Нижня будова колії 3
Земляне полотно - це комплекс грунтових споруд, що отримується в результаті обробки земної поверхні і призначений для укладання верхньої будови колії. забезпечує ус-тойчивость шляху і захист його від впливу атмосферних і грун-тових вод. Земляне полотно характеризується поздовжнім і попе-річковим профілями. Поперечним профілем називається розріз земляного полотна площиною, перпендикулярної його поздовжньої осі. Поперечні профілі діляться на індивідуальні і типові, а останні - на нормальні і спеціальні. Поперечний обрис типових профілів насипу і виїмки наведені відповідно на рис.3.5 і 3.6. Верхня частина насипу, на яку укладаються баласт, шпали, рейки, називається основним майданчиком. На одноколійних основна площадка має форму трапеції шириною поверху 2,3 м і висотою 0,15 м. а на двоколійних - форму рівнобедреного трикутника висотою 0,2 м.
Смуга землі, на яку спирається насип, є її основою. Лінія перетину основного майданчика з укосом називається бровкою земляного полотна. Висотою насипу вважається відстань від рівня брівок до її заснування по осі (см.ріс.3.5). Відношення висоти укосу до горизонтальної його проекції називається крутизною укосу. Укоси, як правило, мають крутизну 1: 1,5.
Водовідвідна канава (резерв) (см.ріс.3.5) використовується для відводу води від насипу. Берма - це оставляемая для більшої стійкості земляного полотна смуга землі між підошвою насипу і бровкою резерву (см.ріс.3.5). Ширина її, як правило, не менше Зм, а в місцях розливу річок - не менше 4 м. На одноколійних ділянках з боку передбачуваного будівництва другої колії берма уширяется на 4,1 м, тобто на ширину між коліями.
Мал. 3.5. Поперечний профіль однопутной насипу: 1 - водовідвідна канава; 2 - брівка; 3 - узбіччя: 4 - земляне полотно; 5 - баластний шар ;. 6 - укіс; 7 - берма; 8 - резерв
Рис.3.6. Поперечний профіль однопутной виїмки: 1 - на-гірська канава; 2 - кавальєр: 3 - забанкетная канава; 4 - банкет; 5 - кювет; 6 - баластний шар; 7 - узбіччя
Водовідвідні споруди у виїмок (рис.3.6) - кювети, забанкетние
і нагірні канави, кавальєри і банкети. Кювет - канава для відводу води, яка повинна. мати ширину по дну 0.1 м і глибину не менше 0,6 м з поздовжнім ухилом, достатнім для відводу надходить в неї води. Для перехоплення поверхневих вод і поздовжнього відводу їх за межі виїмки влаштовують нагірні канави. Щоб не допускати до виїмки води, яка збираємося на площі від верхнього обрізу до нагірної канави, роблять банкет з поперечним ухилом 0, '02, а за ним забанкетную канаву, Якщо виймаємо з виїмок ґрунт не використовується для спорудження наси пий, то він складається на обрізі, утворюючи кавальєр, вироблення якого, як правило, не перевищує Зм. Перегороджуючи доступ поверхневим водам до виїмки, він також відіграє певну водовідвідну роль.
На станціях поперечні профілі земляного полотна можуть бути односхилими, двосхилими або пилкоподібними.
У випадках, коли земляне полотно може пошкодитися плином води. льодоходом або дощовою водою, необхідно зміцнювати укоси. Укоси насипів та виїмок, а також конуси біля мостів зміцнюють засівбою трави, одернуванням, посадкою чагарників. науковістю каменем, укладанням монолітних і збірних залізобетонних плит.
Для перетину залізницею водні перешкод, інших залізних і автомобільних доріг, глибоких ущелин, гірських хребтів. забудованих міських територій, а також для забезпечення безпечного переходу людей через колії і стійкості земляного полотна в складних умовах зводяться штучні споруди.
До штучним спорудам ставляться:
Міст - це споруда, що зводиться над водним перешкодою. Мости складаються з опор і конструкцій, що перекривають простір між ними. званих пролітних будовами. Розрізняють опори берегові (підвалини) і проміжні (бики).
