земляное полотно. Назначение земляного полотна и требования, предъявляемые к нему
 Скачать 0.66 Mb.
|
|
Назначение земляного полотна и требования, предъявляемые к нему Земляное полотно — это инженерное сооружение из грунта, на котором размещается верхнее строение железнодорожного пути. Земляное полотно воспринимает нагрузки от подвижного состава и верхнего строения пути и передает их на основание. Земляное полотно выравнивает земную поверхность в пределах железнодорожной трассы для придания пути необходимого плана и профиля. От надежности земляного полотна зависят и скорости движения поездов, и масса поездов, и пропускная и провозная способность линий. Земляное полотно работает в сложных условиях, так как подвергается значительной поездной нагрузке и влиянию природных факторов. От целостности и состояния земляного полотна зависит исправность всего железнодорожного пути. Чтобы земляное полотно исправно служило, к нему предъявляются следующие основные требования: - прочность — способность выдерживать нагрузку от подвижного состава (передаваемую через верхнее строение) без разрушений; - устойчивость — неизменность своей формы и положения, как от передаваемой нагрузки, так и от влияния природно-климатических воздействий; - надежность и долговечность. Для защиты земляного полотна от неблагоприятных природных воздействий предусматривается комплекс различных защитных, водоотводных и укрепительных сооружений. Земляное полотно должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям: - обеспечивать длительную эксплуатацию с минимальными отказами при пропуске современных (и перспективных) типов подвижного состава при максимальных скоростях движения поездов и расчетной грузонапряженности железной дороги; - быть ремонтопригодным; - быть равнонадежным независимо от применяемых грунтов. Кроме того, при проектировании земляного полотна должны учитываться вопросы максимальной сохранности ценных земель и нанесения минимального ущерба природной среде. Земляное полотно обычно сооружают из местных или привозных грунтов, обладающих различными физико-техническими характеристиками (плотностью, пористостью, влажностью и др.), от которых зависят стабильность и долговечность сооружений земляного полотна. Грунты для земляного полотна. Для отсыпки насыпей наиболее желательны скальные, крупнообломочные грунты (щебенистые, галечниковые, гравийные) и песчаные, которые обладают высокой несущей способностью, хорошо пропускают воду, не изменяют своих свойств при увлажнении. Грунты основания земляного полотна чаще представлены глиной, песком. И земляное полотно в основном сооружается именно из таких грунтов и в таких грунтах. Земляное полотно железнодорожного пути.  Любой железнодорожный путь состоит из трёх главных составляющих, это верхнее строение пути, земляное полотно и искусственные сооружения. Земляное полотно, это основание под верхнее строение, под сам путь, который состоит из балластной призмы, шпал и рельс. Это основание служит для равномерного распределения нагрузок от сооружения верхнего строения пути и подвижного состава, на поверхность земли. Земляное полотно обеспечивает фиксированное (проектное) положение железнодорожного полотна, при любых допустимых нагрузках, и любых климатических условиях. Земляное полотно может находиться на насыпи (рис. 1), или выемки (рис. 2), от поверхности земли. Места, где нет ни насыпи не выемки, называются нулевыми.  Рис 1. Насыпь: 1 — резерв; 2 — граница полосы отвода; 3 — берма; 4 — обочина; 5 — межевой знак; 6 — бровка откоса; 7 — откос; 8 — подошва откоса; 9 — основная площадка.  Рис 2. Выемка: 1 — кавальер; 2 — забанкетная канава; 3 — откос кавальера; 4 — банкет; 5 — бровка откоса; 6 — обочина; 7 — балластный слой; 8 — кювет; 9 — бровка основной площадки; 10 – основная площадка; 11 — откос выемки. Искусственные сооружения, их виды и назначение Искусственные сооружения предназначены для пересечения железной дорогой водных преград, других железных и автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также для обеспечения безопасного перехода людей через пути и устойчивости земляного полотна в сложных условиях. К искусственным сооружениям относятся мосты, тоннели, водопропускные трубы, подпорные стены, регуляционные сооружения, дюкеры, галереи, селеспуски и др. При пересечении железной дорогой рек, каналов, ручьев, оврагов сооружаются мосты или трубы (рис. 1 и 2).  Рис.1. Мост через р. Амур на БАМе  Рис.2. Труба Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки, эстакады. Путепроводы (рис.3) строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый и безопасный пропуск транспорта на пересечении дорог в разных уровнях.  Рис.3. Путепровод Виадуки (рис. 4) сооружают вместо высокой обычной насыпи при пересечении железной дорогой глубоких долин, оврагов и ущелий.  Рис.4. Виадук Эстакады (рис.5) устраивают взамен больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и не препятствуют проезду и проходу под ними, а также на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами разлива воды.  