)釘緊。

(2)防爬撐防爬撐是與防爬器配套使用的設(shè)備,有木撐和石撐兩種形式,安裝的位置可以在線路道心,也可以在軌底部位,安裝時(shí)不能留有空隙。

(3)軌距拉桿通常在碎石道床線路的小半徑曲線地段,岔前基本軌接頭附近,導(dǎo)曲線以及其它薄弱地段或線路狀態(tài)不良處安裝軌距拉桿,用以保持軌距,并加強(qiáng)軌道框架結(jié)構(gòu)的剛度,如圖2.24所示。軌距拉桿按使用要求分為普通軌距拉桿和絕緣軌距拉桿,絕緣軌距拉桿用于裝有軌道電路的線路上。

2.車(chē)擋車(chē)擋是主要為保證行車(chē)安全在線路盡頭設(shè)置的設(shè)施。車(chē)擋主要有以下3種類型:

(1)簡(jiǎn)易式鋼結(jié)構(gòu)車(chē)擋(月牙型),如圖2.25所示,用于停車(chē)庫(kù)內(nèi)行車(chē)速度極低的股道,在軌腰鉆孔后直接安裝。附件(2)片石}昆凝土結(jié)構(gòu)的車(chē)擋,

(3)緩沖式鋼結(jié)構(gòu)車(chē)擋,如圖2.27所示。一般在正線、折返線及試車(chē)線的終端設(shè)置,位置設(shè)在線路有效長(zhǎng)度范圍外,并且根據(jù)信號(hào)的需要,在擋車(chē)器的前端加設(shè)24.5m長(zhǎng)度的信號(hào)安全區(qū)?;剖骄彌_車(chē)擋設(shè)有緩沖裝置,能起緩沖作用,且能有一定的滑動(dòng)距離,安全可靠,通常用于比較重要的處所。缺點(diǎn)是造價(jià)較高。其他附屬設(shè)施2.3區(qū)間結(jié)構(gòu)

根據(jù)線路與地面的相對(duì)位置,可分為地面線路、高架線路和地下線路。相應(yīng)的會(huì)形成不同的車(chē)站結(jié)構(gòu)和區(qū)間結(jié)構(gòu),在軌道交通線路設(shè)計(jì)過(guò)程中需根據(jù)具體情況采用不同的區(qū)間結(jié)構(gòu)。2.3.1地下區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)

區(qū)間隧道是連接兩個(gè)地下車(chē)站的隧道。根據(jù)沿線工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件、線路埋深、線路經(jīng)過(guò)地區(qū)的環(huán)境條件及工程的經(jīng)驗(yàn),全線區(qū)間隧道的施工方法可分為明挖法和盾構(gòu)法兩大類。

1.主要設(shè)計(jì)原則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

①結(jié)構(gòu)的凈空尺寸應(yīng)滿足建筑、限界、機(jī)電設(shè)備、人防等專業(yè)的要求,并適當(dāng)考慮施工誤差、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)變形和后期沉降的影響。

②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足施工、運(yùn)營(yíng)、城市規(guī)劃、防火、抗震、人防、防水、防雜散電流的要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具有足夠的耐久性,工程設(shè)計(jì)使用年限為100年,安全等級(jí)為一級(jí)。

③分別按施工階段和使用階段,根據(jù)承載能力極限狀戀及正常使用的要求,進(jìn)行承載力、穩(wěn)定、變形、抗浮、裂縫寬度等方面的計(jì)算和驗(yàn)算。

④車(chē)站及區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)應(yīng)按最不利情況進(jìn)行抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算。

⑤結(jié)構(gòu)按平戰(zhàn)結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì),要具有戰(zhàn)時(shí)防護(hù)功能,設(shè)防部位按6級(jí)人防荷載進(jìn)行驗(yàn)算,并能設(shè)置相應(yīng)的防護(hù)設(shè)施。

⑥對(duì)處于交通繁忙干道附近、施工期間地面交通組織有特殊要求的車(chē)站,在結(jié)構(gòu)實(shí)施方案中應(yīng)充分考慮交通疏解的便捷性、可行性。

⑦結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度為七度,場(chǎng)地類別為Ⅳ類,設(shè)防分類為丙類,抗震等級(jí)為三級(jí)。2.荷載

