4. Проектированиепротивопучинныхконструкций

   1. Вариантпротивопучиннойподушки

Для ликвидации пучин в выемке рассматриваются варианты противопу- чинной подушки и термопокрытия. При этом производится анализ местных условий (исходныхданных) с определением размерных характеристик:h_р,h_n,l_n,l_ny; пучинного горба; глубины промерзанияZ_пр– расчетной, принимаемой для неблагоприятного года с суровой зимой; величины

балластногослояб_сi.

Выбираются противопучинные конструкции: подушки врезные, термопо- крытияиматериалыдляподушекитермопокрытий.Производитсярасчет противопучинных конструкций с определением П_в,D_c,D,В_в, предусматрива ется устранение полного или неравномерного (избыточного) пучения /1/.

Размерыпротивопучинныхподушекдляликвидациипучинполнойзоны промерзания (II типа) определяются по принципу полного выведения зоны промерзания (пучинистых грунтов) из зоны пучинистых грунтов (зоны про- мерзания) соответственно виду подушки. При этом на длине пучиныl_пустраняется полное пучениеh_п.

ТолщинаподушкиП_в^{Км(Zпр}_^бci);длинапрямолинейныхсопряжений

D_c=l_п=h_р/i_д;длинаподушки^D_в=l₀+2D_c.Отводыводывпоперечномпро-

филепроектируютсяввыемках– вдренажи(споперечнымуклоном0,02…0,04).

Ширинаподушкиопределяетсяпоусловиямпредупреждениябокового промерзания глинистого грунта под концами шпал /1/.

h_к

^lск

^bкн

2а_дlг

0,4

d_т

0,7

D_вDн

г

1,6

0,7

0,7

0,35

0,5

0,15

D_вDн

1,5

0,1

l_т Муфта

h_д

0,2

1,5

d_т

^lвн

3,2-3,4

3,4-3,6

Трубофильтры

1,6-1,8

1,8-2,0

38

^aдл

0,3

0,7

0,7

0,35

1,5

d_т

Рисунок3.5–Смотровойгалерейныйколодец

Пример.Известно:Участокдвухпутный,∑б_ci=0,6м;

V= 105 км/ч;l_п=l_в= 530м;

грунт – суглинок тяжелый,Z_пр= 1,9 м;; пучина II типа,h_р= 24 мм, материал подушки – шлак котельный.

Расчетные схемы конструкций врезных подушек, поперечный и про- дольный профиль приведены на рисунке 3.6.

Допустимый уклон отводов приV= 105 км/чi_д= 0,001. (таблица 8.6 /1/). Коэффициент промерзаемости шлака котельногоК_ш= 0,80 (приложение Е). Принимаем ∑б_нi= ∑б_ci.

Вычисляем:

толщину подушки П_в= 0,80 (1,9 – 0,6) = 1,04 м, длинусопряженияD_c=l_o=24∙10^-3/0,001=24м, длину врезной подушкиD_в= 530 + 2 ∙ 24 = 578 м,

ширинуподушкиподдвапутиввыемкеВ_н=В_в=2L_м.

Отвод воды из подушки в поперечном профиле с уклоном 0,02…0,04 – вдвухсторонний подкюветный дренаж.

2. Варианттермопокрытия

Термопокрытия устраиваются из пенопластов различных марок ПС – 1, ПС – 4, ПХВ – 1 идр. (приложение 8 /1/), выпускаемых в виде плит размером от 1,0(1,0…4,0) м толщиной0,05…0,08 м. Пенопластовое покрытие укла- дывается в уровне основной площадки между слоями сверху б_сви снизу б_сн; б_св= б_сн= 0,05 – 0,10 м.

Толщина термопокрытия определяется подбором из условия равенства глубины промерзания, приведенной к грунту (эквивалентной) до и после устройства покрытия.

