Строительство железных дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Сооружения новых железных дорог - это очень ответственная и сложная работа, которая включает в себя целый комплекс мероприятий. Перед началом строительства железнодорожного пути осуществляются инженерно производственная и предстроительная подготовка, включающая в себя исследования грунта на участке строительства, а также изучения возможности обеспечения строительства подводом нужных коммуникаций и подъездными путями. Также подготовка включает в себя изучение технических документов, осуществление дополнительных геологических исследований участка строительства, отвод земли для железной дороги, разбивку трассы, освоение территории строительства.

Весь процесс строительства дорог выполняют в три периода: подготовительный, основной и заключительный. При выполнения каждого вида работ, так же как при сооружении каждого объекта, в основную очередь ведут подготовительные, основные, заключительные и вспомогательные работы. строительство земляной насыпь

В подготовительный период выполняют работы, необходимых для развертывания строительства основных объектов и конструктивных элементов железной дороги, то есть осуществляют инженерную подготовку территории (рубку леса, корчевку пней, расчистку полосы отвода, снос и перенос зданий, осушение и т.д.), постройку временных зданий и сооружений, строительство автомобильных дорог и временной связи.

Основной период, выполняемые после окончания работ подготовительного периода, начинают с постройки малых искусственных сооружений (водопропускных труб и малых мостов, конструкции которых доставляют по автомобильной дороги).

Технология строительства железных дорог в основной период также включает сооружения земляного полотна, состоящие из насыпи, выемок, водоотводных и регуляционных сооружений и т.п. при этом выполняют большой объем укрепительных работ. На сформированную сливную призму укладывают верхнее строение пути: рельсошпальную решетку и два слоя балласта и (песка и щебня или только песка в зависимости от категории железной дороги).

Нормальная эксплуатация железных дорог невозможна без готовности производственных, служащих, жилых и культурно-бытовых зданий сооружений. Здания и сооружения строят в течении всего срока строительства железных дорог, но в основной их пик приходятся на предостаточный период. Наряду с выполнением этих видов работ сооружают объекты электро-, водо-, газоснабжения и канализации (высоковольтные линии электропередачи, насосные станции, водонапорные башни, очистные сооружения, трубопроводы различных назначений и т. д.).

Для сдачи железной дороги в постоянную эксплуатацию необходимо, чтобы были готовы линейные и станционные сооружения автоматики, телемеханики и связи (АТС)-воздушные и кабельные линии, светофоры, дома связи и т.д.

Подготовку железных дорог к сдачи постоянной эксплуатации производят в заключительный период, в ходе которого осуществляют послеосадочный ремонт, устраивают переезды, монтируют шлагбаумы, добавляют противоугоны, приводят опробование всех сооружений. В этот же период свертывания строительство и передислоцируют подразделения на другие линии.



1. Характеристика района строительства

Новосибирская область расположена в центральной части материка Евразия, почти в центре Российской Федерации на юго-востоке Западно-Сибирской низменности - одной из величайших равнин мира. Площадь области 178 тысяч кв. км. или 1процент территории России. Протяжённость области с запада на восток более 600, а с севера на юг до 400 километров.

Природно-климатические, орографические, ландшафтные и культурно-исторические особенности территории Кемеровской области позволяют, по принятой методике, отнести ее к региону с высоким рекреационным потенциалом. На юге, востоке и западе расположен живописный горный рельеф. Леса и кустарники занимают почти 65 процентов территории области. Распределение лесов по территории области неравномерно. Крупнейшие лесные массивы расположены в восточной и южной частях области. В пределах Кузнецкого Алатау растительность отчетливо отражает высотные пояса. Высокогорные сосново-лиственные леса, среднегорная черневая тайга и высокогорная пихтово-кедровая тайга. Выше 1000 метров над уровнем моря лежат горная тундра и субальпийские луга.
Основными лесообразующими породами являются пихта, кедр, береза и осина. Имеют незначительное распространение липа, ольха, тополь, ива. Липа является реликтом доледникового третичного периода. Площадь липового острова составляет 10 тысяч гектар.

Лесные массивы многолесных районов занимают 20% от общей площади насаждений и являются объектом промышленной эксплуатации. Около 3% приходится на долю лесов с малыми сырьевыми ресурсами, выполняющими средообразующую функцию и влияющими на непрерывность лесообразования. Леса выполняющие водоохранную, общезащитную, оздоровительную и заповедную функции, занимают 77 процентов покрытую лесом территории. В области уделяется большое внимание охране лесов, лесовосстановлению, и очень актуальной для области рекультивации нарушенных земель. В состав Кемеровского управления лесами, осуществляющего защиту лесов области, входят 22 лесхоза, шорский национальный парк, 118 лесничеств, 122 мастерских участка, 722 лесных обхода.

Промышленность.

Структура промышленности Новосибирска является нетипичной для России в целом. В связи с тем, что для региона характерна несырьевая экономика и больше всего развит сектор услуг, здесь отсутствуют градообразующие предприятия-гиганты. Тем не менее, Новосибирск является крупным промышленным центром в Сибири: на территории города расположено порядка 200 крупных и средних производств, а основные отрасли это машиностроение, электроэнергетика, металлургия, оборонная и пищевая промышленность.

Транспорт.

На территории Новосибирской области развитая транспортная система, в ней присутствуют все виды транспорта:

-железнодорожный;

-автомобильный;

-водный;

-воздушный.

На территории области находятся 11 аэропортов, аэропорт «Толмачёво» -- международный, федерального значения.

Эксплуатационная длина железнодорожных путей общего пользования (Западно-Сибирская железная дорога) -- 1530 км.

По территории области проходят федеральные трассы М51, М52, М53, а также автодороги Р380, Р384.



2. Характеристика сооружаемого земляного полотна

2.1 Построение типовых поперечных профилей выемки и насыпи по заданному профилю

Для построения типового поперечного профиля выбираем пикет насыпи ПК4.

Ширину основания насыпи В_н, м, вычисляют по формуле (1)

В_н=b+m*2*Hp, (1)

где b - ширина насыпи поверху, 6,3 м;

m - крутизна откоса, 1,5м ;

Hp - рабочая отметка,1,5 м.

В_н=6,3+2*1,5*1,5=10,8 м.

Насыпь земляного полотна приведена на рисунке 1

Рисунок 1- Насыпь земляного полотна

Для построения типового поперечного профиля выбираем пикет выемки ПК2.

Ширину основания выемки В_в, м , вычисляют по формуле (2)

В_в=b+2*bk+2*m*Hр, (2)



где b - ширина насыпи поверху, 6,3 м;

bk - ширина кювета1,9 м ;

m - крутизна откоса, 1,5 м;

H_р - рабочая отметка выемки,1,8 м.

В_в =6,3+2*1,9+2*1,5*1,8=15,5м.

Выемка земляного полотна приведена на рисунке 2

Рисунок 2 - Выемка земляного полотна



3. Определение характерных точек профилей

3.1 Определение нулевых точек продольного профиля

Нулевой точкой называется точка перехода в насыпь или наоборот.

Точки работ Х_1,2 , м , вычисляют по формуле (3)

X_1,2=H₁*L/H₁+H_2, (3)

где Х_1,2 - расстояние до нулевого места от ближайшей предыдущей или плюсовой точки, м;

L - расстояние между ближайшими к нулевому месту пикетными или плюсовыми точками насыпи и выемки, м;

Н_1,2 - рабочие отметки, м.

Х₁=0,2*100/(0,2+1,5)=12м

Х₂=0,3*100/(0,3+1,1)=21м

Все расчеты приведены в таблице один.

Таблица 1- Определение границ расчетного участка.

Участок	Вид сооружения	Граница участка	Длина участка
первый	выемка	ПК 0-3+12	312
второй	насыпь	ПК3+12-ПК14+21	1109
третий	выемка	ПК14+21-ПК20+00	575



4. Подсчет объемов земляных работ

4.1 Определение геометрических объёмов выемок и насыпей

Объем земляных работ в железнодорожном строительстве определяют по рабочим отметкам продольного профиля с учетом размеров и формы земляного полотна. Определения границ расчетных участков для подсчета геометрических объемов конструктивных элементов земляного полотна получено название обработка продольного профиля.

Объем насыпи вычисляют по формуле (4)

V_н=(b*H_cp+m*H_cp²+w₁)*L (4)

где b- ширина земляного полотна по уровню бровки;

H_ср - средняя высота насыпи или выемки на участке;

m - крутизна откоса;

w₁- площадь сливной призмы;

L - длина участка.

Средняя высота насыпи или выемки на участке вычисляют по формуле (5)

Н_ср=(Н₁+Н₂)/2 (5)

где Н₁ и Н₂ - рабочие отметки.

Н_ср0-1=(-1,5-2,0)/2=-1,25

Н_ср1-2=(-1,5+0)/2=-1,75

Н_ср2-3=(-2,0+0)/2=1

Н_ср3-4=(0+2,5)/2=1,25

Н_ср4-5=(2,5+3,7)/2=3,1

Н_ср5-6=(3,7+5,1)/2=4,4

Н_ср6-7=(5,1+5,5)/2=5,3

Н_ср7-8=(5,5+6,0)/2=5,75

Н_ср8-9=(6,0+5,1)/2=5,55

Н_ср9-10=(5,1+4,1)/2=4,6

Н_ср10-11=(4,1+3,2)/2=3,65

Н_ср11-12=(3,2+2,9)/2=3,05

Н_ср12-13=(2,9+1,3)/2=2,1

Н_ср13-14=(1,3+0,5)/2=0,9

Н_ср14-14+50=(0,5+0)/2=0,25

Н_ср14+14=50=(-0,5+0)/2=-0,25

Н_ср15-16=(-0,5-1,2)/2=-0,35

Н_ср16-17=(-1,2-1,8)/2=-1,5

Н_ср17-18=(-1,8-2,5)/2=-2,15

Н_ср18-19=(-2,5-3,6)/2=3,05

Н_ср19-20=(3,6-4,8)/2=-4,2

V_н ПК3+12-4=(6,3*0,75+1,5*0,75²+0,47)*100 =603,875 м³;

V_н ПК4-5=(6,3*2,05+1,5*2,05²+0,47)*100 =1968,5м³;

V_н ПК5-6=(6,3*2,95+1,5*2,95²+0,47)*100 =3210,5 м³;

V_н ПК6-7=(6,3*4+1,5*0,4²+0,47)*100 =4967м³;

V_н ПК7-8=(6,3*5,35+1,5*5,35² +0,47)*100=7710,5 м³;

V_н ПК8-9 =(6,3*5,45+1,5*5,45² +0,47)*100= 7935,5м³;

V_н ПК9-10 =6,3*4,35+1,5*4,35² +0,47)*100=5625,5 м³;

V_н ПК10-11=(6,3*3,45+1,5* 3,45² +0,47)*100=4005,5 м³;

V_н ПК11-12=(6,3*2,75+1,5*2,75²+0,47)*100=2913,5 м³;

V_н ПК12-13=(6,3*2,1+1,5*2,1² +0,47)*100=2031,5 м³;

V_н ПК13-14=(6,3*1,05+1,5*1,05² +0,47)*100=873,5 м³;

V_н ПК14-14+21=(6,3*0,15+1,5*0,15²+0,47)*100=144,5 м³;

Объемвыемки вычисляют по формуле (6)

V_в=(В*H_cp+m*H_cp²+w₂-w₁)*L (6)

где В- ширина выемки на уровне бровки полотна;

H_ср - средняя высота насыпи или выемки на участке;

m - крутизна откоса;

w₁- площадь сливной призмы;

w₂ - площадь двух кюветов;

L - длина участка.

Ширина выемки на уровне бровки полотна вычисляют по формуле (7)

В=b+2*K (7)

где b- ширина земляного полотна по уровню бровки;

K - ширина кювета по верху.

В= 6,3+2*2,2=10,7 м.

V_в ПК0-1=(10,7*3,3+1,5*3,3²+1,56-0,47)*100=5273,5 м³;

V_в ПК1-2=(10,7*2,3+1,5*2,3²+1,56-0,47)*100=3363,5 м³;

V_в ПК2-3=(10,7*1+1,5*1²+1,56-0,47)*100=1329 м³;

V_в ПК3-3+12=(10,7*0,1+1,5*0,1²+1,56-0,47)*100=217,5 м³;

V_в ПК14+21-15=(10,7*0,55+1,5*0,55²+1,56-0,47)*100=742,5 м³;

V_в ПК15-16=(10,7*1,3+1,5*1,3² +1,56-0,47)*100=1753,5 м³;

V_в ПК16-17=(10,7*1,7+1,5*1,7² +1,56-0,47)*100=2361,5 м³;

V_в ПК17-18=(10,7*2,05+1,5*2,05² +1,56-0,47)*100=2932,5 м³;

V_в ПК18-19=(10,7*2,5+1,5*2,5² +1,56-0,47)*100=3721,5 м³;

V_в ПК19-20=(10,7*3,05+1,5*3,05² +1,56-0,47)*100=4767,5 м³;

4.2 Определение дополнительного объема

Дополнительный объем ?V, м³, вычисляют по формуле (9)

?V=[m*(H₂-H₁)²/12]L (9)



где Н₁ и Н₂ - рабочие отметки начало и конца пикета, м;

m - крутизна откоса, 1,5 м;

L - длина участка, м.

= [1,5(2,8-3,8)²/12]*100 = 12,5 м³;

= [1,5(3,8-1,8)²/12]*100 =50 м³;

= [1,5(1,8-0,2)²/12]*100 =32 м³;

= [1,5(0,2-0)²/12]*12 =0,5 м³;

= [1,5(0-1,5)²/12]*88 =28,12 м³.

= [1,5(0,2-1,5)²/12]*100 =21,12 м³;

= [1,5(1,5-2,6)²/12]*100 =15,12 м³;

= [1,5(2,6-3,3)²/12]*100 = 6,12³;

= [1,5(3,3-4,7)²/12]*100 =24,5 м³;

= [1,5(4,7-6)²/12]*100 = 21,12 м³;

= [1,5(6-4,9)²/12]*100 =15,12 м³;

= [1,5(4,9-3,8)²/12]*100 =15,12 м³;

= [1,5(3,8-3,1)²/12]*100 =6,12 м³;

= [1,5(3,1-2,4)²/12]*100 =6,12 м³;

= [1,5(2,4-1,8)²/12]*100 =4,5 м³;

= [1,5(1,8-0,3)²/12]*100 =28,12 м³;

= [1,5(0,3-0)²/12]*21 =1,12 м³;

= [1,5(0-1,1)²/12]*79 =15,12 м³;

= [1,5(0,3-1,1)²/12]*100 =8 м³;

= [1,5(1,1-1,5)²/12]*100 =2 м³;

= [1,5(1,5-1,9)²/12]*100 =2 м³;

= [1,5(1,9-2,2)²/12]*100 =1,12 м³;

= [1,5(2,2-2,8)²/12]*100 =4,5 м³;

= [1,5(2,8-3,3)²/12]*100 =3,12 м³;



4.3 Определения объема на уширение земляного полотна в кривых

Объем на уширение V_уш , м³, вычисляют по формуле (10)

V_уш=а*Н_ср*L, (10)

где а - уширение в кривых участках (приложение два);

Н_ср - средняя высота насыпи на участке, м;

L - длина участка, м.

V_8-9= 0,3*5,45*100 =163,5 м³;

V_9-10 = 0,3*4,35*100 =130,5 м³;

V_10-11 = 0,3*3,45*100 =103,5 м³;

V_11-12 = 0,3*2,75*100 =82,5 м³;

V_12-13 = 0,3*2,1*100 =63 м³;

V_13-14 = 0,3*1,05*100 =31,5 м³

V_14-14+21 = 0,3*0,15*100 =4,5 м³

Свободная ведомость объемов земляных работ, приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Свободная ведомость объемов земляных работ

ПК Начало и конец	Протяжен ность участка, м	Средняя рабочая отметка, м	Объемы, м3	поправка	Допол нитель ный обьем Vуш, м2	Объем земляных Работ, м3
			Vн	Vв			Vн	Vв
1	2	3	4	5	6	7	8	9
0-1	100	3,3	-	5273,5	12,5	-	-	5286
1-2	100	2,3	-	3363,5	50	-	-	3413,5
2-3	100	1	-	1329	32	-	-	1361
3-3+12	12	0,1	-	217,5	0,5	-	-	218
3+12-4	88	0,75	6038,7	-	28,12	-	631,99	-
4-5	100	2,05	1968,5	-	15,12	-	1983,62	-
5-6	100	2,95	3210,5	-	6,12	-	3216,62	-
6-7	100	4	4967	-	24,5	-	4991,5	-
7-8	100	5,35	7710,5	-	21,12	-	7731,62	-
8-9	100	5,45	7935,5	-	15,12	163,5	8114,12	-
9-10	100	4,35	5625,5	-	15,12	130,5	5771,12	-
10-11	100	3,45	4001,5	-	6,12	103,5	4115,12	-
11-12	100	2,75	2913,5	-	6,12	82,5	3002,12	-
12-13	100	2,1	2031,5	-	4,5	63	2099	-
13-14	100	1,05	873,5	-	28,12	31,5	933,12	-
14-14+21	21	0,15	144,5	-	1,12	4,5	150,12	-
14+21-15	79	0,55	-	742,5	15,12	-	-	757,62
15-16	100	1,3	-	1753,5	2	-	-	1755,5
16-17	100	1,7	-	2361,5	2	-	-	2363,5
17-18	100	2,05	-	2932,5	1,12	-	-	2933,62
18-19	100	2,5	-	3721,5	4,5	-	-	3726
19-20	100	3,05	-	4767,5	3,12	-	-	4770,62

