路基承受的荷载名称职称课件.pptx

路基承受的荷载主讲教师名称职称

路基荷载1静载荷2目录动载荷3

路基荷载

路基荷载静荷载：按线路类型、按每公里的各种材料数量及重量，确定每延米长的重量及其分布的宽度。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。路基荷载：是指作用在路基面上的应力。

1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。路基荷载

静载荷

1静荷载——换算土柱法路基设计中，常把列车动荷载作为静荷载处理，并将静荷载和动荷载一并简化为与路基土质相同的土柱，均布在路基面上。静载荷由枕端作45°应力扩散角与路基面相交的宽度换算成与路基填料重度相同的土柱来代替

1静荷载——换算土柱法换算土柱高度：h0=p/γa式中：a——路基面上荷载检算土柱宽度，a=L+2h·tan45°=L+2hL为轨枕长度（m），h为道床厚度（m）γ——为路基填料重度（KN/m3）p——作用在单位延米上列车与轨道的荷载（KN/m3）静载荷

1静荷载——换算土柱法考虑路拱的换算土柱宽度算法：几何关系认识基本概念：路拱；道床厚度（轨下断面）；钢轨中心距（1.5m）；轨枕长度计算----3.5m(3.48m)轨道和列车荷载换算土柱高度及分布宽度可查表静载荷

动载荷

路基设计中常取机车活载为动荷1.按平面问题考虑；2.按最不例考虑，机车轴重。3.按纵向均布的线荷载考虑，轴重的分布宽度等于轴距。列车（活）荷载分布置的强度q=220/1.5=146.67kN/m中—荷载计算图动载荷

1荷载的分担作用荷载分担及钢轨变形轮载力P下钢轨垂向挠曲变形影响范围与力大小、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根轨枕宽度动载荷

1荷载的分担作用分摊到每根轨枕面上的支承力可计算解出。可简化假定：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。枕面支承力的分布比例（日本）动载荷

2路基动应力分布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。沿横向：木枕视为柔性板,接触压力大致均布。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。呈马鞍型，钢轨下最大，道心处次之，轨枕端头最小。深度达到距枕底60cm左右时，则两种情况差不多。单轨枕压力分布（德国）动载荷

2路基动应力分布规律沿纵向：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。布氏理论多轨枕下应力纵向分布（美国）动载荷

2路基动应力分布规律沿深度：路基所受的动应力沿深度而逐渐衰减。0.6m，衰减了60%；3.0m，衰减了90%。一般地说，路基面以下0.6m范围内（距枕底约1m）动应力衰减最急剧。根据实测，一般路基面下3.0m处的动应力已经很小，与土体的自重应力相比，甚至可忽略不计。路基面动应力的大小及其沿深度的衰减可按半空间弹性理论公式计算(Bousinesq)。动载荷

2路基动应力分布规律动载荷

3影响路基动应力的因素路基面动应力与机车车辆的类型轴重动态特性及轨道结构轨道不平顺和列车速度道床厚度路基本身的刚度等多种因素动载荷

3影响路基动应力的因素（1）轴重的影响动应力与轴重也呈线性关系。动载荷

3影响路基动应力的因素（2）列车速度的影响路基面动应力总体上随列车速度的增加而增大，并且呈现出较为明显的线性关系，但其增大的斜率与线路状况、机车车辆性能有关。动载荷

3影响路基动应力的因素路基面动应力与列车速度的关系曲线（日本）动载荷

3影响路基动应力的因素（3）轨道平顺性的影响轨道不平顺实际上是轨道结构和路基状态的综合反映，线路平顺性愈好，路基承受的动应力愈小，变化范围也愈均匀。列车前方有一凹糟。动载荷

3影响路基动应力的因素（4）道床厚度的影响钢轨、轨枕传递下来的列车荷载通过道床的扩散作用传递到路基面，因此道床越厚，传递到路基面上的应力越小。同济大学曾利用动力有限元分析了道床厚度对路基面应力的影响，结果发现在一定厚度以内，随道床厚度的提高路基面竖向动应力显著减小，但当道床厚度超过一定值后，路基面的动应力虽随道床厚度的提高而减小，但减小的幅度不大。动载荷

3影响路基动应力的因素（5）路基刚度的影响试验及理论分析结果均表明，路基刚度也将影响路基面的应力。减小路基刚度，可使路基面的最大动应力减小；但同时