по числу прольотів - одно-, двох-, трьох- і багатопролітні;
за кількістю головних шляхів - одноколійні, двоколійні, багатоколійні; по конструкції - з їздою понизу, поверху або зі змішаним розташуванням;
за матеріалом - металеві, бетонні, кам'яні, залізобетонні, дерев'яні:
за характером роботи прольотів під навантаженням - балкові,
арочні, рамні, висячі і комбіновані;
по довжині - малі (до 25 м), середні (25-100 м), великі '
(100-600 м). позакласні (більше 800 м).
Бувають також розвідні або підйомні мости.
Шляхопровід будується для перетину доріг в різних рівнях.
Естакада (франц. Estacade, від провансальського estaca - паля, балка) споруджується замість насипу на міській території або на підходах до великих мостів.
Віадук (франц. Viaduc від лат. Via - дорога, шлях і duco - веду) зводиться замість високих насипів в глибоких ущелинах або ярах.
Тунель - це спорудження, необхідне при будівництві шляху під землею або під дном водного простору. Залізничні тунелі бувають: по числу шляхів - одноколійні і двоколійних; по розташуванню на трасі - гірські, рівнинні, підводні.
Гірські залізничні тунелі перетинають гірські хребти, вододіли, окремі височини, обходять ділянки осипів, зсувів; снігових лавин і заметів. Такі тунелі бувають Перевальне (базисні і вершинні), Косогірний (петльові та спіраль-ні), мисів.
Рівнинні залізничні тунелі в основному споруджуються в межах міста (наприклад, глибокі вводи, що з'єднують відкриті ділянки з підземними вокзалами).
Підводні залізничні тунелі розташовуються під русла-ми річок, під дном водоймищ, каналів, проток або заток.
Перші вітчизняні залізничні тунелі - Ковенський довжиною 1280 м і Віленський довжиною 430 м побудовані в 1859-62 р.р. на Харківсько - Варшавської залізниці.
Труби влаштовують замість мостів на невеликих водотоках, а також на суходолах для пропуску через насип зливових і талих вод. Для пропуску через шлях потоку води (водовідведення) споруджують також дюкери. Дюкер є два колодязі, розташованих з обох сторін залізничної колії, з'єднаних трубою. При невеликій висоті насипу і малій кількості води замість мос-тов застосовують лотки.
Підпірні стіни забезпечують стійкість укосів земляного полотна, а галереї захищають шляху від каменів і снігових лавин.
Для нормального пропуску води під мостом споруджують регуляторної-ційних споруди, які оберігають підвалини і тіло насипу від підмиву.
Переїзди підрозділяються на регульовані і нерегульовані.
До регульованих належать переїзди, обладнані пристро-твами переїзної сигналізації, яка сповіщає водіїв транспорт-них засобів про підхід до переїзду поїзда, або обслуговуються де-журн працівником.
Переїзди, які не обладнані пристроями переїзної сигна-лізації і не обслуговуються черговим працівником, належать до не-регульованим.
Регульовані переїзди обладнають автоматичними, електрич-ними або механічними шлагбаумами.
Шлагбаум (нім. Schlagbaum) - пристрій у вигляді бруса, прегороджуюче рух автомобілів та іншого транспорту і пішоходів через залізничний переїзд перед проходженням але нього поїзда.
Автоматичні шлагбауми є основною складовою частиною переїзної сигналізації, якою обладнуються регульовані переїзди, що не обслуговуються черговим працівником. Переездная сигналізація забезпечує закриття руху через переїзд за допомогою автоматичного шлагбаума при наближенні до переїзду поїзда.
Верхня будова колії
Верхня будова колії служить для напрямку руху рухомого складу, сприйняття силових впливів від коліс і передачі їх на нижню будову.
Призначення верхньої будови - сприймати, пружно пере-розробляти і перерозподіляти по можливості рівномірно на ос-новних майданчик земляного полотна динамічні навантаження коліс, а також направляти колеса в русі. Верхня будова колії є комплексною конструкцію, що включає баластний шар, шпали, рейки і рейкові скріплення, протиугони, стрілочні переводи, мостові і перекладні бруси. Рейки, з'єднані зі шпалами утворюють рельсошпальную (шляхову) ґрати. При цьому шпали заглиблюються в баластний шар, що укладається на основну площадку земляного полотна.
