Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое балластный откос

Балластный слой и конструкция верхнего строения пути

Балластный слой (балластная призма) — элемент верхнего строения пути из балласта (минерального сыпучего материала), укладываемого на основную площадку земляного полотна; обеспечивает вертикальную и горизонтальную устойчивость пути при воздействии динамических нагрузок от подвижного состава и изменяющихся температур. От конструкции и качества балластного слоя зависят общее состояние ж.-д. пути, уровень допускаемых скоростей движения поездов, сроки службы всех элементов верхнего строения (рельсов, скреплений, шпал), затраты на текущее содержание пути и вся система его ремонтов. Балластный слой воспринимает давление от шпал (брусьев на стрелочных Переводах) и распределяет его практически равномерно на возможно большую площадь земляного полотна; обеспечивает стабильное проектное положение рельсошпальной решетки в процессе эксплуатации и возможность выправки пути в профиле и плане (путем подбивки, рихтовки балластного слоя) для компенсации неизбежных остаточных деформаций; отводит воду от балластной призмы и с основной площадки земляного полотна, препятствует переувлажнению и пересыханию верхнего слоя грунта полотна, потере им несущей способности (весной) и пучению (зимой); участвует в формировании оптимальной упругости подрельсового основания, особенно при железобетонных шпалах (см. сл. 4.47).

Балластом на магистральных линиях обычно служит щебень фракции 25-60 мм, на менее деятельных линиях — гравий, доменные шлаки, песок.

На криволинейных участках для выравнивания давления на обе рельсовые нити, равномерного износа наружного и внутреннего рельсов, а также погашения центробежного ускорения, отрицательно влияющего на комфортность езды пассажиров, предусматривается возвышение наружного рельса по отношению к внутреннему. Размер возвышения зависит от скорости движения поездов и радиуса кривой и обычно не превышает 180 мм (в странах СНГ — 150 мм). Расчетные схемы для определения возвышения и допуски по отклонениям приведены на сл. 4.8-4.51.

Конструкция верхнего строения пути может быть звеньевой с рельсами длиной обычно до 36 (60) м (на ж. д. СНГ- 25 м) и бесстыковой, уложенной сварными плетями длиной 1500-2500 м (до размеров блок-участков). Рельсы звеньевого пути при колебаниях температуры изменяют свою длину за счет стыковых зазоров, размеры которых не должны превышать 22-24 мм (наибольший конструктивный зазор).

В бесстыковом пути подвижными являются лишь концевые участки протяженностью до 60–80 м. Средняя часть сварной плети не перемещается, и изменение температуры на 1ºС в ней вызывает увеличение или уменьшение напряжений в рельсах примерно на 2,5 МПа.

Бесстыковой путь — прогрессивная конструкция, обеспечивающая более плавное движение поезда, уменьшающая расходы на текущее содержание пути и подвижного состава, снижающая основное удельное сопротивление движению. Зоны рационального применения звеньевого и бесстыкового пути определяются экономическими расчетами. На высокоскоростных линиях бесстыковой путь укладывается на железобетонные шпалы, плиты или на монолитную основу.

Устройство железнодорожного полотна

Железнодорожный путь состоит из:

ü железнодорожное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки)

ü искусственные сооружения (железнодорожные мосты, тоннели, трубы и т.д.).

ü балластные слои,

ü шпалы мостовые

ü переводные брусья,

Железнодорожное полотно — комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на поверхность земли путь не укладывают из-за наличия неровностей.

Железнодорожное полотно должно быть:

· требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт

· 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.

Поперечный профиль железнодорожного полотна – это разрез, перпендикулярный продольной оси пути. В зависимости от формы поперечного профиля земляное полотно может представлять собой:

Различают типовые и индивидуально поперечные профили железнодорожного полотна. Типовые профили, в свою очередь подразделяют на нормальные и специальные. Нормальные профили применяют при сооружении железнодорожного полотна на надежном основании из обычных грунтов.
Специальные профили используют в специфических условиях: при наличии вечной мерзлоты, подвижных песков, лесов, болот и т.д.
Индивидуальные профили создают в сложных топографических, гидрологических, геологических и климатических условиях и при высоте откосов более 12 м, обосновывая все размеры конкретными расчетами.

