Исследование сферы рационального применения поперечных профилей земляного полотна II типа и типа III-б

Реферат

    Работа 13 с., 5 рис., 6 табл..

    ИССЛЕДОВАНИЕ СФЕРЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫХ ПРОФИЛЕЙ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА II ТИПА И ТИПА III-б.

     Объектом исследования является реконструкция поперечных профилей земляного полотна при проектировании вторых путей.

      Цель работы – разработка рекомендаций по определению рациональной сферы применения поперечных профилей земляного полотна типа II и III-б при проектировании вторых путей.

      В процессе работы проводился анализ области рационального применения типов поперечных профилей земляного полотна типа II и III-б в зависимости от стоимости балласта и дренирующего грунта.

В результате выполненного исследования определена область рационального использования поперечных профилей земляного полотна типа II и II-б при проектировании второго пути с учетом стоимости балласта и дренирующего грунта.

Содержание

Введение                                                                                                                                       4

1 Исходные данные                                                                                                                     4

2 Методика исследования                                                                                                           5

3 Результаты исследования                                                                                                        8

4 Выводы                                                                                                                                    12

Список использованных источников                                                                                      13                                         

Введение

Поперечные профили земляного полотна типов II и III-б при проектировании вторых путей назначаются, в тех случаях, когда из-за большой разности уровней существующего и проектируемого пути невозможно устройство земляного полотна под второй путь на нормальном междупутье и когда возможно смещение оси  существующего пути. Важнейшей особенностью этих типов поперечного профиля является обеспечение сохранности откоса существующего земляного полотна со стороны, противополож­ной второму пути, при любой временной разности уровней су­ществующего и проектируемого пути.

При проектировании поперечных профилей на участ­ках больших досыпок на насыпях приходится всякий раз ре­шать вопрос о том, какой грунт целесообразнее использовать для осуществления подъемки — дренирующий или обыкновен­ный. От решения этого вопроса зависит не только сама конст­рукция поперечника и последовательность работ по сооружению земляного полотна, но, в конечном итоге, и стоимость построй­ки вторых путей.

Обычно считается, что даже при сравнительно недорогом дренирующем грунте поперечный профиль II типа (подъемка производится дренирующим грунтом или балластом) по сравне­нию с типом III-б (подъемка производится обыкновенным грун­том, однородным с телом существующей насыпи) нецелесообра­зен при досыпках более 1 м.

Настоящее исследование имеет целью получение более опре­деленных рекомендаций, которые могут быть использованы про­ектировщиками при решении задач такого рода.

1 Исходные данные

Для установления сфер целесообразности того или иного поперечного профиля анализу подвергнуты следующие влияю­щие факторы:

-  стоимость земляных работ и дренирующего грунта;

-  размеры существующего земляного полотна;

-  размеры земляного полотна под второй путь;

-  высота насыпи.

В основу сравнения поперечников II  и III-б  принято сопо­ставление стоимости 1 погонного метра возведения земляного полотна под второй путь с учетом реконструкции существующего.

Объемы различных видов работ определялись из гео­метрических размеров поперечных профилей, указанных на рисунках 1 и 2.

На рисунках 1 и 2 и в дальнейших расчетах приняты следующие обозначения:

Δh–  величина подъемки (досыпки) в уровне бровок земляного полотна;

H– высота насыпи существующего земляного полотна;

а_пр/2 –  расстояние от оси пути до бровки проектируемого земля­ного полотна;

а_с/2  – расстояние от оси пути до бровки существующего зем­ляного полотна;

b     – обочина (полка)  на существующем   земляном  полотне после его  реконструкции.

В соответствии с рекомендациями [2] для поперечников II типа по сравнению с поперечниками III-б ширина основной площадки земляного полотна уменьшена на 0,90 м. Так как балластная призма из щебня укладывается в этом случае без песчаной по­душки, то фактическая величина досыпки для по­перечников II типа  по сравнению с поперечником III-б на 0,20 м больше. Это и учтено в конструкции поперечного профиля II на рисунке 1. Однако при дальнейших расчетах объем песчаной призмы hgfi в общих объемах досыпки дренирующим грунтом не учитывался, поскольку примерно такие же объемы работы должны быть выполнены и на поперечнике III-б  для устройства песчаной подушки балластной призмы.

2 Методика исследования

Для определения объемов работ применялись следующие формулы:

1) для поперечника II типа

-  объем досыпки дренирующим грунтом на 1 погонный метр (площадь трапеции gfem

на рисунке 1)

-  объем присыпки земляного полотна обыкновенным грунтом (параллелограмм amcd, на рисунке 1)

;

(2)

2) для поперечника типа III-б

-  объем досыпки обыкновенным грунтом выше бровки существующего земляного полотна  (площадь трапеции gfem на рисунке 2)

.

(3)

Объем присыпки земляного полотна обыкновенным грунтом (параллелограмм amcd  на рисунке 2)

.

(4)

Величины досыпок , при которых стоимость возведения земляного полотна по обоим типам поперечных профилей будет одинаковой, могут быть определены из равенства

,

(5)

где  C_б –  стоимость 1 м³ дренирующего грунта;

С_г – стоимость 1 м³ земляных работ (обыкновенный грунт);

ω_б– объем досыпки дренирующим грунтом;

Δω_г– превышение общего объема обыкновенного грунта по поперечнику II над объемом обыкновенного грунта по поперечнику  III-б.

.

(6)

Подставляя в это выражение соответствующие значения пло­щадей, получим после преобразования

.

(7)

Из формулы (7) следует, что на результат сравнения поперечных профилей никакого влияния не оказывают размеры существующего земляного полотна со стороны второго пути . 

В таблицах 1 и 2 приведены форму­лы для подсчета величин  и   при различных значениях  и .

Т а б л и ц а 1 – Формулы для определения

, м
3,55
3,80
4,05

Т а б л и ц а 2 – Формулы для определения

, м	, м
3,55	3,20
	3,55
	3,80
	4,05
3,80	3,20
	3,55
	3,80
	4,05
4,05	3,20
	3,55
	3,80
	4,05

При выборе этих значений учтены значительные ко­лебания в фактической ширине земляного полотна на эксплуа­тируемых линиях и возможность размещения на проектируемой основной площадке земляного полотна балластной призмы с уве­личенными размерами.

На поперечниках II типа после реконструкции существую­щего земляного полотна (подъемки и смещения) на откосе со стороны, противоположной второму пути, остается полка b, вели­чина которой равна

.

(8)

Т а б л и ц а 3 – Значения b,м

, м	, м
	3,55	3,80	4,05
3,20	0,25	–	–0,25
3,55	0,60	0,35	0,10
3,80	0,85	0,60	0,35
4,05	1,10	0,85	0,60

Значение b тем больше, чем больше    и чем меньше .

Как следует из таблицы 3, при    = 3,20 м и   = 4,05 м величина b отрицательная (–0,25 м). Это означает, что при указан­ных размерах земляного полотна реконструкция существующе­го пути вызывает боковую присыпку и нарушение откоса со сто­роны, противоположной второму пути. Чтобы избежать этого, необходимо увеличивать размеры контрольного междупутья. Это обстоятельство и учтено при выводе формулы для определе­ния  при =3,20 м и   = 4,05 м (таблица 2).