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研究生:徐秋菊
研究生(外文):HSU-chiu chu
論文名稱:無道碴軌道工程永續經營之探討(以北迴線無道碴軌道為例)
論文名稱(外文):Study on Sustainabie Management of the Ballastless Track Engineering
指導教授:陳俶季陳俶季引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:157
中文關鍵詞:無道碴軌道永續經營
外文關鍵詞:Ballastless trackSustainable management
相關次數:
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中文摘要
目前在台灣之交通工程建設網中,公路建設的發展已趨於飽和,未來軌道建設系統將成為大眾運輸主流。世界各國一直致力於軌道工程之改進,其主要在於研發「高安全、高壽命、低成本、低養護、低環境污染」的軌道系統。
本研究之無道碴軌道分析工作,嘗試在無道碴軌道工程從規劃、設計、施工、監測、營運等各階段工作中做深入探討,以明定施工作業要求及相關規範規定,以做為國內無道碴軌道設計與施工作業之參考。
研究成果顯示採用無道碴軌道工程,隧道工程施工時應注意滲水、湧水能夠有足夠的排水系統排出,仰拱底部基礎必須堅硬,且仰拱混凝土應一體澆置避免複層化。對於路基應注意道床下地基的地盤強度,地下三公尺應無地下水及軟弱地層等設計規範,才能避免問題發生。因此在設計與施工規範應明訂作業需求,才能有效確保施工品質、成本,使無道碴軌道工程朝省力化、安全化及環保需求,進而提升品質延長使用年限及避免災害事故發生,而達到公共工程永續經營之目標邁進。
關鍵字:無道碴軌道、永續經營。
Abstract

The development of the highway construction has been bringing to completion for the transportation network in Taiwan area at the present time. Therefore, the track engineering is expected to be the mainstream of the mass transportation system in the future. ost the countries worldwide continuously devote themselves to the improvement of the track engineering. The aims of the works mainly focus on the research and development of the track system to accomplish "the high safety, the long service life, the low cost, the low maintain, and the low environmental pollution".
This research attempts to study the ballastless track engineering in details, including the planning, the designing, the constructing, the monitoring, and the management. The results of this research can be used to specify more clearly the construction work requirements and the related standards, and provided as the references for the domestic ballastless track design and the field work.
The conclusions of this research illustrate that, when the ballastless track technique is adopted in the transportation engineering project, the tunneling construction needs to pay more attention to the seepage and bleeding water with sufficient drainage system for discharging, to the base requirement with firm foundation, and to the base concrete being poured together to avoid the multiple layers condition. The designing specifications for the subgrade must consider the foundation strength under the bed. Besides, the depth within 3 meters from the base of subgrade should not present ground water and soft layers to avoid unexpected problems. As a result, the specifications for design and construction must be clearly described to effectively guarantee the quality and the cost of the ballastless track system to reach the goals of reducing energy, increasing safety, and environmental protection demand. Finally, the goals of sustainable public work management can be achieved with the ballastless track system by taking advantage of lengthening quality service life and avoiding the disaster accident occurring.
Keywords: Ballastless track, Sustainable management.
目 錄
中文摘要---------------------------------------------------i英文摘要--------------------------------------------------ii
目錄------------------------------------------------------iv
表目錄----------------------------------------------------x圖目錄---------------------------------------------------xii
照片目錄-------------------------------------------------xv
第一章 緒論----------------------------------------------- 1
1.1研究動機--------------------------------------------- 1
1.2研究目的--------------------------------------------- 2
1.3研究方法----------------------------------------------3
1.4研究內容----------------------------------------------3
第二章 文獻回顧--------------------------------------------6
2.1無道碴軌道簡介----------------------------------------6
2.1.1 無道碴軌道之基本構造與形成------------------------6
2.1.2 無道碴軌道型式開發經過----------------------------7
2.1.3 無道碴軌道種類及概要說明--------------------------8
2.1.4 無道碴軌道使用情形-------------------------------15
2.2無道碴軌道的基本要求---------------------------------18
2.2.1較高的軌道穩定性----------------------------------18
2.2.2具有適宜的軌道彈性--------------------------------18
2.2.3構造簡單,堅固耐久--------------------------------19
