Проект реконструкции продольного профиля

Основным техническим документом, разрабатываемым при проектировании реконструкции продольного профиля железных дорог, является утрированный продольный профиль (рисунок 2.11). Основными исходными материалами для составления этого технического документа являются результаты полевых изысканий на существующей железной дороге. При разработке проекта материалы, необходимые для составления утрированного продольного профиля, приводятся в ведомости, профиля и плана существующей железной дороги или на ее продольном профиле. В этих документах применительно к заданному участку существующей железной дороги для каждого пикета и плюсовой точки приведены:

а) отметки существующей головки рельса (СГР);

б) отметки низа балластного слоя (НБС);

в) отметки земли.

На плане также указаны:

а) направление кривой;

б) величина угла поворота;

в) радиус кривой;

г) пикетное значение начала и конца круговой кривой.

На исходном продольном профиле (или в ведомости плана и профиля) участка существующей железной дороги указываются также данные о водопропускных сооружениях (пикетное значение оси сооружения, тип и его отверстие) и о раздельных пунктах.

Дополнительно к этим материалам приводятся сведения об элементах верхнего строения пути существующей линии (балласт, шпалы, рельсы).

Рисунок 2.11 – Утрированный продольный профиль

Анализ продольного профиля существующей железной дороги

На продольном профиле существующих линий довольно часто встречаются отступления от действующих норм, которые требуются при реконструкции ликвидировать. Выявление данных отступлений осуществляется на основе анализа продольного профиля.

При анализе нужно определить:

а) уклоны круче руководящего;

б) элементы профиля короче 200 м;

в) алгебраические разности смежных уклонов больше нормативных;

г) несоответствие типа ВСП категории железнодорожной линии.

Если на данном участке имеется раздельный пункт, то необходимо проверить достаточность длины станционной площадки и возможность расположения его в профиле.

Расчетная головка рельсов

Расчетная головка рельсов (РГР) – вспомогательная отметка, до которой должна быть поднята головка рельса из условия доведения верхнего строения пути (балласта, шпал, рельсов) до проектной мощности (рисунок 2.12).

	РГР

НБС

h шп

hп

hщ

РГР – отметка расчетной головки рельса, м; НБС – отметка низа балластного слоя или бровки земляного полотна, м; h_рп – высота проектного рельса, м; h_шп – высота проектной шпалы, м; h_щ – толщина щебеночного слоя, м; h_п – толщина подушки, м.

Рисунок 2.12 – Схема к определению отметки расчетной головки рельса

Расчет отметок РГР на каждом пикете и плюсовой точке начинается с определения здесь толщины существующего балласта под шпалой по формуле

h_сб = СГР – НБС – h_рс – h_шс , (2.30)

где h_сб – толщина существующего балласта под шпалой, м; h_рс – высота рельса существующего пути с подкладкой, м; h_шс – высота шпалы существующего пути, м.

Отметки РГР определяются в зависимости от типа и толщины существующего балласта под шпалой.

Если на существующей линии уложен щебеночный балласт, то расчет отметок РГР проводится по двум формулам в зависимости от толщины существующего балласта. Если толщина существующего балласта недостаточна (меньше толщины подушки и щебеночного слоя на перспективу, т.е. после реконструкции), то расчетная зависимость имеет вид:

РГР =СГР + ∆h_щ + ∆h_р + ∆h_ш , (2.31)

где ∆h_щ – разница в высоте проектного и существующего балласта, м; ∆h_р – разница в высотах проектного и существующего рельсов, м; ∆h_ш – разница в высотах проектной и существующей шпал, м.

Если толщина существующего балласта достаточна, то расчетное соотношение может быть записано:

РГР = СГР + ∆h_р + ∆h_ш . (2.32)

При проектировании реконструкции продольного профиля линии приходится увеличивать толщину балластной призмы и ее ширину понизу, что приводит к уменьшению обочин. Это значить, что увеличивать высоту балластной призмы можно только до тех пор, пока ширина обочин не уменьшится до нормативных значений. В согласии с этим целесообразно наметить такую наибольшую отметку РГР, при которой ширина обочины станет нормативной (0,5 м). Эти отметки называют РГР_max, величина которых определяется по формуле

РГР_max = НБС + (2.33)

где m – показатель откоса балластной призмы; а_с – ширина основной площадки существующего земляного полотна, м, принимается по исходным данным; а_бп – ширина проектной балластной призмы поверху, м, принимается в зависимости от категории линии; b – ширина обочины, равная 0,5 м.

Нанесение проектной линии

Проектирование продольного профиля линии производится путем укладки на утрированный профиль железной дороги линии проектной головки рельса (линии ПГР). При этом чтобы избежать нежелательных работ – срезок или уширения основной площадки земляного полотна, необходимо ПГР разместить так, чтобы выдерживалось условие

РГР < ПГР < РГР_max .

Для обеспечения минимума объемов работ разрешается принимать крутизну элементов утрированного профиля с точностью до 0,1‰. По этим причинам можно применять допущения норм [5] о размещении переломов продольного профиля, не учитывая расположение переходных кривых в плане. При этом не рекомендуется злоупотреблять минимально допускаемой длиной элементов продольного профиля равной 200 м, равно как и другими льготными нормами.

При укладке ПГР необходимо обеспечивать условия, при которых водопропускные сооружения по возможности не подвергались переустройству. В тоннелях, путепроводах на средних и больших мостах с безбалластной проезжей частью нужно стремиться выдерживать выполнение условия ПГР = СГР + ∆h_р, даже, если это приводит к необходимости проектирования срезок земляного полотна на подходах к данным сооружениям.

На малых мостах с устройством пути на балласте могут быть запроектированы небольшие подъемки (0,1-0,15 м), за счет увеличения толщины балласта. Большие подъемки не рекомендуются в этих местах, так как это приведет к поднятию пролетного строения моста с реконструкцией его устоев.