
книги из ГПНТБ / Общий курс и правила технической эксплуатации железных дорог учебник
..pdfГора
|
|
1000м |
|
|
|
|
Рис. П. Трасса железной |
дороги с обходом препятствий |
|
|
|
По |
продольному профилю |
определяют объемы |
земляных |
работ. |
|
При |
строительстве дороги |
восстанавливают ось линии, |
а |
также |
|
принимают и сдают линию в эксплуатацию. Продольный |
профиль |
||||
также необходим при работах по капитальному |
ремонту |
и |
рекон |
||
струкции пути. |
|
|
|
|
Кроме нормального продольного профиля, для которого принят
стандартный масштаб |
для горизонтальных расстояний 100 м в |
1 см, для вертикальных |
10 ж в 1 см, применяются еще сокращен |
ные утрированные продольные профили, используемые машиниста ми локомотивов для правильного и безопасного вождения поездов по участку.
В гористой местности для уменьшения величины подъема или спуска иногда искусственно увеличивают длину линии, устраивая петли, спирали. Например, точка А (рис. 11) расположена выше точки В на 10 м, а расстояние между ними по прямой 1000 м, то ук
лон |
линии АВ составил бы 10:1000 — 0,01. Если же линию прове |
|||
сти |
по кривой |
АС ДЕВ |
длиной 2500 я с обходом препятствий, то |
|
уклон составит |
всего |
10:2500 = 0,0025, что, конечно, |
предпочти |
|
тельнее и экономичнее при эксплуатации линии. |
|
|||
|
При всяком |
повороте направление линии меняется |
под некото |
рым углом «а», который образуется между первоначальным на
правлением |
линии и новым |
ее положением |
и называется |
у г л о м |
|||||||||
п о в о р о т а |
л и н и и . |
Точка пересечения |
двух |
направлений |
«О» |
||||||||
называется |
вершиной угла. Одно направление линии |
сопрягается |
|||||||||||
с другим круговой кривой (рис. 12). Радиус |
Р для кривой |
прини |
|||||||||||
мают возможно большим и, как правило, |
стандартной^величины: |
||||||||||||
4000, |
3000, |
2500, |
2000, |
1800, |
1500, |
1200, |
1000, |
800, |
700, |
600 |
м. |
||
|
|
|
|
|
|
В трудных условиях |
разре |
||||||
|
|
|
|
|
|
шаются |
кривые |
радиусов |
|||||
|
|
|
|
|
н |
500 |
и |
400 |
м на линиях |
I и |
|||
|
|
|
|
|
Ту |
I I |
категорий |
и |
радиуса |
||||
|
|
|
|
|
' |
350 |
м на |
линиях I I I |
кате |
||||
|
|
|
|
|
|
гории. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Точки М и Н примыка |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ния круговой кривой к пря |
|||||||
|
|
|
|
|
|
мым |
участкам |
называются: |
|||||
|
|
|
|
|
|
первая |
— |
началом |
кривой, |
||||
Рис. |
12. Элементы |
кривой |
|
|
вторая |
— |
концом |
кривой. |
30
Отрезки прямых Т между вершиной угла и точками примы кания кривой к прямым участкам называются линиями тангенсов или просто тангенсами. Отрезок Б соединяет вершину угла с сере диной кривой, делит угол МОИ пополам и называется биссект рисой.
Длина кривой К — это расстояние между точками М и Н по кривой. Прямолинейные участки рельсового пути с круговыми кри выми соединяют переходными кривыми. На всей длине переход
ной |
кривой |
от начала |
и до конца ее кривизна плавно возрастает, |
т. е. |
радиус |
кривизны |
уменьшается от бесконечно большого до |
равного радиусу круговой кривой. Для разбивки переходных кри вых, т. е. определения их положения на местности, имеются спе циальные таблицы, которые дают величины ординат переходной кривой через каждые 5 м.
Переход элемента профиля одной крутизны к элементу другой крутизны называется п е р е л о м о м п р о ф и л я . При резком пере ломе профиля увеличивается давление на путь от проходящих по нему поездов или создается опасная разгрузка отдельных колес подвижного состава. Необходимая плавность при переходе под вижного состава с одного элемента продольного профиля на дру гой элемент достигается путем устройства на участке перелома сопрягающих кривых.
