18.Нижнее строение пути

Земляное полотно вместе с искусственными сооружениями служит непрерывной опорой для верхнего строения пути метрополитена на линиях проходящих на наземных участках, то есть на поверхности. Так как земная поверхность имеет неровности, то для устройства рельсового пути в пониженных местах сделаны насыпи, а в повышенных местах — выемки с необходимыми водоотводами и укрепительными сооружениями. В результате соответствующих работ с грунтом земную поверхность приводят в состояние, позволяющее уложить верхнее строение пути с требуемой пологостью уклонов и плавностью поворотов. В местах пересечения пути с городскими улицами, реками сооружены эстакады, мосты и трубы. В необходимых местах сделаны подпорные стены. Постоянная надёжная устойчивость, прочность и долговечность являются основными требованиями к земляному полотну.

Насыпь

Выемка

Земляное полотно характеризуется поперечным и продольным профилем. Поперечный профиль – разрез земляного полотна плоскостью перпендикулярной оси пути. Бывают типовыми (высота насыпи или глубина выемки до 12 м) и индивидуальные (свыше 12м). Размеры и форма поперечного профиля земли, полностью зависит от категории линии, числа путей, высоты насыпи, уклона местности и характеристик грунта. Верхняя часть земляного полотна, на котором укладывается верхнее строение пути, называется основной площадкой. Формы и размеры зависят от характеристик грунта и количества путей.

Чтобы земляное полотно не получало больших и неравномерных остаточных деформаций под действием нагрузок и самых неблагоприятных атмосферных и других факторов, его сооружают из мало деформирующихся грунтов, которые надлежащим образом профилируют и уплотняют. В значительной степени устойчивость и прочность земляного полотна зависит от наличия и исправности водоотводных сооружений, устройством которых стремятся к всемерному уменьшению проникновения воды в земляное полотно. Для отвода поверхностных вод от земляного полотна устраивают водоотводные лотки, кюветы, нагорные и другие канавы; земляному полотну придают форму, обеспечивающую быстрый сток воды с него в водоотводы; в отдельных местах принимают меры по регулированию поверхностного стока, понижению уровня грунтовых вод. В тоннелях также недопустим застой воды, так как увлажнение путевого бетона и шпал вызывает загнивание древесины, опасное разрушение (коррозию) ответственных металлических деталей пути и другие нежелательные явления. Отвод воды из тоннеля осуществляется системой продольных и поперечных лотков и труб, насосного оборудования. Нижнее строение пути в тоннелях имеет различную конструкцию. В круглых тоннелях ранней постройки для укладки пути устраивалась площадка из бетона с малым содержанием цемента, т.е из тощего бетона; устроенная таким образом площадка получила название бетонного основания. В последнее время нижняя часть обделки круглых тоннелей делается плоской, что позволяет укладывать путь без предварительной подготовки его основания. В прямоугольных тоннелях основанием пути является нижняя плоская часть обделки.

19.Верхнее строение пути – Состоит из балластного слоя, шпал, рельсов, стрелочных переводов, мостовых и переводных брусьев, скреплений противоугонов. Вся эта компл. Конструкция предназначена для восприятия поездной нагрузки и направления движения подвижного состава.

Все элементы верхнего строения пути (ВСП) в целом образуют единую конструкцию, предназначенную для непосредственного восприятия воздействия колёс подвижного состава и передачи этого воздействия на нижнее строение пути. Рельсы и стрелочные переводы, кроме того, обеспечивают соответствующие направление движение подвижного состава. Все элементы верхнего строения пути взаимосвязаны, так как работа каждого элемента связана с состоянием и положением других элементов. На верхнее строение действуют следующие силы: вертикальные силы от колёс подвижного состава;

боковые силы от колёс подвижного состава при повороте его в кривых и при вилянии (поперечном смещении в колее на прямых);

продольные силы от колёс вагонов, а также от торможения;

продольные силы угона пути;

продольные сжимающие или растягивающие силы, возникающие при изменении температуры по сравнению с той, при которой укладывались и закреплялись рельсы.

Верхнее строение пути наземных участков, кроме того, подвергается воздействию солнца, дождя, снега, ветра, мороза. В инженерных конструкциях, как правило, стремятся к тому, чтобы нагрузки на них вызывали только упругие деформации, то есть, чтобы после прекращения действия нагрузок конструкция возвращалась к прежнему виду и размерам. Особенностью верхнего строения пути является то, что основные элементы его работают с небольшой перегрузкой, вследствие чего в них медленно возникают остаточные деформации (в рельсах — механический износ и изменение кристаллической решётки металла; в [Шпала|шпалах]] — механический износ под подкладками и в зоне скреплений; в балластном слое — неравномерные осадки под шпалами в отдельных местах и общее погружение в балластном слое рельсо-шпальной решётки под воздействием поездов). Таким образом, верхнее строение пути работает в весьма сложных условиях, поэтому требует неослабного контроля за его состоянием, чёткой организации текущего содержания и своевременного ремонта пути.

На трамвае подрельсовые основания иногда относят к нижнему строению пути.

Типы верхнего строения пути

На метрополитене применены следующие типы верхнего строения пути.

Путь в тоннеле

Путь на станциях

В тоннелях на перегонах рельсы уложены на деревянные шпалы, втопленные в путевой бетон; по оси пути устроен водоотводный лоток шириной 0,7-0,9 м. В данный момент укладываются короткие композиционные опоры, втопленные в бетон под каждую рельсовую нить.

В пределах пассажирских платформ подземных станций рельсы опираются на короткие — длиной 0,9-1 м. — деревянные опоры (коротыши), втопленные в путевой бетон.

Наземный путь.

По оси пути устраивают лоток шириной около 0,9 м и глубиной 0,5-0,6 м от уровня головок рельсов. Лоток служит водоотводом и местом укрытия пассажиров при случайном падении с платформы на путь. На наземных участках рельсы укладывают на деревянные или железобетонные шпалы, заглубленные в балластный слой из щебня. В небольшом количестве на некоторых парковых путях применён в качестве балластного материала гравий

20.Искусственные сооружения, их виды и назначение. Искусственные сооружения обеспечивают возможность пересечения железной дорогой водных преград, других железнодорожных линий, автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также безопасный переход людей через пути и устойчивость земляного полотна в сложных геологических и гидрологических условиях.

К искусственным сооружениям относятся мосты, трубы, тоннели, подпорные стены, регуляционные сооружения, галереи, селе-спуски и др. При пересечении железной дорогой рек, каналов, ручьев и оврагов создают мосты (рис. 5.6) или трубы (рис. 5.7).

Мост состоит из пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и передающих давление на грунт.

Береговые опоры моста называют устоями, а промежуточные — быками. Мост разделяется опорами на пролеты. Пролетное строение включает в себя главные фермы, соединяющие их конструкции, проезжую часть и мостовое полотно. В фермах различают верхний и нижний пояса, к одному из которых прикрепляю^ поперечные балки, а к ним — продольные балки, образующие проезжую часть.

Если проезжая часть располагается на уровне верхнего пояса, мост называют с ездой поверху, если на уровне нижнего — с ездой понизу; кроме того, может быть конструкция моста с ездой посередине (рис. 5.8). Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады.

Путепроводы (рис. 5.9) строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый и безопасный пропуск транспорта благодаря пересечению дорог на разных уровнях.

Виадуки (рис. 5.10) сооружают вместо обычной высокой насыпи при пересечении железной дорогой глубоких долин, оврагов и ущелий.

Эстакады (рис. 5.11) создают вместо больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и обеспечивают проезд и проход под ними, а также возводят на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами при разливе воды.

Трубы применяют при пересечении железной дорогой небольших водотоков или суходолов. По виду материала различают каменные, металлические, бетонные и железобетонные трубы.

Весьма распространены сборные железобетонные трубы из отдельных звеньев длиной 1 ...6 м, разделенных деформационными швами (рис. 5.12). Затраты на сооружение и содержание труб невелики.

Для уменьшения сопротивления потоку воды и предотвращения размывания насыпи на входах и выходах труб создают оголовки, расширяющиеся в направлении от трубы.

Существуют и безоголовочные гофрированные металлические трубы. Они дешевле железобетонных, намного легче их и не имеют фундамента, что позволяет значительно сократить сроки строительства. Их укладывают на подушку из песка, гравия или щебня. С увеличением высоты насыпи возрастает длина трубы и ее стоимость.

При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок сооружают тоннели (рис. 5.13). Их создают и для безопасного перехода людей через железнодорожные пути на станциях и остановочных пунктах пригородных поездов.

Тоннель представляет собой искусственное сооружение для прокладки пути под землей. Транспортные тоннели по их месторасположению разделяют на горные, подводные и городские. Пространство, образовавшееся после удаления породы при сооружении тон-тоннеля, называется тоннельной выработкой, а конструкция, служащая для ее закрепления, — обделкой. В слабых грунтах во избежание обвала в тоннелях несущую обделку обычно выполняют из железобетона или бетона, а в тяжелых гидрогеологических условиях—из металла.

Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей служат подпорные стены (рис. 5.14), а при подходах к большим мостам для защиты их опор от подмыва при паводках и повреждения льдом — регуляционные сооружения (рис. 5.15), состоящие из водонаправляющих грушевидных и шпоровидных дамб и траверс, откосы которых со стороны реки укрепляют каменным мощением или бетонными плитами.

В горах, в местах возможных обвалов, сооружают специальные галереи (рис. 5.16), а в местах возможного схода грязекаменных (селевых) потоков — селеспуски .

23.Земляное полотно .Это поперечное сооружение, предназначенные для укладки верхнего строения пути обеспечивающее устойчивость пути и защиты его воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на земную поверхность железная дорога не укладывается вследствие ее не ровности. Земляное полотно предназначено для выравнивания поверхности для железной дороги и должно быть прочным, устойчивым и долговечным. Земляное полотно характеризуется поперечным и продольным профилем. В кривых участках пути увеличивается ширина основной площадки земляного полотна с наружной стороны кривой в зависимости от радиуса и на двухпутных и многопутных линиях еще увеличивается ширина междупутья. В зависимости от положения основной площадки относительно поверхности земли различают следующие виды земляного полотна (рисунок 5): насыпь (а), выемка (б), полунасыпь (в), полувыемка (г), полунасыпь-полувыемка (д), нулевое место (е).