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2路基基床 Your Subtitle Goes Here 内容提要 路基的荷载：静荷载—换算土柱法，动荷载； 路基基床结构：基床的作用及对基床的要求，基床结构和材料； 基床病害及整治：基床病害，基床病害整治。 第一节 路基的荷载 路基的荷载是指作用在路基面上的应力。 路基荷载的组成 静荷载：线路上部结构的重量作用在路基面上的应力； 动荷载：列车行驶时轮载力通过上部结构传递到路基面上的动应力。 路基设计中考虑荷载影响时的基本方法 普通铁路路基设计：计算中常把静荷载和动荷载一并简化作为静荷载处理，即通常的换算土柱法。 高速铁路路基设计：不能简单地把动荷载作为静荷载处理，必须进行动态分析，需要计算列车动荷载的作用在路基中所产生的动应力的大小和分布规律。 一、静荷载——换算土柱法 1．列车（活）荷载标准 列车（活）荷载按规范规定采用《中华人民共和国铁路标准活载》，简称中─活载。 标准活载的计算如图2－1。该活载通过轨道传播到路基面上，在横断面上的分布宽度自轨枕底两端向下按45?扩散角计算，见图2－2。 路基横断面设计中对活载的处理方法 横断面设计的计算图式为沿线路纵向取一单位厚度，即路堤、路堑或挡土墙等路基建筑物的设计理论是按平面问题考虑的。 作用在路基面上的活载若按最不利情况计算，则只需考虑轴重即可，不需考虑后面车辆部分的分布力。 把轴重的集中力简化成纵向均布的线荷载，并假定每个轴重的分布宽度等于轴距。最后得到沿纵向作用在路基面上的列车（活）荷载分布强度q。 q＝220/1.5=146.67 ( kN/m) 2．换算土柱 普通铁路路基设计对路基荷载所作的两个简化假定： （1）把列车（活）荷载作为静荷载处理； （2）把列车（活）荷载和轨道静荷载的总重P，简化为与路基土同质的土柱，均布地作用在路基面上。该土柱的高度称换算高度，h0=P/g·a, 式中a为土柱的宽度，按荷载扩散角45?计算；? 为路基土的容重，见图8－2。 二、动荷载（一）荷载的分担作用 图2－4为荷载分担作用示意图。在轮载力P作用下，钢轨的垂向挠曲变形曲线的影响范围与轮载力大小和钢轨、轨枕、道床、 路基等的刚度有关。 刚度大影响范围小， 刚度小则影响范围大。 一般约为7根轨枕宽 度，亦即轮载力P由 7根轨枕分担。 二、动荷载（一）荷载的分担作用 分摊到每根轨枕面上的支承力可通过有关计算解出。此外,可采用简化假定：由于第4根轨枕（向一侧排序）枕面的支承力已经很小，因此常简化假定由5根轨枕分担，分担到每根枕 面上的支承力，日本假定 分别为0.4P，0.2P及0.1P， 如图2－5所示。 二、动荷载（二）路基面上动应力的一般规律 轨枕顶面的支承力通过轨枕和道床向下往路基中传播。图2－6表示单根轨枕在线路纵向即轨枕横断面方向上的传播情况，图中左侧为木枕情况，右侧为钢筋混凝土轨枕情况。 轨枕底面与道床之间的接触压力 对于木枕可视为柔性板，其接触压力大致为均布。 混凝土枕因为刚性大，视作刚性板，刚性板底面接触压力的分布比较复杂，其值约在平均值的95％～125％范围。 Boussinesq理论 图2－7表示邻枕对压力分布的影响。当深度达到轨枕宽度的3倍，即距枕底70cm左右时，沿线路纵向的压力分布就比较均匀了。 一般情况下路基面上的应力分布其最大值位于轨枕正下方或钢轨正下方，而两侧最小。实际计算时通常假设枕底应力为均布，并从两侧枕端以?角向下扩散，扩散角?约为30?～45?，各国取值不同。我国取35?，日、德、俄等欧洲国家取45?，个别美国学者取20?。 第二节 路基基床结构 一、基床的作用及对基床的要求 基床是指路基顶面以下3.0m范围内的路基体，是列车动荷载的主要影响范围，也是铁路路基最重要的关键部位，并把它定为基床的厚度。 第二节 路基基床结构 刚度要求：在列车荷载的重复作用下，塑性累积变形要小，以避免形成过大的不均匀下沉造成轨道的不平顺，增加养护维修的困难。在列车高速行驶时，基床的弹性变形应满足高速行车的安全性和舒适性要求。同时能保障道床的稳固。 优良的排水性：能够防止雨水浸入软化和冻融等危害。 第二节 路基基床结构 二、基床结构和材料 基床结构基本上可分为两种： 二层系统 多层系统或强化基床结构 （一）二层系统 传统的普通线路多为道床与土质基床直接相连的二层系统，称为土基床。土基床要求用优质填料填筑。表2－1为中、日两国有关土基床土质条件的长期研究和实践的总结。在此基础上，我国现行规范规定使用A、B组填料。 （二）多层系统或强化基床结构 设计规范对基床的土质及填土密度有明确的要求。但实际上我国既有线基床病害