设备轨道与结构工程.pptx

1第二节第二节 轨道与结构工程轨道与结构工程 一、土质路基的轨道结构一、土质路基的轨道结构 二、隧道内的轨道结构二、隧道内的轨道结构 三、高架桥上的轨道结构三、高架桥上的轨道结构 四、结构工程四、结构工程2l轨道结构是城市轨道交通系统的重要组成部轨道结构是城市轨道交通系统的重要组成部分，一般由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔分，一般由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及其他附属设备组成。及其他附属设备组成。第二节第二节 轨道与结构工程轨道与结构工程3l轨道交通在土质路基上一般宜采用混凝土枕轨道交通在土质路基上一般宜采用混凝土枕碎石道床，并尽可能敷设无缝线路。碎石道床，并尽可能敷设无缝线路。一、土质路基的轨道结构4l钢轨形式钢轨形式l一是槽形钢轨一是槽形钢轨，多用于街道轨道，即路面与钢多用于街道轨道，即路面与钢轨轨面在同一平面的场合，如香港屯门轻铁。轨轨面在同一平面的场合，如香港屯门轻铁。l二是双头钢轨二是双头钢轨l三是目前广泛采用的平底钢轨三是目前广泛采用的平底钢轨 1、钢轨、钢轨5l轨枕的种类按构造有横向轨枕、纵向轨枕、短轨枕的种类按构造有横向轨枕、纵向轨枕、短轨枕和宽轨枕四种；按铺设部位有适用于区间轨枕和宽轨枕四种；按铺设部位有适用于区间线路的普通轨枕、道岔区的岔枕和无碴桥上的线路的普通轨枕、道岔区的岔枕和无碴桥上的桥枕；按制造材料可分为木枕、混泥土枕及钢桥枕；按制造材料可分为木枕、混泥土枕及钢枕三种。枕三种。2、轨枕及扣件、轨枕及扣件6l一一般般情情况况下下，碎碎石石道道床床的的轨轨枕枕应应尽尽可可能能采采用用常常规规铁铁路路所所使使用用的的预预应应力力混混凝凝土土枕枕。对对采采用用第第三三轨轨受受电电方方式式的的系系统统，在在安安装装三三轨轨托托架架的的地地方方还还需使用特殊加长的混凝土枕。需使用特殊加长的混凝土枕。2、轨枕及扣件、轨枕及扣件7梯形减振轨枕梯形减振轨枕8扣件扣件9l土质路基上一般采用碎石道床，碎石道床结构土质路基上一般采用碎石道床，碎石道床结构简单，容易施工，减振、减噪性能较好，造价简单，容易施工，减振、减噪性能较好，造价低；不足之处是轨道建筑高度较高，轨道维护低；不足之处是轨道建筑高度较高，轨道维护工作量大。工作量大。3 3、道床、道床 10l（一）扣件（一）扣件l1 1、扣件的技术性能、扣件的技术性能l2 2、扣件型式扣件型式 二、隧道内的轨道结构二、隧道内的轨道结构 11l整体道床整体性能好，坚固稳定、耐久；轨道整体道床整体性能好，坚固稳定、耐久；轨道建筑高度小，减少隧道净空，节省投资；轨道建筑高度小，减少隧道净空，节省投资；轨道维修量小，适宜城市轨道交通运营时间长，维维修量小，适宜城市轨道交通运营时间长，维修时间短的特点。修时间短的特点。（二）道床（二）道床 12l1 1无枕式整体道床无枕式整体道床 亦称整体灌注式，无枕亦称整体灌注式，无枕式轨道建筑高度较小，主要采用就地连续灌注式轨道建筑高度较小，主要采用就地连续灌注混凝土基床或纵向承轨台。这种型式结构简单，混凝土基床或纵向承轨台。这种型式结构简单，减振性能也较好，但施工时需采用刚度较大的减振性能也较好，但施工时需采用刚度较大的模架，施工较为复杂。模架，施工较为复杂。（二）道床（二）道床 13l2 2轨轨枕枕式式整整体体道道床床 这这种种型型式式道道床床可可分分为为短短枕式和长枕式两种。枕式和长枕式两种。l（1 1）短短枕枕式式整整体体道道床床 这这种种道道床床轨轨道道建建筑筑高高度度一一般般为为550550mmmm左左右右，轨轨枕枕下下道道床床厚厚度度一一般般不不小于小于160160mmmm，一般设中心排水沟。一般设中心排水沟。