3.明挖法區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)明挖法適用于不同的地質(zhì)條件,施工工藝簡(jiǎn)單,技術(shù)成熟,是一種造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工快捷的施工方法。缺點(diǎn)是對(duì)城市道路交通影響較大,有時(shí)還需要進(jìn)行建筑物的拆遷。因此,一般在場(chǎng)地開(kāi)闊、建筑物稀少、交通及環(huán)境允許的地區(qū)采用。明挖法施工的區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)通常采用矩形斷面,襯砌一般采用現(xiàn)場(chǎng)整體澆注式或預(yù)制結(jié)構(gòu)裝配式。其內(nèi)輪廓與地鐵建筑限界接近,內(nèi)部?jī)艨湛傻玫匠浞掷茫Y(jié)構(gòu)受力合理,頂板上部便于敷設(shè)城市地下管網(wǎng)和設(shè)施。

(1)整體式襯砌結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)斷面分單跨、雙跨等形式,襯砌結(jié)構(gòu)整體性好,防水性能容易得到保證,適用于各種工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,但施工工序較多,速庋較慢,(2)預(yù)制裝配式襯砌結(jié)構(gòu)整體性較差,防水較困難??筛鶕?jù)工業(yè)化生產(chǎn)水平、施工方法、起重運(yùn)輸條件、場(chǎng)地條件等因地制宜選擇,對(duì)有特殊要求(如防護(hù)、抗震等)的地段要慎重選用。

2.暗挖法隧道結(jié)構(gòu)形式為避免對(duì)城市道路交通產(chǎn)生較大的影響,在交通繁忙的市區(qū)修建地下隧道時(shí)通常采用暗挖法。其斷面一般為拱形,分為單拱、雙拱和多跨連拱,前者多用于單線或雙線的區(qū)間隧道或聯(lián)絡(luò)通道,采用基本結(jié)構(gòu)類型及其變化方案。暗挖法施工時(shí)不允許帶水作業(yè),開(kāi)挖面土體應(yīng)具后兩者多用在停車(chē)線、折返線或喇叭口岔線上。

隧道襯砌結(jié)構(gòu)的作用是加固圍巖,并與圍巖一起組成一個(gè)有足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系,共同承受可能出現(xiàn)的各種荷載,保持隧道斷面的使用凈空,防止地表下沉,提供空氣流通的光滑表面,堵截或引排地下水。根據(jù)隧道所處的圍巖條件、地下水狀況、地表下沉的控制、斷面大小和施工方法等,可以有相當(dāng)?shù)淖粤⑿院头€(wěn)定性,否則須通過(guò)地層預(yù)加固和預(yù)處理等輔助措施,以提高開(kāi)挖土體的自立性和穩(wěn)定性。

明挖法暗挖法

3.盾構(gòu)法隧道結(jié)構(gòu)形式盾構(gòu)法是在盾構(gòu)機(jī)鋼殼體的保護(hù)下,依靠其前部的刀盤(pán)或挖掘機(jī)開(kāi)挖地層,并在盾構(gòu)機(jī)殼體內(nèi)完成出渣、管片拼裝、推進(jìn)等作業(yè)。盾構(gòu)法具有振動(dòng)小、噪聲低、施工速度快、安全可靠,對(duì)沿線居民生活、地下和地面構(gòu)筑物及建筑物影響小等特點(diǎn)。

特別在松軟含水地層中及城市地下管線密布、施工條件困難地段更顯示出其優(yōu)點(diǎn)。但也存在施工設(shè)備復(fù)雜、斷面形式變化不靈活、盾構(gòu)選型與地層條件密切相關(guān)等缺點(diǎn)。盾構(gòu)法修建的區(qū)間隧道襯砌結(jié)構(gòu)有預(yù)制裝配式襯砌、預(yù)制裝配式襯砌和模注鋼筋混凝土整體式襯砌相結(jié)合的雙層襯砌以及擠壓混凝土整體式襯砌三大類。2.3.2區(qū)間高架結(jié)構(gòu)

站間高架橋可以區(qū)分為一般地段橋梁和主要工程節(jié)點(diǎn)橋梁。一般地段的橋梁雖然結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單,但就工程數(shù)量和土建工程造價(jià)而言,卻可能占全線高架橋的絕大部分份額。站間高架結(jié)構(gòu)對(duì)城市景觀和道路交通功能影響較大,應(yīng)選用較大的橋梁跨徑給人以空透舒適感;應(yīng)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土梁。一般地段橋梁形式的選擇往往是多種因素、條件相互制約的結(jié)果。

1.設(shè)計(jì)原則與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

(1)高架橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀、與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào),盡可能選擇技術(shù)成熟、先進(jìn)的施工工藝。

