Построение поперечных профилей земляного полотна

2.1 Расчет глубины водоотводных канав

Размеры поперечного сечения канавы устанавливают с расчетом пропуска максимального расчетного расхода воды. Наименьшую глубину канав определяют получаемой расчетной величины с прибавлением 0, 2 м для возвышение бровки канавы над расчетным уровнем воды. Глубина канавы и её ширина по дну должна быть не менее 0, 6 м. Крутизна продольного уклона канавы i должна быть не менее 0, 002. Откосы канавы в глинистых грунтах, суглинках, супесях и песках крупных и средней крупности делают крутизной 1: 1, 5.

Фактический расход в канаве определяется по формуле, м³/с

, (2.1)

где ω – площадь «живого сечения» (занятого водой) канавы, м²;

υ – средняя скорость протекания воды м/с;

Площадь живого сечения канавы определяется по формуле

, (2.2)

где a – ширина дна канавы, (см. рис. 2.1) м;

h – глубина воды в канаве, м;

m – коэффициент крутизны (заложение откоса);

Смоченный периметр канавы, м

. (2.3)

Гидравлический радиус определяется по формуле, м

. (2.4)

Скорость течения воды в канаве, м/с

, (2.5)

где – коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности дна канавы и гидравлического радиуса, определяется по таблице 2.1.

– уклон дна канавы.

Таблица 2.1 – Значение коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R

Поперечный профиль канавы приведен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Поперечный профиль канавы

Таблица 2.2 – Средние скорости течения воды м/с, в зависимости от средней глубины воды в канаве

Определим расчетную глубину h и продольный уклон i дна трапецеидальной канавы. Грунт – песок мелкий. Заданный расход воды .

Примем глубину канавы , ширину канавы понизу и уклон дна .

Площадь «живого сечения» канавы составит:

.

Смоченный периметр этого сечения

Гидравлический радиус м.

По таблице 2.1 определяем коэффициент С методом интерполяции для значения и коэффициент С принимает значение . Скорость течения воды в канаве .

Расчетный расход воды .

Расхождение расчетного расхода воды с заданным составило 1%, что является допустимым

По таблицы 2.2 находим, что допускаемая скорость при глубине канавы 0, 6 м не превышает 0, 45 м/с, что меньше расчетной скорости. Поэтому необходимо предусмотреть укрепление откосов. Согласно таблице 2.2 канаву нужно укрепить бетонными плитами или укрепить дно канавы щебнем, а откосы – одерновкой.

2.2 Поперечные профили земляного полотна на перегоне

Наиболее распространенными поперечными профилями земляного полотна, принимаемыми при проектировании железнодорожных путей, являются выемки или

насыпи. Поперечные профили земляного полотна состоят из следующих элементов: основная площадка земляного полотна, откосы, водоотводные канавы, резервы и т.д.

Основная площадка земляного полотна – это верхняя поверхность, на которой размещается верхнее строение пути. Ширина основной площадки земляного полотна (В) и форма поверхности регламентируются СТН Ц-01-95.

На однопутных линиях поперечное очертание верха земляного полотна имеет трапецеидальную форму. На двухпутных линиях сливная призма имеет треугольную

форму. Основная площадка однопутного и двухпутного земляного полотна из раздробленных скальных, дренирующих крупнообломочных и дренирующих песчаных грунтов принимается горизонтальной. Ширина основной площадки на перегонах принимается согласно поперечному профилю балластной призмы, построенному в разделе 1.2, но не менее значений, указанных в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Ширина основной площадки земляного полотна новых линий на прямых участках пути

Крутизна откосов насыпей зависит от вида грунта, высоты насыпи и климатических условий. Насыпи из раздробленных скальных слабовыветривающихся и выветренных грунтов, крупнообломочных, песков гравелистых, крупных и средней крупности могут иметь крутизну откосов 1: 1, 5 при высоте H ≤ 6 м. В остальных случаях крутизна откосов нормирована и при Н ≤ 12 м разделенная для верхней части высотою до 6 м и нижней. В этом случае верхней части придается крутизна 1: 1, 5, а нижней 1: 1, 75.

Отвод поверхностных вод, поступающих к насыпям или стекающих с их откосов к искусственным сооружениям, осуществляется водоотводными канавами или резервами. При явно выраженном поперечном уклоне местности, когда поступление воды к насыпям возможно только с верховой стороны, водоотводные канавы и резервы устраиваются только с нагорной стороны. Откосы резервов, забанкетных канав и водоотводных канав следует проектировать не более 1: 1, 5. Размеры водоотводных канав и кюветов принимаются из раздела 2.1.

Крутизна откосов выемок проектируется из условия обеспечения их надежной устойчивости и назначается 1: 1, 5.

При поперечном уклоне местности положе 1: 5 кавальеры рекомендуется размещать с двух сторон, при косогорности от 1: 5 до 1: 3 преимущественно с низовой стороны.

Поперечные профили насыпи и выемки вычерчиваются в масштабе 1: 100. Для участка АБ вычерчивается поперечный профиль насыпи, для участка БВ вычерчивается поперечный профиль выемки.

Поперечный профиль насыпи приведен на рисунке 2.2, поперечный профиль выемки приведен на рисунке 2.3.

2.3 Поперечные профили основной площадки земляного полотна

на раздельных пунктах

Ширина основной площадки земляного полотна на раздельных пунктах устанавливается в соответствии с проектируемым путевым развитием. Поперечное очертание верха земляного полотна станционных площадок, в зависимости от числа путей и вида грунта, следует проектировать односкатным или двускатным. При значительной ширине площадки допускается применение пилообразного поперечного профиля.

Крутизна поперечного уклона верха земляного полотна в сторону водоотводов устанавливается в зависимости от вида грунта земляного полотна, особенностей климатических зон, числа путей, располагаемых в пределах каждого ската. Для недренирующих грунтов крутизна составляет 0, 02.

Планировку поверхности балластной призмы на станционной площадке следует проектировать, придавая уклону среднюю крутизну, применительно к крутизне уклона поперечного профиля земляного полотна, но не более 0, 03. При этом надлежит руководствоваться, что поперечные профили на промежуточных станциях всех типов, а также на обгонных пунктах и разъездах поперечного типа, следует проектировать, двускатными, с направлением скатов в разные стороны от оси междупутья между главными путями.

Ширина основной площадки земляного полотна на раздельном пункте, м, определяется по формуле, м

, (2.6)

где E – расстояние между осями станционных путей, 5, 3 м;

E₀ – расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна, принимается равным 3, 5 м;

n – количество путей на раздельном пункте.

Посчитаем основную площадку земляного полотна на раздельном пункте

Поперечный профиль основной площадки земляного полотна на раздельном пункте приведен на рисунке 2.4.