Тема1.1 Основные сведения о трассе, плане и продольном профиле линии

Цель: Дать понятие о трассе, плане, профиле железнодорожной линии.

Постройке железной дороги предшествует ее проектирование. Для принятия наилучшего решения при проектировании разрабатывают и сравнивают несколько вариантов расположения в пространстве продольной оси земляного полотна линии, т.е. трассы. Трасса может быть закреплена, обозначена на местности или вычерчена на топографических картах или планах.

Рисунок 5 – Схема расположения трассы на железной дороге

План и профиль определяют положение трассы в пространстве.

Вид трассы линии сверху, или, проекция трассы на горизонтальную плоскость, называется планом железнодорожной линии. Вертикальный разрез земной поверхности и земляного полотна по трассе линии называется продольным профилем железнодорожной линии. Продольный профиль линии представляет собой горизонтальные участки (площадки) и уклоны (спуски и подъемы).

План, профиль, а также основные размеры сооружений и устройств железной дороги проектируются так, чтобы обеспечить безопасность и бесперебойность движения поездов установленной массы с заданными скоростями. В этом случае они называются проектными.

В плане железнодорожная линия состоит из прямых и кривых участков пути, элементами плана являются прямые и кривые. Кривые проектируют при необходимости обхода препятствий, приближения линии к населенным пунктам, стремления к удешевлению строительства.

Рисунок 6 – Кривая на железной дорог

На новых линиях кривые участки пути имеют стандартные радиусы кривизны от 4000 до 1200 м, в трудных условиях допускаются радиусы 600 и 500 м, а с разрешения КТЖ – 250 и 200 м. Чем меньше радиусы кривых, тем выше сопротивление движению, быстрее изнашиваются рельсы, действует центробежная сила, стремящаяся опрокинуть состав.

Переход элемента профиля одной крутизны к элементу другой крутизны называют переломом профиля. При резком переломе профиля увеличивается давление на путь от проходящих поездов или создается опасная нагрузка отдельных колес подвижного состава. Прямые участки пути сопрягают с кривыми при помощи переходных кривых, радиус которых постепенно уменьшают от бесконечно большого до радиуса данной кривой. Этим обеспечивают плавный переход подвижного состава с прямого участка пути на кривой. Для сопряжения между собой соседних кривых между ними укладывают кроме переходных кривых (20-180 м) прямые вставки длиной до 150 м.

Элементами продольного профиля линии являются площадки и уклоны. Для поезда, движущегося от низшей точки к высшей, уклон является подъемом, если поезд движется от высшей точки к низшей то уклон будет спуском. Горизонтальный участок без подъемов и спусков называют площадкой.

Рисунок 7 - Элементы продольного профиля линии

При расстоянии между точками А и Б (рисунок 8), равном 500 м, и превышении точки В над точкой А на 4,5 м величина или крутизна уклона линии АВ будет равна девяти тысячным (4,5:500= 0,009). Т.е. если на каждый метр длины путь повышается или понижается на 9м, то такой уклон равняется девяти тысячным. Величину уклона обозначают или десятичной дробью 0,003; 0,006 и т.д., или целыми числами со специальным знаком 3, 6‰.

Рисунок 8

Преодоление подъема вызывает дополнительное сопротивление движению поезда. Поэтому при расчете массы поезда, который может пройти по участку, учитывают влияние наиболее крутых подъемов, имеющихся на данном участке или направлении. Наибольший уклон неограниченного протяжения, на котором при движении на подъем одиночной тягой грузового поезда расчетной массы скорость его устанавливается равной расчетной для данного локомотива, называется руководящим (расчетным ). Величину руководящего подъема устанавливают до постройки железной дороги на основе технико-экономических расчетов.

В зависимости от крутизны и протяженности различают:

- подъемы толкания, на которых в хвост поезда ставят дополнительный локомотив – толкач;

- подъемы двойной тяги, на которых поезда следуют с двумя локомотивами в голове, и др.

Все железнодорожные линии общей сети по своему значению подразделяют на пять категорий. К линиям I категории относят ж.д. магистрали, обеспечивающие основные общегосударственные связи внутри страны или в сообщениях с другими странами; ко II категории- ж.д. магистрали, обеспечивающие межрайонные грузовые и пассажирские перевозки внутри страны или в сообщениях с другими странами; к III категории- грузовые и пассажирские перевозки местного значения; IV категории ж.д. линии местного значения не имеющие перспективы роста грузонапряженности до десятого года эксплуатации; V категории- подъездные пути и соединительные пути на станциях.

Контрольные вопросы:

1 Что называют планом и профилем?

2 Что называют спуском и подъемом?

3 Что называют руководящим уклоном?

4 Категории железнодорожных линий.

Тема 1. 2 Устройство земляного полотна. Искусственные сооружении (5)

Цель: Дать понятие о назначении и устройстве земляного полотна. Изучить назначение и виды искусственных сооружений.

План:

1. Устройство земляного полотна.

2. Искусственные сооружения.

1 Устройство земляного полотна.

Земляное полотно является одним из главных элементов железнодорожного пути, от состояния которого зависит исправность всего пути. Земляное полотно (ЗП), служит основанием для укладки верхнего строения пути и представляет собой полосу земли, спланированную в соответствии с продольным и поперечным профилями линий. Земляное полотно должно иметь такую форму и размеры, которые могут надежно выдерживать нагрузки от проходящего подвижного состава, а также обеспечивать долговечность при воздействии атмосферных явлений.