(2)高架橋結(jié)構(gòu)根據(jù)其功能、使用要求,結(jié)合城市規(guī)劃、本工程沿線地貌和地質(zhì)條件、區(qū)域環(huán)境等因素進(jìn)行優(yōu)化比選,分區(qū)段考慮最佳的橋跨結(jié)構(gòu)、梁式、基礎(chǔ)形式。

(3)高架橋區(qū)間統(tǒng)一設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)構(gòu)構(gòu)件經(jīng)濟(jì)合理、構(gòu)造簡(jiǎn)單、力求標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,便于施工架設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修。

(4)高架橋結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中,滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性規(guī)定,并滿足裂縫、抗震的要求。

(5)高架橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足限界、抗震、防迷流、環(huán)保、施工工藝等方面的要求,并考慮施工誤差、結(jié)構(gòu)變形及后期沉降的影響。

(6)高架橋結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)利于養(yǎng)護(hù)維修和事故情況下的人流疏散。

(7)高架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分考慮地面、地下已有或規(guī)劃建筑物、管線,避免或減少對(duì)建筑物、管線的不利影響。

(8)高架橋結(jié)構(gòu)與公路、鐵路立交或橫跨河流時(shí),其橋下凈空須滿足行車(chē)、排洪、通航的要求。

2.設(shè)計(jì)荷載

(1)恒載:結(jié)構(gòu)構(gòu)件及附屬設(shè)備自重、混凝土收縮和徐變的影響、基礎(chǔ)變位的影響、土壓力、靜水壓力及水浮力等。

(2)列車(chē)豎向靜活載。

(3)活荷載:列車(chē)豎向動(dòng)力作用、列車(chē)離心力、列車(chē)活載所產(chǎn)生的土壓力、長(zhǎng)鋼軌縱向水平力(伸縮力和撓曲力)等。

(4)附加荷載:制動(dòng)力或牽引力、風(fēng)力、列車(chē)橫向搖擺力、流水壓力。

(5)溫度變化的作用等。

(6)特殊荷載:列車(chē)脫軌荷載、長(zhǎng)鋼軌斷軌力、船只或汽車(chē)的撞擊力。

(7)地震力、施工臨時(shí)荷載等。

3.區(qū)間高架橋梁結(jié)構(gòu)根據(jù)國(guó)內(nèi)外高架線路的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),城市軌道交通高架區(qū)間橋梁結(jié)構(gòu)選用的標(biāo)準(zhǔn)橋梁結(jié)構(gòu)體系主要有簡(jiǎn)支梁體系和連梁體系,在特殊地段也有采用如斜拉橋、斜腿鋼構(gòu)等其它結(jié)構(gòu)體系。簡(jiǎn)支梁是一種最常用的橋梁結(jié)構(gòu)體系。區(qū)間高架的梁型應(yīng)綜合考慮受力、經(jīng)濟(jì)和施工等因素來(lái)選擇,主要有箱形梁、板梁、T形梁和槽形梁等形式。

箱形截面是目前比較先進(jìn)且已被廣泛采用的梁截面形式。箱梁截面整體剛度大,受力性能好,同時(shí)因其頂板和底板都具有較大的面積,所以能有效抵抗正負(fù)彎矩,并滿足配筋要求;箱形截面具有良好的動(dòng)力特性,收縮變形數(shù)值小,材料用量小,截面外形簡(jiǎn)潔,箱底面平整,線條流暢,配以造型簡(jiǎn)潔的圓柱墩或Y形墩,景觀效果非常好。箱形梁可采用的。斷面形式主要有單室雙箱、雙室單箱、單室單箱三種(1)箱形梁

(2)板梁板梁結(jié)構(gòu)建筑高度低,外形簡(jiǎn)潔,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于吊裝施工。預(yù)應(yīng)力板梁的經(jīng)濟(jì)跨度為16~20m。板梁截面主要有空心板、低高度板和異形板??招陌辶好靠缈筛鶕?jù)橋?qū)挷捎?~8片拼裝而成,而低高度板梁采用2片拼裝,相對(duì)吊裝重量大。異形板梁在美觀上占有優(yōu)勢(shì),它采用單片梁形式,一般采用現(xiàn)澆施工,工期較長(zhǎng)。從受力上講,板梁的抗扭剛度小,對(duì)抵抗列車(chē)偏載不利。

(3)T形梁

T形梁具有剛度大、材料用量省的特點(diǎn),同時(shí)主梁采用工廠或現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制,可提高質(zhì)量,減簿主梁尺寸,減輕整個(gè)橋梁自重。每跨梁由多片預(yù)制主梁相互聯(lián)結(jié)組成,吊裝重量小,構(gòu)件容易修復(fù)或更換。T形截面相比箱梁可減少約25%的工程量,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

