 |
Краткие теоретические сведения
|
|
|
|
Поперечный профиль (рис. 2.1, 2.2) земляного полотна на перегоне проектируется в зависимости от местных условий в соответствии с требованиями СНиП 32-01-95 и ПТЭ.
При проектировании земляного полотна должны выполняться следующие эксплуатационные требования:
1) обеспечение длительной эксплуатации с минимальными отказами при расчетной грузонапряженности проектируемой дороги и максимальной расчетной скорости движения поездов;
2) ремонтопригодность;
3) равнонадежность по протяжению независимо от вида применяемых грунтов и естественного состояния основания.
Полоса земли, на которую опирается насыпь, является основанием насыпи. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием – подошвой откоса.
Высотой насыпи считается расстояние от уровня бровок до ее основания по оси (рис. 2.1). Горизонтальная проекция линии откоса называется его заложением, а отношение высоты откоса h к заложению, которое обозначается 1: n, – крутизной откоса. Крутизна откосов должна обеспечивать их надежную устойчивость и устанавливается в зависимости от высоты насыпи, свойств грунтов, геологических, гидрологических и климатических условий местности. Большое распространение имеют откосы крутизной 1:1,5, называемые полуторными.
Рис. 2.1. Поперечный профиль насыпи
Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется продольными водоотводными канавами шириной по дну и глубиной не менее 0,6 м, которые при поперечном уклоне местности до 0,04 сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне – только с нагорной стороны. Если насыпь возводится из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды от полотна используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами.
|
|
|
Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Со стороны будущего второго пути на однопутных линиях ширина бермы принимается не менее 7,1 м, а с противоположной стороны – не менее 3 м. Для отвода воды от насыпи берма имеет уклон 0,02 – 0,04.
Типовой поперечный профиль выемки приведен на рис. 2.2. Основная площадка при этом имеет те же размеры, что и при насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемках устраиваются продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами, они имеют глубину не менее 0,6 м, ширину по дну не менее 0,4 м и продольный уклон дна не менее 0,002. Вынутый при сооружении выемки грунт, не используемый для сооружения насыпи в другом месте, укладывается за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами.
Рис. 2.2. Поперечный профиль выемки
Ширина земляного полотна (в уровне основной площадки) новых железных дорог на прямых участках пути в пределах перегонов принимается по нормам, приведенным в табл. 2.1. Для двухпутных линий ширина земляного полотна увеличивается на 4,1 м.
На участках, расположенных в кривых, размеры основной площадки увеличиваются с наружной стороны кривой в зависимости от величины радиуса в соответствии с требованиями ГОСТ 9238-83 (табл. 2.2).
Кроме этого на кривых участках двухпутных линий в связи с увеличением расстояний между осями смежных путей ширина основной площадки земляного полотна на перегонах (при одинаковом возвышении наружных рельсов обоих путей) дополнительно увеличивается в соответствии с данными табл. 2.3.
Т а б л и ц а 2.1
Ширина основной площадки земляного полотна
на прямых участках железнодорожных линий
| Категория железнодорожной линии
| Число путей | Род грунта | |||
| глинистые, скальные легковыветриваю-щиеся, пески недренирующие, мелкие и пылеватые | скальные слабовыветривающиеся и пески дренирующие (кроме мелких и пылеватых) | ||||
| Скоростные и особо-грузонапряженные, I | 2 | 11,70 | 10,70 | ||
| I, II | 1 | 7,60 | 6,60 | ||
| III | 1 | 7,30 | 6,30 | ||
| IV | 1 | 7,10 | 6,20 | ||
Т а б л и ц а 2.2
Уширение земляного полотна в кривых
| Радиус кривой, м | Величина уширения, м |
| 3000 и более | 0,20 |
| 2500 – 1800 | 0,30 |
| 1500 – 700 | 0,40 |
| 600 и менее | 0,50 |
Т а б л и ц а 2.3
Уширение междупутий в кривых
| Радиус кривой, м | 4000 | 3000 | 2500 | 1800 | 1600 | 1500 | 1200 | 1000 | 700 | 600 |
| Уширение, м | 0,02 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,15 | 0,17 | 0,20 | 0,22 |
Основная площадка земляного полотна на двухпутных линиях имеет форму треугольника высотой 0,20 м, а на однопутных – трапеции высотой 0,15 м и верхним основанием 2,30 м. В скальных, крупно обломочных и дренирующих грунтах основная площадка земляного полотна – горизонтальная.
Крутизна откосов насыпей и выемок принимается в соответствии с нормативами, приведенными в табл. 2.4.
Т а б л и ц а 2.4
Крутизна откосов
| Вид грунта | Высота насыпи, м | Выемка | |||
| до 6 | более 6 | глубина, м | крутизна откоса | ||
| верхняя часть | нижняя часть | ||||
| Скальный слабовыветривающийся | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,5 | До 12 | 1:0,2 |
| Скальный легковыветривающийся | – | – | – | До 12 | От 1:0,5 до 1:1,5 |
| Щебенистый | 1:1,5 | 1:1.5 | 1:1.5 | До 12 | 1:1,5 |
| Глинистый | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,75 | До 12 | 1:1,5 |
| Песок гравелистый | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,5 | До 12 | 1:1,5 |
| Песок мелкий | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,5 | До 12 | 1:1,5 |
Ширина бермы на прямых участках должна быть не менее 3 м (на ранее построенных линиях – не менее 2 м), а со стороны будущего второго пути – не менее 8 м.
Поперечный уклон бермы – 0,02…0,04, что обеспечивается за счет присыпки или срезки грунта.
Глубина резерва принимается от 0,5 до 2 м. Дно резервов шириной до 10 м имеет уклон в сторону поля 0,02…0,04, а при большей ширине - двусторонний уклон к середине.
При отсутствии резерва устраиваются продольные водоотводные канавы глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м. При поперечном уклоне местности круче 0,04 резервы и водоотводные канавы устраиваются только с нагорной стороны.
Кюветы, как правило, имеют глубину 0,6 м, ширину по дну − 0,4 м и крутизну откосов с полевой стороны, равную крутизне откосов выемки, а со стороны пути – 1:1,5.
|
|
|
Кавальер получается в результате укладки вынутого из выемки грунта. Высота его − до 3 м. Уклон верхней площадки − 0,02…0,04 в сторону поля.
Обрез имеет ширину от полевой бровки выемки до основания кавальера не менее 5 м, а со стороны будущего второго пути – не менее 9,1 м. В слабых грунтах это расстояние принимается равным (5 + Н) м, но не менее 10 м. Здесь Н – глубина выемки.
Банкет высотой до 0,6 м устраивается на расстоянии 1 м от полевой бровки и имеет уклон 0,02…0,04 в сторону поля.
На расстоянии от 1 до 5 м от подошвы полевого откоса кавальера располагается нагорная канава размером не менее 0,6 × 0,6 м. При отсутствии кавальера нагорная канава располагается около банкета.
Крутизна откоса канав, банкетов, кавальеров и путевых откосов резерва должна быть не больше 1:1,5; полевые откосы резервов допускаются не круче 1:1.
На земляное полотно укладывают верхнее строение пути: балласт, шпалы, рельсы и т. д. Если балласт из щебня, а земляное полотно состоит из недренирующего грунта, обязательно применение песчаной подушки толщиной 20 см.
Толщина балластного слоя под шпалой и ширина балластной призмы поверху приведены в табл. 2.5. При отсутствии песчаной подушки толщину балластного слоя следует увеличить на 20 см.
Т а б л и ц а 2.5
Размеры балластной призмы
| Параметры | Категория линии | ||||||
| С | ОГ | I | II | III | IV | ||
| Толщина балластного слоя (щебня) под шпалой, см | при железобетонных шпалах | 35 | 40 | 35 | 35 | 30 | 30 |
| при деревянных | 30 | 35 | 30 | 30 | 25 | 25 | |
| Ширина балластной призмы поверху прямых однопутных линий, м | 3,85 | 3,85 | 3,85 | 3,85 | 3,65 | 3,45 | |
|
Примечание. На двухпутных участках ширина балластной призмы увеличивается на размер междупутья. | |||||||
Крутизна откосов балластной призмы – 1:1,5, а для песчаной подушки – 1:2. Поверхность балластной призмы должна быть на 3 см ниже верхней постели деревянных шпал и в одном уровне с верхом средней части железобетонных шпал.
Порядок выполнения работы
1) Изучить основные сведения по проектированию поперечного профиля железнодорожной магистрали.
|
|
|
2) Выбрать масштаб чертежа. Масштаб выбирается в зависимости от значений исходных параметров. При вычерчивании насыпи без резерва, выемки − без кавальера и при малых значениях рабочих отметок рекомендуется чертить поперечный профиль в масштабе 1:100, а в остальных случаях – 1:200. Верхнее строение пути необходимо изобразить в масштабе 1:100 или 1:50, показав все основные размеры и обозначив элементы. При этом обочина не должна быть меньше 0,50 м. Образец верхнего строения пути показан на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Верхнее строение пути:
1 – рельс; 2 – шпала; 3 – резиновая прокладка; 4 – щебеночный балласт;
5 – пеноплекс; 6 – геотекстиль; 7 – старый балластный слой; 8 – грунт земляного полотна
3) Провести линии земли с учетом заданного поперечного уклона местности. Для насыпи основной чертеж будет расположен выше этой линии, поэтому линию земли следует сместить относительно середины листа на несколько сантиметров вниз. Для выемки линия земли располагается чуть выше середины листа.
4) Изобразить ось земляного полотна. Эту ось располагают со смещением в сторону низких высот (при наличии уклона), поскольку и резерв, и кавальер с банкетом целесообразно размещать с нагорной стороны. Если же местность горизонтальная и отсутствует резерв или кавальер, ось земляного полотна располагают посреди листа. При наличии одного из указанных элементов его достаточно показать с одной стороны, и поэтому ось земляного полотна смещается в другую сторону относительно середины листа.
5) На горизонтальной местности водоотводные устройства размес-тить с обеих сторон (резервы и водоотводные канавы у насыпей, банкеты и канавы у выемок).
6) По оси земляного полотна от уровня земли отложить рабочую отметку и получить уровень бровок откоса. Через полученную точку провес-ти горизонтальную линию, на которой в обе стороны от оси отложить по половине ширины земляного полотна. Ширина земляного полотна определяется как сумма данных из табл. 2 (ширина на прямом участке) и табл. 3 (уширение земляного полотна в кривых). Для двухпутных линий прибавляются величина уширения междупутья (табл. 4) и ширина междупутья на прямых – 4,10 м (последнее только при условии, что из табл. 2 ширина основной площадки взята для однопутной линии). На свободном месте листа следует привести взятые из табл. 2 – 4 значения параметров с указанием номеров таблиц.
7) От бровок до пересечения с уровнем земли провести линии откосов (для насыпи) или откосы кюветов (для выемки) в соответствии с данными табл. 5. Затем от подошвы откоса отложить размер бермы. Полученная точка – это бровка резерва или водоотводной канавы. Из этой же точки проводится линия с уклоном 0,02…0,04 относительно горизонта до пересечения с откосом насыпи. Это и будет изображение бермы.
|
|
|
8) Как отмечено выше, в выемках от бровок проектируются кюветы, а от них – откосы до пересечения с уровнем местности. С нагорной стороны (при горизонтальной местности – с обеих сторон) изобразить банкет, а за ним – забанкетную или нагорную канаву. При наличии кавальера он показывается с одной стороны.
9) Оформить отчет в соответствии с требованиями стандарта предприятия СТП ОмГУПС 1.2-2005. Вычертить (в карандаше) поперечный профиль железнодорожной транспортной магистрали, указав на нем названия элементов, водоотводных устройств, величины и направления уклонов, крутизны откосов, основных размеров элементов.
10) Ответить на контрольные вопросы.
Содержание отчета
1) Титульный лист.
2) Цель работы.
3) Краткие теоретические сведения.
4) Чертеж поперечного профиля по варианту (табл. 2.6).
5) Ответы на контрольные вопросы.
Т а б л и ц а 2.6
Варианты индивидуальных заданий
| Номер вари- анта | Вид профиля | Рабочая отмет-ка, м | Категория линии и число путей | Радиус кривой, м | Ширина резерва или ка-вальера, м | Поперечный уклон местности | Род грунта |
| 1 | Насыпь | 2 | I/2 | 2000 | 12 | 1/20 вправо | Скальный слабовыветривающийся |
| 2 | Насыпь | 3 | I/2 | 2500 | – | 1/20 влево | Скальный слабовывет ривающийся |
| 3 | Выемка | 4 | II/1 | 1800 | 10 | 1/25 вправо | Скальный легковыветривающийся |
| 4 | Выемка | 5 | III/1 | 1500 | – | 1/25 влево | Глинистый |
| 5 | Насыпь | 6 | IV/1 | 1000 | 8 | 1/10 влево | Щебенистый |
| 6 | Насыпь | 7 | I/2 | 700 | – | 1/10 влево | Глинистый |
| 7 | Выемка | 8 | I/2 | 600 | 6 | – | Глинистый |
| 8 | Выемка | 10 | II/2 | 1600 | – | – | Песок гравелистый |
| 9 | Насыпь | 12 | III/1 | 1200 | 5 | 1/15 вправо | Песок мелкий |
| 10 | Выемка | 9 | IV/1 | 700 | – | 1/15 влево | Щебенистый |
2.4. Контрольные вопросы
1) Для чего проектируется кавальер на поперечном профиле выемки?
2) Что такое бровка?
3) Перечислить категории железнодорожных линий.
Практическое занятие 3
ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ
Ц е л ь р а б о т ы: изучить устройство верхнего строения пути.
|
|
|
