Железная дорога
   
 
Энциклопедия железных дорог
 

Устойчивость откосов

УСТОЙЧИВОСТЬ ОТКОСОВ земляного полотна — способность откосов земляного полотна противостоять сдвигающим усилиям в грунтах, возникающим при действии объёмных сил и поездной нагрузки и стремящимся вывести откосы из исходного состояния статического (в отсутствии поезда) или динамического (при проходе поезда) равновесия. У. о. принято оценивать коэф. устойчивости К, к-рый в общем виде представляет собой отношение факторов, удерживающих откос в состоянии равновесия, к факторам, способствующим его нарушению.
Для формализации К используются разл. методы, при этом исходной информацией, необходимой для числ. определения К, являются геометрич. параметры земляного полотна, пов-сти возможного смещения (форма и х-ки) и параметры грунтов (гл. обр. уд. вес), а также параметры сопротивления сдвигу — угол внутр. трения и уд. сцепление.
Земляное полотно является протяжённой вдоль ж.-д. пути конструкцией, поэтому в расчётах К используются разл. плоские задачи с цилиндрич. (в глинистых грунтах) и плоскими (в сыпучих грунтах) пов-стями возможного смещения е {шел. х-ками, подбираемыми т. о., чтобы отличие расчётной пов-сти от фактической было минимальным. В действительности смещения откосов (нарушения У. о.) происходят обычно по пов-стям, близким к чашеобразным, и задача является объёмной. Значения К, определённые для одного и того же откоса в плоской и объёмной задачах, могут отличаться до 50%, однако предпочитают применять более простые плоские задачи, компенсируя погрешности коэффициентом запаса.
Наибольшее распространение нашли методы определения К при круглоцилиндрич. пов-сти возможного смещения. В этих методах К трактуется как отношение суммы моментов сил, удержи-вающих откос, к сумме моментов сил, стремящихся его сместить. Деформация рассматривается как вращение блока возможного смещения (как единого целого) вокруг оси О круглого цилиндра; след пов-сти АВ на чертеже в плоской задаче представляет собой круговую кривую радиуса R. Расчёт ведётся на единицу длины откоса. Силами, создающими удерживающий момент, являются силы трения F и сцепления С, реализуемые при смещении по пов-сти АВ, сдвигающими силами — тангенциальными составляющими объёмных сил О. Для более точного определения К блок возможного смещения делится вертик. плоскостями на части (отсеки), в пределах к-рых находятся объёмные силы, нормальная и тангенц. составляющие, силы трения и сцепления.
Учёт воздействия поездных нагрузок осуществляется введением в расчётную схему фиктивного столба грунта высотой 2„= pn/Vi гДе Ра — расчётное напряжение от поездной нагрузки на основную площадку; у — уд- вес грунта. При принятых допущениях приближение к практич. оценке У. о. достигается введением коэф. запаса, составляющего (1,1ч-1,5) К в зависимости от точности определения расчётных параметров грунтов.
Существуют многочисл. модификации рассматриваемого метода, а также более сложные способы оценки У. о. (вариационный, с использованием метода конечного элемента, оценивающий вязкие деформации в грунте и др.). Если расчёт показывает, что У. о. не обеспечивается, то прибегают к стр-ву укрепительных устройств и сооружений.

