Условия применения сборных плитных покрытий 3 страница

При укладке пенопласта в комплексе с капитальным и средним ремонтами верхнего строения пути при использовании машин для глубокой очистки щебня последний размещают непосредственно на плиты пенопласта. Расчетная толщина слоя пенопласта должна быть увеличена на 1 см при см и на 2 см при см из-за вдавливания в него отдельных щебенок.

При выполнении работ со снятием рельсошпальной решетки поверх пенопласта укладывают защитный слой из песка, асбестовых отходов или щебня с размерами частиц 10–25 мм толщиной 0,1 м (см. рис. 2.12, б, в).

Рис. 2.12. Поперечные профили балластной призмы с устройством тепловой изоляции из пенопласта без защитного слоя (а и г), с защитным слоем (б и в) и со срезкой земляного полотна (в): 1 – слой пенопласта; 2 – подстилающий слой старого балласта; 3 – защитный слой

Ширина пенопластового покрытия В_о зависит от климатического района, характеризуемого многолетней средней суммой градусосуток отрицательных температур воздуха W:

для I W ≤ 2000 °С∙сут, В_о = 4,5 м, в = 0,9 м;

для II 2000 < W ≤ 2500 °С∙сут, В_о = 5,0 м, в = 1,1 м;

для III 2500 < W ≤ 3000 °С∙сут, В_о = 5,5 м, в = 1,4 м;

для IV W > 3000 °С×сут, В_о = 6,0 м, в = 1,6 м.

Буквой «в» обозначен выступ краев пенопластового покрытия за концы шпал.

Теплоизоляционное покрытие укладывают в пределах участка с неравномерным пучением и прилегающих с обеих сторон участков с равномерным пучением длиной не более 5 м.

Наименьшая протяженность теплоизоляционного покрытия должна быть на участках со скоростями поездов V ≤ 100 км/ч равной 20 м и
V > 100 км/ч – 25 м.

Для плавного увеличения глубины промерзания грунтов по концам покрытия устраивают сопряжения за счет уменьшения ширины и толщины слоя тепловой изоляции (рис. 2.13).

Рис. 2.13. Схема устройства сопряжения тепловой изоляции из пенопласта с балластом: а – план; б – продольный и поперечные разрезы

Длина сопряжения l_с зависит от расчетной величины равномерного пучения по концам теплоизоляционного покрытия и допустимого уклона отвода рельсовых нитей i_доп. Определяется l_с по формуле

(2.29)

(2.30)

где h_р – наблюденная величина равномерного пучения за пределами пучины (см. исходные данные); k – коэффициент увеличения равномерного пучения.

Значения k в зависимости от h_р:

Допустимый уклон отводов рельсовых нитей дополнительно к существующему на элементе профиля зависит от скорости движения поездов: i_доп = 0,001 при V ≤ 100 км/ч и i_доп = 0,0005 при V > 100 км/ч [7].

Сопряжение разбивают на одинаковые по длине элементы, количество которых равно числу слоев плит пенопласта в покрытии. На рис. 2.13 показано устройство сопряжения при трех слоях плит пенопласта.

При вырезке грунта ниже уровня основной площадки (см. рис. 2.12, в) по концам участка вырезки вдоль пути выполняют планировку грунта с
уклоном 0,02.

2.2.2. Проектирование противопучинного покрытия из шлака

Противопучинные покрытия из шлака могут быть накладными, врезными и комбинированными. Обычно эти покрытия называют подушками.

Накладные шлаковые подушки применяют на участках пути, где допускается значительная подъемка пути, т. е. линия неэлектрифицированная, на участке нет мостов, тоннеля, пассажирской платформы и др. Накладная подушка размещается над старой балластной призмой (рис. 2.14).

Врезная подушка на всю ее толщину врезается в грунт ниже основной площадки (рис. 2.15). Применяют их на электрифицированных линиях, когда подъемка пути не допускается или допускается на малую величину (до 10 см) и при этом толщина слоя старого балласта h_бс не превышает проектную высоту балластной призмы h_б.

Комбинированная подушка из шлака (рис. 2.16) устраивается частично за счет вырезки грунта ниже основной площадки (а) и частично за счет допустимой подъемки пути (см. исходные данные, приложение) и превышения h_бс над h_б. Комбинированные подушки могут назначаться как на неэлектрифицированных, так и на электрифицированных линиях.

