Что называется основной площадкой земляного полотна

Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт, а также обеспечивающим возможность механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.

Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. В зависимости от формы поперечного профиля земляное полотно может представлять собой насыпь, выемку, полунасыпь, полувыемку или полунасыпь-полувыемку (рис. 3.1). Различают индивидуальные и типовые поперечные профили. Типовые профили применяют при сооружении земляного полотна на надежном основании из обычных грунтов. Индивидуальные поперечные профили разрабатываются в сложных географических и геологических условиях.

Рис. 3.1. Виды земляного полотна:
а – насыпь; б – выемка;
в – полунасыпь; г – полувыемка;
д – полунасыпь-полувыемка

Рис. 3.2. Насыпь (а) и ее типовой поперечный профиль (б), размеры приведены в метрах: 1 – водоотводная канава; 2 – берма; 3 – основная площадка; 4 – бровка земляного полотна; 5 – откос; 6 – резерв; 7 – подошва насыпи; 8 – обочина; h – расстояние от бровки земляного полотна до подошвы насыпи; l – длина горизонтальной проекции откоса насыпи; 1: n – крутизна откоса насыпи

Полоса земли от подошвы откоса насыпи до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Для обеспечения отвода воды от насыпи берма имеет уклон в сторону водоотвода от 0,02 до 0,04 ‰

Рис. 3.3. Выемка (а) и ее типовой поперечный профиль (б) (размеры приведены в метрах): 1 – нагорная канава; 2 – кавальер; 3 – забанкетная канава; 4 – банкет; 5 – кювет; 6 – бровка откоса; 7 – обочина; b_{o п} – ширина основной площадки земляного полотна

Удаленный при сооружении выемки грунт, не используемый для создания насыпи в другом месте, укладывают за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода, притекающих к выемке поверхностных вод, за кавальерами сооружают нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпают банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву.

В неустойчивых грунтах и в стесненных условиях в качестве водоотводов устраивают лотки, которые могут быть железобетонными, бетонными, каменными или деревянными. По форме лотки подразделяются на трапециидальные, прямоугольные, треугольные и полукруглые. На станционных площадках для отвода поверхностных и грунтовых вод используются продольные и поперечные лотки с крышками, коллекторы, канализационные трубы, ливневые канализации, дренажные устройства.

Для предохранения земляного полотна от разрушений его откосы и бермы укрепляют. Чаще всего для этих целей используют посев многолетних трав с густой стелющейся корневой системой. Кроме этого, используют такой способ защиты как дернование откосов (сплошное или в клетку) – для этого предварительно срезанные куски дерна закрепляют на откосах деревянными спицами. При периодических затоплениях хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения, мощение откосов камнем. Однако, эти способы защиты, требуют больших затрат ручного труда. Поэтому на современном этапе, чаще всего используют укрепления из железобетонных плит, укладку которых можно полностью механизировать.

3.2. Искусственные сооружения

Искусственные сооружения обеспечивают возможность пересечения железной дорогой водных преград, других железнодорожных линий, автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также безопасный проход людей через пути и устойчивость земляного полотна в сложных геологических и гидрологических условиях.

К искусственным сооружениям относятся мосты, трубы, тоннели, подпорные стены, регуляционные сооружения, галереи, селеспуски и др.

При пересечении железной дорогой рек, каналов, ручьев и оврагов сооружают мосты или трубы. Мост (рис. 3.4) состоит из пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и передающих давление на грунт. Береговые опоры моста называют устоями, а промежуточные – быками. Мост разделяется опорами на пролеты. Пролетные строения включают в себя главные фермы, соединяющие их конструкции, проезжую часть и мостовое полотно. В фермах различают верхний и нижний пояса, к одному из которых прикрепляют поперечные балки, а к ним – продольные балки, образующие проезжую часть. Если проезжая часть располагается на уровне верхнего пояса, мост называют с ездой поверху, а если на уровне нижнего пояса – с ездой понизу. Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады.

