Лекции по железнодорожному пути за 2 курс
Тема 1:Введение
План
1)Роль транспорта в экономике страны
2)Единая транспортная система России (ЕТС)
3)Ж.д. путь и путевое хозяйство
1. На 1-ом месте в экономике страны добывающая промышленность, на 2-ом месте земледелие, на
3-м месте обрабатывающая промышленность, на 4-ом месте транспорт. В отличие от других
отраслей промышленности, транспорт не производит новых продуктов, его продукцией является
перевозка грузов и пассажиров. Если для промышленности главным является производство
продукции, то для транспорта - перевести данную продукцию от производителя к потребителю как
можно быстрее и без потерь, поэтому транспорт имеет огромное значение в экономике страны.
Ж.д.т. перевозит 90% грузов и 30%пассажиров.
2. ЕТС состоит из 6 видов транспорта:
1)железнодорожный
2)морской
3)речной
4)автомобильный
5)воздушный (авиационный)
6)трубопроводный
Железнодорожный транспорт - является ведущим звеном транспортной системы страны и
служит для перевозки грузов и пассажиров на большие расстояния
Морской транспорт - обслуживает в основном перевозки внешней торговли. Перевозка грузов
морским транспортом обходится дешевле по сравнению с другими видами транспорта
Речной транспорт - применяют для перевозки между портами, расположенными на речных путях
( круглый лес, руда, строй. материал)
Автомобильный транспорт - по объему перевозок в тоннах, занимает 1-ое место и обладает
большой маневренностью
Воздушный транспорт - самый дорогой, но и самый быстрый транспорт, скорость достигает 1000
и более км/ч. Перевозит ценные грузы (пушнина, золото, живая рыба, медикаменты)
Трубопроводный транспорт - используется для перекачки нефти и нефтепродуктов ( 95% всей
добываемой нефти)
На трубопроводном транспорте низкая себестоимость перевозки и благодаря высокой
герметичности этот вид транспорта теряет нефти в полтора раза меньше, чем по ж/д и в 2,5 раза
меньше , чем в воде.
3. Ж.д. путь состоит из земляного полотна, верхнего строения пути и искусственных сооружений.
Все элементы ж.д. пути должны обеспечивать по прочности, устойчивости и состоянию,
безопасное и плавное движение поездов со скоростями установленными на данном участке. К
путевому хозяйству относится: 1)железнодорожный путь со всеми сооружениями и устройствами;
2)хозяйственные предприятия, предназначенные для обеспечения без перебойной работы ж.д.
пути. Удельный вес путевого хозяйства в системе ж.д.т.- 50% всех основных средств ж/д и 20%работников. К верхнему строению пути относится:
1)балластный слой;
2)промежуточные рельсовые скрепления(между рельсом и шпалами);
3) рельсовые скрепления(между 2 рельсами вкладки, болты);
4)противоугоны;
5)шпалы (деревянные, железобетонные)
6)рельсы;
7)стрелочные переводы
К искусственным сооружениям относятся:
1) мосты;
2) трубы;
3)тоннели и др.
Тема2:Земляное полотно
План
1)Назначение ЗП
2)Конструктивные элементы ЗП
3)Грунты
1.Земляное полотно предназначено для укладки на него верхнего строения пути, для восприятия
нагрузок подвижного состава т.к. земная поверхность не ровная, поэтому в пониженных местах
приходится насыпать грунт, а в повышенных срезать его, а потом уже укладывать верхнее
строение пути (ВСП). Земляное полотно (ЗП)- это насыпи и выемки вместе с водоотводными и
укрепительными сооружениями. Земляное полотно работает в сложных условиях ( атмосферные
осадки, ветер, поездные нагрузки). К земляному полотну предъявляют жёсткие требования:
1)оно должно быть прочным
2)долговечным
3)экономным
Земляное полотно должно обеспечивать широкой механизации работ.
2.Условные обозначения:
1-основная площадка земляного полотна
2-тело земляного полотна
3-бравка земляного полотна
4-откосы земляного полотна
5-основание земляного полотна
6-подошва земляного полотна
7-водоотводная канава
Основные виды земляного полотна:
1)насыпь
2)выемка
3)нулевое место
4)полунасыпь
5)полувыемка
6)полунасыпь и полувыемка
Основная площадка- это поверхность земляного полотна на которую укладывают верхнее
строение пути.
Насыпь-это основная площадка расположенная выше земной поверхности.
Выемка-это основная площадка расположенная ниже земной поверхности.
Нулевое место- основная площадка расположенная на уровне земной поверхности
Основание земляного полотна- полоса земли на которую опирается насыпь
Бровка- линии сопряжения основной площадки с откосом
Подошва откоса- линия сопряжения откоса с основанием
Крутизна откосов- это отношение высоты откоса к основанию
3.Грунты
Бывают 4-х видов:
1) песчаные
2) глинистые
3) крупнообломочные
4) скальные
Самые распространенные песчаные и глинистые. Песчаные хорошо пропускают воду, глинистые
плохо. Крупнообломочные грунты- это щебёночное и дресвяной. Скальные- гранит, базальт,
гипс, доломит. Торф и ил для земляного полотна не применяются. Способность грунта пропускать
через поры воду под влиянием напора воды, называется водопроницаемостью. Фильтрация-это
движение гравитационной воды сквозь поры грунта. Грунты которые пропускаю воду, называются
дренирующими, а которые не пропускают воду не дренирующими. Дренирующие- песчаные,
скальные, крупнообломочные. Не дренирующие- глинистые
Тема3:Поперечные профили земляного полотна
План
1)Типовые поперечные профили ЗП
2)Основные площадки ЗП
1. Поперечные профили ЗП делятся на типовые и индивидуальные.
Поперечные профили характеризуются:
1)шириной и формой основной площадки (5,5м на однопутных
участках, 9,6 на двухпутных участках; форма: на однопутных
участках трапеция, на двухпутных треугольник.
2)крутизной откосов ( i=1:1,5) (i=1:2)
3)расположением водоотводных устройств
4)высотой насыпи и глубиной выемки ( может быть 3, 6, 9,13м,
глубина выемки те же цифры
Высоты насыпи- это расстояние от бровки до основания насыпи
Глубина выемки- это расстояние от бровки до основания выемки
2.Основные площадки ЗП на однопутном и двухпутном участке
Условные обозначения:
1)шпалы
2)рельсы
3)балластный слой
4)основная трапеция
5)обочина ЗП=0,4
Обочина нужна для безопасного прохода путейцев, складирования
материалов и инструменты, а также устройство СЦБ и связи.
Тема4:Особенности устройства земляного полотна с сложных
условиях
План
1)Крутизна откосов насыпи
2)Индивидуальные поперечные профили земляного полотна
1. На насыпи слева и справа от основной площадки расположены
откосы. Для того, чтобы они были устойчивые выбирают (
рассчитывают ) необходимую их крутизну. Крутизна откосов- это
отношение высоты насыпи к её основанию. Крутизна откосов
насыпи, например 1:1,5- это значит, что основание откосов в
полтора раза больше чем его высота. В выемках основная площадка
такая же, как и на насыпях, только по обе стороны основной
площадки насыпи располагаются водоотводные каналы, а рядом с
выемкой они называются кюветами.
2.В особо сложных условиях при которых земляное полотно нельзя
строить по типовым поперечным профилям, специально
проектируют индивидуальные профили земляного полотна.
Индивидуальные:
1)если насыпи высотой более 12м, а применяемый грунт
крупнообломочный или глинистый, твердых и полутвердых
грунтов.
2)если высота более 6м, из глинистых, туго пластичных грунтов
3)если выемка глубиной более 12м, при любых грунтах
4)если глубина выемки более 6м, глинистые, пылеватые грунты в
районах с избытком влаги
Крутизна откосов выемки бывает такая же, но и меньше 1:0,2; 1:0,1
Тема5:Земляное полотно раздельных пунктов
К раздельным пунктам относятся, станции, разъезды, обгонные
пункты. Ширина земляного полотна проектируется в зависимости
от числа путей и размеров между путей на станции. В общую
ширину земляного полотна входит и расстояние от осей крайних
путей, до бровок земляного полотна. Это расстояние проектируется
в зависимости от категории линии и грунтов. Междопутие на
станциях:
1)3,6м- при перегрузке грузов из вагонов в вагон
2)4,8м- на грузовых дворах, локомотивном и вагоном депо
3)5,3м- на станциях, между приемоотправочными и главными
путями
4)7,5м- на станциях между приемоотправочными путями где
расположена пассажирская платформа.
Междопутие- это расстояние между осями двух смежных путей.
Поперечный профиль основной площадки в зависимости от
количества путей и рода грунта может быть:
1)односкатный
2)двускатный
3)пилообразный
Односкатные поперечные профили применяются на разъездах,
обгонных пунктах, промежуточных станциях.
Двускатные применяются на двупутных линиях участковых
станций.
Пилообразные на крупных сортировочных станциях.
Тема6:Полоса отвода и водоотводные устройства
План
1)Полоса отвода и охранная зона
2)Устройство для отвода поверхностных вод
3) Устройство для отвода грунтовых вод
1. Полоса отвода- это участок земли, предназначенный для размещения земляного
полотна водоотводных сооружений, лесонасаждений для строительства путевых зданий
на станциях расстояние от оси крайнего пути, до полосы отвода должно быть не менее
10м..
Ширина полосы отвода зависит от высоты насыпи или глубины выемки. H-высота
насыпи;
L-ширина полосы отвода
H 4м 8м
12м
L 37м 49м
61м
В охранные зоны- выделяются площади земли, необходимые для обеспечения
устойчивости и прочности ж/д сооружений. На этих землях не допускается уничтожение
растительности и лесонасаждений.
2.Устойчивость и надежность земляного полотна, зависит от наличия и исправности
водоотводных устройств и сооружений. Проще предусмотреть меры по отводу
поверхностных вод, чем с ними бороться. Для этого применяют следующие устройства:
1)канавы
2)лотки
3)устройства ливневой ( дождевой ) канализации
4)гидротехнические сооружения, в виде перепадов, быстротоков, а также регуляционные
дамбы
Канавы- самые распространенные устройства, для регулирования стока поверхностных
вод, строятся они в виде перевернутой трапеции, глубиной 0,6-0,8м, такой же шириной по
дну, канавы глубиной более 2м не целесообразны.
Лотки- строят из бетона, шпал, имеет форму трапецию (прямоугольную, трапеции,
полукруглую, треугольную). Крутизна откосов, канав и лотков 1:1,5, мелких песках 1:2, а
в скальных 1:0,6. Если местность имеет большие уклоны, то канавы и лотки делают с
быстротоками и перепадами.
3. Подземные воды более опасные чем поверхностные. Наличие подземных вод приводит
к просадки, оползням и пучинам. Устройство для перехвата, сбора и отвода подземных
вод называется дренажами.
Дренажи бывают:
1)горизонтальные
2)вертикальные
3)комбинированные
Горизонтальные дренажи бывают в виде канав и лотков, бывают открытые и закрытые.
Закрытые горизонтальные дренажи бывают:
1)горизонтальные
2)дренажные прорези глубина 6м
3)галереи ( глубина 12м )
4)штольня (свыше 12м )
В дренажной галереи имеется труба диаметром 1,7м
Штольня- это маленький тоннель, заложенный на большой глубине
Тема7:Специальное укрепление грунтов
План
1)Укрепление грунтов
2)Укрепление откосов, подтопляемых насыпей и берегов
1. 1)Цементация грунтов
2)Силикатизация грунтов
3)Химическое закрепление грунтов
4)Электрохимическое закрепление грунтов
5)Обжиг
Цементация-это в поры и трещины грунта нагнетают цементный раствор. После его
затвердевания, повышается прочность грунта.
Силикатизация грунтов- в поры грунта нагнетается жидкое стекло и хлористый
кальций. В результате образуется твердое вещество не растворимое в воде.
Химическое закрепление грунтов- в поры грунта нагнетается раствор химикатов (
карбамидная смола ) с добавкой отвердителей.
Электрохимическое закрепление грунтов- осушение грунта происходит, если через
него пропускают постоянный электрический ток ( через забитые в него электроды). А
чтобы грунт затвердел в поры нагнетают жидкое стекло.
Обжиг- применяют для укрепления глины, его делают через специальные скважины в
которые вводят топливо.
2. Земляное полотно, подвержено разрушающему воздействию волн и течению рек,
морей, озер, водохранилищ, защищают с помощью:
1)плитных покрытий
2)каменных набросок
3)с помощью фашин и габионов
Фашины- сделанные из ивовых веток, размером до 2м перевязанных проволокой, для
укрепления грунта.
Габионы- это металлические ящики, цилиндрической формы, набитые камнем
Большие фашины называются карабура
4)регуляционные сооружения (траверсы и дамбы)
Дамбы- это насыпь из грунта, высотой превышающих уровень самых высоких вод. (УГРуровень головки рельса)
Траверсы- такие же насыпи, только более короткие, чем дамбы.
5)волноотбойные стены- это стены одной стороной поддерживают откос насыпи, а
другой отражают морские волны
6)морские буны- это дамбы уходящие от берега в море. Они препятствуют уносу волнами
пляжа, то есть песчаных и гравийно-галечных отложений на берегу моря. Пляж
необходим для того, чтобы смягчать удары волн и предупреждать разрушение берега
7)волноломы- продольные стены, установленные на некотором расстоянии от берега.
Они ослабляют силу волн и способствуют накоплению пляжа
Тема8:Деление укрепительных устройств земляного полотна по
назначению на 2 вида
План
1)Постоянные укрепления ЗП
2)Временные укрепления ЗП
1. 1)Посев трав
Посевом трав укрепляют откосы выемок и насыпей. Для посева трав
отбирают семена с густой корневой системой ( тимофеевка, клевер);
2)Одерновка (плашмя, в клетку, в стычек )
Одерновка плашмя:
Дернины укладывают в плотную одна к другой. Каждую дернину прибивают
4-мя деревянными колышками, которые её удерживают пока корни не
прорастут.
Одерновка в клетку:
Дерн укладывают под углом 45 градусов, горизонтали.
Одерновка в стычок (в стенку )
Дерн укладывают уступами и прибивают колышками из ивы. Колышки 0,4
или 1м.
3)Укрепление откосов камнем, одиночное или двойное мощение
Для одиночного мощения применяют камень твердых пород, размером 1530см. Который укладывают на слой камыша, соломы или мха. При двойном
мощении, камень укладывают в два ряда, размер от 15-18см.
4)Укладывают монолитные, бетонные или железобетонные плиты.
5)Кустарниковые и деревянные насаждения
6)Делают торкретирование (в поры грунта нагнетают цементный
раствор.
2. а)Легкие и тяжелые фашины, тюфяки, карабура
б)габионы
Легкие фашины- пучки свежесрубленных ивовых, гибкого хвороста,
очищенного от листьев и тонких ветвей. Фашины прикрепляют к откосу
насыпи кольями. Через каждый метр фашины перевязывают проволокой или
просмоленной веревкой. Внутрь тяжелой фашины закладывают гальку или
булыжник.
Фашинные тюфяки готовят из хворостяных щитов, между которыми
закладывают камни. Щиты между собой перевязывают проволокой.
Тема9:Водоотводные устройства на станциях
На станциях отвод воды значительно сложнее, чем на перегонах,
воду необходимо отводить от пассажирских и грузовых платформ,
от погрузочно- разгрузочных площадок, от стрелочных переводов.
Для перепуска воды из одного кювета в другой, закладывают,
междушпальные лотки, либо прокладывают железобетонные
трубы. Для глубоких выемок (12м в глубину) устраивают дюкеры, т
е трубы в выемках вдоль подземного водостока. Их располагают
через 50-70м, при перехвате и отводе поверхностных вод,
учитывают следующие особенности:
1)на станциях, не целесообразно устраивать водоотводные
сооружения глубиной более 1,5м.
2)на пересечении водоотводов, устраивают искусственные
сооружения (водоотводные трубы). На станциях могут
использоваться как открытые (канавы, лотки), так и закрытые
(дренажи). Сток воды к указанным водоотводам на станциях
обеспечивается поперечным уклоном. При этом разность в уровне
головок рельсов смежных путей допускается не более 0,15м. На
станциях устраивают быстротоки- это короткие латки, из
железобетонных конструкций, имеющие большие продольные
уклоны i=0,1-0,8. Поэтому на быстротоках развиваются большие
скорости течения воды, вызывающие необходимость. Устройства
специального гасителя энергии в виде водобойного колодца,
водобойного уступа или водобойной стенки перепада- выполняют
те же функции что и быстротоки. Они бывают одноступенчатые и
многоступенчатые. В конце перепадов могут быть устроены
гасители энергии, как и в конце быстротоков
Тема10:Укрепление водоотводных устройств
Самыми слабыми из водоотводных устройств, являются канавы.
Канавы укрепляют так:: на дно канавы насыпают щебень, а
откосы канавы укрепляют одерновкой. Слой щебня 8-10см. Если
скорость течения воды в канаве, превышает допускаемую для
данного грунта (по таб. Крейниса ), канавы укрепляют отдельными
одеждами: откос канавы укрепляют одерновкой плашмя, а дно
канавы- слоем щебня или покрывают дно и откосы
железобетонными, бетонными, асфальта- бетонными плитами. Вид
укрепления выбирают в соответствии с допускаемыми средними
скоростями течения воды. Если средняя глубина потока 1м, а грунт
песчаный, скорость течения воды 12м/с, то выбирают одерновку
плашмя.
Тема11:Классификация деформаций повреждений и разрушений ЗП
План
1)Деформация ЗП
2)Повреждения и деформация основной площадки ЗП
1. Несоблюдение правил проектирования, возведения и содержания ЗП,
может привести к появлению в нем деформаций, повреждений, разрушений.
Деформация приводит:
1)к ограничению скорости движения поездов
2)нарушению графика движения поездов
3)угрозе безопасности движения
Деформация повреждения и разрушения ЗП делится на 5 групп:
1)деформация и повреждения основной площадки ЗП
2)повреждение откосов ЗП
3)повреждение и разрушения тела ЗП
4)повреждение и разрушение основания ЗП
5)повреждение и разрушение ЗП, подверженного не благоприятным
природным воздействиям
2. 1)балластное корыто
2)балластное ложе
3)балластный мешок
4)балластное гнездо
5)весенние пучинные просадки
6)пучины
Балластное корыто- возникшее под шпалами углубление в глинистых
грунтах. Причина- недостаточная толщина балластного слоя, слабое
уплотнение грунта, переувлажнение грунта из-за засорения водоотвода.
Балластное корыто возникает под одной шпалой.
Балластное ложе-это углубление под несколькими шпалами в глинистых
грунтах
Балластный мешок-это изолированные, значительные углубления в
глинистых грунтах, в основной площадке и в теле ЗП.
Балластное гнездо- это балластные мешки, балластное ложе имеющие 1 или
несколько отростков, заполненные балластными материалами. Помимо
отростков имеются отдельные участки в виде гнезда.
Опознавательными признаками приведенных повреждений являются:
1)просадки пути
2)толчки
3)перекосы трещины на поверхности балластного слоя
4)выпирание грунтов на междупутье.
Тема12:Пучины
Пучины- это расширение объема воды, при её замерзании (
на 9% ). Это происходит в начале зимы, после проливных
дождей. Пучины возникают в виде горбов, впадин,
перепадов.
Пучины делятся на
1)балластные
2)грунтовые
При балластных пучинах, зона пучинообразования,
находится в пределах балластного слоя, а при грунтовых- в
земляном полотне.
Причиной возникновения балластных пучин, является
скопление воды в балластном слое из-за его загрязненности.
Балластные пучины, возникают в 1-ой половине зимы,
высота (или глубина их) не более 50мм. В начале весны,
балластные пучины быстро спадают.
Причиной грунтовых пучин являются: замерзание воды
в пучинистых грунтах ( глина, суглинок, мелкие пески и др)
Грунтовые пучины достигают высоты = h грунтовые 1015см, бывает и 20см=0,1м
Тема13:Повреждение откосов ЗП
Повреждения бывают в виде:
1)смывов грунта атмосферными водами
2)в виде сплывов, то есть местных смещений части грунта,
откоса при сохранении общей её устойчивости.
Причинами являются:
1)недостаточное укрепление откосов
2)завышение их крутизны
3)недостаточная плотность грунтов насыпи
Повреждение и разрушение тела основания ЗП, бывает в
виде:
оползней ( сползание насыпи по наклонному основанию)
Причиной оползней являются, переувлажнения грунтов
сверх допустимого предела, а причиной сдвига,
недостаточная подготовка косогорного основания насыпи.
Повреждение и разрушение ЗП в следствии слабости
основания бывают в виде
1)провалов
2)оседания целой насыпи
3)выпирание грунта у подошвы насыпи или основной
площадки в кюветах или выемках
Провалы получаются при сооружении ЗП на карстовых
породах.
Тема14:Повреждения и разрушения ЗП, подверженного
неблагоприятным природным воздействиям
План
1)по теме
2)обвалы, землетрясения, снежные лавины и т д.
1. К таким повреждениям относятся:
1)размывы течение воды
2)повреждения волнами и льдинами
3)подмывы основания и откосов ЗП
Это происходит в тех случаях, когда укрепления недостаточны, или
сделаны не правильно. В горных районах ЗП, подвергается селевым
потокам (вода с грязекаменной массой). На 2010 год по данным «
ОАО РЖД » наибольшее число деформаций и повреждений было
связано с разрушительным действием воды после ливней или
бурного снеготаяния.
Причины размывов:
1)переливы воды через ЗП 40%
2)разрушение укрепительных устройств 30%
3)недостаточность отверстий искусственных сооружений
2. Обвалы возникают в горах. В этих условиях в следствии
геологического выветривания, ливней, не редко отрываются
большие камни или глыбы скал, падающие на ж/д путь. Обвалы
этих камней и глыб, обладают большой разрушительной силой и
угрожают безопасности движения. В таких местах, организуются
противообвальные бригады скалолазов, ведущих надзор за
откосами и удаляют опасные камни. Разрушение, загромождение
пути, называется стихийными явлениями ( землетрясение,
силовые потоки, снежные лавины, песчаные заносы) Землетрясения
характеризуется бальностью. Наиболее опасные землетрясения
7,8,9- балов.
Снежные лавины делятся на 3 типа:
1)особые (снежные оползни )
2)лотковые
3)прыгающие
Песчаные заносы и разрушения насыпи из песка возникают
как правило в районах с жарким климатом, с сухим песком при
сильном ветре.