Рис. 2.14. Схема устройства накладной шлаковой подушки: 1 – старая балластная призма; 2 – новая балластная призма; 3 – шлаковая подушка; 4 – засыпка дренирующим грунтом; 5 – дренажная труба; 6 и 6 ¢ – границы сезонного промерзания соответственно до устройства подушки и после устройства; 7 – пучинистый грунт

Рис. 2.15. Схема устройства врезной шлаковой подушки: П_в – толщина врезной подушки; h_б – высота новой балластной призмы из щебня (1);
2 – врезная шлаковая подушка; 3 – дренаж мелкого заложения; 4 и 4 ¢ – границы сезонного промерзания соответственно до устройства подушки и после устройства; 5 – пучинистый грунт

Рис. 2.16. Схема устройства комбинированной шлаковой подушки толщиной П_к в выемке: а – глубина замены пучинистого грунта шлаком; б – высота подушки над основной площадкой; Z₁₀ – расчетная глубина сезонного промерзания от верха существующей балластной призмы; Z₁=Z_max – глубина сезонного промерзания от верха новой балластной призмы после устройства подушки; 1 – геотекстиль; 2 – варианты дренажа мелкого заложения; 3 – пучинистый грунт

Высота новой балластной призмы h_б зависит от класса пути и его конструкции (звеньевой на деревянных шпалах или бесстыковой на железобетонных шпалах).

Для пути 1÷3 классов звеньевой конструкции h_б = 0,35 + 0,15 = 0,5 м, бесстыковой конструкции h_б = 0,4 + 0,15 = 0,55 м. Балластную подушку под щебнем заменяет шлак.

Толщина накладной подушки из шлака при новой балластной призме из щебня (см. рис. 2.14) определяется по формуле

, (2.31)

где S – коэффициент, принимаемый для шлака равным 0,85; n – коэффициент, учитывающий конструкцию земляного полотна: для нулевых мест
n = 1, для выемок глубиной более 1 м n = 0,95 и для насыпей высотой более 1 м n = 1,05; Z_max – глубина промерзания слоя балластных материалов за зимний сезон; m – коэффициент, учитывающий возможное увеличение глубины промерзания по сравнению с многолетними средними данными.

Коэффициент m для районов с сезонным промерзанием, где величина многолетней средней суммы градусосуток отрицательных температур воздуха W ≤ 2500 °С×сут, определяется по формуле

(2.32)

где W₁₀ – максимальная в десятилетнем периоде сумма градусосуток отрицательных температур воздуха; W – принимается равной 2500 °С×сут.

Для районов глубокого сезонного промерзания и вечной мерзлоты при W₁₀ > 2500 °С×сут коэффициент принимают равным 1,0.

Величину Z_max определяют по графику 1 (рис. 2.17) в зависимости от величины W₁₀.

Если сумма П_н и h_б окажется больше допустимой подъемки пути П, то накладную подушку применять нельзя и необходимо проектировать комбинированную подушку.

Толщину врезной или комбинированной подушки из шлака
(см. рис. 2.15 и 2.16) можно определить по формуле

. (2.33)

Здесь Z_max определяется по графику 2 (рис. 2.17).

Рис. 2.17. Графики для определения глубины промерзания Z_max: 1 – для песчано-гравийной отсыпки; 2 – при шлаковой подушке (врезной или комбинированной)

По высоте комбинированную подушку можно представить как сумму двух величин

, (2.34)

где а – глубина врезки подушки в пучинистый грунт ниже основной площадки; б – возвышение подушки над основной площадкой

(2.35)

2.3. Проектирование поперечных и продольных профилей пути при применении шлаковых подушек

Поперечный профиль противопучинных покрытий проектируется с обеспечением надежного отвода воды, попадающей в шлаковое покрытие, с помощью углубленных кюветов, лотков, дренажей мелкого заложения, которыми также осуществляется продольный отвод воды из выемок и нулевых мест. На насыпях вода из покрытий выпускается на откосы. Поперечный уклон основания покрытий должен быть не менее 0,04 (см. рис. 2.15; 2.16; 2.18).