Сопрягающие кривые выполняют по окружности, радиус кото
рой для |
линии |
I и I I |
категорий |
10 000 м, |
для |
линий I I I |
категории |
|||
5 000 м. |
При |
алгебраической |
разности |
уклонов |
смежных |
эле |
||||
ментов |
профиля в 3%о и |
менее |
сопрягающие |
кривые |
не устраи |
|||||
вают. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверка плана и профиля пути. План и профиль пути перио |
||||||||||
дически |
проверяются |
в |
сроки, |
устанавливаемые |
Министерством |
|||||
путей сообщения. Участки, на которых реконструируется путь |
или |
выполняются другие работы, вызывающие изменение плана и про филя, проверяются по окончании работ. Продольные профили сор тировочных горок, полугорок, подгорочных путей и вытяжных пу тей на сортировочных, участковых и крупных грузовых станциях проверяются не реже одного раза в три года с приведением их к
проектному; профиль |
пути на |
остальном протяжении проверяется |
не реже одного раза |
в 10 лет |
(ПТЭ, § 22). Даже небольшое иска |
жение профиля подгорочных путей может создать затруднения в
скатывании |
вагонов |
и в |
маневровой работе, |
а также ухудшить |
|
безопасность |
движения. |
|
|
|
|
Для проверки профиля |
устанавливаются |
постоянные |
реперы |
||
(геодезические знаки |
для |
нивелирования) на |
каменных |
цоколях |
зданий и других сооружениях, в местах перелома профиля горок, вытяжных и сортировочных путей.
Начальники станций и дорожные мастера имеют чертежи пла на и профиля пути сортировочных горок, подгорочных и вытяж ных путей. После проверки профиля пути при помощи нивелира намечается план работ по устранению обнаруженных искажений профиля.
31
Г Л А В А 5. З Е М Л Я Н О Е П О Л О Т Н О
9. Назначение земляного полотна.
Поперечные профили
Сооружения |
из грунта, |
возводимые |
при строительстве |
желез |
ной дороги, называются з е м л я н ы м |
п о л о т н о м . Земляное по |
|||
лотно должно |
иметь такую |
форму и |
размеры, которые |
могут |
надежно выдерживать нагрузки от проходящего подвижного сос
тава, |
а также обеспечивать |
долговечность при воздействии |
атмос |
|||
ферных явлений. Земляное |
полотно образует |
н и ж н е е |
с т р о е |
|||
н и е |
п у т и . П о п е р е ч н ы м |
п р о ф и л е м |
земляного |
полотна |
||
называется поперечный разрез |
его вертикальной плоскостью, |
пер |
||||
пендикулярной оси земляного полотна. Поперечный профиль |
опре |
деляет ширину земляного полотна поверху, крутизну откосов и дру
гие основные его элементы, расположение водоотводных |
устройств |
|||||
и др. |
|
|
|
|
|
|
Если |
при устройстве земляного полотна грунт срезался, обра |
|||||
зуется выемка (рис. 13, а), если насыпался, то насыпь |
(рис. 13, б). |
|||||
Верхняя часть земляного полотна, на которой |
укладывается верх |
|||||
нее строение пути (шпалы, рельсы, балласт), |
называется |
о с н о в |
||||
н о й п л о щ а д к о й . |
|
|
|
|
||
Очертание основной площадки земляного полотна должно ис |
||||||
ключать |
застой на ней воды и обеспечивать возможность |
укладки |
||||
верхнего |
строения пути без повреждения земляного |
полотна. |
||||
Площадь |
грунта, |
на которую опирается насыпь, |
образует ее |
|||
о с н о в а н и е . Линия, |
сопрягающая основную |
площадку с откосом, |
||||
называется |
б р о в к о й , а сопряжение откоса |
с основанием — по |
||||
д о ш в о й |
о т к о с а . |
|
|
|
|
|
На однопутных линиях основная площадка имеет форму тра |
||||||
