2.3. Трассирование вариантов и составление

схематических профилей.

Трассирование – это определение положения трассы дороги в пространстве. Камеральное (кабинетное) трассирование – укладка плана трассы на топографической карте, топографическом плане в горизонталях, стереомодели или цифровой модели местности с одновременным проектированием продольного профиля.

Трасса железной дороги определяет размещение дорогостоящих и, как правило, не поддающихся перемещению капитальных сооружений: земляного полотна, водопропускных труб, мостов, тоннелей, станций и др. Поэтому выбор положения трассы – одна из важнейших задач проектирования железной дороги. Она должна решаться с учетом соответствия трассы условиям будущей эксплуатации дороги и строительным требованиям.

2.3.1. Трассирование вариантов.

На выбор направления дороги влияют транспортно-экономические, природные и технические факторы.

Разработка вариантов трассы ведется в такой последовательности:

а) изучение рельефа местности, установления фиксированных точек и возможных направлений трассирования;

б) принятие наиболее конкурентоспособных вариантов направлений;

в) трассирование отобранных вариантов и построение для них схематических профилей.

Изучение рельефа местности в районе трассирования следует начинать с ее гидрографического строения, то есть надо установить наличие постоянных водотоков и направление стока воды. Для большей наглядности следует выделить реки и их притоки синим или голубым цветом.

После этого устанавливают главный водораздел, разделяющий основные речные системы, и водоразделы 1-го и 2-го порядков, разделяющие бассейны реки и ее притоков или сами притоки друг от друга. Линии основных водоразделов следует отметить на карте коричневым цветом.

Затем следует установить общий характер предстоящей укладки трассы – будет ли это поперечно-водораздельный, долинный или водораздельный ход.

Применительно к характеру хода надо выявлять возможные направления трассы и наметить для каждого из них основные фиксированные точки.

Фиксированные точки – это точки на местности, определяющие целесообразность прохождение через них проектируемой железной дороги при обходе или пересечении контурных и высотных препятствий. К контурным препятствиям относятся реки, озера, водохранилища, населенные пункты, заповедники, горные выработки, сельскохозяйственные угодья, а также зоны, неблагоприятные в инженерно-геологическом отношении: заболоченные участки, овраги, закарстованые зоны, оползневые участки, лавиноопасные места, конусы выноса селевых потоков и т.п. Высотные препятствия – это горные хребты, высокие водоразделы, ущелья, крутые обрывистые берега рек (прижимы).

Фиксированными точками могут быть седла пересекаемых водоразделов (перевалы в горных условиях), наиболее удобные места пересечения рек, пересечения или обход других водных препятствий, места для обхода населенных пунктов, горных выработок и т.п.

С учетом положения опорных пунктов и фиксированных точек намечают воздушно-ломаные направления (рисунок 2.1) и по ним оценивают условия укладки трассы, выделяя участки напряженного и вольного хода.

Рисунок 2.1. Варианты возможных направлений трассирования железной дороги А – Б:

В – опорный пункт; а – е – фиксированные точки трассы; 1 – геодезическая линия;

2 – Северный вариант; 3 – Южный вариант; 4 – подвариант с ветвью к пункту В

В зависимости от характера хода для оценки направлений имеют значения разные факторы.

На вольных ходах нет значительных высотных препятствий, поэтому укладка трассы ведется по кратчайшему направлению (по прямой) между фиксированными и опорными точками. Изменение направления трассирования должно быть обосновано. Для того, чтобы обход встречающихся препятствий не приводил к существенному удлинению линии, углы поворота должны быть, как правило, не более 15 – 20^о. Этого можно достичь, если начинать обход заранее (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2. Варианты обхода препятствий на участке вольного хода:

1 – геодезическая линия; 2, 3 – варианты трассы

Предварительное направление трассы на участках напряженного хода определяют по топографическим картам в горизонталях путем укладки линии нулевых работ.

При масштабе карты 1: m, сечении горизонталей ∆h, (м), уклоне трассирования i_тр значение горизонтального заложения d (см) определяется по формуле:

d=hm10⁵/ i_тр, (2.15)

где h  шаг горизонталей, м;

m  масштаб карты;

i_тр  уклон трассирования ,(i_тр = i_р – i_экв) ⁰/₀₀.

Уклон трассирования принимают несколько меньшим (на поправку i_экв), чем руководящий уклон. Поправка i_экв к руководящему уклону необходима для того, чтобы учесть, что трасса будет короче, чем линия нулевых работ. Обычно для изрезанных склонов, где линия нулевых работ сильно изломана, эту поправку можно принять равной i_экв = 0,7 – 0,8 ‰ , на ровных склонах i_экв = 0,2 – 0,4‰. Эта поправка учитывает также необходимость смягчения руководящего уклона на кривых – на изрезанных склонах кривых больше и радиусы меньше, т.е. поправка больше, поэтому смягчение должно быть большим, на ровных склонах кривых меньше и они более пологие, поэтому смягчение меньше и поправки меньше.

Откладывая измерителем в масштабе карты расстояние d между соседними горизонталями, получаем линию нулевых работ (рисунок 2.3), которая называется потому, что если по ней провести трассу, а затем на профиль нанести проектную линию уклоном трассирования, то в точках пересечения горизонталей можно получить «нулевые» земляные работы (уклон местности равен уклону проектной линии).

Прокладку линии нулевых работ нужно вести с учетом положения трассы при соответствующих нормах проектирования плана линии. В качестве примера (на рисунке 2.4) показаны правильная и неправильная наколка линии нулевых работ.

Рисунок 2.3. Варианты линии нулевых работ.

Для долинного хода имеют значения: направление течения реки, уклон речной

долины, изрезанность и крутизна ее склонов, извилистость русла, наличие заболоченных участков пойм, геологически неблагоприятных условий для укладки трассы на склонах речной долины (оползневые косогоры, осыпи, лавины и т.п.).

Рисунок 2.4. Примеры прокладки линии нулевых работ:

а – правильно; б – неправильно

Для водораздельных ходов имеет значение характеристика водораздела: наличие вершин, требующих обхода или пересечения, ширина водораздела, его уклон (вдоль направления трассирования), целесообразность обхода или пересечения верховьев логов, места наиболее удобного подъема на водораздел или спуска с него.

Условия укладки поперечно-водораздельного хода характеризуются наличием удобных мест перехода рек (исходя из характера русла и пойм) и пересечения водоразделов (наиболее попутные или низкие седла), разницей отметок долин рек и седел водоразделов (то есть средним естественным уклоном склонов). Одновременно с выбором мест пересечения намечается и способ пересечения водораздела – устройство тоннеля или выемки той или иной глубины.

При укладке трассы вдоль косогора, когда нет ясно выраженных фиксированных точек, варианты различаются тем, что они укладываются выше или ниже по косогору. Их характеризуют длина трассы, пересечение разного числа водотоков, характер и глубина пересекаемых логов, потребность в укрепительных сооружениях и т.д.

В местах пересечения средних рек высота насыпи назначается не менее 6 – 9 м, больших рек – 10 – 12 м. Глубина перевальной выемки намечается попытками, то есть циркульным ходом проверяют условия спуска с водораздела в долину при различной глубине выемки.

Если выявляется, что при заданном значении руководящего уклона есть только одно заведомо целесообразное направление, то следует аналогичным методом рассмотреть варианты с другим руководящим уклоном, чтобы можно было отобрать для трассирования и сравнения действительно конкурентные варианты.

При назначении и трассировании вариантов следует обратить внимание на то, чтобы в начальном и конечном пунктах все варианты трассы совпадали по направлению в плане, а в профиле имели одинаковые проекте отметки.

Все возможные варианты направлений должны быть оценены с точки зрения длины линии, суммы преодолеваемых высот, прохождение трассы по геологически

неблагоприятным местам, наличия тоннелей, виадуков, необходимости применения

кривых малого радиуса и т.д. Показатели вариантов следует свести в таблицу 2.11.

На основе сопоставления показателей вариантов отбирают два направления для проектирования плана трассы с составлением схематических продольных профилей и последующего технико-экономического сравнения.

Таблица 2.11. Показатели вариантов направлений трассы.

Варианты	Длина по воздушной линии, км	Длина по воздушно-ломанному направле- нию, км	Руководящий уклон, ‰	Сумма преодо- леваемых высот, м		Количество пересека- емых водо- токов		Наличие тоннельных пересечений	Протяженность неблагоприятных мест, км
				туда	обратно	больших	малых

Для определенности в расчетах по размещению раздельных пунктов принимаем, что трассирование начинается от площадки раздельного пункта (в курсовом и дипломном проектировании принимается промежуточная станция). Следующая площадка раздельного пункта (разъезд) размещается по расчету времени хода и она не всегда совпадает с заданным конечным пунктом трассирования. Последний является, как правило, только местом примыкания заданного участка к соседнему.

Непосредственное трассирование выбранных вариантов начинается с уточнения участков напряженного и вольного хода. Для участков затяжного напряженного хода целесообразно подсчитать минимально необходимую в данных условиях длину линии и установить необходимость ее развития против воздушно-прямого направления. Затем необходимо наметить приемы, которыми в данном случае можно достичь необходимого удлинения (например, в одном варианте – заход в боковую долину притока реки, а в другом – укладка петли на пологом косогоре).

Укладку трассы следует начинать от фиксированных точек и с участков перехода,

трассу следует укладывать от створа мостового перехода «на подъем».

Рисунок 2.5. Спрямление линии нулевых работ.

Трассу следует укладывать, возможно, более спрямленными направлениями (рисунок 2.5) Отклонение от воздушной линии, особенно на участках вольного хода, должно быть обосновано. На участках напряженного хода рекомендуется максимально использовать руководящий уклон для уменьшения объемов земляных работ.

После того, как установлено принципиальное направление трассы, правильная укладка ее достигается в результате последовательных попыток. Поэтому, для избежания многочисленных корректировок всей трассы, ее следует укладывать участками длиной не более 4 – 5 км, составляя параллельно схематический продольный профиль и нанося на нем проектную линию. Укладка трассы на всем протяжении (от начального пункта до конечного направления) только на планшете без составления продольного профиля и подсчета времени хода для размещения площадок раздельных пунктов не обеспечивает контроль правильности укладки и, как правило, приводит к бросовым трассировкам.