Поперечные профили насыпей и выемок на проектируемом участке земляного полотна выбираются для линий III категории при ширине земляного полотна по верху в обыкновенных грунтах 5,8 м.

Подготовка продольного профиля участка железнодорожной линии заключается в делении его на части, имеющие однотипные поперечные профили земляного полотна, или на элементарные участки, границами которых являются следующие точки и места:

1. Нулевые точки (места перехода насыпей в выемки и выемок в насыпи) определяются по рисунку 1 с использованием формулы:

,

отсюда:

=5.3*100/5.3+1.49=78.05 M

где х - расстояние от начала пикета до нулевой точки; L - расстояние между пикетом 5 и 6; H₁ и Н₂ - рабочие отметки выемки и насыпи на пикетах 5 и 6, между которыми находится нулевая точка.

Следовательно, нулевая точка находится ПК + х. Аналогично определяются все нулевые точки.

Рисунок 1. Схема для определения положения нулевых точек

2. Места начала и конца кривых участков пути с радиусом, вызывающим уширение земляного полотна. Длина кривых устанавливается из их характеристики на плане продольного профиля. Величина уширения b (рисунок 2) принимается по таблице 1. Уширение делается с внешней стороны кривой, переход от увеличенной ширины земляного полотна к нормальной осуществляется в пределах переходных кривых.

Таблица 1.

Уширение земполотна на кривом участке пути

Рисунок 2. Уширение земляного полотна в кривых

Дополнительный объем от уширения земляного полотна на кривой определяется по таблице 2.

Определение поправок к основным объемам насыпей и выемок в кривых (на 100 пог. м.)

Таблица 2.

Рисунок 3. Схема для определения положения устоев моста

3. Места расположения задних граней устоев моста отверстием более 10 м определяются с учетом длины моста между задними гранями устоев, по данным на продольном профиле или ориентировочно по формулам:

при высоте насыпи до 6 и: (2)

при высоте насыпи более 6 м: (3)

где L - длина моста между задними гранями устоев, м; l - отверстие моста, м; х_лев и х_пр - рабочие отметки задних граней устоев моста, м.

Для определения отметок земли левого (х_лев) и правого (х_пр) устоев моста используется соотношение (рисунок 3):

, откуда, (4)

где Н_о - рабочая отметка оси моста, м; а - расстояние от близлежащего пикета до оси моста, м. Аналогично определяется рабочая отметка правого устоя моста - х_пр. Пикетное положение задней грани левого устоя моста (ЛУМ) определяется путем вычитания из “а” половины длины моста (0,5l), т.е. для ЛУМ

. (5)

Положение задней грани правого устоя моста определяется путем сложения "а" с половиной длины моста (0,5l), т.е. для ПУМ

. (6)

Например: длина моста L = 34м, расстояние от ПК93 до оси моста а = 50 м, тогда положение устоев будет:

ЛУМ;

ПУМ .

4. Места изменения крутизны откосов насыпей в обыкновенных грунтах, т.е. при их высоте более 6 м, рассчитываются (рисунок 4) по формуле:

, (7)

где х - расстояние между пикетом 1 и точкой, с которой начинается изменение крутизны откосов насыпи, м; L - расстояние между пикетами 1 и 2, м; Н_о - рабочая отметка насыпи, с которой начинается изменение крутизны откосов (Н_о = 6 м).

Дополнительный объем к основным объемам насыпей при крутизне откосов в нижней их части 1: 1,75 для насыпей от 6 до 12 м в обыкновенных грунтах определяется по таблице 3.

Рисунок 4. Схема для определения точек уплотнения откосов насыпи в обыкновенных грунтах

Определение поправок к основным объемам насыпей при крутизне откосов в нижней их части 1: 1,75 (для насыпей, от 6 до 12 м при обыкновенных грунтах)

Таблица 3.

1.2 Подсчет объемов земляных работ

Объемы земляного полотна в зависимости от типа поперечного профиля и величины рабочих отметок на прямых и кривых участках пути определяются по таблицам, в которых для каждой типовой ширины земполотна при разных рабочих отметках насыпей и выемок подсчитаны объемы земляных работ (таблица 4). Для рабочих отметок, имеющих промежуточные значения, попикетный объем земляных работ определяют интерполяцией.

Попикетный объем земляных работ, м³, по главному пути (однопутная линия)

Таблица 4

Для упрощенного подсчета объемов можно пользоваться формулой профессора С.П. Першина:

для насыпи:

для выемки:

где Н₁ и Н₂ - рабочие отметки, м; т - крутизна заложения откосов; b - ширина основной площадки земляного полотна, м.

