Железнодорожный путь

 

 

 

Содержание.

 

 

1.	Понижение уровня и отвод   грунтовых вод	3
2.	Железобетонные шпалы  и брусья. Технология их производства	6
3.	Начертить насыпь от 6 до 12 метров высотой	8
4.	Библиография	10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Понижение  уровня и отвод грунтовых вод.

Поскольку увлажнение грунтов снижает их прочностные характеристики, а при больших скоростях течения дождевых и паводковых вод возможны размывы земляного полотна, необходимо регулирование стока поверхностных, а также грунтовых вод.

Для регулирования стока  грунтовых вод, т.е. для их перехвата  и понижения уровня применяются дренажные устройства(дренажи).

Дренажи могут быть одиночными, групповыми, образовывать дренажную  сеть и иметь различную конструкцию. Различают дренажи гравитационные, в которых вода перемещается под действием силы тяжести; вентиляционные (трубчатые вытяжные и др.), в которых вода удаляется посредством её испарения; специальные, в которых вода удаляется посредством вакуума, электрохимических, термических и других процессов; биологические (древесно-кустарниковые, травяные), в которых вода удаляется посредством испарения через листья растений.

Наиболее эффективными распространёнными являются гравитационные дренажи, которые отбирают из грунта воду, перемещающуюся в порах под действием силы тяжести(гравитационную воду) и связанную с ней капиллярную (находящуюся в капиллярах грунта) воду и могут быть горизонтальными, вертикальны ми и комбинированными.

Конструктивно горизонтальные дренажи могут быть открытыми в виде глубоких канав и глубоких лотков и закрытыми.

Закрытые дренажи имеют  наибольшее распространение и могут быть траншейного типа (трубчатые, беструбные, галереи в траншеях), траншейно-поперечного типа (преградительные, застенные, прислонённые прорези, скважинные и другие, а также штольни, которые устраиваются способами горных( тоннельных) проходок).

Вертикальные дренажи  могут быть в виде буровых или  шахтных водоспускных колодцев, в которых вода отводится в нижележащие водоносные (дрентрующие) пласты или откачивается, комбинированные дренажи представляют собой сочетание горизонтальных и вертикальных гравитационных дренажей для осушения склонов (оползневых) в сложных гидрологических условиях.

Траншейные гравитационные дренажи могут иметь различное  положение на выемке в зависимости  от размещения водоносных слоев. При водоносном слое в откосе выемки и возможном выходе грунтовых вод па откос для перехвата их устраивается откосный дренаж - преградитель. Для понижения уровня грунтовых вод в подбалластной зоне наибольшее распространение имеют подкюветные траншейные трубчатые дренажи. При этом, если грунтовый поток воды происходит по наклонному водоносному слою, то устраиваются односторонние дренажи, траншеи которых могут размещаться за кюветом (закюветный дренаж), под кюветом (подкюветный дренаж), перед кюветом со стороны оси пути (предкюветный дренаж). Если уровень грунтовых вод горизонтальный (при горизонтальном водоупоре), то траншеи разме -щаются с двух сторон от оси пути (двусторонний подкюветный дренаж). Поименованные дренажи называются несовершенными, посколку они не полностью пересекают водоносный слой и не достигают водоупора. Дренаж называется совершенным, если он полностью пересекает водоносный слой, траншея достигает, врезается в водоупор и полностью перехватывает грунтовый по -ток.

Укладываемые в траншеи  дренажные трубы (дрены) могут быть керамическими, трубофильтрами, полимерными (композитными), бетонными.

Керамические трубы  круглого сечения, диаметром 0,125-0,20 м  и более, длиной 0,5-1,0 м имеют в  стенках отверстия, на одном конце  раструбы, благодаря которым трубы  соединяются между собой.

Трубофильтры изготавливаются из керамзитного гравия и имеют в стенках крупные поры, через которые в трубу поступает грунтовая вода. Трубы соединяются между собой гибкими пластмассовыми муфтами, что позволяет укладывать их в траншеи гирляндами с траншейного многоковшового экскаватора-трубоукладчика.

Продольный уклон дренажа  принимается равным уклону пу -ти, но не менее 0,003 (в исключительных случаях 0,002).

Дренажная траншея заполняется  дренирующим песчаным материалом. Для  предотвращения проникновения мелких частиц песка в отверстия труб и засорения дрены (кальматации) вокруг труб с отверстиями устраивается дренажная обсыпка из специально подобранного материала (щебенистого, гравийного) с частицами, зёрнами соразмерными отверстиям в трубах. В целях предохранения труб от кальматации песчаным заполнителем трубы можно обёртывать геотекстильным материалом (полимерным тканым и нетканым).

