Ответы на экзамен по Изысканиям 4 курс 1 семестр. Экзамен. 1. Изыскания и проектирование железных дорог как научная дисциплина. Железная дорога как техническая система (пк 1, пк 4, пк 5)
 Скачать 4.44 Mb.
|
|
Часть земной поверхности, с которой атмосферные осадки стекают к пониженному месту на трассе ж.д. называют водосбором или бассейном. Верхней границей водосбора является обычно главный или продольный водораздел Нижней – трасса, участки которой в пределах каждого водосбора называют замыкающими створами. Боковыми границами являются поперечные водоразделы. Местоположение искусственных сооружений наиболее удобно определять с помощью одновременного анализа плана и продольного профиля трассы. Построение границ водосборов следует начинать от водораздельных точек. 22. Виды стока поверхностных вод и факторы его определяющие. Характеристики водосборных бассейнов и их влияние на процесс стока поверхностных вод (ПК-7.3.4). Сток поверхностных вод представляет собой процесс стекания части атмосферных осадков по склонам и логам водосбора к его замыкающему створу. По своему происхождению стоки могут быть: ливневыми, снеговыми, смешанными Цель расчета стока состоит в определении количества воды, притекающего к сооружению. От этого зависит размер отверстия искусственного сооружения. Сток дождевых паводков. В процессе дождевого стока можно выделить следующие периоды: 1. В начале дождя все выпавшие осадки расходуются на смачивания растительности и впитываются почвой. 2.По мере водонасыщения почвы ее впитывающая способность уменьшается и часть выпавших осадков образует на поверхности водосбора лужи. 3.После заполнения впадин микрорельефа вода отдельными ручейками начинает стекать к пониженным местам 4.При продолжении дождя отдельные ручейки начинают сливаться вместе, образуя слой воды, стекающий со склонов водосбора в его русловую систему. Этот слой называется – слой водоотдачи. Расход и объем притока воды зависят от общерайонных и местных факторов. Общерайонные факторы – метеорологические условия района проектирования, которые определяют: - продолжительность дождей - их интенсивность (нарастание слоя осадков в единицу времени) - количество выпадающих осадков - неравномерность их выпадения во времени и по площади - ветровой и температурный и влажностный режим воздуха Местные факторы – геометрические и гидроморфологические характеристики водосбора. К местным факторам относится также антропогенная деятельность человека (сельскохозяйственная обработка земли, лесоразработки, лесонасаждения, регулирование рек, создание искусственных водоемов, мелиорация). К геометрическим характеристикам водосбора относится его форма. Водосборы, образованные одним или двумя склонами, называются, соответственно одно- или двухскатными. Водосборы, имеющие внутренние водоразделы и промежуточную русловую систему являются сложными и называются расчлененными. Геометрическими характеристиками водосбора являются - площадь водосбора - длина - уклон главного лога - сумма длин логов промежуточной русловой системы - средняя длина безрусловых склонов - средний уклон склонов - наибольший линейный размер водосбора - среднее относительное заложение откосов берегов главного лога К гидроморфологическим характеристикам относятся: - коэффициент гидравлической шероховатости русла главного лога - коэффициент гидравлической шероховатости склонов - впитывающая способность почв (песок и глина- разная впитывающая способность) - особенности микрорельефа - наличие и характер растительного покрова Озера и болота, расположенные на территории водосбора, аккумулируют часть выпадающих осадков, что вызывает уменьшение расхода и объема притока. 23. Основные положения теории стока поверхностных вод. Гидрограф стока. Методики расчета ливневого стока заданной вероятности превышения для проектирования малых искусственных сооружений (ПК-7.3.4). Во время стока расход воды, притекающей к замыкающему створу, непрерывно изменяется, а в отдельные промежутки времени может оставаться постоянным. Графическое изображение зависимости Q(t) называют гидрографом стока. Площадь гидрографа, ограниченная кривой Q(t) и осью абсцисс, численно равна объему стока W. Отношение максимальной глубины слоя водоотдачи ко времени водоотдачи характеризует среднюю интенсивность водоотдачи a1 = hв / tв Интервал времени от момента появления до момента прекращения притока воды к замыкающему створу называют периодом стока. Он сдвинут во времени по отношению к периоду дождя или снеготаяния. φ = Q / Qп – коэффициент полноты стока γ - коэффициент, учитывающий неравномерность выпадение осадков по территории водосбора  Гидрограф полного стока Обеспечение сохранности сооружения Требования к сохранности сооружений можно разделить на две группы: ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ - требования по обеспечению безопасной эксплуатации сооружений под воздействием нагрузок водного потока КОНСТРУКТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ – требования, обеспечивающие безопасную эксплуатацию сооружений подл воздействием статических и динамических нагрузок. Гидравлические требования 1. для труб Нормальными условиями эксплуатации труб является их работа в безнапорном режиме. Нормы проектирования обязывают при выборе отверстия сооружения пропускать расчетный расход только при безнапорном режиме с определением определенного возвышения ∆ высшей точки внутренней поверхности трубы над уровнем воды. СНиП 2.05.03-84 Для малых мостов Для мостов должна обеспечиваться сохранность пролетных строений при пропуске водного потока. СНиП 2.05.03-84 регламентирует минимальное возвышение низа пролетного строения над уровнем воды во входном сечении моста. ∆ Для выполнения рассматриваемого требования отметка бровки земляного полотна (отметка проектной линии) на подходах к мосту должна удовлетворять требованию  Где Нл - отметка дна лога в месте размещения сооружения hвх - глубина воды во входном сечении моста, определяемая по известному напору ∆ - нормируемое возвышение низа пролетных строений над уровнем воды во входном сечении моста с - строительная высота пролетного строения моста, отсчитываемая от низа конструкции в пролете до подошвы рельса, d - расстояние от бровки земляного полотна до подошвы рельса, м, которое зависит от верхнего строения пути Для мостов должна выполняться проверка на неразмываемость русла. Необходимо, чтобы скорость воды при расчетном расходе была меньше максимально возможной (По условию неразмываемости русла) не менее чем на 20%.     где V - скорость течения воды в сооружении; g – ускорение свободного падения, м/с2; a- коэф-т, учитывающий неравномерность распределения скоростей течения по живому сечению (для незатопленного водослива равен 1,0); Wб- площадь живого сечения потока при глубине hб; Vб - бытовая скорость течения. 24. Проектирование плана и продольного профиля железной дороги в пределах малых водопропускных сооружений (ПК-7.1.2, ПК-7.1.4, ПК-7.2.1, ПК-7.3.4). Искусственные водопропускные сооружения размещаются на пересечении водотока с железной дорогой. На выбор типа и размера сооружения влияют следующие факторы: расходы и объемы притока воды с водосбора высота насыпи, запроектированная в месте размещения сооружения инженерно-геологические и климатические условия Кроме того, на выбор типов и отверстий сооружений оказывают влияние: возможность централизованного заводского изготовления деталей и конструкций размещение индустриальных баз для строительства наличие индустриальных сборно-монтажных средств возведения сооружений разных типов условия доставки материалов, деталей и конструкций к местам возведения сооружений сроки строительства дороги Учитывая сравнительно большое количество малых водопропускных сооружений на трассе, целесообразно стремиться к сокращению числа типов и размеров сооружений на проектируемой линии. Минимальная потребная высота насыпи по конструктивным условиям для размещения типовых труб колеблется от 1,2 до 4 м в зависимости от типа трубы и ее отверстия. Максимальная высота насыпи для: типовых круглых и прямоугольных ж.б. труб при естественных нескальных основаниях составляет 19м при скальных и свайных основаниях круглых труб 16,5м в случае прямоугольных труб от 16 до 18м в зависимости от размеров отверстия. При более высоких насыпях допускается применять трубы только индивидуального проектирования. При выборе малых водопропускных сооружений предпочтительнее изготавливаемые индустриально типовые сборные трубы, которые в меньшей степени чем мосты нарушают целостность земляного полотна. Если эти трубы не обеспечивают потребную водопропускную способность, целесообразны эстакадные мосты, пропускающие большие расходы. Эти мосты надо сооружать при невысоких насыпях (2-3,5м), недостаточных для размещения труб необходимых размеров. При значительной высоте насыпи следует рассмотреть возможность использования прямоугольных бетонных труб. Если высота насыпи недостаточна для размещения водопропускного сооружения, то прежде чем отказаться от сооружения данного типа, следует проверить возможность использования тех или иных мероприятий для его размещения, в том числе: применение многоочковых труб, увеличение отверстия трубы или моста, увеличение высоты насыпи. 