Путепроводы (рис. 3.5) строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый и безопасный пропуск транспорта благодаря пересечению дорог на разных уровнях.

Виадуки (рис. 3.6) сооружают вместо обычной высокой насыпи при пересечении железной дорогой глубоких долин, оврагов и ущелий.

Эстакады (рис. 3.7) создают вместо больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и обеспечивают проезд и проход под ними, а также возводят на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами при разливе воды.

Трубы (рис. 3.8) применяют при пересечении железной дорогой небольших водотоков и суходолов. По виду материалов различают каменные, металлические, бетонные и железобетонные трубы. Широкое распространение получили сборные железобетонные трубы из отдельных звеньев, разделенных деформационными швами. Затраты на сооружение и содержание труб значительно меньше, чем мостов. На выходах и входах трубы имеют оголовки, расширяющиеся в направлениях от трубы. Существуют и безоголовочные металлические гофрированные трубы. Они дешевле и легче железобетонных, не имеют фундамента, что позволяет значительно сократить сроки строительства. С увеличением высоты насыпи возрастает длина трубы и ее стоимость.

Тоннель (рис. 3.9) представляет собой искусственное сооружение для прокладки пути под землей. Их сооружают при пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок. Кроме этого, тоннели сооружают для безопасного прохода людей на станциях. Транспортные тоннели подразделяют на горные, подводные и городские.

Подпорные стены служат для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей (рис. 3.10).

Регуляционные сооружения (рис. 3.11) устраивают при подходах к большим мостам для защиты опор от подмыва при паводках и повреждения льдом. Они состоят из направляющих грушевидных и шпоровидных дамб и траверс, откосы которых со стороны реки укрепляют каменным мощением или бетонными плитами.

Рис. 3.10. Подпорная стена

Рис. 3.11. Регуляционные сооружения:
1 – грушевидная дамба; 2 – траверсы; 3 – шпоровидная дамба; 4 – голова дамбы

Противообвальные галереи (рис. 3.12) устраивают в местах возможных обвалов, а в местах возможного схода грязекаменных (селевых) потоков – селеспуски (рис. 3.13).

Рис.3.12. Противообвальная галерея

Наиболее распространенными видами искусственных сооружений являются мосты и трубы (более 92 %). Протяженность искусственных сооружений составляет в среднем менее 1,5 % общей длины пути, однако их доля в стоимости железной дороги равна почти 10 %. Поэтому их проектируют в расчете на длительный срок. Основные требования к искусственным сооружениям – обеспечение безопасности и бесперебойности движения поездов с установленной скоростью, простота и низкая стоимость устройства и содержания.

1. Что относится к элементам нижнего строения пути?

2. Дайте определение поперечного профиля земляного полотна.

3. Какую форму имеет основная площадка земляного полотна на однопутной и двухпутной линиях?

4. Назовите основные элементы поперечного профиля насыпи.

5. Назовите основные элементы поперечного профиля выемки.

6. Назовите виды водоотводных устройств.

7. Какие водоотводные устройства применяются на станциях?

8. Перечислите способы укрепления откосов земляного полотна.

9. Назовите виды искусственных сооружений и условия их приме­нения.

10. Перечислите основные элементы конструкции моста.

Рекомендуемая литература: [1, 7, 8, 11].

Источник

Земляное полотно

Земляное полотно ж.д. — комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на земную поверхность путь не укладывают вследствие её неровностей. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимума расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность широкой механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением при постройке, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надёжному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.

Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. Различают типовые и индивидуальные поперечные профили земляного полотна. Типовые профили в свою очередь делятся на нормальные и специальные. Нормальные профили применяются при сооружении земляного полотна на надёжном основании из обычных грунтов. Специальные профили используются в специфических условиях: при наличии вечной мерзлоты, подвижных песков, лёссов, скальных грунтов, болот и т. п. Индивидуальные профили применяются в сложных топографических, гидрологических, геологических и климатических условиях и при высоте откосов более 12 м. При этом все размеры обосновываются конкретными расчётами.

Поперечный профиль насыпи

Выше приведён типовой нормальный профиль насыпи. Верхняя часть, на которую укладываются балласт, шпалы, рельсы, называется основной площадкой. При устройстве насыпи из дренирующих грунтов основная площадка имеет горизонтальную форму. При ее устройстве из недренирующих грунтов на однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции шириной поверху 2,3 м и высотой 0,15 м, а на двухпутных—форму равнобедренного треугольника высотой 0,2 м. Такое очертание основной площадки способствует стоку воды, проникающей через балластный слой во время дождя и таяния снега. Минимально допустимая ширина основной площадки однопутных линий (м) на эксплуатируемой сети железных дорог СССР, также установленная для вновь строящихся линий приведена в таблице.

На двух- и многопутных линиях ширина основной площадки увеличивается на расстояние между осями крайних путей (на двухпутных линиях—на 4,1 м, а на трёхпутных—на 9,1 м). Полоса земли, на которую опирается насыпь, является её основанием. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием — подошвой откоса. Высотой насыпи считается расстояние от уровня бровок до её основания по оси. Горизонтальная проекция линии откоса l называется его заложением, а отношение высоты откоса h к заложению, которое обозначается 1:n, — крутизной откоса. Крутизна откосов должна обеспечивать надёжную их 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. 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. Дну резервов и водоотводных канав придают продольный уклон не менее 0,002. 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.

Поперечный профиль выемки

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. Для перехвата и отвода притекающих к выемке поверхностных вод за кавальерами сооружаются нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпается банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву. В неустойчивых грунтах, а также в стеснённых условиях вместо водоотводных канав и кюветов устраиваются лотки, которые могут быть железобетонные, бетонные, каменные или деревянные, а по форме—трапецеидальные, прямоугольные, полукруглые и треугольные.

В пределах станций поверхностные воды отводят поперечными и продольными водоотводами, которые в местах работы людей делают закрытыми. На крупных станциях для продольного отвода воды прокладывают коллекторы и канализационные трубы, а в районах с интенсивными осадками, кроме того, устраивают ливневую канализацию. Для перехвата и отвода грунтовых вод от земляного полотна или понижения их уровня предусматриваются специальные дренажные устройства, которые могут быть открытого типа в виде дренажных канав или лотков или закрытого типа в виде подкюветных дренажей, дренажных галерей и штолен.

Дренаж представляет собой траншею, заполненную дренирующим материалом — крупным песком, гравием, щебнем, в нижней части которой обычно укладывается дрена — труба с отверстиями для поступления в неё воды. Для защиты от попадания поверхностной воды верхняя часть дренажа заполняется утрамбованной глиной, которая во избежание смешивания отделяется от дренирующего заполнителя двумя слоями дёрна. В последние годы применяется дренаж конструкции ВНИИЖТа с керамзитовым трубо-фильтром; для его сооружения создана специальная машина. Для предохранения земляного полотна от размыва водой и выдувания ветром его откосы и бермы укрепляют. Наиболее простым способом укрепления незатапливаемых откосов земляного полотна является посев многолетних трав с густой стелющейся корневой системой. При небольшом периодическом затоплении применяют одерновку откосов сплошную или в клетку, для чего предварительно срезанные куски дёрна закрепляют на откосах деревянными спицами. Хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения, которые применяют при периодических затоплениях в благоприятных климатических условиях. Надёжно защищают затопляемые откосы от размыва мощение камнем, каменная наброска в плетневых клетках и габионы — проволочные ящики, загруженные камнем. Однако эти способы укрепления земляного полотна требуют больших затрат ручного труда. Прочным и надёжным укреплением, позволяющим полностью механизировать изготовление и укладку, являются железобетонные плиты. На строительстве БАМа, кроме того, использовались гибкие железобетонные решётки и плиты, лучше работающие в условиях вечной мерзлоты и сейсмичности. Тип укрепления земляного полотна выбирают исходя из особенностей грунтов, степени затопляемости и скорости воды, наличия дешёвых местных материалов, возможности механизации работ. Бровка земляного полотна в местах разлива вод должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимальной высоты наката волны при сильных ветрах.

