Расчет объемов земляного полотна железной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Подготовка исходных данных

1.1 Построение продольного профиля

1.2 Поперечный профиль земляного полотна

1.3 Определение положения характерных точек

1.3.1 Определение положения нулевых точек

1.3.2 Определение рабочих отметок точек НК и КК

2. Расчет объёмов земляных работ. Составление попикетной ведомости земляных работ

2.1 Расчёта объёмов аналитическим методом

2.2 Расчет поправок

2.2.1 Расчет поправок на уширение земляного полотна в кривых участках пути

2.2.2 Поправка на сверку растительного слоя

2.2.3 Построение диаграммы земляных работ и кумулятивной кривой

Введение

Сооружения земляного полотна является наиболее важной частью комплекса работ по строительству железной дороги. Это обусловлено многими факторами, основными из которых являются:

- наиболее высокая доля стоимости и трудоемкости работ в общем комплексе;

- большая сложность выполнения работы, ввиду многообразия природных факторов, влияющих как на конструкцию, так и на способы сооружения;

- значительное увеличение стоимости и трудоёмкости сооружения в сложных природных условиях (в районах распространения переувлажненных грунтов и болот - в 5-6 раз по сравнению с обычными, в условиях вечномерзлых грунтов в 8-10 раз);

- линейная протяженность работ и первоочередность их выполнения по сравнению с другими объектами. Больше разнообразие возможных вариантов распределения земельных масс и способов выполнения работ, в значительной степени обусловливающих производство земляных работ.

1. Подготовка исходных данных

профиль земляной полотно кривая

Исходными данными для составления проекта производства работ по сооружению земляного полотна железной дороги является:

1 Подробный продольный профиль;

2 Поперечные профили земляного полотна;

3 Характеристики грунтов полосы отвода, расположение карьеров грунта;

5 Общий срок выполнения работ.

Построение продольного профиля

В здании выдаётся писаный профиль участка длиной 3 км, в котором приведены отметки земли (черной отметки) на пикетах и характерных точках (плюсах) , продольные уклоны земляного полотна, план линии, характеристика грунтов и ландшафта местности. По приведенным продольным уклонам подсчитываются проектные отметки точек профиля (красные отметки). За исходную проектную бровку земляного полотна на нулевом пикете принимается отметка земли. По полученным отметкам вычерчивается подробный продольный профиль участка в масштабе 1:10000 по вертикали. На каждой точке профиля подсчитывается рабочие отметки: высота насыпи - разность между красной и черной отметками; глубина выемки - разности между черной и красной отметками.

1.2 Поперечный профиль земляного полотна

При проектировании земляного полотна учитывают категорию автомобильной дороги, а также физико-географические условия местности. На участках с обыкновенными физико-географическими природными условиями нормы проектирования земляного полотна автомобильных дорог предусматривают типовые конструкции насыпи и выемок. В проекте необходимо вычертить в масштабе 1:100 или 1:200 типовые поперечные профили насыпи выемки для точек профиля с максимальными рабочими отметками. Категория автомобильной дороги задаётся руководителем проектирования.

1.3 Определение положения характерных точек

1.3.1 Определения положения нулевых точек

Нулевые места при переходе насыпи в выемку или наоборот определяются по рабочим отметкам на поперечниках, соседних с нулевой точкой (Н₁ и Н₂). Используя свойство подобия треугольников, предоставленном на рисунке 1, составлена пропорция

где x- расстояние от известной отметки до нулевой отметки, м;

l - длина элемента, м.

Используя формулы 1 и данные таблицы 1, рассчитаны положения нулевых точек.

Результаты расчетов сведены в таблицу .

Таблица 1 - положение нулевых точек

1.3.2 Определение рабочих отметок точек НК и КК

В точках НК и КК были определены рабочие отметки интерполяцией между двумя соединениями отметками в соответствии с рисунком 2

(2)

Где Н- рабочая отметка НК и КК, м;

1- Расстояние от начала элемента до начала кривой, м;

L- Длина элемента, м;

Н? и Н? - рабочие отметки начала и конца элемента, м.

Результаты расчета отметок сведены в таблицу 3.

Рисунок 2- схема к определению рабочих отметок НК и КК

Таблица 2 - Рабочие отметки точек НК и КК

2. Расчет объёмов земляных работ. Составление попикетной ведомости земляных работ

При составлении рабочих чертежей и сметы, различают три вида объёмов земляных работ:

- профильный - объёмы отсеков земляного полотна, подсчитанные по рабочим отметкам насыпей и выемок;

- рабочий - объём грунта, который необходимо разработать, чтобы соорудить земляное полотно (сумма объёмов выемок, резервов и карьеров);

- дополнительный - объёмы земляных работ для устройства сооружений, не входящих в насыпи выемки (водоотводные и нагорные канавы, переездные насыпи, нарезка уступов на косогорных участках, засыпка пазух и пр.).

Профильный объём на участке между двумя соединениями поперечниками называются частным объёмом.

При составлении проектной документации профильный объём обычно представляется в виде попикетных объёмов, которые суммированием частных объёмов между поперечниками предыдущего и данного пикета.