(4)槽形梁在建筑高度受限制的場(chǎng)合,槽形梁是一種可優(yōu)先選用的方案。槽形梁由車(chē)道板、主梁、端橫梁三大部分組成,其建筑高度只取決于橋?qū)挾c跨度無(wú)關(guān),因此跨度越大越有利,兩側(cè)的主梁還可提供音屏作用,而且預(yù)拱度很小,收縮、徐變影響較小。施工方法可以現(xiàn)澆,也可以預(yù)制拼裝。槽形梁橋的缺點(diǎn)是工程數(shù)量較大,現(xiàn)場(chǎng)澆筑和張拉預(yù)應(yīng)力工作量大,施工較復(fù)雜,施工進(jìn)度較慢。

4.橋墩結(jié)構(gòu)考慮對(duì)景觀的影響,城市軌道交通高架橋的墩臺(tái)除須承受上部結(jié)構(gòu)的荷載外,還應(yīng)考慮選擇受力合理、體量較小,并與周?chē)ㄖ鄥f(xié)調(diào)的形式。主要有T形橋墩、雙柱式橋墩和Y形橋墩等。

(1)T形橋墩

T形橋墩占地面積小,是城市輕軌高架橋最常用的橋墩形式。這種橋墩既為橋下交通提供最大的空間,又能減輕墩身重量,節(jié)約工程材料,輕巧美觀。特別適用于高架橋和地面道路斜交的情況。T形橋墩由基礎(chǔ)之上的承臺(tái)、墩身和蓋梁組成。墩身一般為普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),截面采用圓形、矩形或六角形等。大伸臂蓋梁,承受較大的彎矩和剪力,可采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。

(2)雙柱式橋墩雙柱式橋墩在橫向形成鋼筋混凝土剛架,受力情況清晰,穩(wěn)定性好,其蓋梁的工作條件比T形橋墩的蓋梁有利,無(wú)須施加預(yù)應(yīng)力,其使用高度一般在30m以內(nèi),如。但雙柱式橋墩美觀性較差,占地面積較大。

(3)Y形橋墩Y形橋墩結(jié)合了T形橋墩和雙柱式橋墩的優(yōu)點(diǎn),下部成單柱式,而上部成雙柱式,質(zhì)量輕,占地面積少,外面美觀整潔,有利于橋下交通,而且對(duì)蓋梁工作條件有利,無(wú)須施加預(yù)應(yīng)力,但施工比較復(fù)雜。2.3.3路基國(guó)家鐵路以地面線為主,路基這種形式的軌下結(jié)構(gòu)是常見(jiàn)的形式。城市軌道交通線路中軌下結(jié)構(gòu)大部分采用地下隧道和高架橋梁形式,但部分地段的地面線路和室外的車(chē)場(chǎng)線路采用了路基,盡管比例較低,但也是不可缺少的重要組成部分。1.路基形式路基是軌道的基礎(chǔ),承受軌道結(jié)構(gòu)及車(chē)輛的軸重等荷載長(zhǎng)期作用,長(zhǎng)時(shí)間受到氣候環(huán)境的影響,須具有足夠的強(qiáng)度不易斷裂,具有足夠的穩(wěn)定性不產(chǎn)生滑移坍塌,具有足夠的耐久性不被風(fēng)化、侵蝕等破壞。其穩(wěn)定性與堅(jiān)固性對(duì)線路質(zhì)量和列車(chē)運(yùn)行安全有很大的影響。路基斷面指垂直線路中心的橫截面,按填筑的斷面形式,路基分為路堤、路塹、半路堤、半路塹、半堤半塹和不填不挖等六種,2.路堤

路堤由路基頂面、路堤邊坡、天然護(hù)道和取土坑等組成

(1)路基頂面路基頂部的表面為路基頂面。路基頂面的形狀分為有路拱和無(wú)路拱兩種。路拱指從路基頂面邊緣向中間拱起的部分,大部或全部被道砟覆蓋。路拱的作用是使降落在路基面的雨水能迅速排走,以免浸濕路基面降低其強(qiáng)度。非滲水土修建要設(shè),而用巖石、滲水土修建的路基一般不設(shè)路拱。路基寬度是指路基頂面兩側(cè)邊緣間的距離,應(yīng)考慮遠(yuǎn)期采用的軌道類型、道床標(biāo)準(zhǔn)、路基面形狀、路肩

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