книги из ГПНТБ / Проектирование и расчет железнодорожного пути с учетом военных требований учебник

i

Переход от одной ширины земляного полотна к другой произ­ водится на переходной кривой, а при отсутствии таких кривых — на примыкающих прямых участках.

Для двухпутных криволинейных участков уширение земляного полотна откладывается в разные стороны по оси полотна. Ушире­ ние Ь, связанное с возвышением рельса, устраивается с наружной стороны, а увеличение междупутья а производится во внутрен­ нюю сторону кривой (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Уширение земляного полотна в кривых участках пути:

В — ширина основной площадки двухпутного участка в прямой; в — уши­ рение, связанное с возвышением наружного рельса; а — увеличение меж­

дупутья в кривой.

Крутизна откосов земляного полотна назначается в зависимо­ сти от свойств грунтов, геологических, гидрологических и клима­ тических условий местности, намечаемых способов производства работ, а также от высоты насыпи и глубины выемки. Для благо­ приятных инженерно-геологических условий крутизна откосов насыпей и выемок приведена ниже.

Ю

При проектировании поперечных профилей земляного полотна железных дорог, строящихся в военное время, пользуются облег­ ченными, техническими условиями.

Во время войны все участки проектируемых дорог разделяются на три группы. К первой группе относятся дороги, строящиеся ка­ питально из расчета длительной эксплуатации. Ко второй группе — временные дороги со сроками эксплуатации до 5—7 лет и к тре­ тьей группе — краткосрочные со сроками эксплуатации не более года. В зависимости от того, к какой группе отнесена проектируе­ мая железнодорожная линия, принимаются поперечные профили земляного полотна и размеры основной площадки.

Официальным документом, содержащим указания ,по размерам земляного полотна временных и краткосрочных железных дорог, является руководство для железнодорожных войск (по восстанов­ лению земляного полотна на железных дорогах (РЗП-63).

Минимально необходимые размеры основной площадки земляногр полотна могут определяться расчетом. Ширина земляного полотна рассчитывается в зависимости от ширины и толщины бал­

11

Подставив полученные значения в формулу (1.3), найдем иско­ мую величину

12

■откуда

где lx — расстояние от конца горизонтальной части сливной призмы до подошвы балластной призмы, м\

Все приведенные значения, за исключением т, могут быть взя­

ты из технических указаний.

Крутизна откоса сливной призмы для капитальных дорог при­ нимается в зависимости от ширины земляного полотна. Для вре­ менных и краткосрочных дорог крутизну можно принять постоян­

ной и равной 1:10.

Произведем расчет минимальной ширины временного земля­

ящиков производится полностью.

Подставляя значения указанных величин в формулу (1.4), по­

Ширина основной площадки будет равна

В = I + 2 (1Х+ /„) = 2,3 + 2 (1,03 + 0,3) = 4,96 м.

Если для возведения земляного полотна используются скаль­ ные или дренирующие грунты, то основная площадка делается го­ ризонтальной и расчет упрощается:

Для краткосрочных обходов можно допустить устройство основ­ ной площадки без сливной призмы. В этом случае расчет мини­ мально допустимой ширины земляного полотна можно произво­

13

Если засыпку шпал произвести до верхней постели, то ширина основной площадки будет равна

В = 2,9 + 2(0,2 +0,25 -1,5) = 4,05 м.

Рассмотренные примеры показывают, что ширина основной площадки зависит от конкретных условий и может изменяться. В технических условиях на восстановление указываются строго определенные размеры, которые обеспечивают минимально необ­ ходимую устойчивость земляных масс. При сооружении времен­ ных и краткосрочных участков разрешается устраивать земляное полотно со следующими размерами (табл. 1.3)-

В кривых участках радиусом 600 м предусматривается уширение земляного полотна на 0,2 м.

Проектирование земляного полотна в сложных условиях

В тех случаях, когда условия отличаются от типовых, требуется сооружать насыпи и выемки по индивидуальным проектам. Рас­ четы и обоснования при индивидуальном проектировании земля­ ного полотна дорог должны производиться для следующих слу­ чаев:

— насыпи и выемки с рабочими отметками более 12,0 м (ис­ ключением являются насыпи, возводимые из скальных пород на прочных основаниях);

14

— насыпи на болотах (за исключением болот I и III типов глу­ биной до '4,0 м и болот II типа глубиной до 3,0 м), на слабых

имокрых основаниях;

—насыпи при пересечении глубоких оврагов, пойм рек, старо-

речий и озер;

—выемки в переувлажненных грунтах;

—выемки, разрабатываемые методом взрыва на выброс или гидромеханизацией;

—насыпи, возводимые методом гидромеханизации;

—насыпи и выемки на оползневых участках, неустойчивых ко­ согорах и при прочих неблагоприятных условиях (распростране­

ние карстов, избыточное засоление грунтов, в районах каменных

иснежных обвалов, селевых потоков и т. д.);

—выемки, если прорезаются пласты осадочных горных пород,

имеющих уклон в сторону пути круче 1 : 3;

— земляное полотно при крутизне косогоров 1 : 3 и больше. Для земляного полотна, сооружаемого в военное время, в ряде

случаев может потребоваться индивидуальное проектирование, как, например, при устройстве земляного полотна из снега, про­ кладке пути по льду рек и озер, устройстве насыпи при отсыпке грунта в воду, проходе через воронку, образовавшуюся от ядерного взрыва, и т. д.