Для обеспечения устойчивости насыпей на крутых косогорах, а также для закрепления неустойчивых откосов применяют подпорные стены, пригружающие контрбанкеты и контрфорсы, сооружаемые по индивидуальным проектам применительно к гидрологическим особенностям каждого объекта.

Укрепление земляного полотна

Для обеспечения стабильности земляного полотна необходимо, чтобы напряженно-деформированное состояние его основной площадки и других эелементов находилось в пределах допусков. В настоящее время основным способом усиления основной площадки земляного полотная является укладка геотекстиля. Он реализует функции разделительного слоя между основной площадкой земляного полотна и балластным слоем и немного (до 8%) армирующие, особенно при увлажнении грунта, геотекстиль также сохраняет фильтрационные свойства. геосинтетические решетки обеспечивают эффект зацепления и армирования при размещении их в щебеночном слое балласта, но не в грунтовой среде.

При выборе конструкции усиления земляного полотна на сегодня рассматриваются варианты защитных слоев из песчаного и песчано-гравийного материалов толщиной 0,6-1,0-1,4 м, а также применение покрытий из органических вяжущих в уровне основной площадки земляного полотна (асфальтовые, асфальтобетонные, битумные и битумогеосинтетические материалы). Такие покрытия наряду с функциями разделительного слоя обеспечивают армирование, а также гидроизоляцию и высокий обобщенный модуль деформации для регулирования упругих осадок пути.

Источник

Поперечные профили земляного полотна

Поперечный профиль земляного полотна и его основные элементы

Назначение и типы земляного полотна

земляное полотно – это комплекс инженерных сооружений, которые служат основанием для верхнего строения пути и предназначены для обеспечения устойчивости пути, а также защиты от атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным долговечным и устойчивым.

Местность, по которой проходит участок железной дороги, характеризуется рельефом и естественным уклоном. Земляное полотно предназначено для выравнивания неровностей местностей при строительстве железных дорог. В поперечном сечении земляное полотно может представлять собой (рис. 2.1):

— насыпь – если основная площадка земляного полотна проходит выше земной поверхности;

— выемку – если основная площадка расположена ниже поверхности земли;

— полунасыпь – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – выше нее;

— полувыемку – если основная площадка с одной стороны совпадает с поверхностью земли, а с другой – ниже нее;

— полунасыпь-полувыемку – если основная площадка с одной стороны выше уровня земли, а с другой – ниже;

— нулевое место – место, где насыпи переходят в выемки или наоборот, а основная площадка расположена на уровне земли.

Рис. 2.1. Типы поперечного профиля земляного полотна

а) насыпь; б) выемка; в) полунасыпь; г) полувыемка;

д) полунасыпь-полувыемка; е) нулевое место

Поперечные профили земляного полотна

Поперечным профилем называется сечение земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси. Все поперечные профили подразделяются на типовые и индивидуальные.

Типовые профили бывают нормальные, применяемые повсеместно, и специальные, которые применяются в районах вечной мерзлоты. По индивидуальным профилям сооружают, например, высокие (более 12 м) насыпи и глубокие (более 12 м) выемки.

Размер и форма поперечных профилей земляного полотна принимаются в зависимости от числа путей, разности отметок поверхности земли и оси пути, характеристики грунта, поперечного уклона местности и категории железнодорожной линии.

Общими основными элементами любого земляного полотна являются основная площадка, откосы, водоотводные (резервы, кюветы, забанкетные и нагорные канавы, банкеты, кавальеры) и укрепительные устройства (рис. 2.2, 2.3).

Рис. 2.2. Поперечный профиль насыпи ее элементы

Рис. 2.3. Поперечный профиль выемки и ее элементы

Размеры всех элементов поперечного профиля земляного полотна приведены в приложении 4.

Основная площадка предназначена для укладки на нее верхнего строения пути и представляет собой верхнюю площадку земляного полотна.

Форма основной площадки зависит от количества укладываемых путей и от типа грунта, из которого сооружается земляное полотно. При использовании дренирующих, скальных и песчаных грунтов при любом количестве путей основная площадка будет горизонтальной. При использовании недренирующих грунтов для отвода воды сооружается сливная призма. Если участок однопутный, то основная площадка имеет форму трапеции высотой 0,15 м и шириной верхнего основания 2,3 м. Если на участке два пути и более, основная площадка сооружается в форме треугольника высотой 0,2 м; при этом необходимо соблюдать правильное междупутье (рис. 2.4).

Междупутьем называется расстояние между осями соседних путей. На прямом двухпутном участке перегона междупутье должно составлять не менее 4,1; при трех и четырех путях расстояние между осями второго и третьего пути – не менее 5 м.

Расстояние между осями главных и приемо-отправочных путей на станции на прямом участке пути составляет 5,3 м. В отдельных случаях допускается уменьшать это расстояние до 4,8 м, а между главными путями при расположении их сбоку от приемо-отправочных – до 4,1 м.

Ширина основной площадки (b) зависит от:

— ширины рельсовой колеи,

— ширины балластной призмы,

— ширины обочин (частей основной площадки, свободных от балластного слоя).

а)	б)
в)	г)

Ширина основной площадки земляного полотна главного пути однопутных железных дорог на прямых участках, м

Ширина основной площадки земляного полотна на двухпутных и многопутных линиях на прямых участках пути складывается из ширин междупутий и расстояний от осей крайних путей до бровки земляного полотна. Расстояние до бровки зависит от категории линии и типа грунта и составляет на прямом участке пути не менее половины ширины земляного полотна, указанного в табл. 2.1.

На кривых участках ширина основной площадки больше, чем на прямых в связи с укладкой наружной рельсовой нитки выше внутренней путем подсыпки под нее более толстого слоя балласта (табл. 2.2), а также в связи с увеличением расстояния между осями соседних путей двухпутных участков (табл. 2.3).

Уширение земляного полотна в кривых участках пути с наружной стороны

Проектные нормы увеличения горизонтальных расстояний между осями путей в кривых общей сети железных дорог (на перегонах)

Крутизна откосов зависит от высоты насыпи или глубины выемки и типа грунта; принимается по табл. 2.4 и 2.5.

Уклон местности или крутизна откосов может обозначаться:

— как соотношение двух чисел (например, 1:1,5);

— как дробное число (например, 0,02).

Если уклон задан соотношением двух чисел, то искомая линия будет параллельна гипотенузе прямоугольного треугольника, вертикальный катет которого равен первому числу, а горизонтальный – второму. При этом единица измерения длины заданных катетов выбирается произвольно (мм, см, дм, м и т.д.)

Если уклон задан в процентах или промилле, то вертикальный катет равен указанной величине процентов или промилле, а горизонтальный – 100 или 1000 соответственно.

Если уклон выражен дробным числом, то значение уклона переводится в промилле путем умножения на 1000. Например: 0,02=0,02*1000‰= 20‰ (или 2%).

Ширина бермы на прямых участках пути устанавливается не менее 3 м, а на однопутной линии со стороны будущего второго пути – не менее 8 м (ширина бермы плюс ширина проектного междупутья). Берма должна иметь уклон 0,02-0,04 в сторону от земляного полотна.

Нормы проектирования элементов земляного полотна подробно представлены в приложении 5.

Источник

• визитки установка дверей шаблоны →