Аналитический расчет пикетажа

Расчет пикетажных значений выполняют аналитическим способом с соблюдением следующих условий:

– пикетаж рассчитывают по главному пути, согласно задания, на всем протяжении участка реконструкции;

– в целях исключения назначения необоснованных резаных пикетов, пикетажные значения искусственных сооружений (осей мостов, путепроводов, пассажирских зданий, труб), указанные в материалах проекта последнего ремонта пути или проверки продольного профиля могут изменяться не более, чем на 2 м;

– при различии проектного расстояния между искусственными сооружениями и расстояния, полученного из измерений от реперной сети более 2 м, в пикетаже делается резаный пикет.

При расположении путей на общем земляном полотне пикетаж по главным путям должен быть единым. В местах расположения путей на раздельном земляном полотне пикетаж разбивается по каждому из ремонтируемых путей с последующим переходом к единому пикетажу, устройством неправильного (резаного) пикетажа (километра). При разбивке пикетажа в кривых разница в длине путей отражается камеральными неправильными пикетами, условно расставленными на небазисном пути не более одного на каждую кривую.

Пикетаж увязывается с реперной системой. Устройство неправильных пикетов при расхождении с данными проверки продольного профиля согласовывается с техническим отделом службы пути с представлением соответствующего обоснования. Неправильный (резаный) пикет должен размещаться, как правило, на прямых участках с минимальным (равномерным) уклоном продольного профиля перед искусственными сооружениями и раздельными пунктами, но не ближе 500 м от входной стрелки.

Другие способы съемки

Для уменьшения сроков производства полевых и камеральных работ, улучшения качества, снижения себестоимости при соответствующем технико-экономическом обосновании и выполнении требований к точности производства изысканий могут применяться другие способы выполнения инженерно геодезических работ и их комбинации, такие как:

– аэрофотосъемка;

– воздушное и наземное лазерное сканирование;

– съемка с помощью тележек и мобильных топографических комплексов.

1.11. Инженерно-геологические работы

Целью инженерно-геологических работ является определение состояния балластной призмы и земляного полотна, а также получения данных для обоснования переустройства искусственных сооружений на новые, в том числе по новой оси. При этом используют данные нагрузочных испытаний и статистическую оценку стабильности рельсовой колеи (ФП-5 ЦНИИ-4).

Обследование включает в себя:

– определение толщины балластного слоя, в т.ч. толщины песчаной подушки;

– полевое определение (отбор стандартных проб) загрязненности щебня на глубине 25-40 см от подошвы шпалы. При толщине балласта более 60 см дополнительно определяется загрязненность балласта и его качественные характеристики на глубине 60-70 см.

Определение толщины и состояния балластного слоя под шпалой производится по оси пути не менее, чем в 3 местах на километр, а также у пассажирских платформ (начало, конец), по осям искусственных сооружений, у переездов и на стрелочных переводах, а также в точках, определенных по результатам нагрузочных испытаний и статистической оценке стабильности рельсовой колеи, согласованных с дистанцией пути.

Разбивка геологических выработок для обследования земляного полотна производится по оси пути и поперечным профилям. По оси пути должны быть пройдены выработки глубиною ниже зоны промерзания. В выемках, на нулевых местах и насыпях высотой до 2 м, закладывается не менее трех выработок по оси пути (начало, середина, конец участка). На насыпях выше двух метров, не имеющих видимых дефектов - не менее 3 выработок по оси пути/км. При обнаружении глинистых грунтов в зоне сезонного промерзания, определяются границы участка их залегания. На таких участках закладываются геологические поперечники (не менее 3), при этом должны быть определены очертание основной площадки земляного полотна, уровень грунтовых вод. Схема расположения геологических выработок приведена на рисунке 1.5.

При камеральной обработке геологических выработок по оси пути за нулевой отсчет принимается уровень подошвы шпалы.

Во избежание образования на основной площадке карманов балласта, тампонаж выработок следует производить с трамбованием, восстанавливая послойное состояние грунта.

Планово-высотная привязка геологических выработок выполняется для определения высотных отметок устьев скважин и привязки геологических выработок к пикетажу по данным геологов.

Георадиолокационная диагностика земляного полотна проводится на участках железнодорожного пути, перечень которых указан в техническом задании на разработку проекта на реконструкцию железнодорожного пути. Этот перечень должен быть составлен с учетом паспортов неустойчивого и деформирующегося земляного полотна (ПУ-9) и перечня нестабильных участков земляного полотна.

Перечень нестабильных участков при наличии технических возможностей (нагрузочных поездов) необходимо подтверждать и дополнять результатами нагрузочных испытаний.

Если георадиолокационное обследование подтверждает наличие деформаций основной площадки земляного полотна или наличие переувлажненных мест земляного полотна, то проводится детальное геологическое обследование этого участка.