Стандарт длины рельса железнодорожных путей в России составляет 12,5 или 25 метров, однако, все более распространенным становиться использование безстыковых путей. Безстыковые пути -это сварные плети из рельсов, которые образуют длину до 800 метров. Без таких путей невозможно наладить скоростное движение. Ширина колеи также является стандартом и составляет в России с 1970 года 1520 мм (кроме о. Сахалин), в странах Европы (кроме Испании и Португалии) – 1435 мм.

Читать еще:  Чем мерить угол откоса

Виды верхнего строения пути

Верхнее строение железнодорожного пути состоит из следующих элементов:

· рельсы со скреплениями и противоугонами,

При капитальном ремонте пути верхнее строение главных путей в зависимости от интенсивности и условий движения поездов на участке должно быть приведено к определенному типу:

· особо тяжелый
Особо тяжелый тип применяется при грузонапряженности свыше 50 млн. т×км брутто/км в год.

· тяжелый
Тяжелый тип применяется при грузонапряженности от 25 до 50 млн. т×км брутто/км в год, а также на участках с движением пассажирских поездов со скоростью 140 км/ч и более и на участках с особой интенсивностью движения пассажирских и пригородных поездов (100 поездов в сутки на один путь и более).

· нормальный
Нормальный тип применяется при грузонапряженности до 25 млн. т×км брутто/км в год.

По верхнему строению указанных типов допускается обращение локомотивов с нагрузкой на ось до 27 тс и вагонов до 25 тс. Условия обращения подвижного состава по разным типам верхнего строения устанавливаются Министерством путей сообщения.

При выполнении капитального ремонта пути с укладкой железобетонных и деревянных шпал со скреплениями раздельного типа в установленных МПС климатических зонах должна производиться укладка бесстыкового пути.

Устройство верхнего строения пути

Верхнее строение пути служит для:

· направления движения подвижного состава,

· восприятия силовых воздействий от колес подвижного состава

· передачи их на нижнее строение.

Верхнее строение пути (рис.) представляет собой комплексную конструкцию, включающую в себя:

Рельсошпальная решетка – это соединение рельсов и шпал.

При укладке рельсошпальной решетки на балласт, шпалы заглубляются в балластный слой, который укладывается на основную площадку земляного полотна. Толщина балластного слоя и расстояние между шпалами должны быть такими, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки.

Верхнее строение пути, подверженное воздействию неблагоприятных факторов (проходящих поездов, атмосферных осадков, колебаниям температуры и т. д.) должно быть устойчивым, прочным, долговечным и экономичным.

Рис. 4.1. Элементы верхнего строения пути: 1 – рельс; 2 – шпала; 3 – промежуточное рельсовое скрепление; 4 – песчаная подушка; 5 – щебеночный балласт; 6 – земляное полотно

Виды балластной призмы

Балластный слой для железнодорожного пути устраивается из сыпучих и хорошо проводящих воду материалов. Он должен обеспечивать устойчивость пути и обладать упругими свойствами. В качестве балласта применяется щебень, асбест, гравий, песок.

При особо тяжелом типе верхнего строения пути для устройства балластного слоя применяется щебень на подушке из песка, а также асбест.

При тяжелом типе верхнего строения применяется щебень и асбест на подушке из песка.

При нормальном типе верхнего строения пути может применяться любой вид балластного материала.

Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для особо тяжелого типа верхнего строения пути на однопутных участках:

а, б — соответственно в прямых и кривых на деревянных шпалах; в, г — то же на железобетонных шпалах; h — возвышение наружного рельса; 1 — щебень; 2 — песок

Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для тяжелого типа верхнего строения пути на однопутных участках:

а, б — соответственно в прямых и кривых на деревянных шпалах; в, г — то же на железобетонных шпалах; h —возвышение наружного рельса; 1 — щебень; 2 — песок

Балластный слой

Балластный слой — один из важнейших элементов верхнего строения же­лезнодорожного пути. Он обеспечивает устойчивость пути под воздействи­ем поездных нагрузок и изменяющихся температур.

Назначение балластного слоя:

— воспринимать давление от шпал и распределять его практически рав­
номерно на возможно большую площадь земляного полотна;

— обеспечивать стабильное положение рельсошпальной решетки в про­
цессе эксплуатации;

— обеспечивать возможность выправки пути в профиле и плане за счет
балластного слоя;

— отводить воду из балластной призмы и с основной площадки земляно­
го полотна, препятствовать переувлажнению и пересыханию верхнего слоя
грунта земляного полотна, потере им несущей способности весной и пуче­
нию зимой;

— смягчать удары от подвижного состава;

— иметь низкую электропроводность, обеспечивающую нормальную ра­
боту электрических цепей.

К балластным материалам предъявляются следующие требования: быть твердыми, упругими, износоустойчивыми, морозостойкими.

Щебеночный балласт, приготовленный из прочных горных пород (гра­ниты, диориты и др.) является лучшим из современных балластных матери­алов. Щебень получают дроблением твердых и прочных горных пород, по­этому он имеет острые грани, что придает ему высокое сопротивление сдвигу, и обеспечивает прочное механическое сцепление с деревянными шпа­лами. Щебень долговечен, обладает хорошими дренирующими и электро­изоляционными свойствами. Путевой щебень должен иметь размеры час­тиц 25—60 мм.

Асбестовый балласт — это отходы асбестового производства. Он пред­ставляет собой дробленую гравийно-песчаную массу с примесью мелких во­локон асбеста. Благодаря волокнам асбеста на поверхности балластной при­змы образуется корка, непроницаемая для атмосферной воды и засорителей. Применяется для балластировки главных путей. Недостатки асбестового балласта:

Читать еще:  Как клеить откосы входной двери

— очистка и его повторное использование в пути (в отличие от щебня)
невозможны, необходимы вырезка и вывозка загрязненной смеси;

— при большом количестве мелких частиц и при недостаточном количе­
стве асбестовых волокон (менее 1 %) асбестовый балласт работает неудов­
летворительно;

— необходимость захоронения огромных объемов загрязненного асбес­
тового балласта, отслужившего свой век и вырезаемого из пути при капи­
тальном ремонте.

Асбестовый балласт сильно пылит, выполнить нормы по защите людей от пыли при работе с ним на путевых работах (укладке в путь, погрузке и выгруз­ке) очень сложно, а вдыхание мелких волокон асбеста опасно для здоровья.

Поэтому применение асбестового балласта в последние годы ограничи­вается. Его используют на участках с интенсивным засорением сыпучими грузами и в зоне месторождения.

Гравийный и граеийно-песчаный балласт применяется на станционных, подъездных и соединительных путях. Получают из песчано-гравийной сме­си, образовавшейся в результате разрушения горных пород. Для того, что­бы гравий можно было использовать в качестве балласта, содержание зе­рен прочных горных пород фракций размером 0,16—5 мм должно быть не менее 50 % от общего объема фракций (в песчаной части балласта) и зерен слабых пород размером фракций более 5 мм в гравийной части балласта не должно превышать 10% от общей массы этих фракций.

Для того, чтобы балластный слой наилучшим образом выполнял свое назначение, ему придают определенные размеры и форму, которые и со­ставляют балластную призму.

