Определение крутизны уклонов откосов выемки.
Крутизна уклонов выемки для глинистых и песчаных грунтов при глубине выемки до 12 метров 1: 1,5.
5.Определение площади поперечного сечения выемки.
Вычерчивается схематическое изображение поперечного сечения выемки, основываясь на ранее определенных данных.
Пример:
Рис 8
Поперечный профиль кювета
Рис 9
n- заложение откоса кювета 1;1,1 n=0,6*1=0,6м (1.9)
z- заложение откоса 1:1,5 z=1,5*0,6=0,9м (1.10)
k – ширина кювета по дну k=0,4м
а=n+k+z (1.11)
S2 – площадь поперечного сечения кювета, м2
(1.12)
в=с+2а (1.13)
d=Hвыемки*1,5 (1.14)
f=в+2d (1.15)
Определяем S1и S3
Sвыемки=S3+2S2-S1 (1.16)
Определение количества кавальеров.
Количество кавальеров t определяется по таблице№9.
Таблица № 9 – Количество кавальеров.
| Поперечный уклон местности | Оптимальное расположение кавальеров. |
| Положе 1:5 | С двух сторон |
| От 1:5 до 1:3 | С низовой стороны |
| Круче 1:3 | По индивидуальному проекту |
Определение площади и размеров поперечного сечения кавальеров.
Площадь поперечного сечения кавальера определяется по формуле:
Sкав= 
, 
(1.17)
где Р- заданный % грунта, отсыпаемый из выемки в кавальер, см. задание
t –количество кавальеров.
Ширина кавальера поверху определяется:
Вкав = 
, (1.18)
где hкав принимается не более 3метров
Поперечный профиль кавальера
Рис 10
Схематическое изображение поперечного профиля выемки с обустройствами
Используя все предыдущие расчеты, вычерчивается типовой поперечный профиль выемки с обустройствами с указанием размеров.
Задачи №№77-86.
При решениизадач обучающийся должен:
- определить глубину канавы h,м;
- определить продольный уклон I дна канавы;
- сравнить расчетную скорость движения воды в канаве с допустимой и сделать вывод необходимы или нет укрепления.
1. Принимается форма канавы трапециедальная, уклон откосов канавы 1:1,5, ширинам канавы по дну а = о,6 м.
Задача решается методом подбора.
Вначале задаются глубиной воды в канаве h (принимается не менее 0,6м) и уклоном i (принимается не менее 0,003)
2.Определение площади живого сечения канавы
w = ah + mh2, (1.18)
где a – ширина канавы по дну, м;
h – глубина воды в канаве, м ;
m – коэффициент крутизны уклона откоса m =1,5
3. Определение смоченного периметра сечения канавы
(1.19)
4.Определение гидравлического радиуса
R = w/p (1.20)
Зная значение R и род русла канавы, пользуясь данными таблицы, определяем значение коэффициента С
Таблица 10 – Коэффициент С
| Род грунта канавы | Гидравлический радиус R, м | ||||||
| 0,05 | 0,10 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 1,00 | |
| Очень гладкие стенки (цементная штукатурка, троганные доски) | 48,7 | 54,3 | 60,7 | 64,3 | 67,1 | 69,5 | 76,9 |
| Гладкие стенки (нестроганые доски, бетон) | 41,0 | 46,2 | 52,0 | 55,7 | 58,4 | 60,7 | 67,8 |
| Мощение булыжником, хорошо уплотненные стенки в грунте | 23,8 | 27,3 | 32,2 | 35,3 | 37,8 | 39,7 | 46,0 |
| Бутовая кладка, грубое бетонирование | 18,6 | 22,4 | 26,9 | 29,9 | 32,2 | 34,0 | 40,0 |
| Земляные стенки в обычном состоянии, заросшее мощение | 13,9 | 17,3 | 21,3 | 24,0 | 26,0 | 27,8 | 33,3 |
| Одернованные откосы и мощеное дно | 10,9 | 13,8 | 17,4 | 19,9 | 21,8 | 23,4 | 26,6 |
6.Определение скорости течения воды в канаве
(1.21)
где i- продольный уклон дна канавы.
7.Определение расчетного расхода
Qрасч = wv (1.22)
Необходимо сравнить полученный и заданный в задании расход, разница этих величин не должна превышать 5%, в противном случае необходимо изменить размеры канавы.
8. Сравнение расчетной скорости движения воды в канаве с допустимой. Вывод о необходимости укрепления канавы.
Таблица 11- Допускаемые скорости течения воды, м/с
| Грунты | Средняя глубина потока, м | |||||||
| 0,4 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | |||||
| Для несвязных грунтов | ||||||||
| Песок мелкий с примесью среднезернистого | 0,05 – 0,25 | 0,3 – 0,45 | 0,4 – 0,55 | 0,45 – 0,6 | ||||
| Песок среднезернистый с примесью крупного | 0,35 – 0,5 | 0,45 – 0,6 | 0,55 – 0,7 | 0,6 – 0,75 | ||||
| Песок крупный с примесью гравия | 0,5 – 0,65 | 0,6 – 0,75 | 0,7 – 0,8 | 0,75 – 0,9 | ||||
| Гравий мелкий с примесью среднезернистого | 0,65 – 0,8 | 0,75– 0,85 | 0,8 -1,0 | 0,9 – 1,1 | ||||
| Галька среднезернистая с песком и гравием | 1,1 – 1,25 | 1,2 – 1,45 | 1,35– 1,65 | 1,5 – 1,85 | ||||
| Галька с мелким булыжником и гравием | 1,5 – 2,0 | 1,85 – 2,4 | 2,1 – 2,75 | 2,3 – 3,1 | ||||
| Для связных грунтов | ||||||||
| Глины1 | 0,35/0,7 | 0,4/0,85 | 0,45/0,95 | 0,50/1,1 | ||||
| Суглинки1 | 0,35/0,65 | 0,4/0,8 | 0,45/0,9 | 0,5/1,0 | ||||
1 В числителе даны значения для малоплотных грунтов, в знаменателе – для среднеплотных.
Задачи №№ 87-111
По учебнику «Железнодорожный путь» [1] необходимо изучить раздел: «Водоотводные устройства и сооружения».
На основании исходных данных (табл.5) необходимо выбрать расчетную схему дренажа.
Ниже приводятся расчетные схемы дренажей.
1. Выбор схемы дренажа.
Схема одностороннего подкюветного дренажа (рис.11)
Рис 11.
В этом случае расчет относят к вертикали, расположенной на расстоянии 0,25-0,50 м за концами шпал со стороны, противоположной одностороннему дренажу.
Схема двухстороннего подкюветного дренажа (рис.12)
 Рис 12. |
Схема двухстороннего закюветного дренажа (рис.13)
Рис 13.
Для двусторонних дренажей расчетная ось располагается по оси земляного полотна
Примечание: На рисунках 11.12 и 13 «ГГВ» - уровень грунтовых вод до устройства дренажа; ГП – глубина промерзания земляного полотна.
Расчет глубины дренажа
2.1 Формула для определения глубины дренажа
Глубина траншеи Н несовершенного дренажа определяется по формуле:
H=A +I0 l + aкп+ e+ h-y, (1.23)
где А – глубина промерзания балластного слоя и земляного полотна, м ; ( см. задание).
I0 - уклон кривой депрессии осушаемых грунтов;
для супесей I0=0,02 – 0,05;
для суглинков – 0,05 – 0,1;
для глины – 0,1 - ,02;
для песчаных грунтов – 0,003 – 0,02;
l – расстояние от стенки дренажной траншеи до расчетного сечения – сечение в котором определяется необходимое понижение уровня грунтовых вод
2.2 Определение l для одностороннего подкюветного дренажа
2.2.1.На однопутном участке
l = l1 + l2 , при этом l1 = С/2 + В (1.24)
где С – ширина основной площадки земляного полотна в зависимости то категории железной дороги, рода грунта и количества путей; м (см. табл. 6).
В – горизонтальная проекция путевого откоса кювета ( при уклоне откоса 1: 1,5 и глубине кювета 0, 6м В = 0,9м).
l2 – расстояние, равное половине длины шпалы, плюс 0, 25 – 0,5м (см. рис.11).
2.2.2 На двухпутном участке
l = l1 + Е/2 + l2 (1.25)
где Е – ширина междупутья, м
2.3 Определение l для двухстороннено подкюветного дренажа.
L = С/2 +B (1.26)
2.4 Определение l для для двухстороннего закюветного дренажа.
L = С/2+ (bк – b /2) (1.27)
где bк – ширина кювете поверху
b – ширина дренажной канавы, принимается 0,8 – 1,0м
Рис 14.
aкп – высота капиллярного поднятия воды над кривой депрессии
( для песчаных грунтов 0,3 – 0,4м;
для супесей и суглинков 0,4 – 0,5м;
для глин 0,6 – 0,8м)
e – величина возможного колебания в разные годы уровня капиллярных вод и глубины промерзания (0,23 – 0,25м).
h – расстояние от верха дренажной трубы до дна дренажа, (0,3 – 0,5м)
2.5 Определение у.
y – расстояние от верха конструкции пути до верха дренажа, м
y=hкюв.+hсл. пр.+hпесч. под.+hбалл.+hшпалы, где
hкюв. – глубина кювета, м;
hсл. пр – толщина сливной призмы, м;
hпесч. под – толщина песчаной подушки под шпалой, м;
hбалл. – толщина балласта под шпалой, м;
hшпалы, - толщина шпалы ,м.
При применении деревянных шпал из значения y необходимо вычесть 3 см – расстояние от верхней постели шпалы до балластного слоя.
2.6 Расчет глубины дренажа.
2.7 Схематическое изображение дренажа с указанием всех размеров.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
Задания на контрольную работу №2.
Таблица 1- Варианты заданий для контрольной работы №2
| Последние цифры шифра | № варианта | №№ вопросов и задач | Последние цифры шифра | № варианта | №№ вопросов и задач |
| 01 51 | 1 26 36 66 76 | 26 76 | 1 31 62 72 77 | ||
| 02 52 | 2 27 37 67 77 67 78 96 | 27 77 | 2 32 63 73 78 | ||
| 03 53 | 3 28 38 68 78 | 28 78 | 3 33 64 74 79 | ||
| 04 54 | 4 29 40 69 79 | 29 79 | 4 34 65 75 80 | ||
| 05 55 | 5 30 41 70 80 | 30 80 | 5 35 36 68 81 | ||
| 06 56 | 6 31 42 71 81 | 31 81 | 6 26 37 69 82 | ||
| 07 57 | 7 32 43 72 82 | 32 82 | 7 27 38 70 83 | ||
| 08 58 | 8 33 44 73 83 | 33 83 | 8 28 39 71 84 | ||
| 09 59 | 9 34 45 74 84 | 34 84 | 9 29 40 72 85 | ||
| 10 60 | 10 35 46 75 85 | 35 85 | 10 30 41 73 86 | ||
| 11 61 | 11 26 47 75 86 | 36 86 | 11 31 42 74 87 | ||
| 12 62 | 12 27 48 74 87 | 37 87 | 12 32 43 75 88 | ||
| 13 63 | 13 28 49 73 88 | 38 88 | 13 33 44 66 89 | ||
| 14 64 | 14 29 50 72 89 | 39 89 | 14 34 45 67 90 | ||
| 15 65 | 15 30 51 71 90 | 40 90 | 15 35 46 68 91 | ||
| 16 66 | 16 31 52 70 91 | 41 91 | 16 26 47 69 92 | ||
| 17 67 | 17 32 53 69 92 | 42 92 | 17 27 48 75 93 | ||
| 18 68 | 18 33 54 68 93 | 43 93 | 18 28 49 74 94 | ||
| 19 69 | 19 34 55 67 94 | 44 94 | 19 29 50 73 95 | ||
| 20 70 | 20 35 56 66 95 | 45 95 | 20 30 51 72 96 | ||
| 21 71 | 21 26 57 67 96 | 46 96 | 21 31 52 71 97 | ||
| 22 72 | 22 27 58 68 97 | 47 97 | 22 32 53 70 98 | ||
| 23 73 | 23 28 59 69 98 | 48 98 | 23 33 54 69 99 | ||
| 24 74 | 24 29 60 70 99 | 49 99 | 24 34 55 68 76 | ||
| 25 75 | 25 30 61 71 76 | 50 100 | 25 35 56 67 77 |
Вопросы 1-25.
1. Назначение верхнего строения пути. Взаимосвязь элементов. Требования к элементам верхнего строения пути.
2. Классификация железнодорожных путей.
3. Назначение рельсов. Требования к ним. Типы рельсов, поперечный профиль рельса, длина.
4. Срок службы рельсов. Использование старогодних рельсов
5. Технология изготовления рельсов.
6. Маркировка рельсов.
7. Назначение рельсовых опор, требования к ним. Классификация
8. Деревянные шпалы.
9. Железобетонные шпалы.
10. Эпюра шпал.
11. Назначение и виды промежуточных скреплений. Требования к промежуточным скреплениям. Перечислите виды промежуточных скреплений для деревянных и железобетонных шпал.
12. Промежуточные рельсовые скрепления для деревянных шпал.
13. Промежуточные рельсовые скрепления для железобетонных шпал.
14. Угон пути.
15. Назначение балластного слоя, требования к нему. Работа балластного слоя.
16. Назначение рельсовых стыков. Требования к ним. Классификация
17. Охарактеризуйте основные элементы рельсового стыка. Назначение и устройство переходного стыка.
18. Токопроводящие стыки.
19. Изолирующие стыки.
20. Дать определения «рельс нормальной длины», «длинномерный рельс для данных условий», «бесстыковая плеть».
21. Привести формулы расчета бесстыкового пути на возможность его укладки. Когда путь эксплуатируется с сезонной разрядкой напряжения? Зачем нужны укороченные уравнительные рельсы?
22. Температурный интервал закрепления рельсовой плети.
23. Приведите температурную диаграмму бесстыкового пути. Объясните ее содержание.
24. Конструкция бесстыкового пути.
25. Технические условия на укладку бесстыкового пути.
Задачи 26 – 35.
Вычертите в масштабе 1: 50 типовой поперечный профиль балластной призмы (земляное полотно сложено из глинистых грунтов, балластная подушка – песчаная). На чертеже укажите необходимые размеры балластной призмы и основной площадки земляного полотна.
Таблица 2- Исходные данные для решения задач 26-35.
| Номер задачи | Класс пути | Категория пути | Число путей | Материал шпал | Материал балласта | Радиус кривой м | Возвышение наружного рельса, мм |
| железобетонные | щебень | ||||||
| деревянные | щебень | ||||||
| деревянные | щебень | ||||||
| железобетонные | щебень | ||||||
| деревянные | щебень | ||||||
| железобетонные | щебень | ||||||
| железобетонные | щебень | ||||||
| железобетонные | щебень | ||||||
| деревянные | щебень | ||||||
| железобетонные | щебень |
Примечание: на двухпутном участке возвышения наружных нитей обоих путей равны.
Задачи 36 – 65.
Рассчитать возможность укладки бесстыкового пути, определить температурный интервал закрепления рельсовой плети вычертить температурную диаграмму, определить длину плети при температуре +200С.
Таблица 3 – Исходные данные для решения задач 36 – 65.
| № вар. | Тип рельсов | План линии | Эпюра шпал шпал/км | Балласт | Шпалы | Локомотив | V км/час | Измеренная длина плети, L,м | Температура, при которой измерялась длина плети, град. | Железнодорожная станция | ||
| 36. | Р50 упр | R800м | Щебень из скальных пород | ж/б | ВЛ8 | 876,54 | Москва | |||||
| 37. | Р65 не упр. | R500м | Асбестовый | ж/б | ВЛ10 | 1057,34 | Челябинск | |||||
| Р65 упр. | R800м | Песчано – гравийный | ж/б | ВЛ10м | 1275,86 | Воронеж | ||||||
| Р75 упр | R 1000м | Щебень из валунов | ж/б | ВЛ22 | 1037,45 | Смоленск | ||||||
| Р50 упр | R800м | Щебень из скальных пород | ж/б | ВЛ23 | 885,46 | Санкт Петербург | ||||||
| Р65 упр. | R1000м | Асбестовый | ж/б | ВЛ60 | 976,32 | Тула | ||||||
| Р50 упр | R2000м | Щебень из скальных пород | ж/б | ВЛ80 | 1290,57 | Коноша | ||||||
| Р65 упр. | Прямая | Щебень из скальных пород | ж/б | ВЛ81 | 1467,32 | Архангельск | ||||||
| Р75 упр | R1000м | Щебень из валунов | ж/б | ВЛ85 | 887,16 | Ярославль | ||||||
| Р65 не упр. | R800м | Щебень из скальных пород | ж/б | ЧС1 | 1067,66 | Рязань | ||||||
| Р65 не упр. | R1000м | Асбестовый | ж/б | ЧС3 | 1438,38 | Кострома | ||||||
| Р65 упр. | R800м | Песчано – гравийный | ж/б | ЧС2 | 956,76 | Вологда | ||||||
| Р75 упр | R1000м | Щебень из валунов | ж/б | ЧС4 | 1185,55 | Волгоград | ||||||
| Р50 упр | R2000м | Щебень из скальных пород | ж/б | ТЭ7 | 857,12 | Бабаево | ||||||
| Р65 не упр. | Прямая | Асбестовый | ж/б | ТЭ10 | 2176,02 | Псков | ||||||
| Р65 упр. | R800м | Щебень из скальных пород | ж/б | 2ТЭ10Л | 1357,87 | Сургут | ||||||
| Р50 упр | R1000м | Щебень из скальных пород | ж/б | ТЭ10Л | 978,46 | Новгород | ||||||
| Р75 упр | R800м | Щебень из валунов | ж/б | ТЭП10 | 1876,78 | Тихвин | ||||||
| Р65 упр | R1000м | Песчано – гравийный | ж/б | ТЭП60 | 1756,34 | Уфа | ||||||
| Р65 упр . | R2000м | Асбестовый | ж/б | 2ТЭП60 | 1245,67 | Томск | ||||||
| Р75 упр | прямая | Щебень из скальных пород | ж/б | ТЭП70 | 1342,43 | Череповец | ||||||
| Р65 упр. | R800м | Щебень из скальных пород | ж/б | 2ТЭ10 | 1436,67 | Тверь | ||||||
| Р65 не упр. | R1000м | Щебень из скальных пород | ж/б | ЧС2 | 1654,98 | Сочи | ||||||
| Р50 упр | R1200м | Щебень из скальных пород | ж/б | ВЛ80 | 1538,67 | Пермь | ||||||
| Р75 упр | R1200м | Песчано – гравийный | ж/б | ВЛ10 | 1265,48 | Новороссийск | ||||||
| Р65 упр. | R1000м | Асбестовый | ж/б | ВЛ23 | 1143,59 | Кемь | ||||||
| Р75 упр | R2000м | Песчано – гравийный | ж/б | ЧС2 | 1687,46 | Котлас | ||||||
| Р65 не упр. | Прямая | Щебень из валунов | ж/б | 2ТЭ10 | 1324,65 | Барнаул | ||||||
| Р50 упр | R1000м | Щебень из скальных пород | ж/б | ВЛ10 | 1537,86 | Вязьма | ||||||
| Р75 упр | R1200м | Щебень из валунов | ж/б | ВЛ65 | 1287,38 | Вельск | ||||||
Вопросы 66 – 75.
66.Опишите особенности устройства ходовых частей подвижного состава.
67.Работа пути под воздействием сил, действующих от подвижного состава.
68.Что такое ширина колее? Чем определяют значения минимально – и максимально допустимых значений ширины колее?
69. Виды вписывания подвижного состава в кривую.
70.Зачем устраивается уширение ширины колеи в кривых участках пути? Приведите нормы содержания рельсовой колеи в кривых участках пути.
71. Зачем устраивается возвышение наружной рельсовой нити в кривой? Приведите расчет возвышения.
72. Назначение переходных кривых. Как определяется длина переходной кривой?
73.Устройство сопряжений смежных кривых.
74. Устройство отводов уширения колеи.
75.Укороченные рельсы.
Задачи 76 – 99.
1. Определение возвышения наружной рельсовой нити в кривой.
2. Определение длины круговой и переходной кривой.
3 Определение укорочения внутренней нити относительно наружной в кривой и необходимого количества укороченных рельсов.
4. Расчет схемы привязки стыков рельсов и элементов плана кривой.
5. Определение мест укладки укороченных рельсов.
6. Вычерчивать схему расположения укороченных рельсов в кривой.
.
Таблица 4 – Исходные данные для решения задач 76 -99.
| № вар | Радиус кривой,м | Угол поворота, град. | Количество поездов | Вес поездов, т | Скорость поездов, км/час | Расположение рельсового стыка на прямой от начала переходной кривой, м | ||||
| пассажирских | грузовых | пассажирских | грузовых | пассажирских | Грузовых максимальная | Грузовых минимальная | ||||
Путь звеньевой, длина рельсов 25м
Величина стыкового зазора 0,01 м.