Основные элементы железнодорожного пути:
Нижнее строение пути
Верхнее строение пути
К нижнему строению пути относится: земляное полотно, мосты, тоннели, водоотводные устройства и сооружения.
К верхнему строению пути относится: балластная призма, рельсы, шпалы, элементы стыковых промежуточных скреплений, стрелочные переводы, ж.д. переезды.
Тема 1 нижнее строение пути
1.1 Земляное полотно
Земляное полотно – один из важнейших элементов пути, представлено инженерными сооружениями, выполненными из грунта и основанными на грунте.
Виды земляного полотна
В зависимости от продольного и поперечного очертаний местности земляное полотно сооружается в виде:
насыпей,
выемок,
полунасыпей,
полувыемок,
полунасыпей-полувыемок
нулевых мест.
Поскольку на поверхности земли встречаются крутые склоны, холмы, горы, долины, овраги, озера, глубокие болота и другие препятствия, земляное полотно устраивают не только горизонтальными, но и наклонными участками (спуски, подъемы), наряду с прямыми участками делают и кривые для обхода препятствий или преодоления их с наименьшими затратами.
В местах пересечения железнодорожного пути с ручьями, реками, каналами и другими водоемами сооружают трубы и мосты. При прокладке пути в горной местности вместо глубоких выемок устраивают тоннели, а при пересечении глубоких оврагов и долин вместо высоких насыпей — виадуки.
При пересечении железнодорожных, трамвайных и шоссейных путей сооружают путепроводы. В необходимых случаях делают подпорные стены и другие укрепительные сооружения.
Поперечным профилем земляного полотна называется сечение, перпендикулярное его продольной оси. Поперечный профиль показывается на ширину всей полосы отвода.
Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимума расходов на его устройство, содержание и ремонт.
Вода, которая поступает в результате дождей, снегопадов и др. осадков, а также поступление грунтовых вод приводит к переувлажнению грунта и как следствие снижение несущей способности земляного полотна.
У земляного полотна имеется верхняя часть, на которую укладывается верхнее строение пути, она называется основной площадкой земляного полотна.
Рисунок 1. Общий вид земляного полотна
Согласно классификации пути, грузоперевозке и установленной скорости принимают следующие значения ширины площадки земляного полотна:
Для 5 класса – ширина не менее 5,5м.
Для 4 класса – ширина не менее 7,1м.
Для 3 класса – ширина не менее 7,3м
Для 1,2 класса – ширина не менее 7,6м, для двухпутных линий 11,7м.
Поперечные профили или разрезы земельного полотна насыпи и выемки
Основная площадка 11,7м
со
сливной призмой Высота насыпи до 12м
высота сл. призмы 0,2м 4,1м обочина
бровка
1:1,5 откос
Берма не менее 3м 6м
резерв шириной по дну не менее 10 м
заложение откоса оси путей основание насыпи
Рисунок 2. Насыпь высотой до 12 м с шириной основной площадки 11,7 м при поперечном уклоне местности не круче 1:5
забанкетная канава банкет
> 5м кавальер
кавальер > 1м
Нагорная 1:1,5 11,7
канава > 0,6м > 5м бровка
4,1
кювет
оси путей
Рисунок 3. Выемка глубиной до 12м с шириной основной площадки 11,7м при поперечном уклоне местности не круче 1:3
Для насыпей, изготовленных из глинистых и песчаных грунтов, откосы устраивают 1/1,5 при высоте насыпи до 6метров, если высота насыпи более 6метров, то нижний участок проектируется 1/1,75.
Ширина водоотводов проектируется в зависимости от высоты насыпи и может быть шириной до 20м.
За кавальером с нагорной стороны устраивают – нагорную канаву.
Кюветы не всегда обеспечивают необходимый отвод воды, поэтому дополнительно устраивают дренажные лотки, а в отдельных случаях дренажные трубы.
К работам по текущему содержанию земляного полотна относятся:
срезка и планировка неровностей и застойных мест на обочинах;
заделка трещин и впадин, размывов на обочинах и откосах;
исправление нарушений одерновок, укрепление водоотводных сооружений;
обеспечение пропуска весенних и ливневых вод;
ликвидация наледей в водоотводных сооружениях;
очистка кюветов, нагорных и водоотводных канав в объемах, необходимых для обеспечения беспрепятственного стока воды, в том числе на территории станционных путей;
вырубка кустарника и деревьев в водоотводах;
очистка труб, лотков, водобойных колодцев и русел от наносов и зарослей;
подготовка малых искусственных сооружений к зиме и другие работы, полный, перечень которых приведен в инструкции по содержанию земляного полотна железнодорожного пути.
В весенний период при таянии снега производят вскрытие кюветов от снега во избежание образования заторов воды в них, затопления и размывов земляного полотна.
Водоотводные устройства и сооружения
Прочность и надежность работы земляного полотна во многом зависят от наличия и исправности водоотводных устройств и сооружений.
Проникающая в тело земляного полотна вода снижает физико-технические характеристики грунтов, неблагоприятно сказывается на стабильной и долговечной работе земляного полотна.
Борьба с проникшей в грунт водой всегда сложнее и дороже мер по отводу поверхностной воды.
Для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод у земляного полотна применяют различные устройства и сооружения: канавы, лотки, земляные валики, специальную планировку земной поверхности, устройства ливневой (дождевой) канализации (обычно на территориях станций), специальные гидротехнические сооружения в виде перепадов, быстротоков, сбросов, а также гасителей энергии при них (водобойных колодцев или стенок), регуляционные дамбы.
Лотки представляют собой те же канавы, но укрепленные так, что конструкция может воспринимать боковое давление грунта (в стесненных условиях в населенных пунктах).
При необходимости пропуска через путь потока воды устраивают дюкеры, представляющие собой два колодца, расположенных с обеих сторон железнодорожного пути, соединенных трубой.
Виды деформаций земляного полотна
В начальный период после строительства земляного полотна наблюдается деформация в виде оседания основной площадки, выпучивание откосов из-за недостаточного уплотнения грунта, оползание откосов. В зимний период могут наблюдаться пучины в виде горбов, а так же пучинные впадины.
Пучины бывают коренные, расположенные в теле земляного полотна и балластные.
Балластные пучины возникают при первых заморозках и имеют незначительную высоту горба 20-30мм. Весной быстро исчезают.
Коренные пучины возникают по мере промерзания грунта и бывают высотой горба до 150мм.
Существуют и другие виды деформаций:
балластные гнезда |
балластные корыта |
балластные мешки |
|
|
|
Рисунок 4. Виды деформаций земляного полотна
Укрепление земляного полотна
Для укрепления откосов используется:
высевание семян трав
одерновка
укладка ж.б. плит
в местах постоянного затопления каменная наброска
Одерновка производится сплошь или в клетку. Железобетонные плиты укладывают в местах значительного подъема воды. Для укрепления обочины земляного полотна используют гальку, мелкий гравий, засевают травами.