Какой вид иссо устанавливается на косогорах чем объясняется ваш выбор
Feb
MAR
Apr
20
2011
2012
2014
Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт, а также обеспечивающим возможность механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.
Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. В зависимости от формы поперечного профиля земляное полотно может представлять собой насыпь, выемку, полунасыпь, полувыемку или полунасыпь-полувыемку (рис. 3.1). Различают индивидуальные и типовые поперечные профили. Типовые профили применяют при сооружении земляного полотна на надежном основании из обычных грунтов. Индивидуальные поперечные профили разрабатываются в сложных географических и геологических условиях.
Рис. 3.1. Виды земляного полотна: а – насыпь; б – выемка; в – полунасыпь; г – полувыемка; д – полунасыпь-полувыемка
Рис. 3.2. Насыпь (а) и ее типовой поперечный профиль (б), размеры приведены в метрах: 1 – водоотводная канава; 2 – берма; 3 – основная площадка; 4 – бровка земляного полотна; 5 – откос; 6 – резерв; 7 – подошва насыпи; 8 – обочина; h – расстояние от бровки земляного полотна до подошвы насыпи; l – длина горизонтальной проекции откоса насыпи; 1: n – крутизна откоса насыпи
Полоса земли от подошвы откоса насыпи до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Для обеспечения отвода воды от насыпи берма имеет уклон в сторону водоотвода от 0,02 до 0,04 ‰
Рис. 3.3. Выемка (а) и ее типовой поперечный профиль (б) (размеры приведены в метрах): 1 – нагорная канава; 2 – кавальер; 3 – забанкетная канава; 4 – банкет; 5 – кювет; 6 – бровка откоса; 7 – обочина; boп – ширина основной площадки земляного полотна
Удаленный при сооружении выемки грунт, не используемый для создания насыпи в другом месте, укладывают за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода, притекающих к выемке поверхностных вод, за кавальерами сооружают нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпают банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву.
В неустойчивых грунтах и в стесненных условиях в качестве водоотводов устраивают лотки, которые могут быть железобетонными, бетонными, каменными или деревянными. По форме лотки подразделяются на трапециидальные, прямоугольные, треугольные и полукруглые. На станционных площадках для отвода поверхностных и грунтовых вод используются продольные и поперечные лотки с крышками, коллекторы, канализационные трубы, ливневые канализации, дренажные устройства.
Для предохранения земляного полотна от разрушений его откосы и бермы укрепляют. Чаще всего для этих целей используют посев многолетних трав с густой стелющейся корневой системой. Кроме этого, используют такой способ защиты как дернование откосов (сплошное или в клетку) – для этого предварительно срезанные куски дерна закрепляют на откосах деревянными спицами. При периодических затоплениях хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения, мощение откосов камнем. Однако, эти способы защиты, требуют больших затрат ручного труда. Поэтому на современном этапе, чаще всего используют укрепления из железобетонных плит, укладку которых можно полностью механизировать.
3.2. Искусственные сооружения
Искусственные сооружения обеспечивают возможность пересечения железной дорогой водных преград, других железнодорожных линий, автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также безопасный проход людей через пути и устойчивость земляного полотна в сложных геологических и гидрологических условиях.
К искусственным сооружениям относятся мосты, трубы, тоннели, подпорные стены, регуляционные сооружения, галереи, селеспуски и др.
При пересечении железной дорогой рек, каналов, ручьев и оврагов сооружают мосты или трубы. Мост (рис. 3.4) состоит из пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и передающих давление на грунт. Береговые опоры моста называют устоями, а промежуточные – быками. Мост разделяется опорами на пролеты. Пролетные строения включают в себя главные фермы, соединяющие их конструкции, проезжую часть и мостовое полотно. В фермах различают верхний и нижний пояса, к одному из которых прикрепляют поперечные балки, а к ним – продольные балки, образующие проезжую часть. Если проезжая часть располагается на уровне верхнего пояса, мост называют с ездой поверху, а если на уровне нижнего пояса – с ездой понизу. Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады.
Путепроводы (рис. 3.5) строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый и безопасный пропуск транспорта благодаря пересечению дорог на разных уровнях.
Виадуки (рис. 3.6) сооружают вместо обычной высокой насыпи при пересечении железной дорогой глубоких долин, оврагов и ущелий.
Эстакады (рис. 3.7) создают вместо больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и обеспечивают проезд и проход под ними, а также возводят на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами при разливе воды.
Трубы(рис. 3.8) применяют при пересечении железной дорогой небольших водотоков и суходолов. По виду материалов различают каменные, металлические, бетонные и железобетонные трубы. Широкое распространение получили сборные железобетонные трубы из отдельных звеньев, разделенных деформационными швами. Затраты на сооружение и содержание труб значительно меньше, чем мостов. На выходах и входах трубы имеют оголовки, расширяющиеся в направлениях от трубы. Существуют и безоголовочные металлические гофрированные трубы. Они дешевле и легче железобетонных, не имеют фундамента, что позволяет значительно сократить сроки строительства. С увеличением высоты насыпи возрастает длина трубы и ее стоимость.
Тоннель(рис. 3.9) представляет собой искусственное сооружение для прокладки пути под землей. Их сооружают при пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок. Кроме этого, тоннели сооружают для безопасного прохода людей на станциях. Транспортные тоннели подразделяют на горные, подводные и городские.
Подпорные стены служат для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей (рис. 3.10).
Регуляционные сооружения (рис. 3.11) устраивают при подходах к большим мостам для защиты опор от подмыва при паводках и повреждения льдом. Они состоят из направляющих грушевидных и шпоровидных дамб и траверс, откосы которых со стороны реки укрепляют каменным мощением или бетонными плитами.
Противообвальные галереи(рис. 3.12) устраивают в местах возможных обвалов, а в местах возможного схода грязекаменных (селевых) потоков – селеспуски(рис. 3.13).
Рис.3.12. Противообвальная галерея
Наиболее распространенными видами искусственных сооружений являются мосты и трубы (более 92 %). Протяженность искусственных сооружений составляет в среднем менее 1,5 % общей длины пути, однако их доля в стоимости железной дороги равна почти 10 %. Поэтому их проектируют в расчете на длительный срок. Основные требования к искусственным сооружениям – обеспечение безопасности и бесперебойности движения поездов с установленной скоростью, простота и низкая стоимость устройства и содержания.
1. Что относится к элементам нижнего строения пути?
2. Дайте определение поперечного профиля земляного полотна.
3. Какую форму имеет основная площадка земляного полотна на однопутной и двухпутной линиях?
4. Назовите основные элементы поперечного профиля насыпи.
5. Назовите основные элементы поперечного профиля выемки.
6. Назовите виды водоотводных устройств.
7. Какие водоотводные устройства применяются на станциях?
8. Перечислите способы укрепления откосов земляного полотна.
9. Назовите виды искусственных сооружений и условия их применения.
10. Перечислите основные элементы конструкции моста.
Искусственные сооружения на автомобильных дорогах необходимы для преодоления водоемов, ущелий, гор, городских территорий, а также создания безопасных условий для движения транспорта и людей. В эту группу входят тоннели, мосты, эстакады, путепроводы, трубы и другие конструкции. Ниже подробно рассмотрим их назначение, поговорим об устройстве, а также современных новациях в этой сфере.
Назначение искусственных сооружений на дорогах
Главное назначение искусственных сооружениях на автодорогах состоит в обеспечении безопасного движения транспортных средств и людей. При этом каждая конструкция имеет индивидуальные особенности в вопросе целей применения:
К категории искусственных сооружений относятся и галереи, которые строятся на горных автомобильных дорогах. К их главному назначению относится защита от падения камней, спускания лавин, обвалов и т. д. В таких конструкциях особое внимание уделяется прочности.
Устройство различных искусственных сооружений
При строительстве искусственных сооружений на автомобильных дорогах проводится большая работа по подготовке, выбору подходящего места и оптимальных материалов.
В задачу инженеров входит создание надежной конструкции, способной выполнять возложенные на нее функции и выдерживать разные виды воздействий в течение продолжительного времени. Ниже кратко рассмотрим особенности устройства разных сооружений.
Мосты
Конструктивно мосты автомобильных и других сорог состоят из опор и пролетных конструкций. Первые бывают береговыми и промежуточными. Вне зависимости от типа опоры берут на себя всю нагрузку от транспорта, дорожного покрытия, атмосферных осадков и т. д. Для лучшей фиксации опоры крепятся на фундамент, который опирается в грунт или специально созданное основание. В качестве материала для опор применятся бетон, камень, металл или железобетон.
Пролетные элементы состоят из несущих конструкций (балок), на которых размещается автомобильная дорога. Ключевые элементы соединяются между собой для обеспечения устойчивости и жесткости цельной конструкции. Наиболее распространенными считаются балочные мостовые системы. В них пролеты изготавливаются с применением балок.По конструкции мосты могут быть Т-образными, арочными, висячими и вантовыми.
При строительстве и ремонте мостов на автомобильных дорогах учитываются требования действующих ГОСТ и СНиПов. При необходимости предусматривается возможность возведения рядом других искусственных сооружений, что обязательно закладывается в проекте.
Путепроводы и виадуки
Путепровод — сооружение, которое возводится на другой автомобильной или железной дорогой. По устройству он проще моста, поэтому имеет другое название. Главным отличием является упрощенный тип опор, ведь при строительстве не учитывается ток воды, ход льда, риск размыва опорной части и т. д.
Путепровод на автомобильных дорогах представляет собой мост, который проложен над обычной ж/д или автомобильной дорогой, городскими улицами, пешеходными дорожками. Его устройство подразумевает применение наклонных / вертикальных диафрагм. Опорные стойки находятся над каждым ребром пролетного строения. Они упираются в поперечные диафрагмы, и тогда их количество может быть меньше.
Виадук — еще один вид моста, который применяется для преодоления разных препятствий. Как правило, такое искусственное сооружение необходимо для прокладки дороги через лощину, ущелье или овраг.
Строительство таких конструкций актуально при отсутствии возможности и дороговизне насыпи. При этом проектировщики ориентируются на глубину оврага. Конструктивно виадуки также состоят из опор разной длины и верхнего дорожного покрытия.
Тоннели
Последнее время развивается строительство не только мостов, но и туннелей автомобильных дорог, позволяющих пересекать сложные участки. В зависимости от назначения тоннель может использоваться для машин, велосипедистов, пешеходов, ж/д составов, кораблей и другого транспорта.
Тоннели строятся в местах, где нецелесообразно или невозможно обойтись мостами или другими искусственными сооружениями. Наиболее распространенный метод строительства — закрытый, когда дорожное полотно прокладывается внутри какого-то природного объекта.
При возведении может применяться горный способ прокладки с применением бурения и взрывных работ с последующим вывозом лишнего материала на поверхность. Второй вариант состоит в применении комбайнового метода. Его суть в применении специальной техники (комбайнов).
Существуют также открытые методы строительства. Как правило, применяется котлованный вариант, когда создается углубление нужной ширины с последующим укреплением боковых частей.
Также используется траншейный (чаще применяется для пешеходных конструкций) и щитовой. Вне зависимости от способа возведения тоннели всегда укрепляются путем создания основы и бетонной конструкции для защиты от осыпания.
Эстакады
К категории эстакад относятся колейные мосты, которые находятся выше уровня земли и имеют участки для съезда / заезда. Конструктивно они бывают стационарные и разборные. При изготовлении может использоваться:
Как правило, эстакады строятся для подъезда к пролету моста, а иногда для разделения магистрали от городской черты.
Сама конструкция находится над поверхностью земли, а вот основная опорная часть базируется в грунте. В качестве опор применяются ж/б колонны. Для их возведения в землю вдавливаются обсадные трубы, внутрь которых устанавливается металлическая арматура с последующей заливкой бетоном. Далее трубы извлекаются, а ж/б колонна остается внутри в качестве опоры. Группа таких конструкций и играет опорную функцию.
В дальнейшем на основание ставится ж/б опора, а после него делается пролет эстакады в виде арматурной решетки с дальнейшей заливкой бетона. Опора может быть металлической или бетонной. Последнее время все чаще применяется сталь. Параллельно земле монтируются ригели, обеспечивающие распределение нагрузки по поверхности.
При строительстве эстакад предъявляются особые требования. К примеру, угол наклона не должен быть больше 40, а высота пролета от пяти метров и более. Асфальт на поверхности должен обеспечивать качественное сцепление колес авто с дорогой, а по краям дороги устанавливаются ограждения.
Трубы
Водопропускные трубы также входят в категорию искусственных сооружений. При их укладке и изготовлении предъявляются особые требования к надежности из-за риска деформации. При этом устранение дефектов вызывает ряд трудностей и влечет за собой немалые расходы. В процессе создания и укладки учитывается регион эксплуатации.
Так, в условиях сурового климата требуется пучение грунта. Что касается материала, искусственные сооружения могут делаться из металла, бетона, камня и ж/б. Наиболее популярными являются ж/б трубы, которые собираются из нескольких частей длиной от 1 до 6 метров. С учетом типа насыпи они могут быть 1-но, 2-х или 3-очковыми, а по форме — в виде круга, прямоугольника или овала.
Для фиксации конструкции применяются специальные ж/б детали, отличающиеся высокой долговечностью, надежностью и стойкостью к коррозии. В некоторых случаях необходима укладка фундамента, но при использовании гофрированных труб можно обойтись без него.
Подпорные стены
Такие сооружения незаменимы для защиты от обрушений на берегах разных водоемов. Могут изготавливаться из разных материалов:
Для создания основания применяется щебень, песок и естественные грунты. Стена в нижней части может иметь Т-образную форму для лучшей фиксации.
В зависимости от конструкции под уровнем земли может прокладываться дренажная труба. Как вариант, может использоваться коробчатая система, подразумевающая сборку конструкции из нескольких секций. В качестве основного материала все чаще выступает сталь.
Последние новации при строительстве искусственных сооружений на автомобильных дорогах
При создании искусственных сооружений проектировщики стараются применять прогрессивные конструкции и использовать передовые методики выполнения таких работ. Главной целью является повышение надежности конструкции, снижение расхода материала и уменьшения времени возведения. В создаваемых объекта должны применятся типовые решения и сборные конструкции, отвечающие действующим стандартам и техусловиям.
В последнее время набирает популярности 3D-печать разных конструкций. В качестве исходных материалов может применяться пластик, сталь, алюминий, хром-кобальт, никель и другие. Возможна специальная подготовка порошка. Пока такие технологии применяются только за границей для строительства небольших объектов. К примеру, 15 июля 2021 года в Амстердаме был открыт стальной мост, сделанный полностью на 3D принтере. Он объединил две набережные, имеет вес 6 т и длину 12 м.
В России ведется работа по решению проблем искусственных сооружений, многие из которых (свыше 5500) находятся в аварийном состоянии. С учетом этого до 2024 года планируется направить более 200 млрд рублей для приведения в нормальное состояние имеющихся объектов. Особое внимание уделяется регулированию и стандартизации в этой сфере.
Заключение
Искусственные сооружения несут ключевую функцию и обеспечивают удобство применения и безопасность автомобильных дорог.
Задача разработчиков в том, чтобы создать надежную конструкцию, удовлетворяющую требованиям и обеспечивающую выполнение возложенных на нее функций. Что касается развития этой сферы, из-за небольших вливаний средств хватает только на реконструкцию, а основные инновации в этом вопросе пока впереди.
Искусственные сооружения для преодоления естественных препятствий
Искусственные сооружения возводятся на пересечениях железных дорог с реками, ущельями, другими дорогами, с обвалоопасными или лавиноопасными участками. К ним относят мосты, виадуки, эстакады, путепроводы, водопропускные трубы, фильтрующие насыпи, лотки, дюкеры, тоннели, подпорные стенки, противообвальные галереи, дамбы, барражи, трансбордеры.
Мосты устраиваются при пересечении железных дорог с реками, каналами, ручьями, ущельями, оврагами. Они бывают каменные, металлические, бетонные, железобетонные и деревянные. Мост (рис. 9.6) состоит из опор и пролетных строений балочной, арочной или висячей конструкции. Они могут быть разводными или подвешенными для пропуска судов на крупных реках. Береговые опоры моста называются устоями, а промежуточные — быками. Нижняя часть устоев, находящихся в земле называется фундаментом, а верхняя часть, на которую устанавливаются пролетные строения, — исходной частью. Конец насыпи вокруг устоев моста называется конусами и обычно тщательно укрепляется от размыва.
Мосты бывают также одно-, двух-, трех- и многопролетными (по числу промежуточных опор). Расстояние в свету между противоположными устоями однопролетного моста называется отверстием моста. В многопролетных мостах отверстием моста является сумма расстояний между отдельными опорами.
Пролетное строение моста состоит из главных ферм, связей между ними, проезжей части и мостового полотна, включающего в себя рельсы, шпалы, балласт, деревянные или металлические поперечины, охранные и противоугонные устройства, боковые тротуары, настил, перила, системы водоотвода, обогрева, освещения. Путь на пролетных строениях укладывается на щебеночном балласте, на деревянных поперечинах или металлических поперечниках (особо крупные металлические мосты), на железобетонных плитах.
При расположении проезжей части моста на уровне верхнего пояса фермы мост называется с «ездой поверху» (рис. 9.6, а); при расположении на уровне нижнего пояса — «с ездой понизу» (рис. 9.6, б). Мост с ездой посередине показан на рис. 9.6, в, а висячий мост — на рис. 9.6, г.
Все железнодорожные мосты подразделяются на классы в зависимости от их грузоподъемности, под которой понимается наибольшая нагрузка, которую может выдержать мост при условии обеспечения безопасности движения поездов.
Для прокладки железнодорожного пути в горной местности строятся тоннели вместо возведения дорогостоящих высоких насыпей или очень глубоких выемок. Тоннели, представляющие собой горизонтальное или наклонное подземное сооружение, строят под один, а иногда под два пути. По значимости они, как и мосты, — наиболее ответственные и дорогие искусственные сооружения в путевом хозяйстве, а по условиям эксплуатации — сложнее мостов. В плане тоннель может располагаться на прямой и на кривой, в ряде случаев строят петлевые и спиральные тоннели. Продольный профиль тоннелей может быть одно- и двухскатным (с уклоном в обе стороны от середины тоннеля). По условиям водоотвода расположение тоннеля на горизонтальных участках не допускается. При большой длине и расположении тоннеля на кривых требуется снижение уклона пути.
Около половины всех искусственных сооружений составляют трубы (рис. 9.7) диаметром от 2 до 6 м, в насыпях при проходе через них малых водотоков, действующих периодически. Наряду с одоноочковыми трубами применяются двух- и трехочковые трубы, а в отдельных случаях — и четырехочковые. Трубы применяют также при прокладке местных дорог через насыпь. Трубы бывают бетонные, железобетонные, каменные и металлические.
На пересечении железной дороги с глубокими оврагами, лощинами, горными ущельями строятся виадуки (рис. 9.8). Виадуки делают многопролетными на высоких опорах, часто на уклонах и криволинейных участках пути вдоль склона горы. Виадуки бывают арочные, балочные и рамные, изготавливаются из камня, бетона, железобетона и металла. Вместо высоких насыпей строятся также мосты-эстакады и акведуки (рис. 9.9), т.е. мосты с лотками под водоток (оросительный канал, водопровод). Для пропуска малых водотоков, например оросительных каналов, под путем в неглубоких выемках делают дюкеры (рис. 9.10) с колодцами по его концам. На крутых косогорах, а также у берегов рек и морей строятся подпорные стенки из камня, бетона, железобетона. Они могут быть монолитными или сборными (из свай, стоек, плит).
В местах пересечения рек для предохранения земляного полотна и искусственных сооружений от размывов устраиваются дамбы и траверсы. Дамбы отводят поток воды от насыпи, предохраняют от подмыва береговые устои и обеспечивают более спокойный проход высоких вод через отверстие моста. Траверсы сооружаются с обеих сторон насыпи для предотвращения течения воды вдоль насыпи.
Рекомендуемая литература: [1, 7, 8, 11]. 
Все железнодорожные мосты подразделяются на классы в зависимости от их грузоподъемности, под которой понимается наибольшая нагрузка, которую может выдержать мост при условии обеспечения безопасности движения поездов.
