4. Железнодорожный путь и искусственные сооружения

Железнодорожный путь – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для пропуска по нему поездов с установленной скоростью. Основные требования к железнодорожному пути – непрерывность, безопасность, эффективность.

Железнодорожный путь является одним из важнейших технических средств железнодорожного транспорта, воспринимая большие нагрузки от проходящих поездов.

Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений и искусственных сооружений.

К нижнему строению пути относятся – земляное полотно, имеющее вид насыпи, выемки, полувыемки, полунасыпи, полунасыпи – полувыемки, водоотводные, укрепительные и защитные сооружения.

К искусственным сооружениям относятся – мосты, эстакады, тоннели, трубы, подпорные стены, лотки, дюкеры, противообвальные галереи, селеспуски.

К верхнему строению пути относятся – балластный слой, шпалы, рельсы, скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, мостовые и переводные брусья.

4.1 Нижнее строение железнодорожного пути и его основные элементы

Земляное полотно – комплекс грунтовых сооружений, предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от атмосферных и грунтовых вод.

Непосредственно на земную поверхность путь не укладывают вследствие ее неровности. Местность, по которой проходит участок железной дороги, характеризуется рельефом и естественным уклоном. Земляное полотно предназначено для выравнивания неровностей местности при строительстве железных дорог и должно быть прочным, устойчивым и долговечным, обеспечивая безопасное и плавное движение поездов с установленными скоростями.

Земляное полотно характеризуется поперечным и продольным профилями.

Поперечный профиль – это разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси пути.

Поперечные профили бывают типовые (высота насыпи или глубина выемки до 12 м) и индивидуальные (высота насыпи или глубина выемки свыше 12 м). Типовые профили подразделяются на нормальные и специальные.

Размеры и форма поперечных профилей земляного полотна зависят от категории линии, числа путей, высоты насыпи (или глубины выемки), уклона местности и характеристик грунта.

Рис. 4.1 Типовой поперечный профиль насыпи

верхняя часть насыпи, на которую укладывается верхнее строение пути называется основной площадкой. Форма основной площадки зависит от типа грунта. Если грунт дренирующий (т.е. пропускает воду), то форма основной площадки – горизонтальная линия. Если грунт недренирующий, то форма основной площадки на однопутном участке будет в виде трапеции, с шириной по верхнему основанию – 2,3 м и высотой трапеции – 0,15 м.

7,6

Если участок двухпутный, то основная площадка имеет форму равнобедренного треугольника с высотой – 0,2 м.

11,7

Ширина основной площадки принимается в зависимости от категории пути, количества главных путей и типа грунта. При вписывании в кривые, ширина земляного полотна и расстояние между осями путей увеличивается в зависимости от радиуса кривой. Крутизна откосов насыпей из обычных грунтов при высоте до 6 м равна 1:1,5. При высоте насыпи до 12 м оставшаяся часть снизу после 6 м имеет крутизну откосов 1:1,75 (для большей устойчивости насыпи). Крутизна откосов насыпей из скальных грунтов сверху до 6 м составляет 1:1,3, а остальная часть высоты снизу до 12 м – 1:1,5.

Полоса земли, на которую опирается насыпь, является ее основанием. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна. А линия пересечения откоса с основанием – подошвой откоса.

Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва называется берма. Берма служит для предохранения основания насыпи от размыва водой. Минимальная ширина бермы – 3 метра. На однопутных участках для резервирования места для постройки второго главного пути ширина бермы со стороны, где будет меньший объем земляных работ, составляет 8 метров.

Если местный грунт пригоден для строительства насыпи, то по обе стороны от насыпи строятся резервы, из которых выбирается грунт для насыпи. По окончании строительства резервы служат для стока воды с откосов. Глубина резерва составляет 0,6 м. Ширина резерва зависит от высоты насыпи и может быть от 0,6 до 10 м (с уклоном по днищу резерва в одну сторону) и более 10 м (с уклоном по днищу к центру резерва). Площадь одного резерва равна половине площади насыпи.

Резервы заменяются водоотводными канавами (размеры 0,6 х 0,6 м), если:

• местный грунт не пригоден для строительства насыпи;

• грунт дешевле привезти (когда на следующем участке строится выемка из пригодного грунта);

• на сельскохозяйственных угодьях;

• в стесненных условиях.

Рис. 4.2 Типовой поперечный профиль выемки

Выемка состоит из основной площадки (ее ширина и форма: горизонтальная линия, треугольник, трапеция). При выемке поверхностные воды отводятся нагорной и забанкетной канавами. Дно канав сооружается с уклоном от 0,003 до 0,008. Кюветные канавы служат для отвода воды от основной площадки и имеют размеры 0,4м х 0,6м. Крутизна откосов, как правило, 1:1,5. Грунт из выемки выбирается и укладывается в кавальеры – правильные призмы высотой не более 3м с откосами 1:1,5. Верхней части кавальера придается уклон 0,02 в сторону от выемки. На линии обреза (расстояния от полевой бровки до кавальера) располагаются банкет и забанкетная канава (0,3м х 0,3м). Банкет (высота – 0,6 м) служит для отвода воды с полосы земли между выемкой и кавальером. Ширина обреза принимается не менее 5м. На однопутных линиях ширина обреза со стороны строительства II главного пути увеличивается на 4,1м. Для отвода воды в малоустойчивых грунтах применяют железобетонные, каменные или бетонные лотки. Для перехвата и отвода грунтовых вод устраивают дренажи.

крышка колодца N1

Рис. 4.3 Пример дренажного лотка