Прежде чем уложить его, необходимо убрать растительный слой, обладающий несущей способностью, выровнять земляную поверхность на трассе пути срезками грунтов в одних местах и подсыпках в других. При этом устраивают различные водоотводные и укрепительные сооружения, а верху и откосам земляного полотна придают соответствующие уклоны, чтобы не задерживалась вода и не происходило осыпание грунта.

Виды земляного полотна:

1) Выемка – инженерное сооружение, основная площадка которого расположена ниже поверхности земли. Выемка имеет два откоса.

Рисунок 9 – Типовой поперечный профиль выемки

Рисунок 10 – Выемка на железной дороге

Основные элементы выемки:

- кюветы – продольные канавы для отвода воды с каждой стороны основной площадки;

- основная площадка выемки – поверхность выемки, на которую укладывается ВСП;

- кавальер – вспомогательная насыпь из удаленного при сооружении выемки грунта;

- нагорные канавы – сооружаются на склонах выше выемки для перехвата и отвода воды выемки;

- банкет сооружается на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки, с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву;

- откос выемки – боковая наклонная часть выемки.

2) Насыпь – сооружение из насыпного грунта. Основная площадка насыпи расположена выше поверхности земли. Насыпь имеет два откоса.

Основная площадка – это поверхность ЗП, на которую укладывается верхнее строение пути (ВСП).

На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции, на двухпутных – треугольной формы (для связных грунтов).

Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярный оси пути.

Рисунок 11 - Типовой поперечный профиль насыпи

Рисунок 12 – Насыпь на железной дороге

Основные элементы насыпи:

- основание – полоса земли, на которую опирается насыпь;

- берма – полоса между подошвой насыпи и ближайшим водоотводом;

- основная площадка – поверхность насыпи, на которую укладывается ВСП;

- бровка – линия сопряжения основной площадки с откосом;

- подошва – линия сопряжения откоса с основанием;

- резерв – вспомогательная выемка, из которой брался грунт для отсыпки насыпи из местного грунта;

- откос насыпи – боковая наклонная часть насыпи.

3) Полунасыпь – инженерное сооружение основная площадка которого находится выше уровня земли, но откос насыпи – один.

Рисунок 13 – Полунасыпь

Рисунок 14 – Полунасыпь на железной дороге

4) Полувыемка – инженерное сооружение основная площадка которого расположена ниже уровня земли, но откос у выемки – один.

Рисунок 15 – Полувыемка

Рисунок 16 – Полувыемка на железной дороге

5) Полунасыпь–полувыемка – основная площадка частично находится выше уровня земли и в этой части земляного полотна закладывается откос насыпи; другая часть основной площадки находится ниже уровня земли с откосом выемки.

Рисунок 17 – Полунасыпь-полувыемка

Рисунок 18 – Полунасыпь-полувыемка на железной дороге

2 Искусственные сооружения

Искусственные сооружения – это собирательное название всех строений, заменяющих земляное полотно на пересечении с различными преградами или дополняющих его с целью защиты от неблагоприятных воздействий.

Искусственные сооружения относятся к нижнему строению пути.

Мостами называют искусственные сооружения для пропуска железнодорожных путей через реки или другие водотоки.

Рисунок 19 – Типы мостов: а – балочный; б – арочный металлический; в – арочный бетонный; г – рамный (путепровод)

Трубы укладывают в тело насыпи в том случае, когда надо под ней пропустить сравнительно небольшое количество воды, а также для прокладки шоссейных дорог, скотопрогонов и пр.

Рисунок 20 – Труба

Путепроводы устраивают для пересечения на разных уровнях железных дорог между собой или с автомобильными дорогами и городскими видами транспорта.

Рисунок 21 – Путепровод

Виадуки – это сооружения, устраиваемые вместо высоких насыпей при пересечении железнодорожным путем горных ущелий, глубоких долин и оврагов.

Рисунок 22 – Виадук

Эстакадой называют сооружение, которое по экономическим или другим соображениям применяют вместо высокой насыпи при прохождении железной дороги через город (недостаточно места для насыпи или необходимо разместить городские транспортные пути на разных уровнях, эстетические соображения) или при подходе к большому мосту.

Рисунок 23 – Эстакада

Тоннели строят для пропуска под землей железных или автомобильных дорог, метрополитена, пешеходов и пр.

Рисунок 24 – Тоннель

Акведук – сооружение в виде моста с лотками под водоток, строят в местах пересечения водовода с оврагом, ущельем, рекой, дорогой.

Рисунок 25 – Акведук

Дюкер устраивают при необходимости пропуска трубопровода или малого водотока под путем.

Рисунок 26 – Дюкер

Селеспуски – устраиваются в гористой местности для пропуска грязекаменных потоков (селей) с гор.

Рисунок 27 – Селеспуск

При низких насыпях (до 2 м) на малых водотоках применяют лотки.

Рисунок 28 – Лоток в насыпи

К искусственным сооружениям относятся также подпорные стены для поддержания крутых откосов земляного полотна; галереи, защищающие путь в горах от обвалов и снежных лавин, сооружения, регулирующие протекание воды под мостами и предохраняющие мосты от подмыва, и др.