На верхню будову колії діють: динамічні верти-Кальне. горизонтальні поперечні (бічні) і поздовжні нагий-рузке від коліс рухомого складу; природно-кліматичні чинники (поздовжні температурні сили в рейках, сейсмічні сили, температури та вологості умови роботи підрейкові підстави і грунтів земляного полотна); власні напруги, що виникають в рейках при їх прокатці на заводах, укладанні в криві ділянки та ін.
Залізнична колія і рухомий склад взаємодіють один з одним і є єдиною механічною системою. Рух рухомого складу супроводжується різними коливаннями від проектного положення рейкових ниток в плані і профілі, нерав-номерним зносом рейок, змінами жорсткості шляху по його довжині, нерівномірність поверхні кочення коліс.
До головних факторів, що визначають вибір типу верхньої будови колії, відносяться наступні: грузонапряженность, навантаження колісної пари рухомого складу на рейки, швидкість руху поїздів, характеристика перевезених вантажів, місцеві природно-кліматичні умови, ремонтопридатність і економічність конструкцій в цілому та ін.
На головних шляхах 1 і 2-го класів укладаються нові термозміцнена рейки масою 65 кг / пог.м, нові рейкові скріплення, залізобетонні або просочені дерев'яні шпали, щебеневий баласт на піщаній подушці. На другорядних станційних, під'їзних та інших коліях, які належать до 5-го класу, всі елементи верхньої будови зазвичай старопридатних, яка використовувалася на шляхах більш високих класів. На шляхах інших класів укладаються як нові, так і старопридатних елементи верхньої будови колії.
Рейки призначені для напрямку руху коліс рухомого складу, сприйняття навантаження від нього і передачі її на шпали. На ділянках з автоблокуванням як провідники сигнального струму, а при електротязі - зворотного тягового струму.
Для надійної роботи рейки повинні бути досить міцними, довговічними, зносостійкими, твердими і в той же час не крихкими, т.к. вони сприймають ударно-динамічне навантаження. Матеріалом для рейок служить високоміцна вуглецева сталь. Залежно від маси і поперечного профілю рейки підрозділяються на типи Р50, Р65, Р75. Буква Р означає «рейок», а цифра - округленої масу одного погонного метра в кг. До 1962 року укладали рейки типу Р43.
Оскільки найбільший вплив на рейок надає вертикальне навантаження, яка прагне зігнути його, найбільш раціональною формою рейки вважається двотаврова, що забезпечує одночасно і менша витрата металу.
Мал. 3.7. Рейок: 1 - головка; .2
шийка: 3 - підошва
Рейки безпосередньо сприймають навантаження від. рухомого складу, яка через шпали і баластний шар передається на земляне полотно, а також .направляет рух коліс в прямих і кривих ділянках колії.
Основні геометричні розміри (включаючи допуски рейок, їх масу, хімічний склад металу і деякі інші характеристики визначає ГОСТ. Промисловість випускає три основних типи рейок для шляхів нормальної колії, основні характеристики яких наведені в табл.3.1.
Основні характеристики рейок
Стандартна довжина рейок на дорогах. СНД і Балтії становить 25 м. Для скорочення числа стиків застосовують безстикової шлях, середня частина рейкових батогів якого при зміні температури не змінює своєї довжини, а зміщуються тільки кінцеві ділянки батогів, що мають довжину 700-800 м-
Рейкові скріплення необхідні для з'єднання рейок між собою і зі шпалами.
Скріплення поділяють на стикові, які з'єднують рейкові ланки між собою і складаються з накладок і рейкових болтів з гайками та шайбами (рис. 3.8.), І проміжні для кріплення рейок до шпал (рис.3.9). Останні в свою чергу бувають:
нероздільними - рейок прикріплюють до шпал милицями, шу-рупамі або болтами одночасно з підкладкою (рис.3.9, а);
роздільними - рейок прикріплюють до підкладок жорсткими або пружними клемами і клемними болтами, а підкладки до шпал -болтамі або шурупами (рис.3.9, в):
змішаними - рейок прикріплюють до шпал разом з підкладкою як при нероздільній скріпленні і крім того, підкладку додатково кріплять до шпал милицями або шурупами (рис.3.9, б).
Між рейками залишаються зазори для можливості їх подовження при підвищенні температури. Стики встановлюють у висячому положенні. на шпалі і на здвоєних шпалах.
Мал. 3.8. Стикове скріплення: 1 - накладка; 2 - болт: