Укрепление и защита земляного полотна

Для защиты откосов насыпей, выемок и берм применяют посев семян мно­голетних злаковых и бобовых трав. Дерн способен защитить от размыва от­косы земляного полотна на неподтопляемых участках. При больших высо­тах насыпей для предотвращения смыва семян и удержания их на откосе до образования корневой системы посев трав производится в деревянных или железобетонных обрешетках (рис. 1.38) или с использованием георешеток.

Посев многолетних трав в настоящее время осуществляется механизиро­ванным способом посева по слою растительной земли (специальными агре­гатами) или способом гидропосева с добавлением в смесь семян с водой муль­чирующих добавок (опилок, торфяной крошки и др.) без использования растительной земли.

Если посев трав невозможен по климатическим или грунтовым услови­ям, производится обсыпка откосов скальными или крупнообломочными грунтами (галечниковыми, щебенистыми).

При подтоплении откосов насыпей и берм пойменными водами применяют­ся каменные наброски из сортированного и несортированного камня (рис. 1.39).

При больших скоростях течения воды и волновом воздействии, для ук­репления откосов насыпей, конусов у устоев мостов, берегов применяются железобетонные плиты и габионы.

Габионы конструктивно представляют собой проволочный остов, запол­ненный камнем (рис. 1.40). Габионы бывают в виде габионных ящиков, га-бионных тюфяков и цилиндрические габионы. Габионные сооружения от­вечают требованиям экологии, не препятствуют росту растительности. Уже выполнен ряд работ в России по сооружению берегоукреплений из габио­нов (берегоукрепление Саратовского водохранилища, облицовка канала в Нижегородской области и др.)

При небольших скоростях течения воды бетонные и железобетонные пли­ты являются прочным и надежным укреплением. Применяются плиты сбор­ные свободнолежащие размером 1,0x1,0x0,16 на гравийной или щебеноч­ной подготовке. Открытые швы устраивают вразбежку.

При больших скоростях течения воды и при волновых воздействиях при­меняют железобетонные разрезные плиты, шарнирно соединенные в ковер

размером 2,50x3,0x0,20 м, при необходимости плиты омоноличиваются за­полнением швов бетоном или цементным раствором.

Полоса отвода

Полосой отвода называется земельный участок, предназначенный для размещения земляного полотна со всеми устройствами, лесозащитными на­саждениями, постоянными снегозащитными заборами, путевыми и други­ми зданиями, линией связи, энергоснабжения и другими сооружениями и устройствами железной дороги.

Ширину полосы отвода устанавливают в соответствии с Инструкцией о нормах и порядке отвода земель для железных дорог в зависимости от вы­соты насыпи или глубины выемки, обустройств земляного полотна (кава­льеров, резервов, укрепительных сооружений) наличия зеленых насаждений (для защиты от снега и песка) и других условий. Для насыпи или выемки с высотой Я до 12 м, когда не требуется устройство кавальеров, резервов, укрепительных сооружений, а также защитных насаждений, рекомендова­ны следующие нормы ширины полосы отвода L:

Н,ы 1—4 5—8 9—12

L,m 28—37 40—49 52—61

Расстояние от подошвы откоса насыпи или бровки откоса выемки, а при наличии резервов или водоотводных канав — от их крайних точек до грани­цы полосы отвода должно быть не менее 2 м, в исключительных случаях—не менее 1 м.

Ширина полосы отвода в местах, где путь нуждается в специальных защи­тах, устанавливается с учетом размещения этих защит (например, лесозащит­ных насаждений). В пределах городов граница полосы отвода устанавлива­ется на расстоянии не более 2 м от подошвы откоса насыпи или бровки

водоотводной канавы. На станциях и разъездах расстояние от оси крайнего пути до границы полосы отвода должно быть не менее 10 м, с уширением для размещения служебно-технических, жилых зданий и других устройств.

Границы полосы отвода обозначаются знаками, установленными через каждые 250 м. Знаки обсыпаются землей на высоту 0,40 м, вокруг них устра­иваются канавы глубиной 0,30 м.

В охранные зоны выделяются площади земли, необходимые для обеспе­чения устойчивости и прочности железнодорожных сооружений. На этих землях не допускается уничтожение растительности и устанавливаются осо­бые условия землепользования.

1.3. Искусственные сооружения

Искусственные сооружения обеспечивают:

- прокладку железнодорожных линий через реки, каналы, суходолы, гор­
ные хребты, глубокие ущелья, болотистые места;

- пересечение с другими железнодорожными линиями, автомобильными
дорогами, трамвайными и троллейбусными путями;

- безопасный переход людей над или под путями:

- устойчивость крутых и деформирующихся откосов земляного полотна;

- регулирование водных потоков с целью предохранения железнодорож­
ных путей от переувлажнения и размывов.

К искусственным сооружениям относят: мосты, трубы, тоннели, виадуки, акведуки, эстакады, пешеходные мосты, дюкеры, селеспуски, подпорные стен­ки, регуляционные сооружения, лотки, фильтрующие насыпи. Искусственные сооружения составляют менее 1,5 % общей длины пути, но доля их в общей стоимости железной дороги равна почти 10 %; стоимость одного погонного метра моста и тоннеля в десятки раз выше, чем обычного пути. Поэтому их строят капитальными, рассчитанными на длительный срок эксплуатации. Бо­лее 90 % всех искусственных сооружений составляют мосты и трубы.

Мост — это искусственное сооружение, которое сооружается для уклад­ки железнодорожного пути через какие-либо водные препятствия. На не­больших водотоках и суходолах устраивают малые мосты (рис. 1.41), но чаще трубы (рис. 1.42), над которыми сооружаются обычные насыпи. При невы-

соких насыпях (до 2 м), где устройство труб невозможно, применяют желе­зобетонные лотки. Выбор искусственного сооружения (мост, труба или ло­ток) определяется технико-экономическими расчетами. При этом нужно учитывать, что трубы предпочтительнее, чем мосты (ниже стоимость, про­ще эксплуатация). Поэтому их необходимо применять везде, где они могут обеспечить пропуск расчетного расхода воды и высота насыпи допускает их сооружение. При малых расходах воды и малой высоте насыпи применя­ют поперечные лотки.

При пересечении ущелий, глу­боких долин и оврагов строят высокие мосты (до 100 м и более), которые называются виадуками (рис. 1.43). Для пересечения с го­родской территорией строят эс­такады (рис. 1.44) — мосты с рав­номерной и нечастой расстанов­кой опор для возможно меньше­го стеснения улиц и более удоб­ного прохода и проезда под ни­ми. Эстакады часто строят и на подходах к большим мостам. Для пересечения железной дороги с автодорогами и улицами служат путепрово­ды (рис. 1.45). Для безопасного перехода людей через станционные пути ус­траивают пешеходные мосты (рис. 1.46) над путями.

В горных районах вместо сооружения глубоких выемок или сложных и многочисленных обходов строят тоннели (рис. 1.47). По заданной трассе и профилю удаляют горную породу, а образовавшуюся выработку закрепля­ют камнем, бетоном, железобетоном или металлическими тюбингами. По на-

значению тоннели бывают железнодорожные, автомобильные, метрополите­ны, гидротехнические, горнопромышленные и др. Тоннели применяются на станциях для прохода пассажиров, перевозки багажа и почты.

Продольный профиль пути в тоннеле должен иметь уклон не менее 3 %о. Тоннели защищают от проникновения поверхностных вод водоотводами. Входы в тоннели укрепляют и оформляют в виде порталов. В тоннелях дли­ной более 1000 м при тепловозной тяге обязательно устраивают искусствен­ную вентиляцию.

На косогорах и в местах воз­можных горных обвалов со­оружают галереи (рис. 1.48) — особый вид горных сооруже­ний напоминающий тоннель, но открытый сбоку и сверху, а в местах возможных селевых грязекаменных потоков — се-леспуски (рис. 1.49). Для пре­дотвращения обрушения грун­та откоса или подмыва грунта у основания насыпей на крутых косогорах устраивают подпор­ные стенки (рис. 1.50). При не­обходимости пропуска через путь потока воды (водовода) устраивают дюкер (рис. 1.51), состоящий из двух колодцев, соединенных трубой. Водоток по нему следует по принципу сообщающихся сосудов от входного колодца с более высоким уровнем воды к выходному с низким уровнем. Дюкеры пропускают неболь-

шое количество воды под низ­кими насыпями или мелкими выемками. При пересечении водотока дорогой в достаточ­но глубокой выемке может быть устроен акведук — свое­образный мост над дорогой, по пролетному строению которо­го протекает вода (рис. 1.52).

Фильтрующая насыпь, имеющая в своем теле про­слойки из крупных камней (рис. 1.53). Разрешено соору­жать в исключительных случаях на линиях III и IV категории при малом количестве протекающей воды и при незначительном количестве взвешен­ных частиц грунта в ней.

Мосты и трубы.Мост (рис. 1.54) состоит из пролетных строений 4, пере­крывающих требуемое пространство и являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения в нужном положении. В зави­симости от числа пролетов мосты бывают однопролетными, двухпролет-ными, трехпролетными и т.д., а в зависимости от числа путей на общих опо­рах — однопутными и двухпутными. Участки земляного полотна, примыкающие с обеих сторон к мосту, называют подходами. Концевые ча­сти подходов оформляют в виде конусов 1.

Концевые опоры моста 2 называют устоями. Они одной стороной под­держивают конец пролетного строения, а другой — примыкающую к мосту насыпь, и служат для нее подпорной стенкой. В пределах устоев располага­ют обычно конусы подходов. Промежуточные опоры — быки поддерживают концы двух смежных пролетных строений. Пролетные строения опираются на опоры через опорные части (рис. 1.55), которые, передавая давление на опору, позволяют пролетному строению несколько поворачиваться, удлиняться или укорачиваться при изгибе под нагрузкой, а также изменять длину в зависимо­сти от температуры. Под одним концом пролетного строения помещают не­подвижные опорные части, которые допускают только его поворот. Они со­стоят из верхнего 4 и нижнего 2 балансиров и цилиндрического шарнира 3 между ними (рис. 1.55, а). Нижний балансир прикреплен к подферменнику 1 опоры, а верхний — к нижнему поясу фермы или балки. Под другим концом пролетно­го строения помещают подвижные опорные части (рис. 1.55, б), которые по­зволяют ему перемещаться вдоль пролета по каткам 5. Расстояние между цент­рами опорных частей называется расчетным пролетом L (см. рис. 1.54). Полная длина пролетного строения L — расстояние между его торцами.

По длине мосты подразделяют на: большие свыше 100 м, средние от 25 до 100 м и малые до 25 м.

По типу пролетных строений мосты бывают: с ездой поверху (рис. 1.56, а), с ездой понизу (рис. 1.56, 6) и ездой посередине (рис. 1.56, в).

По роду строительных материалов различают мосты: деревянные, ме­таллические, каменные и железобетонные, причем эта классификация опре­деляется материалом пролетного строения.

Деревянные мосты сооружались в первые годы строительства железных дорог и в годы Гражданской и Великой Отечественной войн. Их преимуще­ство — простота конструкции, дешевизна, возможность использования мест-

ных материалов. Но они недолговечны, опасны в пожарном отношении, тру­доемки в обслуживании. Поэтому сооружение деревянных мостов допуска­ется только на малодеятельных линиях.

Каменные мосты имеют важное преимущество — долговечность, которая измеряется иногда столетиями. Так как камень очень хорошо сопротивляет­ся сжимающим усилиям и плохо работает на растяжение и изгиб, то камен­ным мостам придавалась сводчатая форма, при которой в конструкции воз­никают только сжимающие усилия. Каменные мосты имеют большую собственную массу, поэтому мало чувствительны к увеличению массы поезда и за многие десятилетия не исчерпали своей несущей способности. Однако большая трудоемкость строительства и ограниченность допускаемой длины

пролетов (не более 60 м) послужили причиной того, что каменные мосты в настоящее время не строят.

Металлические мосты составляют около 70 % суммарной длины всех мос­тов на железных дорогах. Их достоинство: небольшая масса, высокая проч­ность, однотипные детали и элементы. Срок службы 60—70 лет. Металличес­кие мосты особенно экономичны при расчетных пролетах более 33 м.

В последнее время широкое распространение получили железобетонные мосты. Железобетон, особенно с предварительным напряжением арматуры, хорошо сопротивляется не только сжатию, но и растяжению. Железобетон­ные мосты — основной тип малых мостов. Длина типовых железобетонных пролетных строений от 2,25 до 15,8 м. При большей длине нагрузка от соб­ственного веса пролетного строения оказывается значительной, что ослож­няет строительно-монтажные работы и устройство фундаментов опор.

Для защиты моста и подходов от размыва паводком и повреждения ле­доходом в необходимых случаях устраивают регуляционные сооружения (рис. 1.57), состоящие из струенаправляющих дамб и траверс и укреплен­ные каменной отмосткой или бетонными плитами. Мост, подходы, регуля­ционные сооружения и укрепления вместе с подмостовым руслом реки на­зывают мостовым переходом.

Трубы бывают каменные, металлические, бетонные и железобетонные. Каменные трубы строили из бутовой кладки или прочного кирпича. Мно­гие старые трубы эксплуатируются 100 лет и более. Менее продолжитель­ное время (50—70 лет) служат стальные трубы. Водопропускные трубы по форме сечения подразделяются на круглые и прямоугольные. Применяют следующие типы труб: круглые железобетонные диаметром от 1 до 2 м, круг-

лые из гофрированного металла, диаметром 1,5 м, прямоугольные железо­бетонные отверстием от 1 до 4 м и бетонные отверстием от 1,5 до 6 м. Что­бы уменьшить сопротивление потоку воды, на входах и выходах труб уст­раивают оголовки (рис. 1.58).

Лотки закрытые и открытые прямоугольного сечения отверстием 0,50—0,75 м, преимущественно железобетонные, устраивают между шпалами для пропус­ка небольшого количества воды при высоте насыпи менее 1 м, недостаточ­ной для укладки труб.