Типовые поперечные профили балластной призмы приведены на рис. 1.76 и 1.77. На главных путях устраивают двухслойную балластную призму (кроме случаев, когда земляное полотно сооружается из скальных грунтов) Двухслой­ная балластная призма — щебеночный или асбестовый балласт поверх песча­ной или гравийно-песчаной подушки. Назначение балластной (обычно песча­ной) подушки: предотвращать засорение щебня грунтом основной площадки земляного полотна, предохранять грунт от разжижения весной и пересыхания и растрескивания летом. Толщина балластного слоя должна быть достаточ-

ной, чтобы избежать деформаций основной площадки земляного полотна. Тол­щина песчаной полушки принимается 20 см. Толщина щебня или асбеста при­нимается в зависимости от категории линии 25—40 см. Уклон откосов призмы должен быть не круче 1:1.5, а песчаной подушки 1:2. Ширина балластной при­змы должна приниматься при всех видах балласта на однопутных участках не менее указанной в табл. 1.5.

Инструкция по устройству верхнего строения железнодорожного пути всн 94-77

Балластный слой

3.29. В качестве балластных материалов применяются щебень из естественного камня, щебень из валунов и гальки, асбестовый балласт, карьерный гравий, крупнозернистый и среднезернистый пески (см. приложение 2).

3.30. Толщина балластного слоя под шпалой для главных путей принимается в соответствии с проектом.

Толщину балластного слоя под шпалой следует считать:

а) для однопутных участков: на прямых — по оси рельса, на кривых — по оси внутреннего рельса;

б) для двухпутных участков: на прямых — по оси внутренних (соседних) рельсов, на кривых — по оси внутреннего рельса кривой наружного пути.

3.31. Ширина балластной призмы поверху принимается по проекту.

3.32. На главных путях станций, разъездов и обгонных пунктов балласт должен укладываться из того же материала и иметь такую же толщину слоев, что и на перегонах.

На приемо-отправочных и других станционных путях устраивается однослойная призма из асбестового, гравийного, гравийно-песчаного или песчаного балласта; в обоснованных случаях может быть уложена призма из мелкого щебня фракции 5-25 мм на песчаной подушке.

Междупутья шириной до 6,5 м необходимо заполнять балластом.

Поверхности балласта между торцами шпал смежных путей на станциях следует придать поперечный уклон, соответствующий поперечному уклону земляного полотна станционной площадки.

Поперечные профили балластной призмы на станциях показаны на рис. 12 и 13.

3.33. При расстояниях между осями станционных путей более 6,5 м, а на подходах к станции при расстояниях между осями путей более 5 м (кроме районов распространения вечной мерзлоты) балластный слой смежных путей допускается устраивать раздельным.

3.34. Крутизна откосов балластной призмы при всех видах балласта должна быть 1:1,5; песчаной подушки — 1:2.

Рис. 12. Поперечные профили земляного полотна и балластной призмы (размеры даны в метрах):

а — двускатный; б — пилообразный; 1 — оси путей; 2 — смотровой колодец; 3 — ось железобетонного лотка; 4 — основание труб (утрамбованный щебень слоем 0,20 м); 5 — поперечный коллектор (d — не менее 0,50 м)

Рис. 13. Деталь поперечного профиля балластной призмы (размеры даны в метрах)

Читать еще:  Расчет откосов земляных работ

На участках со скоростями движения поездов более 120 км/ч крутизна откосов щебеночной балластной призмы должна быть 1:1,75.

При деревянных шпалах поверхность балластного слоя должна быть ниже верхней поверхности деревянных шпал на 3 см, а при железобетонных шпалах — в одном уровне с верхом их средней части.

На стрелочных переводах в пределах стрелки и крестовины верх балластной призмы во всех случаях должен быть ниже уровня поверхности брусьев на 3 см.

3.35. На путях подъемкой части сортировочной горки, а также на путях полугорок и вытяжных путях специального профиля для удобства и безопасности работы составительских бригад балластный слой должен быть уширен не менее чем на 1 м от торцов шпал каждой стороны пути на протяжении от места расцепки вагонов до горба (полугорки) или до места отрыва вагонов от состава.