пеции, где средний элемент шириной в 2,3 м поднят |
над уровнем |
бровки земляного полотна на 0,15 м. На двухпутных линиях основ ная площадка имеет форму треугольника, вершина которого на 0,2 м выше уровня бровок. Части основной площадки, не закры
тые верхним |
строением пути, |
называются о б о ч и н а м и . |
||||
Высотой |
насыпи считается |
расстояние от уровня бровок до ее |
||||
основания, а глубиной выемки расстояние от уровня |
бровок ос |
|||||
новной площадки до точки пересечения |
оси земляного |
полотна с |
||||
линией, |
соединяющей |
бровки |
откосов |
выемки. Горизонтальная |
||
проекция |
линии откоса |
называется его з а л о ж е н и е м , |
а отноше |
ние высоты откоса к заложению — крутизной откоса. Обычно кру
тизну |
откоса принимают 1:1; 1:1,5; 1:1,75, а в некоторых |
слу |
чаях |
1:2. |
|
При прохождении железнодорожной линии по косогорам |
в по |
перечном разрезе может получиться полунасыпь, полувыемка или
полунасыпь-полувыемка. |
Места, где грунт |
при возведении земля |
|
ного полотна |
не срезался |
и не досыпался, |
кроме планировки (вы |
равнивания), |
называются |
н у л е в ы м и м е с т а м и . |
09
s)
m
\
Рис. 13. Поперечный разрез земляного полотна:
а — выемки; б — насыпи
Вдоль насыпи, для осушения ее основания, на болотистых ме стах и в равнинной местности строятся продольные водоотводные
канавы с |
обеих сторон полотна, а |
на косогорных участках только |
||||
с верхней |
стороны. |
|
|
|
|
|
Если насыпь возводилась из местного грунта, взятого рядом с |
||||||
насыпью, то для отвода воды от полотна |
используются |
образую |
||||
щиеся при этом спланированные |
углубления, |
называемые р е- |
||||
з е р в а м и. |
|
|
|
|
|
|
Вынутый при сооружении выемки грунт, не используемый для |
||||||
возведения насыпи, укладывается |
за откосом |
выемки в |
правиль |
|||
ные призмы, называемые |
к а в а л ь е р а м и |
(см. рис. 13, |
а). |
|||
В выемках с каждой |
стороны |
основной |
площадки |
земляного |
полотна делаются продольные канавы для отвода воды, называе мые к ю в е т а м и . Кроме того, для перехвата и отвода притекаю щих к выемке поверхностных вод, на верховой стороне, вдоль от
коса выемки |
за кавальерами, делаются н а г о р н ы е |
к а н а в ы . |
На полосе |
между кавальерами и бровкой откоса выемки отсы- |
2—2940 |
33 |
пается |
б а н к е т , с уклоном в сторону |
от откоса для отвода воды |
|||
в з а б а н к е т н у ю |
к а н а в у , |
расположенную вдоль |
линии (см. |
||
рис. 13, |
а). |
|
|
|
|
При |
строительстве |
железных |
дорог |
применяются |
нормальные |
типовые поперечные |
профили |
земляного полотна и специальные. |
По нормальным поперечным профилям строится земляное полотно
из наиболее часто встречающихся |
грунтов |
удовлетворительного |
||
качества, |
проверенных многолетним |
опытом |
и не требующих |
спе |
циальных |
расчетов. |
|
|
|
Ширина земляного полотна по верху на прямых участках одно |
||||
путных линий должна быть не менее 5,5 м, |
двухпутных 9,6 м, а я |
|||
скальных |
и дренирующих грунтах |
не менее на однопутных |
ли |
|
ниях — 5,0 |
м и двухпутных — 9,1 м |
(ПТЭ, § |
23). |
|
На вновь строящихся дорогах ширина основной площадки на |
||||
прямых участках принимается для |
двухпутных ланий I категории |
при всех грунтах, кроме скальных, щебеночных, крупно- и среднезернистых песчаных, — 11,1 м, а при скальных, щебеночных и пес чаных — .10,1 м. На однопутных линиях соответственно — 7,0 и 6,0 м.
На кривых участках пути земляное полотно уширяется с внеш
ней стороны кривой на 0,1 — 0,5 м в зависимости |
от величины ра |
|
диуса и категории |
линии. |
|
На двухпутных |
участках основная площадка |
земляного полот |
на в пределах кривых, кроме того, уширяется еще в связи с уве личением междупутья.
Переход от увеличенной ширины основной площадки к нор мальной делается постепенно.
На станциях, где кроме главных располагаются и другие стан ционные пути, основную площадку земляного полотна дел.ают значительно шире в зависимости от путевого развития станции, условий работы на ней, необходимости установки в междупутьях различных устройств (столбов связи, опор контактной сети, стре лочных постов и др.). Поверхности земляного полотна на станциях придают односторонний или двусторонний уклон, обеспечивающий сток воды.
При возведении насыпей выше 12 ж и выемок глубже 12 м зем ляное полотно строится по специальным поперечным профилям. По таким поперечным профилям строятся также и насыпи высотой
менее 12 м, если они расположены |
на крутых |
неустойчивых |
косо |
||||
горах и на основаниях из слабых |
грунтов |
и на |
болотах, а |
также |
|||
насыпей, |
сооружаемых |
отсыпкой |
грунта |
в воду, подтапливаемых |
|||
или подверженных размыву; сооружаемых |
с помощью гидромеха |
||||||
низации, а также во всех случаях, |
когда земляное |
полотно |
возво |
||||
дится в |
неблагоприятных |
инженерно-геологических |
условиях и в |
||||
районах |
вечной мерзлоты. |
|
|
|
|
|
Поперечные профили для таких мест устанавливаются в каж дом отдельном случае на основе инженерно-геологических обсле дований.
34
10. Водоотводные сооружения и укрепление
откосов
В выемках земляного полотна предусмотрено устройство кю ветов, нагорных и других канав, земляному полотну придана фор ма, обеспечивающая беспрепятственный сток воды с него к водо отводам.
Однако во многих случаях для обеспечения устойчивости зем
ляного полотна |
приходится принимать |
дополнительные |
меры по |
регулированию |
поверхностного стока, |
понижению и |
перехвату |
грунтовых и поверхностных вод, укреплению земляного |
полотна |
||
от размывов. |
|
|
|
Работы по регулированию стока поверхностных вод заключа- > ются в основном в планировке поверхности, исключающей возмож ность застоя воды, и в устройстве сети водосборных и водоотвод ных канав.
'Расположение канав определяется по |
плану на карте местно |
сти в горизонталях и по дополнительным |
съемкам. |
Продольный уклон канав соответствует крутизне склонов ме стности и может быть в пределах 2—8%о, а при укреплении дна и откосов канав против размывов уклон делают от 10 до 15°/оо. Раз меры канав устанавливаются гидравлическим расчетом с тем, что бы они пропускали максимальный расчетный расход воды. При крутом падении местности канаву устраивают участками с поло гими уклонами, исключающими размыв откосов и дна, а на стыке
этих участков |
делают специальные сооружения: |
п е р е п а д ы , |
|
в о д о б о й н ы е |
к о л о д ц ы или |
б ы с т р о т о к и . |
|
Грунтовые |
воды оказывают |
большое влияние на |
устойчивость |
земляного полотна, так как грунт во влажном состоянии имеет меньшее сопротивление сдвигу, чем в сухом, и несущая способ ность его уменьшается. Для понижения уровня грунтовых вод, а также для полного перехвата и отвода их от земляного полотна применяют различные устройства: дренажи горизонтальные, вер тикальные, комбинированные — открытого типа, к которым отно сятся канавы и лотки, и закрытого типа, к которым относятся дренажи траншейного типа и штольни.
Наиболее распространены на железнодорожном транспорте го ризонтальные дренажи, из которых простейшим видом является дренажная канава. К другим простым дренажным устройствам относятся лотки железобетонные, бетонные, каменные и как иск лючение в лесных районах — деревянные.
Из закрытых |
дренажей наибольшее распространение |
получили |
||||
п о д к ю в е т н ы е |
д р е н а ж и |
(рис. 14), роль которых |
заключает |
|||
ся в понижении уровня грунтовых вод под |
основной |
площадкой |
||||
земляного полотна. |
|
|
|
|
|
|
При глубине залегания грунтовых вод 6 м и более дренажи де |
||||||
лают в виде г а л е р е й (рис. |
15). Если дно траншеи |
необходимо |
||||
опустить до глубины более Юм, |
то строят |
дренажную |
ш т о л ь |
|||
ню, закладываемую тоннельным |
способом. |
Поверхности |
откосов |
2* 35
Л—L-
-Дренажи
Рис. 14. Подкювегные дренажи
Гяцйобетон. ОдерноВка
Рис. 15. Дренажная галерея
Рис. 16. Сплошная одерновка
земляного |
полотна |
укрепляют |
|
посевом |
трав, |
одерновкой |
|
(рис. 16), |
мощением |
камнем |
|
(рис. 17), |
покрытием |
фашина |
|
ми (рис. |
18) и др- |
В |
каждом |
отдельном |
случае применяются |
наиболее эффективные и в то же время экономичные спо собы укрепления.
Для предохранения откосов от разрушения волнами, льди нами, а также от выдувания грунтов ветром в степных и пустынных местах откосы ук репляют посадкой кустарников с мощной корневой системой, способной образовывать гу стые заросли. Лучше всего для этого подходят ивовые по роды. В местах, подверженных сильным ударам льда, приме няются габионы, представляю щие собой проволочные ящи ки, загруженные камнем. Их устанавливают плотно один к другому и связывают между собой проволокой.
Для укрепления подмывае мой части откоса иногда при меняют каменные наброски. Хорошо предохраняют земля ное полотно от размыва желе зобетонные плиты.
11. Деформации земляного
полотна, их предупреждение и ликвидация
Изменения формы, которая была придана земляному по лотну при строительстве или ремонте, называются его де формациями.
Если своевременно не ук репить неустойчивые места земляного полотна и не лик видировать их в самом на чале, то возможны деформации
Рис. 17. Мощение камнем Рис. 18. Укрепление поверхности фашинами
земляного полотна; углубления на основной площадке, пучины, оползни и др.
Углубления на основной площадке земляного полотна могут иметь различные формы и соответствующие им названия. Так, например, углубления на основной площадке под шпалами в фор
ме |
корыта называются б а л л а с т н ы м и |
к о р ы т а м и (рис. 19', а). |
||||
|
Под тяжестью поездов, размокший грунт выдавливается в сто |
|||||
роны и размеры |
балластных |
корыт увеличиваются, |
образуя |
б а л |
||
л а с т н ы е ложа |
(рис. 19, б), |
м е ш к и (рис. 19, в), |
г н е з д а |
(рис. |
||
19, |
г). Чтобы предупредить образование |
балластных корыт насыпи |
Рис. 19. Деформации основной площадки земляного полотна:
а — балластные корытд; 1} т- бэлластвое ложе; |
балластные метки, гнезда, |
карманы |
|
.57
отсыпают однородными грунтами с высокой несущей способно стью, уплотняют их, не допускают попадания в тело земляного по лотна воды, а также обеспечивают нормальные размеры балласт ного слоя перед открытием движения.
Балластные корыта, ложа, мешки и др. деформации основной площадки исправляют различными способами в зависимости от их формы и размеров. Для оздоровления основной площадки приме няется, например, бортовая вырезка балластных корыт или полная вырезка их с засыпкой дренирующим грунтом и другие спо собы.
Пучинами называются местные вспучивания грунта при замер зании воды в балластном слое и в теле земляного полотна. Раз
деляются пучины на балластные и грунтовые. При |
первых морозах |
||
появляются балластные пучины величиной, не |
превышающей |
||
2,5 см, грунтовые |
же пучины появляются позднее в |
декабре-ян |
|
варе и достигают |
10—15, а в отдельных случаях 25 см |
и более. |
Весной при оттаивании грунта пучины садятся. Во избежание перекосов пути со всеми вредными их последствиями, на пучинистых местах зимой и весной приходится делать необходимой плав ности отводы неровностей пути укладкой деревянных прокладок различной толщины под рельсовые подкладки.
Балластные пучины лечат заменой загрязненного балласта и осушением балластных корыт и лож путем устройства прорезей.
Грунтовые пучины, возникающие при замерзании грунтовых вод, главным образом в выемках, можно предупредить понижением уровня грунтовых вод ниже глубины промерзания грунта, устрой ством подкюветных дренажей, а также отеплением земляного по лотна укладкой шлаковых или асбестовых подушек. Толщина по душек зависит от климатических условий и колеблется от 40 до
60см.
Оползнями называются такие деформации основания и откосов
земляного полотна, при которых происходит смещение земляных масс. Оползни происходят как в неоднородных грунтах, когда по верхность скольжения оползня на косогорах предопределена гео логической структурой склона, так и в однородных грунтах, в ре зультате потери устойчивости из-за сильного увлажнения грунта.
Явление оползней начинается |
с появлением |
трещин, |
отрывов, |
|||||||||
пучений в отдельных местах, а затем происходит |
сдвиг всей массы |
|||||||||||
оползня. Для |
предупреждения |
оползней |
проводят |
мероприятия |
||||||||
осушительного |
характера |
(отвод |
поверхностных |
|
вод, |
|
дренирова |
|||||
ние и др.), а также устраивают |
сооружения, |
поддерживающие |
и |
|||||||||
разгружающие оползневые массы. К ним относятся |
п о д п о р н ы е |
|||||||||||
с т е н ы , |
к о н т р б а н к е т ы и другие устройства. |
|
|
|
|
|
||||||
Неустойчивость пути |
можно |
определить по |
появлению проса |
|||||||||
док пути или сдвига его |
оси, |
повторяющихся |
в |
одном |
и том |
же |
||||||
месте. |
В сомнительных |
местах, |
кроме |
обычных |
наблюдений |
и |
осмотров, проводятся инструментальные наблюдения: нивелиров ка контрольных точек, визирование выставленных створов и др. Результаты заносятся в паспорт земляного полотна.
3$
Участки железных дорог, пролегающие по подножью горных склонов, могут подвергаться разрушениям селевыми потоками (грязекаменный поток). Борьба с селевыми потоками ведется пу тем осушения и укрепления почвы горных склонов, устройства ка менных стен, задерживающих наносы. Иногда сооружают спе циальные галереи, называемые с е л е п у с к а м и .
Для правильного выбора методов обследования и исправления земляного полотна со всеми его сооружениями и устройствами на дистанциях пути должны быть чертежи и описания всех сооруже ний и устройств путевого хозяйства, а также соответствующие стан дарты и нормы (ПТЭ, § 22). В чертежи вносятся все изменения, а на поверхности земляного полотна делаются обозначения скрытых сооружений (дренажей, прорезей, колодцев и др.) опознаватель ными знаками.
12.Искусственные сооружения
Книжнему строению пути помимо земляного полотна относят ся и искусственные сооружения. При пересечении железными до рогами препятствий (рек, каналов, ручьев, оврагов и др.) устраи
ваются м о с т ы , т р у б ы . Если дорога проходит через горные хреб ты, то вместо глубоких выемок экономичнее устраивать т о н н е л и , а при пересечении глубоких оврагов и долин, вместо высоких на сыпей— в и а д у к и , а в городах э с т а к а д ы , которые меньше, чем насыпь, стесняют улицу. В местах пересечения железных и ав томобильных дорог устраиваются п у т е п р о в о д ы (рис. 20). Тру бы, проложенные в теле насыпи в суходолах, могут быть исполь зованы в необходимых случаях для прогона скота.
Мосты бывают каменные, металлические, бетонные, железобе тонные и деревянные. Мост состоит из опор и пролетных строений, покоящихся на опорах. По конструкции пролетного строения раз
личают |
мосты: |
б а л о ч н ы е , |
а р о ч н ы е , в и с я ч и е . Береговые |
|||
опоры моста |
называются |
устоями, |
а |
промежуточные |
быками. |
|
Нижняя |
часть |
устоев, находящаяся |
в |
земле, называется |
фунда |
ментом, а верхняя, на которую устанавливаются пролетные строе ния, — шкафной частью. Конец насыпи, отсыпанной вокруг устоев
39