Построение поперечных профилей земляного полотна

2.1 Расчет глубины водоотводных канав

Размеры поперечного сечения канавы устанавливают с расчетом пропуска максимального расчетного расхода воды. Наименьшую глубину канав определяют получаемой расчетной величиной с прибавлением 0,2 м для возвышения бровки канавы над расчетным уровнем воды. Глубина канавы и ее ширина по дну должны быть не менее 0,6 м. Крутизна продольного уклона канавы i должен быть не менее 0,002. Откосы канавы в глинистых грунтах, суглинках, супесях и песках крупных и средней крупности делают крутизной 1:1,5.

Фактический расход м³/с, в канаве определяется по формуле

(2.1)

где – площадь «живого сечения» (занятого водой) канавы, м³

– средняя скорость протекания воды, м/с

Площадь живого сечения канавы определяется по формуле

(2.2)

где a – ширина для канавы, м;

h – глубина воды в канаве, м;

m – коэффициент крутизны (заложения откоса);

Смоченный периметр канавы, м

(2.3)

Гидравлический радиус, м, определяют по формуле, м

(2.4)

Скорость течения воды в канаве, м/с

(2.5)

где С – коэффициент, зависящий от шероховатости дня канавы и гидравлическогоо радиуса определяется по таблице 2.1

i – уклон дна канавы

Таблица 2.1 - Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R

Род русла канавы	Гидравлический радиус
R = 0,05	R = 0,1	R = 0,20	R = 0,30	R = 0,40	R = 0,50	R = 1,00
Мощение булыжником, бутовая грубая клака, хорошо уплотненные стенки в грунте	23,1	27,3	32,2	35,3	37,8	39,7	46,0

Поперечный профиль канавы приведен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Поперечный профиль канавы

В курсовой работе необходимо определить расчетную глубину канавы, продольный уклон дна канавы и выбрать при необходимости способ укрепления дна и откосов канавы. Тип грунта канавы в курсовой работе гравий мелкий.

Данная задача решается методом подбора. В начале задают глубину канавы h и уклон дна канавы i, определяют площадь «живого сечения» канавы , вычисляют смоченный периметр p и подсчитывают гидравлический радиус R. Затем вычисляют расчетный расход воды Q и сравнивается с заданный расходом Q_зад. Если разница между этими значениями не превышает 5%, то глубина канавы и продольный уклон выбраны удачно. Если Q> Q_зад, то необходимо уменьшить размеры канавы, если Q< Q_зад, то необходимо увеличить размеры канавы и провести расчет вновь.

Полученную скорость движения воды необходимо сравнить с допускаемой скоростью для заданного грунта канавы по таблице 2.2. В случае превышения расчетной скорости движения потока с допускаемой скоростью необходимо выбрать меры по укреплению откосов.

Таблица 2.2 – Средние скорости течения воды м/с, в зависимости от средней глубины воды в канаве

Грунты канав. Тип укрепления для искусственных сооружений	Глубина воды в канаве
h= 0,4 м	h= 1,0 м	h= 2,0 м	h= 3,0 м и более
Грунты канав
Песок мелкий	0,2-0,35	0,3-0,45	0,4-0,55	0,4-0,6
Гравий мелкий	0,65-0,8	0,75-0,85	0,8-1,00	0,9-1.1
Искусственные сооружения
Одерновка плашмя	0,9	1,2	1,3	1,4
Одерновка «в стенку»	1,5	1,8	2,0	2,2
Наброска из камня размерами 15-20 см	3,0-3,5	3,35-3,8	3,75-4,3	4,1-4,65
Наброска из камня размерами 20-30 см	3,5-3,85	3,8-4,35	4,3-4,7	4,65-4,9
Одиночное мощение на слое щебня не менее 10 см при размерах камня 15-25 см	2,5-3,5	3,0-4,0	3,5-4,5	4,0-5,0
Бетонные лотки с гладкой поверхностью	10,0-13,0	12,0-16,0	13,0-19,0	15,0-20,0
Бетонные откосные плиты	5,0-6,5	6,0-8,0	7,9-10,0	7,5-12,0
Гладкие деревянные лотки при течении воды вдоль волокон	8,0	10,0	12,0	14,0

Грунт – гравий мелкий, заданный расход воды Q =4,1/с. Примем глубину канавы

h = 1 м, ширину канавы по низу а = 0,6 м и уклон дна i = 0,005, m =1,5.

Площадь «живого сечения» канавы составит:

м²

Смоченный периметр этого сечения = 4,2 м

Гидравлический радиус R = м

По таблице 2.1. определяем коэффициент С методом интерполяции для значения R=0,5 м коэффициент С принимает значение 39,7.

Скорость течения воды в канаве = 39,7 = 1,99 м/с

Расчетный расход воды Q = 1,99 =4,2 м³/с

Расхождение расчетного расхода воды Q с заданным составило 2,4%, что является допустимым.

По таблице 2.2. находим, что допустимая скорость при глубине канавы 1 м не превышает 0,45м/с, что меньше расчетной скорости. Поэтому необходимо предусмотреть укрепление откосов. Согласно таблице 2.2. канаву можно укрепить набросками из камня размерами 15-20 см.

2.2 Поперечные профили земляного полотна на перегоне

Наиболее распространенными поперечными профилями земляного полотна принимаемых при проектировании железнодорожных путей являются выемки или насыпи. Поперечные профили земляного полотна состоят из следующих элементов основная площадка земляного полотна, откосы, водоотводные канавы, резервы и т.д.

Основная площадка земляного полотна – это верхняя поверхность, на которой размещается верхнее строение пути. Ширина (В), форма поверхности основной площадки земляного полотна регламентируется СТН Ц-01-95.

На однопутных линиях поперечное очертание верха земляного полотна имеет трапецеидальную форму высотой 0,15 м и шириной поверху 2,3 м. на двухпутных линиях сливная призма имеет треугольную форму с высотой 0,2 м. Основная площадка однопутного и двухпутного земляного полотна из раздробленных скальных, дренирующих крупнообломочных и дренирующих песчаных грунтов принимается горизонтальной. Ширина основной площадки на перегонах принимается согласно поперечному профилю балластной призмы, построенному в разделе 1.2, но не менее значений, указанных в таблице 2.1

Таблица 2.3 – Ширина основной площадки земляного полотна новых линий на прямых участках пути

Вид грунта насыпи	Ширина основной площадки В, в зависимости от категории железнодорожной линии, м
Скоростные и особогрузонапряженные двухпутные участки, I	I и II	III	IV
Глинистые и другие недренирующие	11,7	7,6	7,3	7,1
Скальные, крупнообломочные и песчаные дренирующие	10,7	6,6	6,4	6,2

Крутизна откосов насыпей зависит от вида грунта, высоты насыпи и климатических условий. Насыпи из раздробленных скальных слабовыветривающихся и выветренных грунтов, крупнообломочных, песков гравелистых, крупных и средней крупности могут иметь крутизну откосов 1:1,5 при высоте Н ≤ 12 м разделенная для верхней части высотою до 6 м и нижней. В этом случае верхней части придается крутизна 1:1,5 при высоте Н ≤ 12 м разделенная для верхней части высотою до 6 м и нижней. В этом случае верхней части придается крутизна 1:1,5, а нижней 1:1,75.

Отвод поверхностных вод, поступающих к насыпям или стекающих с их откосов к искусственным сооружениям осуществляется водоотводными канавами или резервами. При явно выраженном поперечном уклоне местности, когда поступление воды к насыпям возможно только с верховой стороны, водоотводные канавы и резервы устраиваются только с нагорной стороны. Откосы резервов и водоотводных канав следует проектировать не более 1:1,5.

Крутизна откосов выемок проектируется из условия обеспечения их надежной устойчивости и назначается 1:1,5.

При поперечном уклоне местности положе 1:5 кавальеры рекомендуется размещать с двух сторон, при косогорности от 1:5 до 1:3 преимущественно с низовой стороны.

Поперечные профили насыпи и выемки вычерчиваются в масштабе 1:100. Для участка АБ вычерчивается поперечный профиль насыпи, для участка БВ вычерчивается поперечный профиль выемки.

Поперечный профиль насыпи приведен на рисунке 2.2, поперечный профиль выемки приведен на рисунке 2.3.

2.3 Поперечные профили станционных путей

Ширина основной площадки земляного полотна на станциях устанавливается в соответствии с проектируемым путевым развитием. Поперечное очертание верха земляного полотна станционных площадок, в зависимости от числа путей и вида грунта, следует проектировать односкатным или двускатным. При значительной ширине площадки допускается применение пилообразного поперечного профиля.

Крутизна поперечного уклона верха земляного полотна в сторону водоотводов устанавливается в зависимости от вида грунта земляного полотна, особенностей климатических зон, числа путей, располагаемых в пределах каждого ската.

Планировку поверхности балластной призмы на станционной площадке следует проектировать, придавая уклону среднюю крутизну, применительно к крутизне уклона поперечного профиля земляного полотна, но не более 0,03. При этом надлежит руководствоваться, что поперечные профили на промежуточных станциях всех типов, а также на обгонных пунктах и разъездах поперечного типа, следует проектировать, двускатными, с направлением скатов в разные стороны от оси междупутья между главными путями.

Ширина основной площадки земляного полотна на станции, м, определяется по формуле

В = Е(n-1) + 2Е₀ (2.6)

где Е- расстояние между осями станционных путей, 5,3 м;

Е₀ – расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна, принимается равным 3,5 м;

n – количество путей на станции.

В нашем случае:

В =5,3(5-1)+2 3,5 = 28,2 м

В курсовой работе принять основную площадку земляного полотна на станции в виде двухскатного поперечного профиля. Поперечный профиль земляного полотна вычерчивается в масштабе М 1:100. Поперечный профиль станционных путей приведен на рисунке 2.4.

железнодорожный путь стрелочный ремонт

Дата добавления: 2015-10-28