Учебно-методическое пособие ОКЖД 2017(1)

схематического профиля соответствует масштабу карты, а вертикальный масштаб принимается 1:1 000. Построение схематического продольного профиля следует начинать с километража и условного плана линии. Начало и конец кривых на условном плане показываются в точном соответствии с их расположением на карте. Кривые показываются в виде скобы высотой 5 мм с выпуклостью вверх при повороте кривой вправо или вниз при повороте кривой влево. Внутри скобы выписываются значения основных элементов кривой – угол поворота кривой α,

радиус R, тангенс T и кривая K.

Встроке «Характерные точки» отмечается плановое положение характерных точек местности: пересечение трассой горизонталей, самых низких точек на пересечении водотоков и сухих логов, самых высоких точек на пересечении водоразделов и мысов и т.д. Удобнее всего положение характерных точек находить, определяя расстояние до них от ближайших километровых знаков.

Вследующей строке «Отметки земли» указываются высотные отметки характерных точек. В случае, если характерная точка располагается между горизонталями, её отметка определяется интерполяцией.

Зная расположение характерных точек и их отметки, можно построить профиль линии земли по направлению трассы. Применительно к очертаниям линии земли укладывается проектная линия, которая показывает положение оси железнодорожного пути на уровне бровок земляного полотна. Проектную линию следует проектировать прямолинейными отрезками длиной не менее

300...…400 м, располагая её по возможности выше линии земли на 1,5...…2,0 м и повторяя в общих чертах её очертание. В этом случае земляное полотно будет представлено насыпями сравнительно небольшого объёма. Если профиль линии земли не позволяет уложить проектную линию с учётом этих рекомендаций, то возможно проектирование выемок, т.е. участков, где проектная линия будет

21

Рис. 2.4. Образец схематического продольного профиля

22

располагаться ниже линии земли. Такие участки следует проектировать уклонами одного направления (т.е. проектная линия должна идти на подъём или на спуск) либо двускатным профилем выпуклого очертания. Крутизну уклонов элементов продольного профиля в выемках следует назначать не менее 2‰ для обеспечения продольного водоотвода. Длина отдельных отрезков проектной линии, их уклоны и направление, т.е. спуск или подъём, указываются в третьей строке сетки «Проектные уклоны». Алгебраическая разность уклонов двух смежных элементов продольного профиля ∆i ограничивается нормами проектирования и вычисляется по формуле (2.5)

где: in, in+1 – значения сопрягаемых уклонов перелома продольного профиля.

Величины уклонов in, и in+1 подставляются в формулу (2.5) с учетом своих знаков. Например, на рисунке 2.4, на первом переломе профиля ∆i=|0-(-4)|=4

‰.

Размещать переломы продольного профиля следует на расстоянии не менее 50-70 метров от точек НКК и ККК.

По величине уклона и длине элемента проектной линии расчётом определяются её отметки, которые записываются в следующую строку

«Проектные отметки». Отметка проектной линии в начальной точке трассирования Нн назначается, а последующие определяются по формуле

где ik, lk – проектный уклон и длина k-го элемента проектной линии.

Проектные отметки подсчитываются с точностью до 0,01м. Знак «+» в расчётах принимается в случае подъёма проектной линии, а знак «–» — в случае её спуска. Разница между отметкой проектной линии и отметкой земли в соответствующих точках определяет рабочую отметку, т.е. высоту насыпи или

23

глубину выемки. Рабочие отметки записываются выше проектной линии в случае насыпи и ниже её – в случае выемки.

После построения продольного профиля необходимо выполнить проверку условий (2.7), (2.8):

Сумма длин элементов продольного профиля должна быть равна общей длине трассы

должна быть равна алгебраической сумме произведений уклонов на длину элементов профиля

где iэл и lэл соответственно уклон и длина элемента профиля; Ннач и Нкон –

проектные отметки начальной и конечной точек профиля.