2.2.4軌道發生變形能夠調整,基底局部下沉易於修復--------19
2.2.5造價經濟合理--------------------------------------19
2.3無道碴軌道優缺點比較---------------------------------20
2.3.1無道碴軌道優點------------------------------------20
2.3.2無道碴軌道缺點------------------------------------20
2.4 無道碴軌道相關研究-----------------------------------21
2.4.1國內相關研究--------------------------------------21
2.4.2國外相關研究--------------------------------------21
2.5 現況資料檢討與分析-----------------------------------22
2.5.1無道碴軌道種類及用途說明--------------------------22
2.5.2無道碴軌道最適結構考量因素------------------------23
2.5.3主要無道碴軌道型式之特性分析----------------------25
第三章 無道碴軌道技術規範與注意事項之制定-----------------32
3.1結構基本理念-----------------------------------------33
3.1.1 基本理念-----------------------------------------33
3.1.2 所要求的項目-------------------------------------34
3.1.3 其他在設計時應考慮事項---------------------------34
3.2規劃設計階段-----------------------------------------34
3.2.1橋梁初步設計--------------------------------------35
3.2.2路基段初步設計------------------------------------35
3.2.3扣結裝置的構造------------------------------------35
3.2.4 PC軌枕的構造-------------------------------------39
3.3 採用無道碴軌道時應注意事項---------------------------39
3.3.1對於隧道段應注意事項------------------------------39
3.3.2對於路基段應注意事項------------------------------40
3.4無道碴軌道施工---------------------------------------40
3.4.1 施工順序-----------------------------------------40
3.4.2 各步驟施工時應注意事項---------------------------41
3.5無道碴軌道之品質管制及材料規範-----------------------47
3.5.1 無道碴軌道之品質管制-----------------------------47
3.5.2 無道碴軌道之材料規範及試驗方法-------------------48
第四章 無道碴軌道價值工程分析與結構分析研究---------------91
4.1軌道分析方法-----------------------------------------91
4.1.1彈性道床梁理論分析--------------------------------91
4.1.2以彈性道床梁理論分析結果--------------------------92
4.1.3有限元素分析--------------------------------------95
4.2詳細設計時對結構所做之變更---------------------------96
4.2.1彈性材料再檢討------------------------------------96
4.2.2路基段之結構變更----------------------------------97
4.2.3電纜溝槽及橫斷面排水溝之檢討----------------------97
4.2.4追加設計(無道碴軌道與有道碴軌道之接頭)----------97
4.3工程經費分析比較-------------------------------------98
4.3.1建造成本------------------------------------------98
4.3.2養護費用分析--------------------------------------99
4.3.3各不同型式軌道經費比較---------------------------101
第五章遭遇問題探討與因應對策研擬-------------------------111
5.1 遭遇問題探討----------------------------------------111
5.1.1北迴線新崇德、清水、和仁隧-----------------------111
5.1.2北迴線新南澳隧道---------------------------------112
5.1.3問題發生原因之探討-------------------------------113
5.2 因應對策之蒐集-------------------------------------115
5.2.1日本山陽新幹線大倉山隧道使用灌漿改良地盤的對策---115
5.2.2日本地下鐵終點處駐車線的軌道改良-----------------116
5.2.3日本湧水量豐富的隧道內之解決對策-----------------117
5.2.4中國大陸大瑤山、雷公尖等隧道道床改良-------------118
5.3解決對策研擬----------------------------------------118
5.3.1狀況研判與分析-----------------------------------118
5.3.2解決對策之擬訂-----------------------------------119
5.4處理方案施工及檢測分析------------------------------119
5.4.1處理方案整體施工流程-----------------------------120
5.4.1.1填補軌道版下方既成空隙-------------------------120
5.4.1.2修復受損或鬆脫之防震箱-------------------------121
5.4.1.3軌道版基礎灌漿---------------------------------122
5.4.1.4軌道版裂縫修補---------------------------------125
5.4.1.5垂直排水孔打設---------------------------------126
5.4.2 檢測分析與施工檢討-------------------------------127
5.4.2.1施工前後軌面高程測量---------------------------127
5.4.2.2施工成果與探討---------------------------------128
5.4.3軌面調整施工-------------------------------------128
第六章 結論與建議---------------------------------------152
6.2 結論------------------------------------------------152
6.2建議------------------------------------------------153
參考文獻-------------------------------------------------156
參考文獻
1. 趙文成「北迴新線和平至崇德間無道碴防震軌道系統監測報告」2004年5月。
2. 李義彪「無道碴軌道型式決策模式之研究」(應用價值工程及多屬性決策理論),國立中央大學土木工程學系研究所碩士論文(p5-p13)。
3. 陳主安「台鐵無道碴軌道性能效益評估及比較研究」,國立海洋大學河海工程學系研究所碩士論文(p31-P41)。
4. 王其昌「高速鐵路土木工程」西南交通大學出版社1991年(P50-P293)。
5. 王午生「鐵道線路工程」上海科學技術出版社1999年二版(P49-P65)。
6. 鄭國雄、張思「軌道工程」大中國1999年11月二版(P67-P155)。
7. 陳世昌、五島三千明、王錦洋「軌道車輛人才培訓講義」經濟部工業局2002年6月。
8. 黃民仁「無道碴軌道系統研討會報告」1993年。
9. 黃民仁「鐵路工程學」,文笙書局,1993年10月。
10. 日本交通技術株式會社.吉本祥二施工紀錄2002年6月。
11. 黃兆龍,混凝土病變及修復,混凝土施工技術研討會1987年2月。
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