Для предохранения дренажного заполнителя от засорения траншеи  сверху перекрывают глиняным замком (с дернинами) из местного грунта. Более  эффективно устройство в траншее фильтра из щебня в геотекстильной обойме. Если не устраивать в траншее сверху гидроизоляции из местного грунта, то дренаж мелкого заложения может заменить кювет и использоваться для водоотведения поверхностных вод. В других случаях в дренаж (траншею) глубокого заложения устанавливается лоток малой глубины (железобетонный или композитный) для отвода поверхностных вод.

Для наблюдения за работой  дренажа, его периодической прочистки устраиваются смотровые колодцы, сборные из железобетонных колец и других элементов, секций. Основание колодца из монолитного бетона. На подкюветных дренажах устраиваются галерейиые (с камерой) смотровые колодцы с выносом лаза на откос выемки, на закюветных дренажах устраиваются вертикальные бескамерные смотровые колодцы (через 100 м, 50 м в кривых). Выпуски дренажа (оголовок) на поверхность с выхода воды из дрен устраиваются в виде подпорных стен или с лотком из железобетонных плит. Выпуски (оголовки) дренажа утепляются для предупреждения замерзания воды на выходе, например, пенопластовым покрытием и возможно устройством специальных теплушек.

На эксплуатируемых  участках ещё имеют распространение  дренажи с асбоцементными круглыми трубами, которые имеют большую  длину, прорези для поступления  воды в них и соединяются посредством  кольцевых муфт. В дренажах постройки прошлых лет на сибирских участках встречаются трубы деревянные квадратной формы из досок.

Вместе с тем большее распространение получают дренажи из полимерных материалов. Дренаж состоит из трубопровода из полимерных (полиэтилена, полипропилена) труб, наблюдательных скважин, дренажного фильтра и конструкции выпуска дренажа. Трубопровод размещается в траншее (глубиной 1-2 м). Вокруг трубопровода устраивается дренажный фильтр, препятствующий выносу мелких частиц в дрены. Комплект включает дренажные трубы с водопропускными отверстиями в верхней половине, муфты соединительные, тройники с наблюдательными скважинами, крышки для наблюдательных скважин. Внутренний диаметр труб 0,1-0,25 м, длина труб от5 до 10 м. Для дренажного фильтра используются щебень, гравий, крупно- и среднезернистый песок. Для предотвращения выноса частиц заполнителя труба оборачивается геотекстилем; поверх песка, для защиты от засорения поверхностными водами укладывается мембрана из геотекстиля. Полимерные дренажи удобны для водоотведения на станциях по междупутьям и из междупутий в полевую сторону с устройством переходов под железнодорожными путями. Устраиваются водопропускное и смотровые колодцы ливневой канализации.

Сток воды из дренажных  труб в траншеях предусматривается  из выемок в водопропускные сооружения.

Возможны бестраншейные, например, кротовые дренажи, которые  применяются для осушения балластных углублений в насыпях и сооружаются  посредством бурения наклонных  скважин, в которые заводятся  трубофильтры или пластиковые перфорированные трубы.

 

 

  

2. Железобетонные  шпалы и брусья.

Технология  их производства.

 

Попытки применения на отечественных дорогах железобетонных шпал относятся к 1903 г., однако в большинстве случаев конструкции шпал были неудачны и исключены из применения. Конструкторские и экспериментальные работы над железобетонными шпалами были возобновлены в 1947г. с применением предварительно напряжённого железобетона. Опытные партии та -них шпал были уложены в путь в 1948-1952 гг.; с 1957г. началось их массовое изготовление.

К началу 2002 г. на железных дорогах Российской Федерации более 40% развёрнутой длины главных  путей было уложено на железобетонных шпалах. До сентября 1971 г. в путь укладывали струнобетонные цельно-брусковые шпалы (ТОСТ 10629-63) трёх типов: С-56-1, С-56-2, С-56-3. Шпалы этих типов допускали ук -ладку рельсов Р50, Р65, Р75 с массой 250 кг. Шпалы типа С-56-1 с 1967г. не выпускают, так как деревянные втулки, в которые устанавливались шурупы, не обеспечивали стабильности ширины колеи, выходили из строя значительно раньше окончания срока службы самих шпал, а замена их была весьма трудоёмка.

