4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ И ОТВЕРСТИЙ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ
Конструкция трубы
определяется ее назначением для безопасного и наилучшего пропуска воды через
насыпь. Вместе с тем, располагаясь в насыпи под путем, труба должна быть
надежным сооружением – прочным, устойчивым и долговечным.
Напорный режим характерен полным заполнением отверстия трубы, ускоренным потоком, а значит, и наибольшей водопропускной способностью. Но для таких труб необходимы особые меры по защите насыпи от размыва. Подпертая и долго стоящая вода насыщает грунт насыпи и, фильтруясь через нее, выносит частицы грунта, угрожая размывом насыпи.
Поэтому трубы применяют обычно безнапорные, т.е.
таким отверстием, чтобы оно не скапливало до опасного уровня воду перед
насыпью. Безнапорный режим характерен протеканием воды без заполнения всего
отверстия трубы даже в том случае, когда перед насыпью горизонт воды расположен
в уровне верха трубы или немного выше. Объясняется это тем, что при входе в
трубу поток резко сужается, встречает сопротивление и, как следствие этого, в
начале трубы образуется перепад уровня воды. Превышение уровня воды перед
трубой над уровнем воды в трубе является подпором. Пройдя трубу, поток,
наоборот, распластывается, скорость течения резко снижается, и в конце трубы
получается второй перепад уровня потока.
Главнейшими факторами, оказывающими влияние на характер протекания воды в искусственном сооружении, являются:
-- глубина потока перед входом и после выхода из сооружения;
-- условия входа потока в сооружение;
-- величина уклона дна искусственного сооружения;
-- длина искусственного сооружения;
-- шероховатость стенок искусственного сооружения;
-- форма поперечного сечения искусственного сооружения.
-- К водопропускным искусственным сооружениям, подлежащим
размещению на трассе, относятся трубы.
В соответствии с требованиями СНиП, проектировать трубы нужно при безнапорном режиме.
В настоящее время распространение получили типовые железобетонные и бетонные трубы круглого и прямоугольного сечения.
Бетонные трубы могут применяться без ограничения, как на периодических, так и на постоянных водотоках.
Железобетонные трубы без ограничения применяются только на периодических водотоках.
Подбор типа и отверстия трубы производится по расчетному ожидаемому расходу воды с вероятной повторяемостью 1 раз в 100. Труба
будет подобрана правильно в том случае, когда расчетный расход воды, который может пропустить будет равен или несколько больше расчетного ожидаемого расхода с вероятной повторяемостью 1 раз в 100 лет с учетом аккумуляции.
Подбор следует начинать с круглых труб, переходя затем при больших расходах к прямоугольным железобетонным и бетонным трубам. Из производственных соображений надо стремиться к меньшему количеству типов труб. Подобранные трубы должны отвечать также и эксплуатационным требованиям.
Минимальная высота насыпи по конструктивному условию определяется из условия сохранности трубы от динамической подвижной нагрузки путем устройства над ней упругой засыпки из грунта и балласта толщиной не менее 1,0 м.
Минимальная высота насыпи по гидравлическому условию определяется как сумма подпора воды перед трубой при максимальном ожидаемом расходе с вероятной повторяемостью 1 раз в 300 лет с учетом аккумуляции и запаса 0,5 м
Высота насыпи на продольном профиле будет
достаточной, если она равна или больше минимальной потребной высоты насыпи по
конструктивному и гидравлическому условиям.
Для того, чтобы определить тип искусственного сооружения необходимо:
1. ОПРЕДЕЛИТЬ ПЛОЩАДЬ БАССЕЙНА:
Площадь бассейнов находят с помощью сетки квадратов, вычерченной на кальке. Считаем, сколько квадратов поместилось внутри бассейна. Находим площадь одного квадрата. В данном случае величина одного квадрата 1C1 см. Следовательно, чтобы найти площадь одного квадрата, нужно стороны перевести в масштаб карты и перемножить их.
Sкв=250×250 (5.1)
где 250 – величина стороны квадрата, переведенная в масштаб карты, м;
Sкв=250×250=62500 м2
Затем умножаем площадь одного квадрата на общее число квадратов внутри бассейна.
Fб=Nкв×Sкв (5.2)
где Nкв – количество квадратов в одном бассейне, шт;
Sкв – площадь одного квадрата, м2;
1й бассейн
Подсчитываем количество квадратов внутри бассейна.
Nкв=32 шт
Подставляем в формулу:
Fб=32×62500/1000000=2км2
2ОПРЕДЕЛИТЬ УКЛОН ЛОГА:
Уклон лога – отношение разности отметки водораздела, с которого лог берет начало, и отметки дна лога у искусственного сооружения к длине лога.
Iл=(Нн-Нк/lл)×1000 (5.3)
Где Нн – начальная отметка лога, м;
Нк - конечная отметка лога, м;
lл – длина лога, м
1000 – коэффициент перевода из метров в
тысячные.
Iл=(707-700/1450)×1000=50/00
3. ОПРЕДЕЛИТЬ РАСЧЕТНЫЙ РАСХОД ВОДЫ:
Расход воды - количество воды, протекающей в единицу времени через живое сечение водотока.
Расход воды определяется по номограммам Для этого нужно знать в каком климатическом и ливневом районе находится участок железнодорожной линии.
Донецкий район находится в 5 ливневом и III климатическом районах.
при F1=2.0 км2 и I1=5 0/00 расчетный расход воды Qр=14 м3/с.
4. ОПРЕДЕЛИТЬ РАСЧЕТНЫЙ РАСХОД ВОДЫ С ВЕРОЯТНОСТЬЮ 1% и 0,33%:
Q100= Qр×1,05 (5.4)
Q300= Qр×1,46 (5.5)
где Qр – расчетный расход воды, определяемый по номограмме,м3/с;
1,05; 1,46 – поправочные коэффициенты к расходу дождевого стока, определяются по таблице 5.1.
Таблица 4.1. Поправочные коэффициенты к расходу дождевого стока
|
Вероятность превышения расхода, % |
Грунты водосбора |
||
|
Глинистые и суглинистые |
Песчаные и супесчаные |
Рыхлые (осыпи) |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
0,33 1 2 |
1,46 1,05 0,88 |
1,39 1,00 0,84 |
1,32 0,96 0,80 |
Q100= 14×1,05=14.7 м3/с
Q300= 14×1,46=20.4 м3/с
В соответствии с полученными расходами воды я выбираю одноочковую прямоугольную железобетонную трубу диаметром 3.0м. ПЖБТ 1´3.0 м.
При пропуске Q100=10,5 м3/с - высота подпора воды h=2.05 м
Q300=14,6 м3/с - высота подпора воды h¢=2.6м
Таблица 4.2. Расчет
искусственных сооружений
|
Тип искусственного сооружения |
Iл, 0/00 |
Fб, км2 |
Qр, м3/с |
Q100, м3/с |
Q300, м3/с |
h¢ |
Расположение |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
ПЖБТ 1´3.0 |
5 |
2 |
14 |
14.7 |
20.4 |
2.6 |
КМ1ПК0+00,00 |
|
ПЖБТ 1´3.0 |
5 |
1.3 |
10 |
10.5 |
14.6 |
2.05 |
КМ4ПК8+25,00 |
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПОДРОБНОГО ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ
Подробный продольный профиль выполняют в
масштабах:
- горизонтальный 1:10 000
- вертикальный 1:1000.
Он служит основным документом, по которому выполняют проектирование, а затем строительство железной дороги.
В процессе разработки профиля должны быть рассмотрены следующие вопросы:
-- Уточнение на карте положения трассы,
-- Наколка на профиле линии земной поверхности и определение её
отметок на всех пикетах,
-- Детальный расчет и привязка кривых,
-- Нанесение на профиль проектной линии,
-- Подсчет проектных и рабочих отметок на всех и в характерных точках,
-- Определение румбов и длин прямых,
-- Нанесение на профиль обозначений и показание ситуации местности.
Уточнение трассы выполняется для того, чтобы улучшить план и продольный профиль. Для этого должна быть проанализирована вся трасса и в первую очередь ее наиболее трудные участки места с затяжными высокими насыпями и глубокими выемками, кривые малых радиусов и т.д.
Если есть возможность переместить трассу с трудных участков на более подходящие, то это выполняют при составлении подробного продольного профиля. Это может привести к сокращению объемов земляных работ и возможности увеличения радиуса кривой. При хороших показателях трасса оставляется без изменений.
По скорректированной трассе по отметкам характерных точек производится наколка линии земной поверхности. Отметки названных точек логов, водоразделов, берутся с карты, а если трасса не корректировалась, то со схематического продольного профиля.
Отметки промежуточных точек пикетов и плюсов вычисляются способом интерполяции, в следующей последовательности:
-- определение разности между отметками характерных смежных точек;
-- нахождение горизонтального расстояния между этими точками, выраженного в пикетах;
-- вычисление величины превышения, приходящегося на 1 пикет
-- определение превышений на участках от левой характерной точки до
ближайшего пикета справа и от правой характерной точки до ближайшего пикета слева
-- вычисление отметок точек земной поверхности на всех пикетах
6.
ДЕТАЛЬНЫЙ РАСЧЕТ КРИВЫХ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РУМБОВ.
Железнодорожный путь на кривых участках пути имеет следующие особенности:
- уширение колеи при радиусах менее 650 метров;
- возвышение наружного рельса над внутренним;
- устройство переходных кривых;
- укороченные рельсы на внутренних рельсовых нитях;
- увеличенные междупутные расстояния при наличии двух и более путей.
Различают три зоны скоростей
1 зона - углубления профиля /ямы/ и примыкающие к ним участки, проходимые грузовыми поездами в обоих направлениях с максимальными или близкими к ним скоростями
П зона - площадки и уклоны, на которых среднеквадратическая скорость близка к средним значениям скоростей движения грузовых поездов
Ш зона - возвышение профиля /горбы/ и примыкающие к ним участки затяжных подъемов, проходимые грузовыми поездами в обоих направлениях со скоростями, близкими к расчетной скорости на руководящем подъеме, а также подходы к станциям, где предусматривается остановка грузовых поездов.
Потом по “Таблицам для разбивки кривых на железных дорогах” выбираю сновные элементы кривой.
Угол поворота кривой равен a=21°00¢. Исходя из этого назначаем радиус круговой кривой равный Р=2000 м.
Для данного угла поворота и радиуса выбираем главные элементы круговой кривой.
Т=370,68 м, К=733,04м, Д=8,32 м, Б=34,06 м.
Выполняем проверку:
Д=2Т-К (7.1)
Д=2*370,68-733,04=8,32 м
Ошибка в найденном значении домера не должна превышать 1-2 см. В моем случае ошибка равняется 1 см, что допустимо, следовательно, элементы кривой выбраны, верно.
Для разбивки трассы необходимо знать пикетажное положение:
ВУ –вершины угла поворота;
НК – начало кривой;
СК – середины кривой;
КК – конца кривой;
Для определения пикетажного положения вершины угла, необходимо измерить расстояние от точки А до вершины угла поворота, в моем случае это расстояние равняется 14 см. Далее необходимо это расстояние перевести в масштаб карты. Так как масштаб карты равен 1:25000, то нужно длину линии умножить на 250.
ВУ=14*250=3500 м
Положение главных точек кривой в пикетажном значении вычисляется по следующим формулам:
НК=ВУ-Т (7.2)
СК=НК+К/2 (7.3)
КК=НК+К (7.4)
ВУ КМ 3ПК5+00,00
- Т КМ 0ПК3+70,68
НК КМ 3ПК1+29,32
+ К КМ 0ПК7+33,04
КК КМ 3ПК8+62,36
НК КМ 3ПК1+29,32
+ К/2 КМ 0ПК3+66,52
СК КМ 3ПК4+95,84
Далее выполняем проверку правильности вычисления главных точек кривой:
КК=ВУ+Т-К (7.5)
КК=СК+К/2 (7.6)
ВУ КМ 3ПК5+00,00
+ Т КМ 0ПК3+70,68
КМ 3ПК8+70,68
- Д КМ 0ПК0+08,32
КК КМ 3ПК8+62,36
СК КМ 3ПК4+95,84
+ К/2 КМ 0ПК3+66,52
КК КМ 3ПК8+62,36
Расхождение между двумя вычисленными значениями КК допускается не более 1 см. Пикетажное значение главных точек кривой рассчитаны, верно.
Расчет кривой сводим в таблицу 7.1.
Таблица 7.1. Расчет кривой
|
a, ° |
R, м |
Т, м |
К, м |
Д, м |
Б, м |
НК |
ВУ |
КК |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
21°00¢ |
2000 |
370,68 |
733,04 |
8,32 |
34,06 |
КМ3ПК1+29,32 |
КМ3ПК5+00,00 |
КМ3ПК8+62,36 |
За детальным расчетом и привязкой кривых к пикетажу производится нанесение проектной линии. После нанесения проектной линии
производится вычисление проектных и рабочих отметок на всех переломах профиля и в характерных точках. Отметки вычисляются с точностью до 1 см.
Далее определяем румбы и длины прямых.
Сначала на карте района трассирования вычисляем значение дирекционного угла при помощи транспортира, а так как между румбами и дирекционными углами существует зависимость, то зная угол можно вычислить румб по следующим формулам:
I четверть СВ a=0°- 90° , r = a (7.7)
II четверть ЮВ a=90°- 180° , r = 180°-a (7.8)
III четверть ЮЗ a=180°- 270° , r = a-180° (7.9)
IV четверть СЗ a=270°- 360° , r = 360°-a (7.10)
Так как a1=49°00¢, следовательно, линия лежит в первой четверти, а румб в четвертой четверти равен дирекционному углу:
r = a
r = СВ:49°00¢
a2=29°30¢, также перевая четверть, румб находится по той же формуле.
r = a
r = 29°30¢
 |
7 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ИЗЫСКАТЕЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ.
Изыскание новых железных дорог производится в большинстве случаев в необжитых бездорожных районов, изыскательские работы на существующих железных дорогах выполняются при движении поездов, поэтому необходимо строго выполнять безопасные приемы работ и соблюдать трудовую дисциплину.
Все топографо-геодезические рабьоты производимые на действующих железных дорогах не должны нарушать безопасное движение поездов с установленными скоростями и гарантировать полную безопасность
работников. Производство всех полевых геодезических работ в полосе отчуждения железных дорог должны быть предварительно согласованы с начальником дистанции пути. Руководитель работ должен знать расписание движение поездов на участке работ.
На месте работы с вешками, рейками и т.д.ж могут быть допущены подростки не моложе 16 лет с соблюдением законов об условии труда подростков. К более тяжелым работам – рубка просек и т.д. – лица моложе 18 лет не допускаются. Работники железной дороги должны носить оранжевый жилет и специальную обувь.
Место и время выполнения работ на станциях должно быть согласовано с начальником или дежурным по станции.
Каждый изыскатель должен изучить инструкцию по технике
безопасности, строго соблюдать все изложенные в ней положения и при необходимости в полном объеме произвести инструктаж работы. Руководитель работ должен продумать организацию и технологию выполнения работ, определить необходимый состав бригады, по количеству и их квалификации наметить расстановку людей по рабочим местам,
 |
определить потребность в инструменте. Все передвижения по пути
разрешаются только по обочине земляного полотна, на расстоянии не ближе
 |
2 м от
крайнего рельса или в стороне от пути. При невозможности пройти в стороне от
пути или по обочине разрешается пройти по пути 1 – 2 человека. Руководитель
должен следовать сзади группы с развернутым красным флагом. Впереди должен идти
специально выбранный рабочий, ограждающий группу сигналами остановки.
Переходить пути следует под прямым углом предварительно убедившись, что на
пересекаемых путях нет приближающегося подвижного состава.
Нельзя пролазить под вагонами, протаскивать инструменты, приборы и материалы. Переходить путь, занятый подвижным составом, следует только пользуясь тормозными площадкпми. Обходить подвижной состав надо на расстоянии 10 м от крайнего вагона. При проходе через пути нельзя наступать на рельсы, становится ногами между рельсом и остряком. В условиях плохой видимости руководитель работ обязан выделить двух сигналистов, которые должны следовать впереди и сзади группы на расстоянии зрительной связи, чтобы приближающий поезд был виден или на расстоянии не ближе 1 км от идущей группы и своевременно оповещать о приближении поезда условными сигналами.
На участке с автоблокировкой запрещается класть инструмент на рельсы и производить измерения поперек пути стальными лентами и рулетами. Во время перепыва в работе находится кому-нибудь из членов бригады или оставлять на полотне дороги инструмент категорически запрещается.
Все основные геодезические приборы необходимо распологать на свободном и удобном месте или между путями с наименьшим движением.
 |
8.ОРГАНИЗАЦИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И
ЭКОЛОГИЯ ПРИ ИЗЫСКАТЕЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТАХ.
Железная дорога оказывает разносторонее влияние на окружающую среду. При проектировании железной дороги необходимо учитывать многие требования охраны окружающей среды в процессе ее строиетльства и эксплуатации. Важнейшие из них: сохранение занимаемых земель; борьба с шумом; охрана воздушного бассейна; охрана и рациональное использование водных ресурсов; макстмальное сохранение сложившихся природных систем.
Полоса земли, отводимая под строительство железной дороги называется полосой отвода. Ущерб, связанный с занятием для нужд железной дороги значительной площади земель нарушает процесс в природе и наносит экономический вред.
Борьба с шумом – одно из важнейших экологических проблем железнодорожного транспорта. Звук, издаваемый грузовым поездбом, идущем по звеньевому пути достигает 100 дб, что значительно превышает допустимый уровень для производственных (50 – 80) и жилых (30 – 50) помещений. Снижение шума достигается укладкой бесстыкового пути, применением резиновых рельсовых прокладок, устранением выбоин и волнообразного износа рельсов.
Экологическая чистота электрической тяги делает ее особенно желательной в густонаселенных районах и курортных местностях.
Охрана и рациональное использование водных ресурсов – актуальные задачи, которые необходимо решить при проектировании станций и различных предприятий железных дорог.
Важное значение имеет оборотное водоснабжение предприятий, при котором значительно сокращается потребление пресной воды и уменьшается сброс загрязненных стоков в водоемы.
Железные
дороги, особенно в малоосвоенных районах вызывает большие изменения в
окружающей среде. Задача проектировщиков – обеспечить такие проектные решения,
которые в наименьшей степени нарушают природные системы: водно-тепловой режим
почв, горных пород и атмосферы ; гравитационное и биохимическое равновесие,
растительный и животный мир. Необходимо максимально сохранить местные и
естественно природные условия и создать такие искусственные факторы, которые
могли бы восполнить неизбежно вызванные строительством нарушения в окружающей
среде.
 |
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1. Власов А.И. Таблицы для разбивки кривых на железных дорогах. – М.:
Транспорт, 1968
2. Інструкція з забезпечення безпеки руху поїздів при виконанні колійних
робіт.ЦП 0067. – Д.: Видавництво АТЗТ ВКФ “Арт-Прес”,2001.
3. Інструкція по устрою та утриманню колії залізниць України. ЦП/0050.
Київ, Транспорт України, 1999
4. Иоаннисян А.И. Изыскания и проектирование железных дорог М.: Транспорт, 1971
5. Кантор И.И, Гулецкий В.В. Основы проектирования и постройки
железных дорог. - М.: Транспорт, 1990
6. Кантор И.И. Пауль В.П. Основы проектирования и строительства железных дорог. - М.: Транспорт, 1983
7. Правила технічної експлуатації залізниць України. – Київ, Міністерство транспорту України, 1995
8. СниП II-39-76. – М.: Стройиздат, 1977
Шурыгин В.П. Строительство железных дорог. Учебник для техникумов. – М.: Транспорт, 1988
(zip - application/zip)
Статистика файлового архива