По результатам геологического обследования в местах расположения пучинистых грунтов в зоне промерзания, в т.ч. на участках замены асбестового балласта на щебеночный, проводятся теплотехнические расчеты с целью оценки необходимости проектирования мероприятий по предотвращению пучинных деформаций.

При проведении инженерно-геологических работ определяют расчетную глубину сезонного промерзания грунтов и данные по степени агрессивности природной среды к конструкциям искусственных сооружений.

Вопросы для самоконтроля

1. Классификация железнодорожного пути.

2. Назовите виды ремонтов железнодорожного пути.

3. В чем цели и задачи реконструкции железнодорожного пути?

4. Перечислите критерии назначения реконструкции пути.

5. Алгоритм назначения участков реконструкции.

6. Нормы периодичности проведения реконструкции пути.

7. Состав работ по реконструкции железнодорожного пути.

8. Назовите основные требования к земляному полотну.

9. Назовите основные требования к малым и средним мостам.

10. Назовите основные требования к водопропускным трубам.

11. Назовите основные требования к устройству полосы отвода.

12. Проектная и рабочая документация на реконструкцию.

13. Состав проектной документации на реконструкцию.

14. Состав рабочей документации на реконструкцию.

15. Состав пояснительной записки проектной документации.

16. Специальные требования к разработке проектной документации на реконструкцию железнодорожного пути.

17. Назовите перечень обследовательских работ.

18. Назовите перечень инженерно-геодезических работ.

19. Назовите перечень инженерно-геологических работ.

2. Приведение параметров плана и профиля пути к нормативным требованиям

2.1. Переустройство плана линии

Общие положения

При производстве работ по реконструкции и ремонтам пути должна быть запроектирована выправка круговых и переходных кривых с постановкой в проектное положение, а также исправление других искажений пути в плане, как правило, в пределах существующей основной площадки земляного полотна.

В местах, где имеет место ограничение скоростей движения из-за недостатка возвышения или местного уменьшения радиуса кривой, должна производиться выправка положения пути в плане и профиле при условии, что это не связано с переустройством земляного полотна, искусственных сооружений, перестановкой опор контактной сети более 5% от общего количества опор на ремонтируемом участке и при этом обеспечивается рациональный режим движения поездов. Если выправка пути в плане и профиле связана с выполнением указанных работ, она должна выполняться по отдельным проектам.

Радиусы кривых при проектировании их выправки должны подбираться постоянного значения на всём протяжении круговой кривой.

В трудных условиях, когда выполнение этого требования вызывает необходимость переустройства существующего земляного полотна или искусственных и других сооружений, допускается при соответствующем обосновании сохранить радиусы различных значений при длине участков однообразной кривизны не менее 300 м, а в исключительных случаях – не менее 200 м. При этом, входящие в составную кривую смежные круговые кривые разных радиусов при разности кривизны более 1/3000 должны сопрягаться переходными кривыми.

Целесообразность переустройства существующих кривых, ограничивающих намечаемые скорости движения поездов, должна быть технико-экономически обоснована.

На двухпутных и многопутных участках круговым кривым придаётся, как правило, концентрическое положение.

При скорости движения до 140 км/ч не рекомендуется при проектировании применять радиусы кривых более 4000 м.

Методика определения возвышения наружного рельса в кривых

Настоящая методика предназначена для расчета возвышения наружного рельса в кривых участках пути на железнодорожных путях со скоростями движения пассажирских поездов до 140 км/ч, грузовых – 90 км/ч включительно. Порядок установления возвышения на скоростных линиях определяется отдельным указанием.

Возвышение наружного рельса определяется, исходя из условий минимизации воздействия на путь грузовых поездов при обеспечении максимальных скоростей пассажирских для данных условий. Используемые при расчетах скорости не должны превышать допустимых по условиям безопасности движения поездов в соответствии с распоряжением ОАО «РЖД» от 08.11.2016 г. №2240р «Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм» [9].

Допускаемые скорости движения поездов в кривой и соответствующее им возвышение разрабатываются службой пути и устанавливаются приказом начальника железной дороги.

Возвышение наружного рельса устраивается в кривых радиусом 4000 м и менее. Согласно инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути утвержденной распоряжением ОАО «РЖД» от 29.12.2012 г. №2791р [10] возвышение с учетом допусков не должно превышать 150 мм.

Возвышение наружного рельса пересчитывается в случаях:

– разработки проектов реконструкции, капитального и среднего ремонта пути;

– увеличения установленных скоростей движения;

– введения постоянных ограничений скорости;

– снятия ограничений скорости движения.

Изменение величины возвышения производится в ходе плановых ремонтных работ согласно утвержденной проектной документации.

По условиям обеспечения безопасности движения поездов номинальное значение максимального поперечного непогашенного ускорения, направленного наружу кривой (а_н), не должно превышать 0,7 м/с² на уровне буксы подвижного состава.