（二）道床（二）道床 14l这这种种道道床床稳稳定定、耐耐久久、结结构构比比较较简简单单，施施工工方方法法简简便便，进进度度较较快快。我我国国北北京京地地铁铁一一、二二期期工工程程大大多多铺铺设设这这种种道道床床，经经2020多多年年运运营营，使使用用状状态良好。天津地铁亦铺设了这种道床。态良好。天津地铁亦铺设了这种道床。（二）道床（二）道床 15l（2 2）长枕式整体道床）长枕式整体道床 这种道床设侧向水沟，这种道床设侧向水沟，一般长轨枕预留圆孔，让道床纵筋穿过，加强一般长轨枕预留圆孔，让道床纵筋穿过，加强了与道床的联结。它适用于软土地基隧道，可了与道床的联结。它适用于软土地基隧道，可采用排轨法施工，施工快。上海和新加坡地铁采用排轨法施工，施工快。上海和新加坡地铁铺设了这种轨道，使用状况良好。铺设了这种轨道，使用状况良好。（二）道床（二）道床 16长枕式整体道床长枕式整体道床17 三、高架桥上的轨道结构三、高架桥上的轨道结构 l高架桥上的轨道结构也可分为有碴轨道和无碴高架桥上的轨道结构也可分为有碴轨道和无碴轨道两种。轨道两种。18四、结构工程四、结构工程l（一）（一）地下结构地下结构 轨道交通地下工程的结构类型及施工方法应根轨道交通地下工程的结构类型及施工方法应根据区间隧道及车站的规模、工程地质及水文地据区间隧道及车站的规模、工程地质及水文地质条件和周围环境条件进行技术经济比较确定。质条件和周围环境条件进行技术经济比较确定。19一般常用的结构类型和施工方法有一般常用的结构类型和施工方法有明挖法明挖法和和暗暗挖法挖法两种，特殊情况下还可采用一些其他方两种，特殊情况下还可采用一些其他方法。法。（一）（一）地下结构地下结构20 1明挖法明挖法 l地下铁道线路在地下几米深时采用。地下铁道线路在地下几米深时采用。l明挖法采用敞开口开挖或以工字钢桩、钢板桩、明挖法采用敞开口开挖或以工字钢桩、钢板桩、地下连续墙、钻孔桩等护壁施工的明挖隧道或地下连续墙、钻孔桩等护壁施工的明挖隧道或车站，一般为现浇整体式矩形钢筋混凝土框架车站，一般为现浇整体式矩形钢筋混凝土框架结构。结构。21 1明挖法明挖法 l根据运营需要可做成单跨、双跨或多跨根据运营需要可做成单跨、双跨或多跨结构，单层、双层或多层结构。结构，单层、双层或多层结构。22明挖法放坡分配明挖法放坡分配232.暗挖法暗挖法l暗挖法可分为暗挖法可分为盾构法盾构法和和矿山法矿山法。24l在松软含水地层，或地下线路等设施埋深在松软含水地层，或地下线路等设施埋深达到达到10m或更深时，可以采用盾构法或更深时，可以采用盾构法。（1）盾构法）盾构法（Shield Method）25l盾构既是一种施工机具，也是一种强有力盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构外形上看是一个大的临时支撑结构。盾构外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。来抵挡外向水压和地层压力的。（1）盾构法）盾构法 26复合式盾构机复合式盾构机2.6 结构工程结构工程27l它包括三部分：前部的切口环、中部的支它包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。箱形等其他形式。（1）盾构法）盾构法 28l盾构施工方法由以下几个步骤组成：盾构施工方法由以下几个步骤组成：l第第一一，在在置置放放盾盾构构机机的的地地方方打打一一个个垂垂直直井井，再用混凝土墙进行加固；再用混凝土墙进行加固；l第第二二，将将盾盾构构机机安安装装到到井井底底，并并装装配配相相应应的千斤顶；的千斤顶；（1）盾构法）盾构法 29l第第三三，用用千千斤斤顶顶之之力力驱驱动动井井底底部部的的盾盾构构机机往水平方向前进，形成隧道；往水平方向前进，形成隧道；l第第四四，将将开开挖挖好好的的隧隧道道边边墙墙用用事事先先制制作作好好的的混混凝凝土土衬衬砌砌加加固固，地地压压较较高高时时可可以以采采用用浇铸的钢制衬砌加固来代替混凝土衬砌。