Проектирование пойменной насыпи

       Основная  площадка имеет горизонтальную поверхность. Ширина основной площадки В₀=11,29 м, уширение основной площадки в кривой Δb=0,4м делается в наружную сторону, то есть с внутренней стороны кривой расстояние от бровки до оси насыпи B_вн=5,44 м, а с наружной B_н=5,85м.

       Крутизна  откосов в верхней части 1:1.5, в  нижней части насыпи 1:2. Для защиты пойменной насыпи их откосы в зоне подтопления укрепляются плитным  покрытием по слою обратного фильтра, так как грунт непучинистый. Выше границы подтопления откосы укрепляются  крупнообломочной обсыпкой толщиной 15-20 см.

       Расстояние  между подошвой верхового откоса насыпи и боковой водоотводной канавы составляет 3м с уклоном 0,04 в сторону  канавы. Глубина канавы 0.6м, ширина 0.6м.

       Допускаемое значение коэффициента устойчивости [K]=1,26, коэффициента устойчивости насыпи при динамическом состоянии грунта К_дин=1,36. Так как К_дин>[K]+0,02, принятый поперечный профиль насыпи считается не оптимальным, ширина берм ширина берм уменьшается до 4 м. Поперечный профиль запроектированной насыпи в масштабе 1:200 приведён на рисунке 1.6.

         1.6 Проектирование  и расчет дренажа

         1.6.1 Состав работы

       При близком к основной площадке выемке залегании грунтовой воды предусматривают  понижение ее уровня с целью обеспечить необходимую несущую способность  основания и уменьшить опасность  возникновения  пучинных деформаций.

     В большинстве случаев для этого  устраивают траншейный, гравитационный, закрытый, подкюветный, трубчатый дренаж. 

         1.6.2 Оценка эффективности  дренажа 

       Эффективность дренажа оценивается по гидравлическим и техническим характеристикам. К гидравлическим относятся коэффициент водоотдачи и величина снижения весовой влажности грунта ,которые определяются по формулам:

                                                                                                                            (1.31)

                                 (1.32)

     (1.33)

где - объем пор, содержащих гравитационную, вытекающую в дренаж воду, доли;

- пористость осушаемого грунта, доли;

- доля капиллярно застрявшей  воды;

- молекулярная влагоемкость, доли;

 и - плотность сухого грунта и воды, т/м³.

Значения  и вычисляются по формулам:

;    ;                                                                                         (1.34)

где - коэффициент пористости, определяем по ветви нагрузки компрессионной кривой грунта основания выемки при .

       Физико-механические характеристики грунта основания выемки приведены в табл.1.4

     Таблица 1.4. Физико-механические характеристики грунтов.

e=0,580;

       При дренаж  способен осушить не менее 20% объема пор и поэтому показателю считаться эффективным. Однако эффективность такого осушения для повышения несущей способности основания необходимо оценить техническим параметром, в качестве которого принимается допустимое давление на основную площадку:

          (1.35)

где и - прочностные характеристики грунта;

- интенсивность нагрузки от  верхнего строения пути с учетом  веса защитного слоя, кПа;

       Расчет  по формуле (1.35) ведется дважды: сначала для водонасыщенного состояния основания определяется при влажности , а затем для осушенного вычисляется при влажности

Рисунок 1.7 Зависимость коэффициентов  C и от влажности. 

       Из  графика (рисунок 1.7) получили значение кПа, ,

кПа, .

       Используя полученные значения, проводим расчет

- для осушенного  состояния  :

 кПа

- при влажности  :

 кПа

       Дренаж  по технической характеристике является эффективным, так как условие    выполняется, где - предельное давление от поездной нагрузки, равное 80 кПа

194,19 >80+17 = 97 кПа.

По отношению  можно судить о величине повышения несущей способности основания после устройства дренажа: раза.

         1.6.3 Расчет глубины  заложения дренажа

       Односторонний дренаж способен обеспечить ожидаемый  эффект осушения основания выемки при  двух условиях: однопутная линия и  незначительная молекулярная влагоемкость ( ). В остальных случаях проектируют двухсторонний дренаж. В соответствии с расчетной схемой (рисунок 1.8) глубина дренажа определяется по формуле:

                                                                         (1.36)

где - максимальная глубина сезонного промерзания подрельсового основания , равная 1,75 м; - величина возможного изменения уровня капиллярных вод и глубины промерзания, равная 0,2 м; - высота подъема капиллярной воды над поверхностью депрессии, равная 0,2 м; -стрела изгиба поверхности депрессии, м, определяемая по формуле для двухстороннего дренажа:

                                (1.37)

где ширина основной площадки выемки, м; - средний уклон поверхности депрессии; - расстояние от верха дренажной трубы до дна траншеи, равное 0,3-0,4м; - расстояние от верха балластной призмы до верха дренажной траншеи, м, , - суммарная толщина балласта, м,

- нормативная толщина однослойной  балластной призмы, равная 0,4 м.

b=0.55+0.6=1.15 м

м;

       Для того чтобы определить совершенный  или несовершенный дренаж, необходимо определить отметку дна дренажа:

 м;

Сравниваем  Г_дна с Г_ву :

Отметка дна  превышает отметку  водоупора  более чем на 0,25 м, дренаж считается  несовершенным, с дополнительным притоком воды со стороны дна. 

         1.6.4 Конструктивные элементы  дренажа 

       При глубине дренажа  ширина траншеи – 0,8 м. В качестве дренажных труб предпочтительнее трубофильтры из керамзитобетона, вода в которые поступают поры в стенках. Внутренний диаметр трубофильтров – 15-20 см, длина – 0,5-1,0 м. Во избежание заливания труб их помещают внутри «рубашки» из геотекстиля с заполнением пространства между геотекстилем трубофильтром крупным щебнем.

1 – расчетное сечение; 2 – граница промерзания; 3 – граница зоны капиллярного поднятия воды; 4 – поверхность депрессии; 5 – кровля водоупора.

Рисунок 1.8 Расчетная схема двухстороннего подкюветного дренажа

       После отсыпки дренирующего заполнителя верх траншеи на высоту 0,4-0,5 м заполняется местным глинистым  грунтом. Продольный уклон дна траншеи  и труб – 5-7‰, за исключением концевого  участка на выходе, где уклон увеличивается  до 8-10‰.

       Для периодического осмотра и очистки труб сооружаются  смотровые колодцы, расстояния между  которыми составляет 75м на прямых участках и 50м на кривых. Они выполняются  из сборных железобетонных элементов, размеры которых и количества которых зависят от глубины заложения  и типа дренажа. Конструкция смотрового колодца для подкюветного дренажа  показана на рисунке 1.9, а.

       Выпуск  дренажа устраивают таким образом, чтобы обеспечить достаточную скорость вытекания воды и невозможность  ее замерзания и наледобразования в  концевой части дренажа. Конструкция  выпуска показана на рисунке 1.9, б.

         1.6.5 Выводы

       Для понижения уровня грунтовых вод  запроектирован гравитационный, траншейный, трубчатый, подкюветный, односторонний, несовершенный дренаж, с коэффициентом  водоотдачи 0,697 высотой дренажа h_др=1,443.

       Устройство  дренажа повышает несущую способность  основания выемки в 1,2 раза. Для обеспечения несущей способности основной площадки требуется дополнительные мероприятия.

1-подготовка  из щебня;  2-плита днища;  3-дренажная  труба;  4-кольцо-камера;  5-плита  перекрытия;  6-кольцо стеновое;  7-кольцо опорное;  8-одерновка;  9- местный грунт; 

10-бетонные  плиты;  11-подпорная стена; 12-концевые  дрены;  13- щебень;  14-утеплитель 

Рисунок 1.9  Смотровой колодец – а и выпуск дренажа – б. 
 
 
 
 
 
 
 
 

         2 Проектирование плана рельсовой колеи обходного пути. 

         2.1 Общая схема  обходного пути. 

       Обходные  пути в ряде случаев приходиться  устраивать на «барьерных участках»  строящихся железных дорог (мосты, тоннели, глубокие болота и другое). В зависимости  от решаемых с их помощью задач  они могут быть временными или  постоянными. В зависимости от местных  условий прямой l_пр участок обхода (полезная его часть) может быть параллельным или не параллельным основному направлению трассы. В моей курсовой работе проектируется параллельный обход в соответствии со схемой, представленной на рисунке 2.1. При параллельном обходе его левая и правая переходные части оказываются идентичными. Каждая из них состоит из двух обратных круговых кривых l_кк, радиуса R с переходными кривыми l_о и прямой вставки U между этими кривыми.

       На  рисунке 2.1 видно, что обход включает в себя как прямые, так и кривые участки пути с характерными для  каждого из них параметрами рельсовой  колеи и верхнего строения пути.