С 1 июля 1972г. был введён ТОСТ 10629-71 на железобетонные шпалы, который действовал до 1978 г. В соответствии с этим стандартом изготовляли четыре типа брусковых струнно - бетонных шпал: С-56-2, С-56-2М, С-56-3, С-56-ЗМ, рассчитанные на применение рельсов Р-50, Р-65, Р-75 с промежуточными рельсовыми скреплениями КБ и ЖБ на прямых и кривых(радиусом не менее 350 м) участках пути. Железобетонным шпалам С-56-2 и С-56-2М соответствовали промежуточные скрепления КБ-50 и КБ-65 (раздельные клеммно-болтовые с плоской подкладкой); шпалам С-56-3 и С-56-ЗМ - скрепления ЖБ-50 и ЖБ-65( нераздельные клеммно-болтовые с пружинными клеммами без подкладки).

Железобетонные шпалы  предназначены для колеи шириной 1520 мм с рельсами Р50, Р65, Р75 и типовыми скреплениями на прямых и кривых (радиусом не менее 250м) участках пути. Железобетонные шпалы изготовляют с предварительным напряжением. Они имеют прямолинейную проволочную арматуру без анкеров (струнобетонные шпалы). Для приготовления бетона применяют портландцемент марки не ниже 500, щебень из естественного камня или щебень из гравия фракции 5 -20мм. В качестве  профиля арматуры используют проволоку периодического класса Bp-II диаметром Змм.

Пример условного обозначения  струнобетонной шпалы с рельсовым  скреплением типа КБ улучшенной конструкции: шпала ШС-1y, расход бетона на одну шпалу 0,106м, масса 265 кг.

Отклонения величины подуклонки подрельсовых площадок от нормы допускаются в интервале от 1:19 до 1:21 для шпал 1-го сорта и в интервале от 1:18 до 1:22 для шпал 2-го сорта. Угол взаимного поворота подрельсовых площадок разных концов шпалы относительно («пропеллерность») не должен превышать 0,012 рад.

В шпалах не должно  быть трещин, пустот вокруг проволок на торцах, наплывов бетона в вертикальных каналах  для закладных болтов, около рабочих кромок бетона в вертикальных каналах для закладных болтов, удерживающих эти болты от поворачивания при завинчивании гайки.

Концы арматуры на торцах срезают заподлицо. Допускалось  до 1 января 1981г. изготовлять шпалы  с выступающими с торца концами  проволок длиной до 15мм.

На боковых и верхней (исключая подрельсовые площадки и верх средней части) поверхностях шпалы 1-го сорта не допускаются: раковины в бетоне диаметром более 15мм и глубиной более 8мм; местные неровности высотой (глубиной) более 5 мм; околы бетона по контуру торцов и кромок подошвы глубиной более 20мм и длиной более 100мм. Если такие дефекты есть, их не устраняют, а шпалы бракуют. Для шпал 2-го сорта эти показатели в 2 раза больше.

Криволинейность (выпуклость или вогнутость) подрельсовых площадок, измеренная в двух взаимно перпендикулярных направлениях, не должна превышать 1 мм.

Глубина   околов бетона на подрельсовых площадках и на верхней поверхности средней части шпалы не должна быть более 10мм, а длина - 30мм. Диаметр раковин на этих поверхностях не должен быть более 10мм, а глубина - 5мм. Высота (глубина) местных неровностей допускается не более 1мм.

На одной подрельсовой площадке не должно быть более одного около или одной раковины.

При изготовлении на верхней  поверхности каждой шпалы вдавливанием в бетон наносят товарный знак предприятия и год изготовления (две последние цифры). Глубина вдавливания знаков и цифр Змм, размер их по высоте не менее 50мм.

В концевой части шпалы  несмываемой краской пишут номер  партии и клеймо ОГК предприятия-изготовителя. Высота знаков должна быть не менее 50мм.

На обоих концах шпал 2-го сорта несмываемой краской  наносят поперечную полосу шириной  около 20мм.

На обоих концах шпал, признанных не соответствующими стандарту (некондиционными), несмываемой чёрной краской наносят по две поперечные полосы шириной по 20мм.

Шпалы хранят в штабелях по типам и сортам. Высота штабеля -не более 16 рядов. При хранении и перевозке шпалы укладывают горизонтальными рядами основанием вниз. Между рядами на расстоянии 550мм от концов должны быть деревянные прокладки сечением не менее 50*50мм. Перевозят шпалы в открытых вагонах, причём в одном вагоне, только один сорт. При погрузке следует предотвращать соударение шпал, чтобы не повредить их.

 

 

3. Начертить  насыпь от 6 до 12 метров высотой.