4.4 График попикетных объемов

После подсчета попикетных объемов ниже километровых знаковпроводится осевая линия, от которой вверх откладываются объемы выемки, а внизнасыпи в виде прямоугольников с указанием их попикетных объемов, а так же указывается общий помассивный объем насыпи или выемки.

График строится в масштабах горизонтальный - 1:10000, вертикальный - 1:1000 или 1:2000.



5. Распределение земляных масс

5.1 Построение кривой суммарных объемов

Кривая объемом земляных масс.

Кумулятивная кривая строиться по ординатам, которая поучается суммированием попикетных объемов нарастающим итогом с учетом знаков: (насыпь «-» выемка «+»).

Кумулятивная кривая позволяет судить о балансе земляных масс на участке в приложении, что грунт из выемки полностью перевозят в насыпь.

С помощью кумулятивной кривой мы разбиваем трассу на участки с продольным и поперечным перемещение грунта и цельносообразно распределяем грунтовые массивы.

Кривая строиться с масштабом: горизонтальный-1:10000;

Вертикальный 1:5000, 1:10000.

Правила кривой распределения земляных масс:

1) Любая точка на кривой соответствует алгебраической сумме от начала кривой.

2) Восходящая линия соответствует выемки, вниз насыпи.

3) Вершина кривой есть нулевое место.

4) Любая горизонтальная линия отсекает равные объемы насыпи и выемки.

Распределение земляных масс необходимо для выбора способа перевозки грунта и выброса машин.

При выборе рационального способа производства работ при сооружении земляного полотна используют следующие понятия:

1) Рабочая кубатура-объем грунта перемещенного из выемки в насыпь, кавальер, в отвал или в насыпь из резерва или карьера. Рабочая кубатура может быть равна или меньше профильной кубатуры.

2) Профильнаякубатура-суммарный объем насыпи и выемки взятыйна основе типового поперечного профиля с учетом осадки насыпи.

При распределение земляных масс необходимо полностью использовать возможность отсыпки грунта из выемки в насыпь, это является основной задачей, которая решается в следующим порядке:

1) На кривой выявляют участки выемок и насыпи;

2) Определяют участки продольной и поперечной возки грунта;

3) Поперечная возка-перемещение грунта из выемки в кавальер или отвал, в насыпь из резерва или кавальера;

4) Определяется из каких выемок и в каких объемах грунт будет перемещаться в кавальер;

5) Определяем из каких выемок, в какие насыпи, в каких объемах и на какое распространение будет перемещаться грунт;

6) Устанавливаются такие насыпи и в каких объемах будет отсыпаться из резервов;

7) Вычисляем среднею дальность возки на участке.

5.2 Определение рабочий и профильной кубатуры

Распределение земляных масс указаны в таблице номер 3.

Таблица 3 Ведомость распределение земляных масс.

№ участка ПК начало и конец	Профильный объем	Распределение земляных масс	Рабочий объем выемки
	насыпь	выемка	насыпь	выемка
			Из выемки	Из резерва	Из карьера	В отвал	В кавальер
ПК 0+00-3+12	42200,07	26585,36	10278,5	-	-	-	-	10278,5
ПК 3+12- 14+21	31921,57	16306,86	-	-	15614,71	-	-	15614,71
ПК 14+21- 20-00	16306,86	16306,86	16306,86	-	-	-	-	16306,86

5.3 Выбор способа производства

Различные варианты производства работ могут быть получены за счет того, что в ряде случаев для разработки одного и того же массива грунта можно применять различные средства механизации и способы разработки грунта, а для возведения земляного полотна различные схемы распределения (перемещение) земляных масс.

Для своих участков выбираем по два производства работ.

Размещено на Allbest.ru