Для участков земляного полотна, расположенных на косогоре, имеющем поперечный уклон местности 1: т, дополнительный объем определяется по формуле:

, (7)

где

V_i - дополнительный объем земляного полотна (насыпи или выемки) на косогоре, м³; k - коэффициент косогорности, принимаемый по таблице 5; V_g - поправка на косогорность, определяемая также по таблице 1.5; V_i - частный объем насыпи или выемки на местности без поперечного уклона рассматриваемого участка, м. Объем водопропускной трубы определяется по формуле:

, (8)

где F - площадь, образуемая наружным обводом трубы, м³; L - длина трубы, которая определяется в зависимости от приятого типа поперечного профиля насыпи в месте устройства трубы (рисунок 5), м.

Вычисленный объем всех водопропускных труб вычитается из объема земляных работ на рассматриваемом пикете.

Таблица 5.

Поправки к основным объемам земляного полотна с откосами крутизной 1: 1,5 на местности с поперечным уклоном

Рисунок 5. Определение объема трубы

Вычисленный объем земляных работ на элементарных участках заносится в ведомость подсчета объемов насыпей и выемок по форме, приведенной в таблице 6.

При подсчете объемов земляных масс в ведомости подводят итоги частных объемов насыпей и выемок (помассивные объемы) и устанавливается профильный объем земляных работ на участке трассы, то есть объемы всех насыпей и выемок.

На основании ведомости попикетных объемов под продольным профилем строится график попикетных объемов для определения границ участков и графического изображения объемов земляных работ.

Объем грунта на каждом пикете откладывается в масштабе в виде столбиков для выемки выше нулевой линии, а для насыпи - ниже нулевой линии. Пример графика попикетных объемов приведен на рисунке 6. При наличии на пикете насыпи и выемки столбики откладываются вниз и вверх на этом пикете. У каждого столбика подписывается попикетный объем, кроме того, на графике указывают помассивный объем каждой насыпи и выемки. Помассивный объем насыпей на подходах к мосту следует указывать отдельно для левого и правого подходов.

Распределение земляных масс производится приближенно на основании продольного профиля и графика попикетных объемов земляных работ. При распределении земляных масс одновременно выбираются способы производства работ.

Дальность перемещения грунта является одним из основных факторов, влияющих на выбор землеройных машин и их производительность.

Для определения дальности продольной возки грунта и разбивки профиля на участки, необходимо построить кривую суммарных объемов. При построении кривой необходимо учитывать:

восходящие ветви этой кривой соответствуют выемкам, нисходящим насыпям;

точки максимума и минимума соответствуют нулевым точкам;

любая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисходящую ветви кривой объемов, отсекает равные объемы насыпи и выемки, эта прямая называется распределительной линией.

Точки пересечения распределительной линии с кривой суммарных объемов соответствуют границам продольной возки грунта.

Строится кривая в координатных осях, где по оси абсцисс откладываются расстояния по пикетам и нулевым точкам, а по оси ординат - суммарные объемы грунта по всем элементам участка от его начала.

Рисунок 6. Определение поперечной дальности перемещения грунта из выемок в кавальер

Рисунок 7. Определение поперечной дальности перемещения грунта из резерва в насыпь

Дальность возки грунта L на рабочих участках с продольным перемещением грунта устанавливается, как среднее расстояние L_ср между центрами тяжести перемещаемого объема грунта из выемки в насыпь с добавлением 50 … 100 метров на разворот машин l₁ и маневрирование l₂:

, (9)

где L_ср - средняя дальность возки, м; l₁ и l₂ - составляют 50 … 100 м.

Схема нахождения L_ср приведена на рисунке 6.

Поперечная дальность возки грунта из выемки в кавальер и из резерва в насыпь вычисляется с учетом поперечных профилей, резерва и насыпи, кавальера и выемки, установленных нормами СНиП для колей 1520 мм. Схемы нахождения дальности поперечной возки из выемки в кавальер и из резерва в насыпь приведены на рисунках 7 и 8.

Среднее расстояние L_ср между осью выемки и осью кавальера вычисляют по формуле:

, (10)

Где

l - ширина бермы, необходимая для перемещения механизмов вдоль выемки или насыпи, равная от 5 до 10 м; D - ширина выемки по верху, м; d - ширина кавальера, м. Ширина выемки по верху определяется по формуле:

, (11)

где В - ширина основной площадки, м; Н_в - глубина выемки, м.

Ширина кавальера определяется по формуле:

, (12)

где

d - ширина верхней площадки кавальера, м; h_к - высота кавальера, м.

Площадь выемки равна площади кавальера, тогда:

площадь поперечного сечения выемки:

; (13)

площадь поперечного сечения кавальера:

, (14)

Поскольку _в = _к, то получим:

, (15)

так как

, (16)

То

. (17)

Окончательно получим:

(18)

По формуле (18) находим ширину верхней площадки кавальера, а по формуле (16) находим ширину кавальера по низу. Зная эти величины, по формуле (10) определяем среднюю дальность поперечной возки.

Аналогично определяем дальность поперечной возки при перемещении грунта из двухстороннего резерва в насыпь с учетом, что:

(19)

где _н - площадь поперечного сечения насыпи, м²; _р - площадь поперечного сечения

2. Скреперные работы