2.1 Расчёта объёмов аналитическим методом

Частный объём земляного полотна определяется как объём призматоида, заключенного между двумя соседними поперечниками, являющимися его основными.

Объём насыпи определяется по формуле

VH = (bHср + mHсрІ + щ1)L, (3)

Объём выемки определяется по формуле

V=(BH_СР+mH_СР²+w₂-w₁)=L, (4)

Где b-насыпи по верху, м, принимается по СТН Ц-01-95;

-средняя рабочая отметка, м;

m- показатель крутизны откоса, равные отношению заложения откоса к высоте;

, ;

B - ширена выемки на уровне бровки полотна равная b+2k , м;

- площадь двух кюветов выемки ,.

Геометрической основной поперечника земляного полотна, приведенного на рисунке 3, является фигура трапеции, одной из стороны которой является естественная поверхность местности

а)

б)

Рисунок 3 - площади поперечных сечений: насыпи (а) и выемки (б) автомобильной дороги

2.1 Расчет поправок

2.2.1 Расчет поправок на уширение земляного полотна в кривых участках пути

В кривых участках пути земляное полотно уширяется в наружную сторону на величину ?, которая зависит от радиуса кривой и приведена в таблице 3.

Таблица 3 - Величина уширения земляного полотна

Величина уширения земляного полотна в кривой показа на рисунке 4

яРисунок 4 - Схема уширения земляного полотна в кривой

Увеличение объемов ?, рассчитывается на каждом участке в пределах кривой по формуле

? (5)

Где ?

Все расчеты сведены в таблицу 6.

По результатам вычислений составляется попикетная ведомость объемов земляных работ. На основании основных объемов и поправок рассчитывается их суммарный объем на каждом характерном пикете и плюсе, после чего рассчитывается объем на целых пикетах.

Результаты всех вычислений сведены в таблицу 7.

2.2.2 Поправка на сверку растительного слоя

Корректировка попикетных объёмов земляных работ основана на необходимости срезки растительного слоя грунта под основание насыпи и верха выемки. Этот грунт не пригоден как для отсыпки насыпей, так и для установки на него насыпи. Этот грунт содержит почвенно-растительный слой, который даёт существенные осадки сооружений. Грунт является ценным и впоследствии может быть использован для дерновки откосов, рекультивации (восстановлении) нарушенных земель, карьеров. Поэтому его срезают на всей поверхности, где будут выполняться земельные работы и укладывают в штабель за пределами контуров сооружений и зоны действия машин.

Объём срезанного грунта подсчитывается по фактическим площадям и толщине плодородного слоя, по выемке среза уменьшает объём грунта, который может быть отсыпан в насыпь, а по насыпям - увеличивает потребный объём по сравнению с профильным.

В проекте объём срезаемого грунта, как для насыпей, так и для выемок подсчитывается ориентировочно в % от профильного объёма и в зависимости от рабочей отметки. Значение процента срези принимается из таблицы 4.

Таблица 4-процент срезки от общего объёма участка

Срезка растительного слоя производится на всём участке строительства.

Состовление ведомости откоректированных объёмов после определения объёмов резки на участках, состовляется ведомость от-корректированных объёмов, где попикетные объёмы приняты из таблицы 7. Все расчёты сведены в таблицу 5.

Таблица 5-откоректированных обёмов

2.2.3 Построение диаграммы земляных работ и кумулятивной кривой

По данным ведомости откорректированных объёмов построена диаграммы земляных работ (график пикетных объёмов ). Объёмы выемок и насыпей изображают в виде столбиков высота которых равна объём земляных работ на каждом элементарном участке. Диаграмма земляных работ располагается под продольным профилем.

Примечание:

- на пикетах, где расположены точки нулевой работы, откладываются значения и выемок и насыпей ;

- расположение пикетов на гистограмме совмещается с расположением пикетов на продольном профиле трассы;

- объёмы профилей вверх откладываются от линии нулевой работ, а насыпей вниз

- у столбиков подписываются попикетный объем насыпи или выемки, а также помассивней объём.

Кумулятивная кривая ломаная линия, значение ординат , которой показывают суммарный объём на пикете от начала трассы до данного пикета включительно . График суммарных объёмов приведенный на рисунке 5, чертится под графиком попикетных объёмов.

Свойства кумулятивной примой

- восходящая ветвь кривой показывает объёмы выемок, а нисходящая объёмы насыпей. Поэтому при построении, объёмы выемок прибавляются, а объемы насыпей вычитаются;

- точка нулевых работ на кривой точке перегиба;

- точка пересечения кумулятивной кривой с линией нулевых работ это точка равных объемов;

- разность двух смежных ординат кривой равна объему земляных работ на участке ограниченных этими ординатами;

- любая горизонтальная хорда, отсекающая ветви кривой показывает баланс объемов насыпей и выемок в пределах участка продольного профиля ,который ограничен точками пересечения хорды с кривой;

-замкнутая фигура включает в себя равный объемы насыпи и выемки

Размещено на Allbest.ru