Непогашенное поперечное ускорение, как известно, определяется по формуле:

, (2.1)

где V – скорость движения; R – радиус кривой, м; g – ускорение силы тяжести; h – возвышение наружного рельса; S₀ – расстояние между осями рельсовых нитей (в расчетах обычно принимают S₀=1,6 м).

При подставке в формулу (2.1) V в км/ч и h в мм она примет вид:

, (2.2)

Величина возвышения наружного рельса, обеспечивающая соблюдение этого условия для самого скорого поезда, определяется по формуле:

(2.3)

В обычной практике по этой формуле определяется возвышение для самого скорого пассажирского поезда при скорости V_{max п}.

Для ряда типов пассажирского подвижного состава с улучшенными динамическими качествами величина а_н может быть с разрешения федерального органа исполнительной власти в области железнодорожного транспорта допущена в отдельных кривых, находящихся в стесненных условиях, до 1 м/с². В этом случае величина возвышения наружного рельса может быть определена по формуле

(2.4)

По технико-экономическим показателям для сохранения приемлемого уровня расстройств и износов верхнего строения пути грузовые поезда должны следовать по кривым со скоростями, соответствующими диапазону непогашенных ускорений ±0,3 м/с².

Величина возвышения, соответствующая непогашенному ускорению +0,3 м/с² определяется по формуле:

(2.5)

Возвышение наружного рельса кроме формулы (2.5) рассчитывают из условия одинакового вертикального воздействия колес подвижного состава на наружный и внутренний рельсы кривой. При этом предполагается, что средневзвешенная величина α_н = 0 в формуле (2.2).

В этом случае

, (2.6)

где V_ср – средневзвешенная скорость потока поездов по данной кривой радиуса R. Так как получить реальные данные о поездопотоке путейцам и особенно проектным организациям затруднительно, часто используют приближенные данные V_ср = 0,8 V_{max г}. Тогда формула (2.6) будет иметь вид

, (2.7)

Из полученных по формулам (2.3), (2.5) и (2.7) величин возвышения принимается большее и округляется до значения, кратного 5 в большую сторону.

Минимальная величина возвышения в кривых (кроме закрестовинных и на стрелочных переводах) должна быть не менее 15 мм.

При производстве работ по устройству возвышения рекомендуется полученную расчетом величину увеличивать на 5 мм с учетом последующих осадок наружной нити пути.

Установленную скорость одной величины рекомендуется назначать с учетом возможности её реализации поездами на участке достаточного протяжения:

при скорости 140 км/ч – длиной 15-20 км;

при скорости 120 км/ч – длиной 10-15 км;

при скорости 100 км/ч – длиной 7-10 км;

при скорости 80-100 км/ч – длиной 5-10 км.

Проверка возможности реализации установленной сорости осуществляется тяговыми расчётами.

Если на участке указанной протяженности встречаются кривые с разными величинами возможной максимальной скорости, то необходимо установить по ним одинаковую скорость и после этого рассчитать новые значения возвышений наружного рельса. При этом следует проверить соблюдение нормативов допускаемых непогашенных ускорений во всех кривых.

Если величина превышает 150 мм, то в кривой завышена максимальная установленная скорость движения и не соблюдается ограничение по непогашенному ускорению.

Если превышает 150 мм, то нужно принять согласно /53/ h_у =140 мм и ограничить допускаемые скорости движения пассажирских и грузовых поездов по формулам /54/:

, , ; (2.8)

, , . (2.9)

с округлением в меньшую сторону до величины, кратной 5 км/ч.

Если на участке указанной протяженности встречаются кривые с разными величинами возможной максимальной скорости, то необходимо установить по ним одинаковую скорость и после этого рассчитать новые значения возвышений наружного рельса. При этом следует проверить соблюдение нормативов допускаемых непогашенных ускорений во всех кривых.

Для многорадиусных кривых расчет величины возвышения проводится, начиная с кривой минимального радиуса. При этом сначала следует уточнить длину участка с минимальным радиусом (при близких значения стрел изгиба). Если длина этого участка меньше 50 м и он появился в результате плохого содержания кривой по направлению в плане, производится расчет и выправка кривой и только после уточнения минимального радиуса определяется возвышение.

При этом длины переходных кривых устанавливаются из условий отвода возвышения (разницы возвышений), скорости нарастания поперечного непогашенного ускорения и скорости подъема колеса по отводу для соответствующей максимальной скорости движения.

Если при этом разница между расчетными возвышениями на отдельных участках составной кривой менее 20 мм, в границах всей кривой может устанавливаться одинаковое возвышение, обеспечивающее соблюдение норм допускаемых непогашенных ускорений на всем ее протяжении. При большей разнице, расчет возвышения ведется отдельно для каждого радиуса кривой с устройством переходных кривых и соответствующих отводов возвышения.