25. Критерии и классификация вариантов решений, возникающих при проектировании железных дорог (ПК-7.3.4). Для выбора наилучшего решения необходимо рассмотреть несколько вариантов. Причем каждый вариант должен обеспечивать: 1. заданную пропускную и провозную способность. 2. безопасность движения поездов и надежность работы дороги. 3. соблюдение заданных сроков строительства. 4. соответствие действующим СНиП и ГОСТам. Разрабатываемые варианты могут иметь различные методы. В соответствии с этим различают 3 гр: 1гр: варианты общегосударственного значения; 2гр: не отличается по общественному значению, а отличается по основным эл-м сооружения и условиям эксплуатации(варианты внутреннего значения) 3гр.одинаковое общественное значение, не одинаковые технич параметры К общегосуд-ным относят варианты принципиальных решений, возникающие на предпроектной стадии. Они отличаются друг от друга принципиальными направлениями, точками примыкания к существующей сети, основными техническими параметрами постоянных устройств. К вариантам внутритранспортного значения относят: 1. основные 2. местные. Классификация: 1. По содержанию(технические, технологические(строительнотехнолог.,эксплуатационно-технологические),экономические,социальные,экологические,эстетические) 2. По форме выражения 3. По степени определенности 4. По кол-ву учитываемых свойств 26. Определение строительной стоимости и эксплуатационных расходов для сравнения вариантов проектных решений (ПК-7.3.4). Строительная стоимость – отражает общественно-необходимые затраты, непосредственно связанные с сооружением объекта по утверждённому проекту Наиболее детально эти затраты рассчитываются при определении сметной стоимости Сметная стоимость – хар-ся динамикой роста во времени (это сумма денежных средств, необходимых для осуществления стр-ва в соответствии с проектом) Для расчёта строительной стоимости необходимо знать величину изменения во времени стоимости одного и того же объекта и из-за изменения ценообразующих факторов Кв  =1+Ф ∆tФ- среднегодовая структурная поправка по всем факторам = 3,5% ∆t- промежуток времени за кот-й рассчитываем увеличение стоимости Эксплуатационные расходы при сравнении вар-ов проектных решений 1)Прямые- текущие издержки на дв-ие поездов, расходы на восстановление, все виды ремонтов и текущего сод-ия постоянных устройств С=Сдв  +Спу Сдв – расходы,связ. с движ. пездов Спу – расходы на содер. постоян. устр-в 2)Сопутствующие- учитывают повышение или снижение текущих расходов на др. объектах ж/д транспорта 3)Сопряжённые- связаны с изменением текущих издержек в сметных отраслях народного хоз-ва(охрана окружающей среды) При сравнении вар-ов должны учитываться все изменяющиеся по вариантам выше названные затраты Определение эксплуатационных расходов, зависящих от размера дв-ия: По единичным нормам эксплуатационные расходы рассчитываются наиболее детально с учетом большого числа измерителей. Это позволяет более точно учитывать особенности сравниваемых вариантов, но требует значительных трудозатрат. Способ используется, как правило, на проектных стадиях для сравнения вариантов трассы на отдельных участках, в том числе, местных вариантов. 27. Основные технические и эксплутационные показатели сравниваемых вариантов проектируемых линий. Технико-экономическое сравнение вариантов проектных решений при единовременных капитальных вложениях (ПК-7.3.4). Сравнение вариантов проектных решений позволяет выявить наиболее эффективный вариант. В зависимости от поставленной цели можно добиться: 1.Уменьшения первоначальных затрат 2.Сокращения сроков строительства 3.Снижение потребности материальных и трудовых ресурсов 4.