Индивидуальные проекты разрабатываются на основании де­ тальных геологических и гидрогеологических исследований участ­ ков предполагаемого строительства. Одновременно должны учи­ тываться особенности климатических условий района. При разра­ ботке индивидуального проекта необходимо иметь карту (план местности) в горизонталях с нанесением всех проектируемых со­ оружений, продольные и поперечные геологические разрезы грун­ та с указанием уровней грунтовых вод. Для затопляемых участ­ ков земляного полотна устанавливается горизонт высоких вод. Производятся обоснование и расчеты устойчивости и прочности земляного полотна и его основания. Перечисленные вопросы при индивидуальном проектировании оформляются пояснительной за­ пиской, содержащей описание геологических, гидрологических и климатических условий, данные о физико-механических свойст­ вах грунтов, обоснования принятых решений по конструкции зем­ ляного полотна, обоснование выбора грунтов для насыпей и их расчетные характеристики, описание порядка и методов произ­ водства работ.

При строительстве железных дорог в районах вечной мерзлоты имеются свои особенности в проектировании земляного полотна. Вечномерзлотные грунты распространены на 50% территории Со­ ветского Союза. За последнее время в районах вечномерзлотных грунтов ведется интенсивное строительство железных дорог. К этим работам привлечены железнодорожные войска.

«Технические указания по изысканиям, проектированию и по­ стройке железных дорог в районах вечной мерзлоты» (ВСН-61-61,

15-

.1962 г.) предусматривают проведение индивидуального проектиро­ вания для вечномерзлотных грунтов в следующих случаях:

—при пересечении участков с подземными льдами и массивов мерзлых грунтов с большим льдонасыщением, приобретающих при оттаивании текучую консистенцию;

—при пересечении выемками торфяных бугров;

—при возведении насыпей из глинистых грунтов, содержащих более 50% пылеватых и глинистых фракций.

Рассмотрим особенности проектирования для наиболее распро страненных случаев.

При сооружении земляного полотна в вечномерзлотных грун­ тах необходимо учитывать, что грунт подвергается сезонным про­ мерзаниям и оттаиваниям на определенную глубину, ниже кото­ рой располагается вечная мерзлота. Оттаивающий слой называ­ ется деятельным. Его положение при устройстве земляного полот­ на изменяется. При выборе типа земляного полотна в районах вечной мерзлоты рекомендуется отдавать предпочтение насыпям.

Устройство выемок усложняет процесс консервации вечной мерзлоты, что может привести к интенсивным деформациям в про­ цессе эксплуатации. В случае -необходимости устройства выемок учитывают ряд специфических особенностей. Грунт основной пло­ щадки выемки, имеющий низкую несущую способность (коэффи­ циент консистенции больше 0,5), заменяют песчаным или гравий­ но-галечным грунтом. Если глубина заменяемого слоя более 1,0 м, то откосы и основную площадку рекомендуется защитить термо­ изолирующим слоем.

Насыпи на затопляемых участках и при пересечении водото­ ков периодически находятся под воздействием поверхностных вод.

профили земляного полотна могут проектироваться с учетом сле­ дующих соображений. В затопленной части насыпи могут устраи­ ваться бермы шириной не менее 2,0 м. Верхняя берма должна возвышаться над наибольшим уровнем воды не менее чемна 0,25 м. Вместо устройства берм может производиться последова­ тельное уположение откосов. Схема затопляемых насыпей пока­ зана на рис. 1.4.

16

Впериод Великой Отечественной войны на стройке № 42 (вы­ ход к Ладожскому озеру) насыпи высотой до 0,5—0,75 м были от-’ сыпаны из снега.

В1944 г. на Центральном железнодорожном полигоне были проведены эксперименты по устройству и эксплуатации железно-.' дорожной ветки на снежном основании. Максимальная высота на­

чивость верхнего строения пути при действии поперечных горизон­ тальных сил при проходе подвижного состава.

В связи с тем, что снег воспринимает только вертикальное дав­ ление, откосы насыпей из снега можно делать крутизной 1 : 1. При ограниченных сроках производства работ и высоте насыпи до 1,0 м ширину снежной насыпи разрешается уменьшать до 3,5 м, а отко­ сы устраивать отвесными.

Устойчивость земляного полотна

Устойчивость и стабильность земляного полотна являются важ­ ными факторами обеспечения безопасности движения подвижного состава. Устойчивость откосов земляного полотна, основания на­ сыпи и основной площадки выемки, а также уплотнения как тела насыпи, так и ее основания в тех случаях, когда применяются ин­ дивидуальные поперечные профили, определяются расчетом. Устой­ чивость земляного полотна зависит от формы и размеров попе­ речного сечения, внутреннего трения, сцепления, плотности и влаж­ ности слагающих грунтов, нагрузок, создаваемых подвижным сос­ тавом и верхним строением пути.