浇铸的钢制衬砌加固来代替混凝土衬砌。（1）盾构法）盾构法 30盾构法施工概貌31l盾盾构构法法具具有有施施工工速速度度快快、振振动动小小、噪噪音音低低等等优优点点，且且对对隧隧道道上上方方地地面面的的副副作作用用很很少少。在在松松软软含含水水地地层层中中及及城城市市地地下下管管线线密密布布，施施工工条条件件困困难难地地段段采采用用盾盾构构法法施施工工，其其优优点尤为明显。点尤为明显。（1）盾构法）盾构法 32l盾盾构构法法的的缺缺点点是是对对断断面面尺尺寸寸多多变变的的区区段段适适应应能能力力差差。此此外外，新新型型盾盾构构购购置置费费昂昂贵贵，对对施施工工区区段段短短的的工工程程不不太太经经济济。总总的的费费用用一般也比盖挖法要高。一般也比盖挖法要高。（1）盾构法）盾构法 33l矿矿山山法法分分传传统统矿矿山山法法和和新新矿矿山山法法，新新矿矿山山法又可称为新奥法或浅埋暗挖法。法又可称为新奥法或浅埋暗挖法。（2）矿山法）矿山法 34l矿矿山山法法施施工工的的隧隧道道一一般般采采用用拱拱形形结结构构，其其基本断面型式为单拱、双拱和多跨连拱。基本断面型式为单拱、双拱和多跨连拱。（2）矿山法）矿山法 35l隧隧道道衬衬砌砌的的作作用用是是加加固固围围岩岩并并与与围围岩岩一一起起组组成成一一个个有有足足够够安安全全度度的的隧隧道道结结构构体体系系，共共同同承承受受可可能能出出现现的的各各种种荷荷载载，防防止止地地表表下下沉沉。衬衬砌砌的的基基本本结结构构类类型型为为复复合合式式衬衬砌砌，由由初初期期支支护护、防防水水隔隔水水层层和和二二次次衬衬砌砌所所组组成成 。（2）矿山法）矿山法 36l外外层层为为初初期期支支护护，其其作作用用为为加加固固围围岩岩，控控制制围围岩岩变变形形，是是衬衬砌砌结结构构中中主主要要的的承承载载单单元元，一一般般应应在在开开挖挖后后立立即即施施作作，并并应应与与围围岩密贴，所以最适宜采用喷锚支护。岩密贴，所以最适宜采用喷锚支护。（2）矿山法）矿山法 37l内内层层为为二二次次衬衬砌砌，通通常常在在初初期期支支护护变变形形稳稳定定后后施施作作，主主要要为为安安全全储储备备，承承受受初初期期支支护护腐腐蚀蚀后后所所引引起起的的后后续续荷荷载载；在在初初期期支支护护和二次衬砌之间应敷设防水隔离层。和二次衬砌之间应敷设防水隔离层。（2）矿山法）矿山法 38浅埋暗挖法浅埋暗挖法王梦恕王梦恕l浅埋暗挖法施工步骤是：浅埋暗挖法施工步骤是：l第一步：先将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，第一步：先将钢管打入地层，然后注入水泥或化学浆液，使地层加固。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本使地层加固。开挖面土体稳定是采用浅埋暗挖法的基本条件。条件。l地层加固后，进行短进尺开挖。一般每循环在地层加固后，进行短进尺开挖。一般每循环在0.5-1.0米米左右。随后即作初期支护。左右。随后即作初期支护。l第三步，施作防水层。开挖面的稳定性时刻受到水的危第三步，施作防水层。开挖面的稳定性时刻受到水的危胁，严重时可导致塌方。处理好地下水是非常关键的环胁，严重时可导致塌方。处理好地下水是非常关键的环节。节。l最后，完成二次支护。一般情况下，可注入混凝土，特最后，完成二次支护。一般情况下，可注入混凝土，特殊情况下要进行钢筋设计。当然，浅埋暗挖法的施工需殊情况下要进行钢筋设计。当然，浅埋暗挖法的施工需利用监控测量获得的信息进行指导，这对施工的安全与利用监控测量获得的信息进行指导，这对施工的安全与质量都是重要的。质量都是重要的。39（二）高架结构（二）高架结构 1地面筑堤地面筑堤 2高架桥高架桥 （1 1）梁）梁 （2 2）墩台与基础）墩台与基础