2.5. Оформление задания

Схематический продольный профиль вычерчивается на полосе миллиметровой бумаги высотой 297 мм (вертикальный размер листа бумаги формата А 4). Длина полосы определяется длиной профиля. В правом нижнем углу размещается стандартный штамп с указанием наименования чертежа и масштабов построений.

Оформление плана заключается в показе различными условными обозначениями всех возможных направлений трассирования. Выбранное направление выделяется сплошной утолщенной линией. По этому направлению укладывается циркульный ход, производится его спрямление и вписываются круговые кривые, внутри которых записываются величина угла поворота α,

радиус R, тангенс Т и длина кривой К.

Пояснительная записка к заданию должна содержать краткий анализ рельефа с указанием фиксированных точек, перечень возможных направлений

24

трассирования, оценку средних уклонов местности с выделением участков напряженного хода, расчёт раствора циркуля, тангенсов и длин круговых кривых. Пример анализа рельефа приведён в приложении А.

Вопросы для самоконтроля:

1.Виды препятствий при трассировании железных дорог.

2.Понятие уклона местности. Единицы измерения уклона.

3.Классификация трассировочных ходов.

4.Основные принципы трассирования железных дорог на участках напряженного хода.

5.Основные элементы круговой железнодорожной кривой в плане.

ЗАДАНИЕ №3

Построение типового поперечного профиля земляного полотна

Цель работы – дать студентам первые представления о форме поперечников земляного полотна и их элементах, познакомить с терминологией, связанной с земляным полотном железных дорог, и влиянием различных технических и природных факторов на форму и размеры отдельных элементов поперечного профиля.

3.1.Содержание задания и исходные данные

1.Вычертить в масштабе 1:100 типовой поперечный профиль земляного полотна на перегоне.

2.Указать на чертеже названия элементов земляного полотна и водоотводных устройств и их размеры, величину и направление уклонов, крутизну откосов.

Исходные данные для выполнения задания приведены в табл. 3.1, а их комбинации для различных вариантов (в виде шифра) – в табл. 3.2. Номер варианта соответствует номеру фамилии студента в списке группы. Например,

для варианта № 7 (шифр 2324522) список исходных данных следующий: насыпь

25

высотой 10 м, резерв с шириной по дну 5 м, двухпутный участок железной дороги IV категории, в плане участок располагается в кривой радиусом 600 м, поперечный уклон местности влево 1:10, грунт, из которого возводится насыпь, щебенистый.

3.2. Понятия и определения

Поперечным профилем принято называть поперечный разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной продольной оси железнодорожного пути, включающий всю ширину полосы отвода.

Полоса отвода – это полоса земли, необходимая для размещения собственно земляного полотна, переездов, искусственных сооружений,

различных защитных устройств, зданий и других объектов железной дороги.

Поперечные профили подразделяются на типовые и индивидуальные, а

типовые, в свою очередь, – на нормальные и специальные. Нормальные профили применяются в случае возведения земляного полотна на устойчивом основании из обычных грунтов [5]. Специальные профили используются в особых условиях: на вечной мерзлоте, в скальных, лёссовых грунтах, на заболоченных участках и т.д. Индивидуальные профили проектируются в сложных инженерно-геологических и топографических условиях и при высоте откосов (как насыпей, так и выемок) более 12 м. В данном задании необходимо построить типовой нормальный профиль.

Поперечные профили характеризуются шириной и формой основной площадки, крутизной откосов, видом и расположением водоотводных устройств, значением рабочих отметок. Основные элементы поперечных профилей однопутных насыпей и выемок представлены на рис. 3.1 и 3.2.

