Что называется поперечным профилем земляного полотна
Поперечные профили земляного полотна
Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярной к его продольной оси. Площадь грунта, на которую отсыпают насыпь, является её основанием.
Поверхность земляного полотна, на которую укладывают верхнее строение пути, называется основной площадкой.
В зависимости от положения основной площадки относительно поверхности земли различают следующие виды земляного полотна (рисунок 5): насыпь (а), выемка (б), полунасыпь (в), полувыемка (г), полунасыпь-полувыемка (д), нулевое место (е).
Рис. 5. Поперечные профили земляного полотна: а – насыпь; б – выемка; в – полунасыпь; г – полувыемка; д – полунасыпь-полувыемка; е – нулевое место
Места перехода из насыпи в выемку и места, где земляное полотно проходит в уровне с поверхностью земли, которую только планируют, но не срезают и не досыпают, называют нулевыми местами.
Поперечный профиль определяет ширину земляного полотна (основной площадки) поверху, крутизну откосов, расположение и размеры водоотводных устройств и др.
Очертание основной площадки должно исключить застой воды и обеспечивать возможность укладки верхнего строения пути без повреждения земляного полотна.
На однопутных линиях основная площадка, имеющая вид трапеции, называется сливной призмой. Верхняя часть сливной призмы имеет ширину 2,3 м, высота призмы 0,15 м. На двухпутных линиях основная площадка имеет форму треугольника, вершина которого на 0,2 м выше уровня бровок.
При возведении земляного полотна из хорошо дренирующих материалов (камень, щебень, песок) основную площадку устраивают горизонтальной.
Свободные от балласта продольные полосы по краям основной площадки называются обочинами. Они служат для удержания балласта, осыпающего с откосов балластной призмы, размещения путевых и сигнальных знаков, устройств связи, материалов, инструмента, съемных машин и механизмов и для нахождения рабочих во время прохода поездов при обязательном соблюдении правил техники безопасности.
Высотой насыпи считается расстояние по оси земляного полотна от уровня бровок до основания, а глубиной выемки – расстояние от уровня бровок основной площадки до точки пересечения оси земляного полотна с линией, соединяющей бровки откосов выемки.
Горизонтальная проекция линий откоса называется его заложением, а отношение высоты откоса к заложению – крутизной откоса. В зависимости от вида грунтов, высоты насыпи, глубины выемки, крутизну откоса принимают в отношении от 1:0,1 до 1:2.
Вдоль насыпи для осушения её основания и отвода дождевых и паводковых вод служат продольные водоотводные канавы с обеих сторон полотна, а на косогорных участках – только с верховой стороны.
Если насыпь возводилась из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды от полотна используют образовавшиеся при этом спланированные котлованы, называемые резервами (рисунок 6).
Рис. 6. Насыпь высотою до 12 м с шириной основной площадки 7,6 м при поперечном уклоне местности не круче 1:5
Вынутый при сооружении выемки излишний грунт, не используемый для отсыпки насыпи, укладывают за откосом выемки в правильные призмы, называемые кавальерами (рисунок 7).
Рис. 7. Выемка глубиной до 12 м с шириной основной площадки 7,6 м при поперечном уклоне местности не круче 1:3
В выемках с каждой стороны основной площадки делают продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами. Кроме того, для перехвата и отвода, притекающих к выемке поверхностных вод на верховой стороне вдоль полевого откоса кавальера делают нагорные канавы. На полосе между кавальерами и бровкой откоса выемки отсыпают банкет с уклоном в сторону от выемки для отвода воды в забанкетную канаву, расположенную вдоль линии между банкетом и кавальером.
Поперечные профили земляного полотна бывают типовые и индивидуальные; типовые делятся на нормальные и специальные. Нормальными типовыми поперечными профилями называются профили, проверенные многолетним опытом, применяемые при высоте насыпей и глубине выемок до 12 м при надёжном основании, из наиболее часто встречающихся грунтов удовлетворительного качества, в обычных условиях, без специальных расчётов.
Типовые специальные поперечные профили применяют, если земляное полотно устраивают в таких грунтах, как лессы, жирные глины, на болтах.
Индивидуальные поперечные профили проектируют для особо сложных условий, а именно, насыпи высотой более 12 м, насыпи в пределах глубоких болот, в поймах рек, на косогорах круче 1:3, сооружаемые с помощью гидромеханизации, в районах вечной мерзлоты или сейсмических явлений.
Ширина земляного полотна поверху в прямых участках существующего пути на перегонах однопутных линий должна быть не менее 5,5 м, на двухпутных – 9,6 м, а в скальных и дренирующих грунтах не менее: на однопутных линиях – 5,0 м, двухпутных – 9,1 м. Минимальная ширина обычно должна быть не менее 0,4 м с каждой стороны пути.
На кривых участках пути радиусом менее 2000 м земляное полотно уширяется с наружной стороны кривой на 0,1 – 0,5 м в зависимости от радиуса и категории линии.
Ширину земляного полотна (основной площадки) новых железных дорог на прямых участках перегонов принимают по нормам, приведённым в таблице 3.
Ширину земляного полотна в кривых новых железных дорог увеличивают с наружной стороны на значение, указанное в таблице, а также на значение уширения междупутья в пределах кривых двухпутных участков (таблица 4).
На станциях, где кроме главных расположены и другие станционные пути, основную площадку земляного полотна делают значительно шире в зависимости от путевого развития станции, условий работы на ней, необходимости установки в междупутьях различных устройств (опор контактной сети, осветительных мачт, продольных водоотводов).
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
Категория линии | Грунты | |
глинистые, недренирующие (мелкие и пылеватые) пески | скальные, крупнообломочные и песчаные дренирующие | |
I | 7,6 | 6,6 |
II | 7,6 | 6,6 |
III | 7,3 | 6,4 |
IV | 6,2 | 7,1 |
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)
Радиус кривой, м | Увеличение горизонтальных расстояний между осями путей, мм |
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%).
Тип грунта | Крутизна откосов при высоте насыпи | ||
до 6 м | до 12 м | ||
в верхней части до 6 м | в нижней части от 6 до 12 м | ||
Скальный из слабовыветривающихся пород; галечный, гравийный щебенистый и древесный грунты; песок гравелистый, крупный и средней крупности; шлак металлургический | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,5 |
Песок мелкий и пылеватый; грунты глинистые, в т.ч. лессы и лессовидные суглинки | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,75 |
Пылеватые грунты в районах избыточного увлажнения, одноразмерные мелкие пески | 1:1,75 | 1:1,75 | 1:2 |
Песок мелкий барханный в условиях засушливого климата | 1:2 | 1:2 | 1:2 |
Тип грунта | Высота откосов, м | Крутизна откосов |
Скальные: | ||
слабовыветривающиеся | 1:0,2 | |
легковыветривающиеся | 1:0,2 | |
не размягчамые | 1:0,5 – 1:1,5 | |
размягчаемые | до 6 | 1:1 |
от 6 до 12 | 1:1,5 | |
Крупнообломочные, песчаные и глинистые однородные, в т.ч. лессовидные, твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции | 1:1,5 | |
Пески мелкие и барханные | 1:1 | |
от 2 до 12 | 1:1,75 | |
Лесс: | ||
в районах с засушливым климатом | 1:0,1 – 1:0,5 | |
вне районов с засушливым климатом | 1:0,5 – 1:1,5 |
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.
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
Категория линии | Грунты | |
глинистые, недренирующие (мелкие и пылеватые) пески | скальные, крупнообломочные и песчаные дренирующие | |
I | 7,6 | 6,6 |
II | 7,6 | 6,6 |
III | 7,3 | 6,4 |
IV | 6,2 | 7,1 |
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)
Радиус кривой, м | Увеличение горизонтальных расстояний между осями путей, мм |
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%).
Тип грунта | Крутизна откосов при высоте насыпи | ||
до 6 м | до 12 м | ||
в верхней части до 6 м | в нижней части от 6 до 12 м | ||
Скальный из слабовыветривающихся пород; галечный, гравийный щебенистый и древесный грунты; песок гравелистый, крупный и средней крупности; шлак металлургический | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,5 |
Песок мелкий и пылеватый; грунты глинистые, в т.ч. лессы и лессовидные суглинки | 1:1,5 | 1:1,5 | 1:1,75 |
Пылеватые грунты в районах избыточного увлажнения, одноразмерные мелкие пески | 1:1,75 | 1:1,75 | 1:2 |
Песок мелкий барханный в условиях засушливого климата | 1:2 | 1:2 | 1:2 |
Тип грунта | Высота откосов, м | Крутизна откосов |
Скальные: | ||
слабовыветривающиеся | 1:0,2 | |
легковыветривающиеся | 1:0,2 | |
не размягчамые | 1:0,5 – 1:1,5 | |
размягчаемые | до 6 | 1:1 |
от 6 до 12 | 1:1,5 | |
Крупнообломочные, песчаные и глинистые однородные, в т.ч. лессовидные, твердой, полутвердой и тугопластичной консистенции | 1:1,5 | |
Пески мелкие и барханные | 1:1 | |
от 2 до 12 | 1:1,75 | |
Лесс: | ||
в районах с засушливым климатом | 1:0,1 – 1:0,5 | |
вне районов с засушливым климатом | 1:0,5 – 1:1,5 |
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.