Классификация искусственных сооружений
Поперечный профиля земляного полотна на насыпи.
В обычных условиях насыпи сооружают согласно типовым поперечным профилям. Для отсыпки насыпей обычно используют грунты из ближайших выемок или из резервов, представляющих собой котлованы, закладываемые на расстоянии не менее 3 м от одной или обеих сторон сооружаемой насыпи. Иногда грунты привозят из карьеров.
Поперечный профиль насыпи:
Основная площадка – верхняя поверхность земляного полотна, на которой размещается верхнее строение пути. Она характеризуется шириной и формой поверхности (зависит от количества путей и рода грунта). Основная площадка имеет следующую форму:
– на однопутной линии – трапеции (ширина поверху – 2,3 м и высотой 0,15 м);
– на двухпутных линиях – равнобедренного треугольника высотой 0,2 м.
Ширина основной площадки принимается для линий I и II категорий – 7,6 м, III категории – 7,3 м, IV категории – 7,1 м, для двухпутных линий 11,7 м.
Основание – полоса земли, на которую укладывается насыпь. Линия пересечения основной площадки с откосом – бровка, а откоса с основанием – подошва откоса. Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва – берма. Ширину бермы следует принимать не менее 3 м, а со стороны будущего второго пути на однопутных линиях – не менее 8 м.
Классификация водопропускных сооружений.
При строительстве железных дорог неизбежно приходится пересекать насыпями земляного полотна различные пониженные места земной поверхности: лога, ущелья, русла ручьев и рек, каналы и т.д., по которым постоянно или периодически (во время дождя, снеготаяния) протекает вода. Насыпь преграждает путь воде, превращаясь в плотину, на что, естественно, она не рассчитана. Следовательно, при проектировании железных дорог необходимо предусмотреть сооружения, которые обеспечивали бы пропуск воды через насыпь или под нею.
Использование того или иного типа сооружения определяется количеством воды в единицу времени, которое необходимо через него пропустить, а также экономическими и другими соображениями.
Для защиты железнодорожного полотна от воздействия поверхностных и грунтовых вод проектируются водоотводы:
– продольные (для постоянного водоотвода как поверхностных, так и грунтовых вод);
– поперечные (как правило, для отвода поверхностных вод).
Для продольного водоотвода используются нагорные канавы, лотки и кюветы.
К основным видам поперечных водопропускных сооружений относятся лотки, трубы, мосты, дюкеры, акведуки и фильтрующие насыпи.
Дюкеры и акведуки предназначаются для пропуска воды в местах выемок, насыпей малой высоты и на нулевых местах.
Дюкеры применяют при необходимости пропуска через путь потока воды, представляют собой два колодца, расположенных с обеих сторон пути, соединенные трубой.
Акведуки – конструкция в виде моста, устраиваемая для пропуска воды над путями в глубокой выемке.
К
водопропускным сооружениям относятся
также фильтрующая
насыпь
– это прослойка в теле земляного полотна
из крупных камней, которая обеспечивает
пропуск воды непосредственно через
тело насыпи.
1 – земляная часть;
2 – изоляция толщиной 5-10 см;
3 – фильтрующая часть;
4 – укрепление основания;
5 – поверхность стока воды.
Лотки открытые или закрытые прямоугольного сечения отверстием 0,5–0,75 м, устраиваются между шпалами при высоте насыпи менее 1 м, недостаточной для укладки труб, а также между путями на станциях.
Трубы устраивают взамен мостов, при пересечении железной дорогой водных преград. различают:
a) по форме сечения: круглые и прямоугольные;
b) по материалу: железобетонные, бетонные и металлические.
Основной параметр труб – величина отверстия в свету. Трубы имеют три гидравлических режима работы, которые определяют их основной параметр:
– безнапорный, когда входное отверстие трубы не затоплено и поток в трубе на всем ее протяжении имеет свободную поверхность;
– полунапорный, когда входное отверстие затоплено, а в трубе поток имеет свободную поверхность;
– напорный, когда входное отверстие затоплено и труба работает полным сечением.
Наиболее благоприятным является безнапорный режим с обеспечением требуемого возвышения высшей точки внутренней поверхности трубы над поверхностью воды, что делает возможным проплывание через трубу некрупных предметов. При полунапорном и, особенно, напорном режимах трубы пропускают больший расход, но сами они и насыпи на подходах к ним работают в более напряженных условиях, а значит, возникают дополнительные трудности в эксплуатации сооружений.
Наиболее опасными являются переход от полунапорного к напорному режиму и неустойчивый напорный режим, когда в трубе возникает переменное давление, приводящее к выносу грунта из тела земляного полотна через швы и трещины в трубе, что вызывает потерю насыпью ее несущей способности.
Поэтому полунапорный режим допустим только для пропуска наибольшего расхода, при этом трубы должны иметь фундаменты под оголовками и звеньями, устойчивое основание, противофильтрационные экраны и достаточную высоту насыпи. Необходимо также обеспечить водонепроницаемость швов между торцами звеньев и секциями фундаментов.
Мосты в зависимости от их длины делятся на малые (до 25 м), средние (25—100 м) и большие (более 100 м). В зависимости от материалов, используемых для изготовления пролетных строений, мосты могут быть бетонными, железобетонными, металлическими и, как временные, деревянными. Кроме того, мосты различаются конструктивными решениями опор: арочные, балочные, а по числу пролетов: однопролетные и многопролетные.