Рисунок 3.1. Насыпь высотой до 12 м с шириной основной площадки 7,6 м при поперечном уклоне местности не круче 1:5

27

Рисунок 3.2. Выемка глубиной до 12 м с шириной основной площадки 7,6 м при поперечном уклоне местности не круче 1:3

Основная площадка – это поверхность земляного полотна, на которую укладывается верхнее строение пути. Форма основной площадки зависит от числа путей и рода грунта, из которого возводится земляное полотно. Основной площадке однопутного земляного полотна, возводимого из глинистых грунтов,

мелких недренирующих (слабо пропускающих воду) и пылеватых песков,

придаётся вид трапеции, имеющей ширину поверху 2,3 м и высоту 0,15 м (рис. 3.3, а ). На двухпутных линиях основная площадка земляного полотна,

возводимого из таких же грунтов, имеет форму треугольной призмы высотой

0,2 м (рис. 3.3, б ). Такая форма основной площадки обеспечивает отвод воды,

попадающей на неё вследствие фильтрации через балластный слой дождевых осадков или талой воды. Поэтому иное название этой части земляного полотна

– сливная призма.

Если земляное полотно возводится из дренирующих или скальных грунтов,

то основная площадка устраивается горизонтальной (рис. 3.3, в, г).

Форма основной площадки принимается одинаковой в насыпях и выемках.

Линия пересечения поверхности основной площадки и поверхности откоса называется бровкой земляного полотна. Расстояние между бровками определяет ширину земляного полотна. Продольная ось пути на уровне бровок земляного полотна называется трассой.

28

Рисунок 3.3. Формы основной площадки земляного полотна Часть основной площадки между подошвой балластной призмы и бровкой

земляного полотна носит название обочины (рис. 3.3, в). Обочины служат для размещения путевых и сигнальных знаков, складирования материала,

инструмента, съёмных машин и механизмов и нахождения рабочих во время прохода поезда.

Боковая поверхность земляного полотна называется откосом. Крутизна откосов зависит от вида грунтов, из которых (или в которых) сооружается земляное полотно, и рабочих отметок.

Линия пересечения поверхностей откоса насыпи и земли называется

подошвой насыпи. У выемок линия пересечения поверхности земли и поверхности откоса выемки носит название бровки выемки.

В равнинной местности с обеих сторон земляного полотна располагаются

водоотводные устройства – продольные водоотводные канавы. На косогорных участках они устраиваются только с верховой стороны.

Если насыпь сооружается из местного грунта, то роль водоотводного устройства играют котлованы, образующиеся при перемещении грунта в насыпь, называемые резервами, которым придаются соответствующие поперечные очертания и продольные уклоны.

29

Между подошвой насыпи и водоотводной канавой или резервом с верховой стороны устраиваются бермы, поверхности которых придаётся уклон в сторону от земляного полотна для отвода воды.

Высота насыпи – это расстояние от уровня бровок до основания

(поверхности земли) по оси земляного полотна.

Глубина выемки – расстояние от уровня бровок основной площадки до точки пересечения оси земляного полотна с линией, соединяющей бровки выемки.

Проекция линии откоса на горизонтальную ось носит название заложения откоса.

Отношение заложения откоса к его вертикальной проекции носит название показателя крутизны откоса.

В выемках с обеих сторон основной площадки устраиваются продольные водоотводные канавы, называемые кюветами.

При разработке выемок грунт обычно перемещают в ближайшую насыпь.

Если же грунт выемки непригоден для отсыпки насыпи, его размещают с одной или обеих сторон выемки в виде грунтовых призм, называемых кавальерами.

Кавальеры размещают не ближе 5 м от бровок выемки, причём со стороны сооружения в будущем второго пути это расстояние отсчитывается от проектного положения бровки выемки второго пути.

Для перехвата воды, стекающей к выемке с верховой стороны, и отвода её в ближайшее водопропускное сооружение устраивается нагорная канава.

Этой же цели служат банкет и забанкетная канава, устраиваемые между кавальером и бровкой выемки (см. рис. 3.2).

3.3. Нормативные требования

Размер 2,3 м верхней части сливной призмы однопутного земляного полотна обусловлен необходимостью исключить образование замкнутых корытообразных углублений от вдавливания шпал в грунт земляного полотна в

30