Вариант решения.При одинаковом материале балласта δ_сиδ_ндо и по- сле устройства покрытия толщина пенопластового покрытия

П_пп=К_пп∙^[Zпр_^бнi_^(Zдi/Кi)],

где К_пп–коэффициентпромерзаемостипенопласта(приложениеЕ); Σб_нi– толщина слоев балласта над пенопластом.

Количествослоевпенопластаn_пп=П_пп/τ,

гдеτ–толщинаплитыпринятоймаркипенопласта,м.

Длина сопряжения D_с=h_p/i_д, м. ДлинатермопокрытияD_тп=l_п+2D_c,м.

Ширина термопокрытия по условию предупреждения бокового промер- зания под концами шпал:

отосипутивполевуюсторону

^Bтп

0,5l_ш



,м;

вконцесопряжения В_мк=Z_пр– ∑б_ci,м.

Здесьl_ш–длинашпалы,м;

а_зп–величиназапаса,учитывающаяналичиеснегавмеждупутье,наобочине;

41

П_в

^Zпр

i

д

б_i

h_р

б_i

l₀

0,04

П_в

^Zпр

^Zпр

_р-б_i

0,04

_а б

Рисунок3.6– Противопучинная врезнаяподушка: а-поперечныйпрофиль;б-продольныйпрофиль

∑б_нi–толщина

а_зп=h_сн/К_сн–а; а=0,15…0,25м.

Коэффициент промерзаемости снегового покроваК_снтолщиной 0,1…0,6 м в плотном состоянии равен 0,50…0,70; в состоянии средней плотности соот- ветственно 0,35…0,50.

Пример.Известно:Участокдвухпутный;∑б_ci=0,7м;V=90км/ч; грунт – суглинок, высокий уровень грунтовых вод;

пучина II типа,L_в= 530 м;Z_пр= 1,75 м,h_р= 24 мм; снежныйпокровнамеждупутье0,1м,наобочине0,3м;

пенопластПС–1–70,τ=0,05м.

ПринимаемпокрытиеиздвухслоевпенопластаП_тп=2∙0,05=0,10м.

Коэффициенты промерзаемостиК_пп= 0,10 (приложение Е). Необходимый уклонi_д= 0,0015; ∑б_нi= 0,7 – 0,1 – 0,1 = 0,5 м; Z_д=0,1м.

Расчетнаятолщинатермопокрытия

П_пп=0,10∙(1,75 –0,5–0,1 /1,1)=0,1м.

Длина сопряженияD_с= 0,024 / 0,0015 = 16 м. ДлинатермопокрытияD_тп=530+2∙16=562м.

Величинаа_зп=(0,3/ 0,6)–0,20=0,30м.

Ширинатермопокрытияотосипутивполевуюсторону

В_тп=

0,52,75

2,6м;

полнаяВ_тп=4,1+2∙2,6 =9,3м;

в конце сопряжения (от оси каждого пути)В_тпк= 1,75 – 0,70 = 1,05 м.Прикапитальномремонтепутипотехнологическимусловиямпенопла-

стовые покрытия укладываются на каждом пути двухпутного участка от- дельно (при глубокой вырезке балласта).

Для условий однородных грунтов в подбалластной зоне и глубоких грун- товых вод можно на длинеl_nрассматривать варианты термопокрытия и врез- ных подушек с устранением неравномерного (избыточного) пучения, выпол- няя расчет по предельным деформациям /1/.

В заключении по курсовому проекту следует отметить, что в курсовом проекте пойменной насыпи и оздоровления выемки определены необходимая плотность грунта, высота наката волны, спроектирован поперечный профиль насыпи, определены возможные осадки насыпи, произведен расчет укрепле- ния насыпи: рассмотрены варианты каменной наброски и плитного покры- тия. Запроектирован поперечный профиль выемки второго пути, рассчитана водоотводная канава, запроектированы дренаж и противопучинные кон- струкции: варианты противопучинной подушки и пенопластового покрытия.

Для всех расчетов указывают основныепоказатели (количественные результаты) и делается вывод, что спроектированный комплекс мероприятий обеспечивает стабильность насыпи, оздоровление выемки и безопасность движения и поездов.