Для отвода воды в выемках глубиной до 2 м и на нулевых местах целесообразно нарезать углубленные кюветы. В более глубоких выемках сооружают лотки или дренажи. Схемы устройства врезных подушек см. на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Схемы обеспечения выпуска дождевой воды из шлаковой подушки и отвода воды из выемки: а – шлаковая подушка на насыпи; б – то же в выемке глубиной до 2 м и на нулевом месте с устройством углубленного кювета (1); в, г – то же в выемке с устройством дренажа мелкого заложения (2) или железобетонного лотка (3)

Продольный профиль накладной и комбинированной подушек проектируется с учетом требований на проектирование продольного профиля пути. Длину врезной или комбинированной подушки L принимают равной длине отдельной пучины или пучинного участка. Наименьшая величина L зависит от скорости движения V поездов: при V ≤ 100 км/ч
L = 20 м, при V > 100 км/ч L = 25 м.

При полном выведении зоны промерзания из пучинистых грунтов длина сопряжения шлака врезной или комбинированной подушки с грунтом земляного полотна в продольном направлении зависит от величины равномерного пучения h_р по концам подушки и допустимого уклона i_доп отвода рельсовых нитей, i_доп = 0,001 при V ≤ 100 км/ч, i_доп = 0,0005 при V > 100 км/ч.

Прямолинейные сопряжения l_с врезной и комбинированной подушек см. на рис. 2.19 и 2.20.

Длина сопряжения l_с определяется по формулам (2.29) и (2.30).

Длины накладной и комбинированной подушек, а также длины отводов l_отв принимают в соответствии с требованиями на проектирование элементов продольного профиля пути. Обосновывается это тем, что подъемки пути составляют десятки сантиметров и отводы при i_отв = 1 ‰ будут длиной несколько сотен метров. На рис. 2.20 и 2.21 показаны продольные профили пути с комбинированной и накладной подушками.

Рис. 2.19. Сопряжение врезной подушки с грунтом земляного полотна вдоль пути: 1 и 2 – соответственно летний и зимний уровни пути; 3 – пучинистый грунт

Рис. 2.20. Сопряжение комбинированной подушки с грунтом земляного полотна и устройство отвода подъемки: 1 и 2 – соответственно летний и зимний уровни пути; 3 – пучинистый грунт земляного полотна; l_отв – длина отвода подъемки пути

Рис. 2.21. Продольный профиль пути с накладной шлаковой подушкой П_н: l_с – длина сопряжения подушки с балластом; l_отв – длина отвода подъемки пути высотой П_н+h_б с уклоном i_отв; 1 – пучинная неровность на пути; 2 – летний уровень пути до устройства подушки; 3 – то же после устройства подушки; 4 – зимний уровень пути после устройства подушки с учетом равномерного пучения h_р; 5 – граница промерзания пучинистого грунта после устройства подушки

В Технических условиях [11, п. 3.1.2] приводятся рекомендуемые наибольшие алгебраические разности уклонов i_н смежных элементов профиля и наименьшие длины l_н этих элементов в зависимости от категории пути и полезной длины приемоотправочных путей (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Нормативные рекомендуемые i_н и l_н
при полезной длине приемоотправочных путей 1050 м

В [11, п. 3.1.3] отмечается: «При алгебраической разности уклонов менее указанной в таблице длину разделительных площадок и элементов переходной крутизны следует пропорционально уменьшать, но не менее, чем до 25 м.

Уменьшенную длину элементов определяют по формуле

, (2.36)

где i₁ и i₂ – алгебраические разности уклонов, ‰, по концам отвода, причем i₁ < i_н и i₂ < i_н.

Контрольные вопросы

1. Какие две принципиально различные конструкции применяются для ликвидации пучин на пути?

2. Какие грунты относятся к пучинистым?

3. Каково назначение дренажей?

4. В чем отличие несовершенного дренажа от совершенного?

5. За счет чего дренаж устраняет пучины?

6. Что существенно влияет на погонный расход воды, поступающей в дренаж?

7. Для чего определяется расход воды в конце дренажа?

8. Каково назначение смотровых колодцев?

9. Когда следует применять противопучинные теплоизолирующие покрытия (подушки)?

10. За счет чего ликвидируется пучение грунта при устройстве накладной теплоизолирующей подушки?

11. То же при устройстве врезной теплоизолирующей подушки?

12. Для чего делается плавное сопряжение теплоизолирующего покрытия с балластом или грунтом земляного полотна?

Приложение

Варианты исходных данных для

«Железножорожный

курсового проекта по дисциплине

путь»

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: