Практическое занятие №4 Размещение и расчет водопропускных сооружений. Тяговые расчеты. Определение скоростей движения, времени хода и других тягово-энергетических показателей

1. Размещение и расчет водопропускных сооружений.

Водопропускные сооружения делятся на малые (трубы, мосты длиной до 25 м, лотки, фильтрующие насыпи, акведуки, дюкеры), средние (мосты длиной от 25 до 100 м), большие (мосты длиной от 100 до 1000 м) и внеклассные (слайд 2).

Искусственные водопропускные сооружения размещаются на пересечении водотока с железной дорогой. Различают водотоки постоянные (например, реки или ручьи) и периодические (последствия дождя или снеготаяния). Если в местах их пересечения не предусмотреть пропуск воды, то создается угроза размыва или затопления земляного полотна, а как следствие – возникает угроза безопасности движения(слайд 3).

Наибольшее распространение в современной практике железнодорожного строительства получили следующие малые водопропускные сооружения (слайд 4):

 круглые железобетонные трубы отверстием 1,02,0 м одно-, двух- и трехочковые;

 прямоугольные железобетонные трубы отверстием 1,04,0 м одно-, двухочковые;

 прямоугольные бетонные трубы отверстием 2,06,0 м одно-, двухочковые;

 круглые из гофрированного металла отверстием 1,53,0 м одно-, двух- и трехочковые;

 сборные железобетонные мосты эстакадного типа;

 железобетонные мосты с обсыпными устоями.

Водоток в значительной степени характеризуется его водосбором, который расположен с верховой стороны от трассы и ограничен по периметру линиями водоразделов и земляным полотном дороги. Границы и площади водосборов определяются по картам или планам в горизонталях(слайды 5,6).

Выбор типа и размера малого искусственного сооружения зависит от величины стока (расхода) поверхностных вод (слайд 7) [1], который пропорционален величине водосбора данного сооружения.

Местоположение искусственных сооружений наиболее удобно определять с помощью одновременного анализа плана и продольного профиля трассы. Построение границ водосборов следует начинать от водораздельных точек.

Мосты с устройством пути на балласте, а также трубы могут располагаться при любых сочетаниях плана и профиля, разрешенных для перегона. Мосты с безбалластной проезжей частью следует устраивать только на прямых участках пути и на уклонах не круче 4 ‰ [2, 3,4,5].

Предельная максимальная высота насыпи для размещения железобетонных мостов с обсыпными устоями, бетонных и железобетонных труб – 20 м, для металлических гофрированных труб и железобетонных мостов эстакадного типа – 8 м.

Типы и размеры малых искусственных водопропускных сооружений подбираются в зависимости от величины стока поверхностных вод (слайд 8)и с учётом высоты насыпи по графикам или таблицам их водопропускной способности (слайды 9 и 10).

Высота насыпи в месте расположения малого искусственного сооружения должна удовлетворять следующим двум основным требованиям:

 не менее, чем на 0,5 м возвышаться над горизонтом подпертой воды;

 быть не менее высоты насыпи, потребной для размещения труб по конструктивным условиям, т.е. с учетом минимальной толщины засыпки над трубой.

Специфический блок вопросов решается при проектировании мостового перехода через постоянный водоток (слайды 11-14).

При проектировании подходов к средним, большим и внеклассным мостам кривые необходимо располагать вне границ разлива высоких вод. В противном случае возможно образование «грязевых мешков» и (или) зон усиленного размыва откосов пойменной насыпи (рис. 1) .

граница разлива высоких вод

русло реки

граница разлива высоких вод

Рис. 1. Неблагоприятный вариант плана трассы в пределах границ разлива высоких вод: 1 – зона образования «грязевых мешков»; 2 – зона усиленного размыва пойменной насыпи

Для сохранности мостов через постоянные водотоки [6,7], где судоходство отсутствует (рис. 2), отметка бровки насыпи H_minдолжна быть не менее значений, полученных по формулам, м:

и

,

где Н_наиб,Н_расч– отметка соответственно наибольшего и расчетного уровня высоких вод (УВВ), м;

а′,а– возвышение низа пролетных строений соответственно над наибольшим и расчетным уровнями высоких вод, м; для балочных мостов при глубине подпертой воды до 1 ма= 0,50 м иа′ = 0,25 м; при глубине более 1 ма= 0,75 м иа′ = 0,25 м.

Рис.2. Наименьшая отметка бровки насыпи у моста

Для мостов через периодические водотоки:

и

,

где Н_л– отметка дна лога в месте расположения моста, м;

h′,h– глубина воды с учетом подпора соответственно при наибольшем и расчетном уровне (или расходе) воды, м, может быть определена по графикам водопропускной способности, приведенным в [8].

Сохранность мостов через судоходные реки обеспечивается соблюдением условия

,

где Н_РСГ– уровень расчетного судоходного горизонта;

h_габ– высота подмостового габарита, м, зависящая от класса реки.

Незатопляемость земляного полотна в пределах водопропускных сооружений обеспечивается возвышением бровки земляного полотна над наибольшим уровнем воды заданной вероятности превышения не менее чем на 0,5 м. При необходимости учитываются также подпор от стеснения потока воды, ветровой нагон, высота волны и накат волны на откос насыпи [6,7,8].

2. Тяговые расчеты. Определение скоростей движения, времени хода и других тягово-энергетических показателей [9,10,11]