Контрольные вопросы:
Дайте объяснение что такое габарит подвижного состава?
Основные виды габаритов подвижного состава?
Дайте определение погонной нагрузке?
Что такое тара вагона?
Что такое грузоподъемность вагонов?
Практическое занятие № 2 нижнее строение пути
Цель работы: изучение конструкции нижнего строения пути.
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. 2.1). 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.
а – насыпь; б – выемка; в – полунасыпь;
г – полувыемка; д – полунасыпь-полувыемка
Рисунок 2.1. Виды земляного полотна
Насыпь и ее типовой поперечный профиль приведены на рис. 2.2, а, б. Верхняя часть, на которую укладывают балласт, шпалы и рельсы, называется основной площадкой. На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции с шириной верхней части 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 снеготаяния.Полоса земли, на которую опирается насыпь, является ее 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 основания ее по оси. Горизонтальная проекция l линии откоса называется его заложением, а отношение высоты откоса h к его заложению – крутизной откоса i, которое обозначается 1:n. Крутизна откосов устанавливается в зависимости от высоты насыпи, свойств грунтов, геологических, гидрологических и климатических условий местности. Широкое распространение получили откосы крутизной 1:1,5, называемые полуторными.
Рисунок 2.2. 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
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, находящегося рядом с ней, то для отвода воды 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 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 ‰.
Выемка и ее типовой поперечный профиль приведены на рис. 2.3. Основная площадка выемки имеет такие же размеры, как у насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемке создаются продольные водоотводы, называемые кюветами. Глубина кюветов, как правило, 0,6 м, а ширина по дну не менее 0,4 м. Дну кюветов придается продольный уклон 0,002.
Рисунок 2.3. 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; boп– 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.
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.