Уменьшения воздействия на окружающую среду Могут быть выделены показатели: технические, технологические, экономические, социальные, экологические, эстетические. Технические показатели включают параметры железнодорожных сооружений: длина варианта, коэффициент развития трассы, величина руководящего уклона, процент его использования, доля кривых плана линии, значение минимального радиуса кривой в плане, доля участков с вредным уклоном, другие технические характеристики плана и профиля железной дороги. Технологические показатели проектных решений в железнодорожном строительстве могут быть подразделены на строительно-технологические и эксплуатационно-технологические. Эксплуатационные показатели включают: весовую норму поездов, скорость их движения, время доставки грузов и пассажиров, время оборота локомотивов и вагонов, степень бесперебойности и безопасности движения поездов, резерв пропускной способности, показатели эксплуатационной надежности, сроки службы запроектированных устройств и сооружений. В числосоциальных входят показатели, характеризующие жилищные и культурно-бытовые условия как в процессе строительства, так и при эксплуатации сданного объекта, изменение уровня занятости населения в регионе, обеспеченность населения района проектирования в перевозках, комфортабельность пассажирских перевозок, улучшение условий труда, экономия свободного времени. Экологические показатели отражают степень воздействия инвестиционных проектов на водную и воздушную среду, засорения и деградации земель, засорения территории промышленными отходами, негативного воздействия на животный и растительный мир. Эстетические показатели характеризуют выразительность, форму, гармоничность, соответствие запроектированных объектов окружающей среде. Сравнение вариантов: Если экономический эффект от эксплуатационной деятельности не изменяется во времени и инвестиции единовременны, то показатели общей эффективности инвестиционных вложений могут рассчитываться по следующим зависимостям: К показателям общей эффективности проектных решений относятся чистый дисконтированный доход, индекс доходности, внутренняя норма доходности, срок окупаемости (возврата) инвестиций. Чистый дисконтированный доход (ЧДД) представляет собой суммы разностей эксплуатационного эффекта и инвестиционных вложений за расчетный период, приведенных к единому (обычно начальному) году ЧДД=(Э/Е)-К0 Индекс доходности: ИД=Э/(ЕК0) Внутренняя норма доходности: Евн=Э/К0 Срок окупаемости (возврата) инвестиций: Т0=lg[1-((K0/Э)-1)Е] /lg(1+E) K0-размер первоначальных инвестиционных затрат Э- годовой экономический эффект от эксплуатационной деятельности Евн- внутренняя норма доходности Для сравнения вариантов инвестиционных проектов используются следующие показатели сравнительной экономической эффективности: сравнительный интегральный эффект, приведенные строительно-эксплуатационные расходы и срок окупаемости дополнительных инвестиций Капитальные вложения включают 3группы -Прямые к. в. (приобретение оборудования) -Сопутствующие к. в. -Сопряженные к. в.(учитывают при значительном различии по сравниваемым вариантам затраты на увеличение мощности, затраты по водообеспечению и т. д.) При сравнении вариантов целесообразно учитывать лишь те сопутствующие работы, которые технологически связаны с реализуемым проектом. 28. Влияние показателей плана и продольного профиля на эксплуатационные расходы (ПК-7.3.4). При сравнении вариантов новой железнодорожной линии эксплуатационные расходы должны учитывать прежде всего различие в их длине, а также особенности плана и продольного профиля трассы. В системе укрупненных норм наиболее распространенными является способ показателей трассы, в котором расходы по пробегу одного поезда, руб., рассчитываются по формуле  где L – длина участка ж.д., км; ΔН- алгебраическая разность отметок конечной и начальной точек участка, м; ∑α  - сумма углов поворота всех кривых на участке, град;Нс  - сумма высот всех тормозных спусков на участке в рассматриваемом направлении движения поезда, имеющих крутизну больше предельно безвредного уклона, м;∑α  с - сумма углов поворота в пределах тормозных спусков, град;Lc  - протяженность тормозных спусков, км; С – норма расходов на пробег поездом 1 км по площадке; А – норма расходов на преодоление поездом 1 м высоты; Б – норма дополнительных расходов на движение поезда по тормозному спуску на 1 м его высоты; В – поправка к величине расходов на тормозных спусках, учитывающая кинетическую энергию движения поезда; выводится на 1 км длины тормозных спусков. 29. Типы сооружений на пересечениях железной дорогой водных препятствий. Комплекс сооружений мостового перехода (ПК-7.1.2, ПК-7.1.4, ПК-7.2.1, ПК-7.3.4). Для преодоления водного пространства возводят систему сооружений, называемую переходом. Переходы через водные препятствия классифицируются по типу искусственного сооружения: мост, труба, тоннель, фильтрующая насыпь (дамба), плотина гидросооружения, ледяная переправа, паром. Для регулирования потока на мостовом переходе возводят комплекс сооружений, которые должны обеспечивать: |