3.36. Балластная призма на однопутных и двухпутных линиях устраивается в соответствии с типовыми поперечными профилями, показанными на рис. 14, 15, 16.

Ширина балластной призмы S, толщина слоя балласта a под шпалой, возвышение наружного рельса в кривых, ширина междупутья и его уширение в кривых участках принимаются по проекту. При отсутствии этих данных в проекте, они могут быть приняты согласно приложению 4.

Размеры плеч балластной призмы b и с в зависимости от ее ширины поверху приведены в табл. 5.

Местные отклонения от установленных размеров балластной призмы должны быть не более следующих величин:

по ширине призмы ±3 см;

по крутизне откоса ±0,1 (по заложению).

3.37. Для стабилизации балластной призмы производится ее обкатка поездной нагрузкой.

Объем обкатки пути на балластной призме полной проектной высоты устанавливается в зависимости от средств механизации, применяемых для уплотнения балласта: при использовании выправочно-подбивочно-отделочной машиной ВПО-3000 — 100 тыс. т брутто, балластно-уплотнительной машиной ПМ-400 — 130, шпало-подбивочной машиной ШПМ-02 — 150, электрошпалоподбойками ЭШП — 200.

Степень стабилизации пути контролируется пропуском подвижной нагрузки, при котором интенсивность накопления остаточных осадок не должна превышать 0,5 мм на 10 тыс. т.

Рис. 14. Поперечные профили балластного слоя из щебня с песчаной подушкой:

а — на прямых участках пути однопутных линий; б — на кривых участках; в — на прямых участках пути двухпутных линий; г — на кривых участках

3.38. При укладке асбестового балласта в путь отвод грунтовых и поверхностных вод необходимо производить так, чтобы не допустить переувлажнения балластного слоя, снижающего его несущую способность. Для обеспечения стока поверхностных вод поверхность балластной призмы на прямых участках пути должна быть спланирована с уклоном 7-8 ‰ от оси пути в сторону обочин. На двухпутных линиях уклоны устраиваются от оси междупутья.

3.39. Поверхность балластной призмы в кривых участках однопутных линий планируется с уклоном, соответствующим возвышению наружного рельса.

На двухпутных линиях при возвышении наружных рельсов до 100 мм допускается планировать балластную призму без устройства уступа в междупутье.

Рис. 15. Поперечные профили балластного слоя из карьерного гравия, песчаного и асбестового балласта:

а — на прямых участках пути однопутных линий; б — на кривых участках

Если такую планировку поверхности балластной призмы не позволяет делать габарит приближения строений, а также, если возвышение наружного рельса на одном из путей более 100 мм, надлежит принимать ступенчатое расположение путей.

В этом случае при асбестовом балласте для выпуска воды с междупутья в шпальных ящиках внутреннего пути необходимо устраивать специальные водоотводные лотки с укреплением откосной части призмы (от размыва) в местах выходов лотков. Расстояние между лотками определяется расчетом для того, чтобы не допускать образования больших потоков, при которых возможен размыв поверхности асбестового балласта. При этом расположение лотков в пределах стыковых и предстыковых шпальных ящиков не допускается.

Рис. 16. Поперечные профили балластного слоя из щебня на земляном полотне из скалы, камня, крупнозернистого и среднезернистого песка:

а — на прямых участках пути однопутных линий; б — на кривых участках; в — на прямых участках пути двухпутных линий; г — на кривых участках

При укладке железобетонных шпал устраивать в балласте канавку в уровне подошвы шпал под их средней частью не следует. Меньшая плотность балласта под серединами железобетонных шпал по сравнению с плотностью балласта в подрельсовых зонах обеспечивается тем, что в этих местах не производится подбивка шпал.

Рис. 17. Конструкция однослойной призмы из асбеста при постройке второго пути (размеры даны в сантиметрах):

1 — асбестовая корка, срезаемая при вновь устраиваемой призме; 2 — дренирующий грунт

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector