东北东北铁路通道登庄段工务工程设计工作总结报告.docx

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东北东北铁路通道登庄段工务工程设计工作总结报告

改建铁路

东北东部铁路通道

登沙河至庄河段改造工程

花园口(含)至庄河西(不含)

设计工作总结报告

(工务工程)

铁道第三勘察设计院集团有限公司

二〇一五年七月

工务工程设计工作总结报告

1主要设计依据

1.1项目建议书批复

2010年3月,原铁道部、辽宁省《关于东北东部铁路通道登沙河至庄河段改造工程项目建议书的批复》(铁计函[2010]303号)。

1.2可行性研究报告批复

2010年3月,原铁道部、辽宁省《关于东北东部铁路通道登沙河至庄河段改造工程可行性研究报告的批复》(铁计函[2010]1343号)。

1.3初步设计批复

2010年12月,原铁道部、辽宁省《关于东北东部铁路通道登沙河至庄河段改造工程初步设计的批复》(铁鉴函[2010]1781号)。

2主要技术标准

原铁道部、辽宁省(铁鉴函[2010]1781号)对登沙河至庄河段改造工程初步设计批复的主要技术标准为:

铁路等级:

I级。

正线数目:

双线。

最小曲线半径:

区间一般地段3500米,困难地段2800米。

限制坡度:

6‰。

牵引种类:

电力。

机车类型:

动车组、SS9,HXD系列。

到发线有效长度:

850米、部分1050米。

闭塞方式:

自动闭塞。

3主要工程内容及设计说明

3.1验收范围及主要工程内容

丹大K126+090~K151+538,全长25.448公里区段范围内工务工程。

3.2线路的地理位置和径路

登沙河至庄河段改造工程K126+090~K151+538位于辽宁省东南部花园口经济开发区及庄河市境内。

线路起自花园口站前,经花园口经济技术开发区及庄河止于庄河西站前,正线全长25.448km。

3.3自然特征

3.3.1地形地貌

线路位于辽宁南部地区,穿越辽东半岛,地貌单元可分为剥蚀丘陵、冲洪积平原,地形北高南低,微向海岸倾斜。

丘陵区冲沟发育,多呈鸡爪形,丘陵多为浑圆状低丘,呈孤状岩岛,植被茂密;山前冲积平原谷宽、平坦开阔。

其中K126+090~K128+700为剥蚀丘陵,K128+700~K136+400丘前冲洪积平原,K136+400~DK142+000剥蚀丘陵,K142+000~K145+700丘前冲洪积平原,K145+700~DK151+538剥蚀丘陵。

3.3.2河流水系

沿线暖湿多雨,水量充沛,水力资源丰富。

沿线河流较多,辽南主要河流有登沙河、水河、沙河、碧流河、庄河等,均单独入黄海,受季节性控制,平时河水流量不大,雨季流量较大。

3.3.3气象特征

线路所经地区属暖温带,区内降雨较多,气候湿润,冬冷夏热、少严寒、无酷暑,冬春两季多风,蒸发量大。

按对铁路工程影响的气候分区:

庄河属于寒冷地区。

3.3.4地震

根据中华人民共和国国家标准GB18306-2001《中国地震动参数区划图》及《地震安全性评价报告》,地震动峰值加速度具体划分如下:

K126+090~K139+0000.10g(Ⅶ度)

K139+000~K151+5380.05g(Ⅵ度)

3.3.5地层岩性及地质构造

沿线出露有新生界(Kz)、中生界(Mz)、古生界(Pz)、元古界(Pt)、太古界(Ar)的地层,局部侵入燕山期(γ5)花岗岩。

新建铁路所在的大地构造位置,位于一级构造单元中朝准地台的南部之胶辽台隆之复州台陷城子坦断块内,区域内总体较稳定,区内褶皱不发育,但断裂构造十分发育,特别是北东、北北东向、东西向、南北向的断裂较密集。

自印支运动晚期开始,地台区进入了重新活动时期,印支运动使地台盖层发生褶皱形成了台褶带。

在此基础上,早白垩世末期的燕山运动,使台褶带进一步复杂化,形成了一系列北北东—北东向的断裂和断陷盆地。

与此同时,伴随有大量的火山喷发和酸性岩侵入,形成了隆、坳相间的构造格局。

自始新世起,裂陷作用使原来已有的断裂重新活动和解体,从而进入了强烈断块差异分化的构造演化时期。

3.5线路

3.5.1线路平面设计

3.5.1.1曲线半径

设计线路平面的曲线半径应因地制宜合理选用,曲线半径宜采用下列数值:

12000、10000、8000、7000、6500、6000、5000m、4500、4000、3500、3000、2800,必要时也可采用上列半径间100m整倍数的曲线半径。

正线共设置***曲线,曲线总长度为***km,占线路长度的***%,展线系数为***。

表3.5.1-1正线曲线半径统计分析表

曲线半径(m)

曲线个数(个)

曲线长度(km)

占全部曲线长度的比重(%)

占线路长度的

比重(%)

2800≤R<5500

6

8.710

77.42

34.23

5500≤R<12000

2

2.540

22.58

9.98

R=12000

0

0

0

0

合计

8

11.25

100

44.21

3.5.1.2缓和曲线线型及长度的选用标准

直线与圆曲线间应采用缓和曲线连接。

缓和曲线应采用三次抛物线型。

区间正线缓和曲线长度应根据曲线半径、行车速度,结合地形条件、工程情况分别按下列标准选用,有条件时宜选用表中推荐长度的缓和曲线。

表3.5.1-2缓和曲线长度表

曲线半径

一般长度

最小长度

12000

50

50

10000

70

60

8000

90

80

7000

90

80

6000

120

100

5000

160

140

4500

180

160

4000

200

180

3500

250

220

3000

290

260

2800

320

280

3.5.1.3线间距

区间正线线路一般按线间距不变的并行双线设计,曲线地段以左线(下行线)为基准,右线设计为左线的同心圆。

3.5.1.3.1区间正线按4.4m线间距设计,曲线地段线间距考虑加宽,桥梁、隧道同区间正线线间距。

站内正线间距一般为5m;特殊情况根据车站布置确定。

3.5.1.3.2本线与新建普速铁路、既有铁路并行地段线间距不应小于5.3m。

当线间设置接触网杆柱等设备时,最小线间距应根据有关技术条件综合研究确定。

3.5.1.4夹直线和圆曲线最小长度

两相邻曲线间夹直线和两缓和曲线间圆曲线宜采用较长的长度,困难条件下,最小长度不得小于140m;特殊困难条件下,经技术经济比选后方可采用不小于100m的最小长度。

3.5.1.5区间正线上道岔两端基本轨的接头以外的直线段长度应符合下列规定:

3.5.1.5.1区间渡线及联络线等出岔地段,一般不应小于100m,困难条件下不宜小于70m。

3.5.1.5.2车站两端不宜小于70m,困难条件下不得小于30m。

3.5.1.6其它地段平面设计

3.5.1.6.1采用连续梁、钢梁及较大跨度桥梁宜设在直线上,困难条件下,经技术经济比选,也可设在曲线上,但宜采用较大的曲线半径。

3.5.1.6.2车站应设在直线上。

困难条件下,经技术经济比选,可设在曲线上,但站内正线最小曲线半径应结合设计速度合理确定。

本次设计花园口车站位于直线上。

3.5.2线路纵断面设计

3.5.2.1线路最大坡度

登沙河至庄河区间客货共线地段正线限制坡度采用6‰。

正线纵断面坡度使用情况详见下表。

表3.5.2-1正线坡度统计表

坡度段落

0≤i<4

4≤i≤6

6

处数

5

13

0

长度(km)

6.994

18.454

0

占总长百分比

27.48

72.52

0

3.5.2.2最小坡段长度

3.5.2.2.1区间正线宜设计为较长的坡段,最小坡段长度一般不小于600m,个别最小坡段长度不应小于400m。

3.5.2.2.2跨线列车联络线最小坡段长度,根据其设计速度,参照相应速度标准的设计规范或暂行规定执行。

3.5.2.3相邻坡段最大坡度差

正线相邻坡段坡度差一般不大于10‰,困难条件下不大于12‰。

3.5.2.4竖曲线的设置

3.5.2.4.1竖曲线的设置条件

(1)区间正线设计速度160≤V≤200km/h区段,当相邻坡段坡度差大于或等于1‰时采用竖曲线连接。

(2)竖曲线与竖曲线、缓和曲线、道岔均不重叠设置。

(3)竖曲线与平面圆曲线不宜重叠设置,困难条件下,竖曲线可与常用半径的圆曲线重叠设置,特殊困难条件下经技术经济比选,竖曲线可与最小半径的圆曲线重叠设置。

3.5.2.4.2竖曲线类型及半径的选用原则

正线竖曲线采用圆曲线型竖曲线,最小竖曲线半径≥15000m。

3.5.2.5坡度折减

正线、跨线列车联络线平面曲线阻力和隧道阻力的坡度折减按现行标准《铁路线路设计规范》(GB50090-2006)第3.2.5条的有关规定执行。

3.5.2.6平立交道设置要求及沿线路肩控制高程

3.5.2.6.1区间正线全线采用全封闭,凡与本线交叉的公(道)路均按立交设计。

本线跨既有电气化铁路按照既有线的设计速度及性质确定,跨一般铁路及远期有电化可能的铁路净高一般按6.55m设计;跨时速160km/h以上铁路净高一般按7.25m设计;跨远期有双层集装箱规划的铁路净高一般按7.56m设计,时速为200km/h的按7.96m考虑。

远期无电化可能的铁路按5.5m设计。

等级公路行车道部分立交净高一般为4.0~5.0m;乡村道路立交净高不宜低于3.0~4.0m。

跨越本线的铁路或公(道)路,净高一般不小于7.5m,困难情况下需经检算确定。

利用既有立交桥(高速线在下)的困难条件下,经技术经济比选和审查批准,可采用较低净高。

3.5.2.6.2全线控制高程要求

跨越排洪河道的特大桥和大中桥的桥头路基,水库和滨河地段,行洪、滞洪区的浸水路堤,其路肩高程应按现行设计规范结合国家防洪标准设计。

3.5.2.7其它纵断面设计说明

3.5.2.7.1一般桥梁及高架线路上纵断面标准同一般线路标准。

采用连续梁、钢梁及较大跨度桥梁上线路纵断面设计应满足桥梁设计技术要求。

跨越通航河流的桥梁地段纵断面设计除满足水文条件、桥梁结构要求外,还应满足通航净空的要求。

3.5.2.7.2路堑地段线路纵坡不宜小于2‰。

3.5.2.7.3正线两线并行在共同路基上时,两线轨面高程应按等高设计。

3.5.3铁路防护桩

当公(道)路与铁路并行且公(道)路路面标高高于铁路或低于铁路但在1.5m以内时,在公(道)路、铁路之间适宜位置设置刚性防护设施;当公路跨越铁路时,应在跨线桥两端设置延长刚性防护设施,延长长度应自轨道中心向外40m以上。

3.5.4铁路线路安全保护区

根据《铁路安全管理条例》铁路两侧设安全保护区,埋设安全保护区标桩并按规定设置安全保护标志。

3.5.4.1安全保护区范围

铁路线路安全保护区的范围从铁路路堤坡脚、路堑坡顶或桥梁外侧起向外的距离分别为:

城市市区不少于10米;城市郊区居民居住区不少于12米;村镇居民居住区不少于15米;其他地区不少于20米。

3.5.4.2安全保护区标桩

铁路安全保护区标桩分为A、B两种类型。

A型标桩(基本型),沿铁路线路安全保护区边界每200m左右设置一个,标桩应在铁路线路两侧按规定距离相错设置。

B型标桩(辅助型),适用于人员活动频繁地段道口、公铁立交桥附近醒目地点、民居附近和人身伤害事故多发地段的铁路线路安全保护区边界设置。

3.5.4.3安全保护区标志

铁路沿线应按规定设置线路安全保护标志。

安全保护标志按每500m左右设置一处,并于线路两侧交错设置。

3.5.5防护栅栏

全线路基地段、隧道出入口、桥头椎体、涵洞以及桥梁墩高小于3.0m易攀爬的低矮桥墩采用2.2m高钢筋混凝土防护栅栏加0.5m刺丝滚笼防护栅栏进行封闭。

平原微丘及村镇附近桥梁墩高大于3m地段旱桥桥下采用1.8m高钢筋混凝土立柱金属网片防护栅栏进行封闭。

3.6轨道

3.6.1轨道类型及铺设精度

3.6.1.1轨道类型

正线轨道按重型有砟轨道标准设计,一次铺设跨区间无缝线路。

3.6.1.2轨道铺设精度

(1)钢轨焊接接头平直度应符合表3-2-1的规定。

表3-2-1焊接接头平直度(mm/m)

项目

正线(ν=200km/h)

相关线(ν≤120km/h)

轨顶面

+0.3/0

+0.3/0

轨头内侧工作面

+0.3/0

+0.3/-0.3

轨底面

+0.3/0

+0.5/0

(2)轨道铺设精度标准符合表表3-2-2的规定。

表3-2-2线路有砟轨道静态平顺度(mm)

项目

高低

(mm)

轨向

(mm)

水平

(mm)

扭曲(基长6.25m)

(mm)

轨距(mm)

正线(ν=200km/h)

3

3

3

3

+2/-2

测量弦长(m)

10

(3)道床状态参数指标符合表3-2-3的规定。

表3-2-3道床状态参数指标(平均值)

速度及枕型

指标

V=200km/h

V≤120km/h

III

III

II

道床横向阻力(KN/枕)

≥10

10

9

道床纵向阻力(KN/枕)

≥12

12

10

枕下道床支撑刚度(KN/mm)

≥100

100

70

枕下道床密度(g/cm3)

≥1.7

1.7

1.7

3.6.2轨道采用标准

3.6.2.1钢轨

正线采用60kg/m、100m定尺长U75V无螺栓孔新轨(图号:

TB2341.3-93),跨区间无缝线路。

按信号专业要求设置胶接绝缘钢轨,胶接绝缘钢轨与相邻钢轨同轨型、同钢种,此外还应满足《胶接绝缘钢轨技术条件》(TB/T2975)的规定。

3.6.2.2轨枕及扣件

(1)区间正线上铺设2.6m长的Ⅲa型有挡肩混凝土轨枕(图号:

专线3393),每公里铺设1667根。

桥梁地段采用新Ⅲ型有挡肩混凝土桥枕(图号:

专线3448),每公里铺设1667根。

铺设小阻力扣件地段采用客运专线预应力混凝土桥枕(图号:

专线3542)

(2)采用ZPW-2000自动闭塞地段,每一补偿电容处根据信号专业要求采用1根电容枕;每一电气绝缘节处采用3根电气绝缘节专用枕。

绝缘接头地段采用Ⅲa型电容枕(代码ⅢaD)和Ⅲa型电气绝缘节专用枕(代码ⅢaZ)。

(3)扣件采用弹条Ⅱ型扣件(图号:

专线3351),连续梁经检算需设小阻力扣件地段,采用弹条V型小阻力扣件(图号:

研线0602),X3型弹条和复合垫板。

小阻力扣件设置地段见下表3-3-1:

表3-3-1小阻力扣件铺设地段表

桥名

连续梁(m)

小阻力扣件始点

小阻力扣件终点

设置长度(m)

花园口一号路特大桥

40.8+64+40.8

改DK133+046.43

改DK133+110.43

64

注:

小阻力扣件为弹条Ⅴ型扣件(图号:

研线0602),其配套轨枕为Ⅲqc型预应力混凝土桥枕(图号:

专线3452)。

(4)轨下采用60-10-17型橡胶垫板,静刚度为55~80kN/mm。

3.6.2.3道床

(1)道床材料:

正线轨道采用单层碎石道床,道砟材料应符合《铁路碎石道砟》(TB/T2140)中一级道砟标准。

道砟上道前必须清洗,清洁度应符合有关要求。

(2)道床宽度及厚度:

土质路基道床厚30cm;硬质岩石路基、桥梁、隧道内道床厚35cm。

单线道床顶面宽度为3.5m,曲线半径小于800m,曲线外侧道床顶面宽度应增加0.1m。

(3)道床边坡:

轨道道床边坡坡度采用1:

1.75,无缝线路轨道砟肩应使用碎石道砟,堆高15cm,堆高道砟边坡坡度应采用1:

1.75。

(4)桥上线路两侧砟肩至挡砟墙间以道砟填平。

隧道内道床砟肩至边墙间以道砟填平。

(5)道床顶面与轨枕中部顶面平齐;桥枕地段道床顶面低于轨枕承轨面3cm。

3.6.2.4轨道结构高度

轨道结构设计高度如下表3-3-2(内轨轨顶面至支承层底面)。

表3-3-2正线重型轨道标准及高度

序号

项目

类型

高度(m)

土质路堤土质路堑

硬质岩石路堑、桥梁、隧道内

双线

双线

1

钢轨

60kg/m

0.176

0.176

2

垫板

橡胶垫板

0.010

0.010

3

轨枕

IIIa型有挡肩

0.2323

0.2323

4

道床

单层

0.300

0.350

5

路拱

0.1840

0.1880

6

轨道

高度

0.9023

0.9563

3.6.3轨道附属设备和常备材料

3.6.3.1轨道附属设备

(1)防爬设备

铺设钢筋混凝土轨枕地段采用弹性扣件,不安装防爬设备。

(2)线路标志

1)线路基桩

①正线设置线路基桩,直线地段100m、曲线地段20m,曲线上的直缓、缓圆、曲中、圆缓、缓直点、变坡点、竖曲线起终点均增设一个。

其中竖曲线与平面曲线重合地段不重叠设置。

②线路基桩设置在列车运行方向左侧路肩上,距钢轨头部外侧的距离不得小于2.5m。

③基桩的测设精度与线路的测量精度相同。

2)位移观测桩

线路区间按单元轨节设置位移观测桩,设置方式如下:

①跨区间无缝线路按单元轨节等距离设置位移观测桩,桩间距离不宜大于500m;当单元轨节长度不足500m整数倍时,可适当调整桩间距离。

单元轨节位移观测桩可按图3-4-1设置。

图3-4-1单元轨节位移观测桩的设置图

②跨区间无缝线路每组道岔应设置5对位移观测桩,在道岔前、道岔后、限位器、距离道岔前后50m处各设1对位移观测桩。

多组焊联道岔位移观测桩位置与单组道岔基本相同。

位移观测桩可按图3-4-2及图3-4-3设置。

图3-4-2单组道岔位移观测桩的设置

图3-4-3多组道岔位移观测桩的设置图

③跨区间无缝线路及普通无缝线路应在长轨条起始点、距离起始点100m位置各设置1对位移观测桩。

④普通无缝线路轨条长度不大于1200m时,应设置5对观测桩,观测桩可按图3-4-4设置。

轨条长度大于1200m时,应适当增设位移观测桩,但桩间距离不应大于500m。

图3-4-3普通无缝线路位移观测桩的设置图

⑤位移观测桩应牢固稳定,有条件时可与线路基桩合并设置,或设置在线路两侧的固定构筑物上。

3)线路标志应符合下列规定:

①设置下列线路标志:

公里标,半公里标,平面曲线标,圆曲线、缓和曲线标,桥梁标,坡度标,用地界标、领工区及养路工区界标等。

②线路标志的有关规定

Ⅰ线路标志(用地界标、位移观测桩除外)应设在线路计算里程方向的左侧。

Ⅱ线路标志设在距钢轨头部外侧不小于2m处。

高度不超过钢轨顶面的标志,设在距钢轨头部外侧不小于1.35m处。

Ⅲ用地界标应设在铁路两侧用地界上,直线上每200m、曲线上每40m、地界转角处及缓和曲线起讫点相应处均应埋设用地界标。

Ⅳ线路标志采用反光标志,并符合《线路及信号标志》(TB/T2493)的规定。

标志的种类及安装办法按《铁路线路标志图集》通线(2010)8024-I办理。

3.6.3.2常备材料

(1)正线及相关线轨道常备材料数量按表3-4-2执行:

表3-4-2有砟轨道常备材料数量

序号

材料名称

备料数量

1

混凝土枕(桥枕单列)

每单线千米2根

2

电容枕

每工区4根

3

扣件及其垫板

每单线千米5套

4

断轨急救器

每工区6套,每套含急救器6个、臌包夹板1对

5

25m无孔轨

每工区6根

6

6m有孔短轨

每工区2根

7

6.25m有孔胶接绝缘轨

每工区2根

8

现场胶接绝缘夹板及绝缘材料

每工区2套

9

接头螺栓及垫圈

每工区36套

10

接头夹板

每工区24块

11

绝缘轨距杆

每工区50套

3.7路基

3.7.1路基工程概况

路基长度16.93km。

路基工点32个,路基个别设计工点主要类型有软土及松软地基路堤4处,3.16km;浸水及软土路基4处,4.88km;路堤坡面防护12处,5.45km;路堑坡面防护11处,3.39km;低路堤1处,0.05km。

主要特点为:

K127+000~K140+000段中上部地层广泛地分布了淤泥质黏性土。

软土具有高含水量、大孔隙比、高压缩性等特性,并且分布范围较大,局部软土无硬壳。

3.7.2路基一般设计原则

3.7.2.1路基标准横断面形式

路基面设计为三角形,由路基面中心向两侧设4%的横向排水坡。

曲线加宽时,路基面仍保持三角形。

3.7.2.2路基面宽度

3.7.2.2.1丹大正线路基面宽度

直线地段标准路基面宽度(m)

设计速度(km/h)

双线

土质路堤路堑

石质路堑

V=200

线间距4.4m

线间距5m

线间距4.4m

线间距5m

12.1

12.7

12.3

12.9

3.7.2.3曲线地段路基面加宽

区间单、双线曲线地段的路基面宽度,在曲线外侧按表2-3-4的数值加宽,加宽值在缓和曲线范围内线性递减。

曲线地段路基面加宽值(m)

行车速度

曲线半径R(m)

路基面外侧加宽值(m)

80km/h

R<500

0.5

500m≤R≤600

0.3

600m

0.2

1800m

0.1

100km/h

600≤R<800

0.4

800m≤R≤1200

0.3

1200m

0.2

R≥4000

0.1

120km/h

R<800

0.5

800≤R<1200

0.4

1200≤R<1600

0.3

1600≤R<5000

0.2

R≥5000

0.1

200km/h

2800≤R<3500

0.5

3500≤R<6000

0.3

R>6000

0.2

3.7.2.4路基边坡

路堤边坡坡度

填料类别

边坡高度(m)

边坡坡度

边坡

形式

全部

高度

上部

高度

下部

高度

全部

坡度

上部

坡度

下部

坡度

细粒土、易风化的软块石土

20

8

12

-

1:

1.5

1:

1.75

折线型

粗粒土(细砂、粉砂除外)、漂石土、卵石土、碎石土、不易风化的软块石土

20

12

8

-

1:

1.5

1:

1.75

折线型

路堑地段边坡坡度根据工程地质、水文地质条件、土的性质、边坡高度、排水措施、施工方法,结合自然稳定山坡和人工边坡及力学分析综合确定。

3.7.2.5基床结构型式、填料规格及压实标准

3.7.2.5.1路堤基床结构形式

基床厚度为2.5m,其中基床表层厚度0.6m;基床底层厚度1.9m。

3.7.2.5.2基床填料规格及压实标准

路基基床表层采用级配碎石填筑,基床底层采用A、B组填料或改良土,其中基床表层底面以下至冻结深度范围内,填筑非冻胀性A、B组填料(非冻胀填料要求细颗粒含量小于15%,细砂不可用作路基填料)。

填料的最大粒径在基床底层内不得大于10cm。

基床表层应采用级配碎石,其材料规格及压实标准应符合下列规定。

I.碎石粒径、级配及品质应符合《铁路碎石道床底碴》(TB/T2897)的有关规定。

II.与上部道床道碴及下部填土之间的颗粒级配均应满足D15<4d85的要求。

III.当级配碎石与填土之间不能满足第II项要求时,基床表层可采用颗粒级配不同的双层结构,或在基床底层表面铺设土工合成材料。

IV.当下部填土为

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