Рис.5. Эстакада При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок сооружают тоннели (рис.6). Для безопасного перехода людей через железнодорожные пути на станциях и остановочных пунктах пригородных поездов предусматриваются пешеходные мосты или тоннели.  Рис. 6. Тоннель Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей служат подпорные стены, а при подходах к большим мостам для защиты их опор от подмыва при паводках и повреждения льдом — регуляционные сооружения. Наиболее распространенными видами искусственных сооружений являются мосты и трубы (более 92 %). Искусственные сооружения по протяженности составляют в среднем менее 1,5 % обшей длины пути, однако доля их в стоимости железной дороги равна почти 10 %, поэтому их рассчитывают на длительный срок службы. Они должны быть простыми и дешевыми в эксплуатации и вместе с тем обеспечивать безопасное и бесперебойное движение поездов с наибольшими скоростями, установленными для данного участка. Мост состоит из пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и передающих давление на грунт. Мост вместе с подходами, укрепительными и регуляционными сооружениями и подмостовым руслом реки составляет мостовой переход. Береговые опоры моста называют устоями, а промежуточные — «быками». Опорами мост разделяется на пролеты. Опоры состоят из фундамента и видимой части (тела) Пролетные строения опираются на опоры через опорные части, которые позволяют пролетному строению несколько поворачиваться и продольно перемещаться при изменениях температуры и изгибе под нагрузкой. При этом с одной стороны пролета устанавливают неподвижные, а с противоположной — подвижные опорные части. Если проезжая часть располагается на уровне верхнего пояса, мост называют с ездой поверху, если на уровне нижнего, — с ездой понизу, кроме того, может быть конструкция моста с ездой посередине (рис. 7).  Рис. 7 Мосты с ездой: а — поверху; б — понизу; в — посередине Основными параметрами моста являются длина, высота, отверстие моста, грузоподъемность. В зависимости от длины, числа пролетов, конструкции и материала пролетного строения, числа путей и способа передачи давления на опоры мосты классифицируются следующим образом: по числу пролетов — одно-, двух-, трехпролетные и т.д.; по числу главных путей — одно-, двух- и многопутные; по конструкции пролетного строения — с ездой понизу, поверху и посередине; по материалу — каменные, металлические, железобетонные, деревянные; по длине — малые (до 25 м), средние (25—100 м), большие (100— 500 м) и внеклассные (более 500 м); по способу передачи давления на опоры — балочные; арочные, рамные, висячие, вантовые, комбинированные. В балочных и вантовых мостах пролетное строение передает на все опоры только вертикальное давление, благодаря чему опоры имеют сравнительно легкие конструкции. В мостах других статических схем береговые опоры работают под более сложным воздействием сил, поэтому их строят массивными и не дающими просадок. Одной из важнейших задач при проектировании мостов является выбор материала пролетного строения. Деревянные мосты широко применялись в первый период строительства железных дорог, а также в годы Великой Отечественной войны при временном восстановлении. Достоинствами этих мостов являются простота конструкций, возможность использования местных материалов, быстрота сооружения и дешевизна. Однако они недолговечны, опасны в пожарном отношении, сложны в содержании и поэтому в настоящее время могут быть допущены лишь в отдельных случаях на малодеятельных ветвях и подъездных путях. Каменные мосты долговечны, малочувствительны к увеличению массы поездов, требуют небольших затрат на содержание и могут сооружаться из местных материалов. Вместе с тем строительство этих мостов весьма трудоемко, допускаемая длина пролетов ограничена, они имеют большую собственную массу и требуют значительного расхода материала, поэтому каменные мосты в настоящее время не строятся. Металлические мосты составляют около 70 % общей протяженности всех мостов на железных дорогах сети. Широкое распространение их объясняется высокой прочностью при сравнительно малой массе, возможностью применения однотипных деталей, изготовляемых индустриальным методом, высокой степенью механизации работ по сборке моста и сравнительно большим сроком службы (до 80 лет). Металлические мосты особенно экономичны при пролетах более 33 м. Основными недостатками этих мостов являются большой расход металла и необходимость тщательного ухода для предотвращения коррозии; во избежание ее производится периодическая окраска пролетных строений. Железобетонные мосты являются более долговечными, чем металлические, требуют меньше металла и расходов на содержание, менее чувствительны к увеличению массы поездов. Они также позволяют изготовлять фермы в заводских условиях, а сборку моста производить на месте с широким использованием механизмов. Однако большая масса пролетных строений усложняет строительно-монтажные работы и требует более мощных опор. Поэтому железобетонные мосты являются основным типом малых мостов, а при средних и больших пролетах выбор материала — железобетона или металла — производится на основе технико-экономических расчетов. |