Усиление искусственных сооружений

УСИЛЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ СООРУЖЕНИЙ — комплекс работ, направленных на повышение несущей способности (грузоподъёмности) искусственных сооружений. При невозможности У. и. с. осуществляется замена всего сооружения или его частей. Вопрос об усилении или замене решается на основе технико-экон. анализа с учётом физ. состояния сооружения или отд. его частей.
Осн. способы усиления металлич. пролётных, строений мостов: увеличение поперечного сечения элементов; установка дополнит, ферм или балок; усиление с изменением системы ферм или балок путём добавления третьего пояса (арки), превращения разрезных балок или ферм в неразрезные и т. п.; возведение дополнит, опор; превращение стального пролётного строения в сталежелезобетонное.
Усиление ж.-6. пролётных строений выполняют либо увеличением сечений их элементов (площади арматуры, бетона), либо при усилении балок устр-вом шпренгелей, изготовленных из металлич. профилей, пучков высокопрочной проволоки, тросов. Для эффективного использования добавляемого при усилении металла (особенно высокопрочных сталей) и рационального распределения усилий в системе конструкции применяют предварит, напряжение с регулированием усилий и деформаций.
Усиление бетонных и кам. мостов в большинстве случаев достигается разгрузкой сводов или устр-вом дополнит, сводов. Для разгрузки сводов удаляют надсводные заполнения и укладывают ж.-6. плиту, снимающую нагрузку со всего свода или его частей.
Надфундаментную часть мостовых опор из бутовой или кам. кладки обычно усиливают устр-вом ж.-6. оболочек (рубашек) толщиной не менее 12 см с передачей на них всей или значит, части нагрузки, действующей на опору. Применяется также установка ж.-б. поясов с цементацией тела опоры путём нагнетания через скважины диам. 36—75 мм цементного раствора состава от 1:10 до 1:1 (отношение цемента к воде по массе). Для повышения несущей способности опоры иногда заменяют верхнюю массивную часть опоры более лёгкой сквозной конструкцией (рамной, столбчатой и т. п.).
Фундаменты опор на естеств. основании могут быть усилены путём их уширения; свайные фундаменты — добавлением новых свай (забивных или буровых). Более предпочтительны буровые сваи, т. к. их установка в скважине не вызывает нежелат. изменений в опоре. Несущая способность грунтов в основании опор может быть повышена хим. или электрохим. укреплением, а также цементацией, глинизацией, битумизацией.
Осн. способы усиления несущей способности конструкций тоннелей (обделки или всей системы обделка — порода): тампонирование пустот за обделкой путём нагнетания цементных, цементно-песчаных и цементно-глинистых растворов с разл. добавками, повышающими водонепроницаемость, скорость схватывания и твердения, уменьшающими усадочные явления; цементация обделки цементным раствором, нагнетаемым в обделку через скважины диам. 45—-65 мм, пробуренными на глубину не более 2/3 толщины обделки; торкретирование внутренней пов-сти обделки; устр-во ж.-б. оболочки толщ, не менее 20 см.

Укреп. работы

УКРЕПИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ — комплекс строительных работ по предотвращению эрозионных процессов в земляном полотне ж.-д. пути, водотоках и естественных масеивах, деформации к-рых способны вызвать помехи и нарушения нормальной работы сооружений ж. д. Как сопроводительные производств, процессы при земляных работах, У. р. предусматривают в первую очередь укрепление откосов. Для этого применяют посев многолетних трав (см. Травосеяние) от-косными сеялками по растит, грунту, к-рым предварительно покрывают пов-сть откоса, или гиросеялками, наносящими на откос рабочую смесь из воды, семян, наполнителя (мульчи), минеральных удобрений и плёнкообразователя. При гидропосеве растит, грунт не требуется.
Подтопляемые откосы и конусы мостов укрепляют разл. видами защитных одежд: плитами, сборными решётками из ж.-б. элементов, гирляндными (гибкими) решётками, ячейки к-рых затем заполняют камнем, щебнем, местным грунтом. Применяют также кам. наброски. У. р. ведутся при стр-ве водопропускных труб и мостов, регуляц. сооружений, крупных водоотводов и т. п.
В засушливых р-нах откосы песчаных насыпей покрывают щебенистыми, дресвяными (из крупного песка), гравийными, глинистыми грунтами, применяют разл. конструкции врем, укреплений, выстилок из местных материалов. Защита от ветровой эрозии бывает необходима не только в песчаных пустынях, но и в сев. р-нах, где распространены мелкозернистые пески и нарушен при стр-ве почвеннорастит. слой. У. р. могут проводиться и самостоятельно для предотвращения неблагоприятного развития склоновых процессов, оврагообразования, разрушит, действия волн прибоя.

Ударно-тяговые приборы

УДАРНО-ТЯГОВЫЕ ПРИБОРЫ подвижного состава — предназначены для соединения подвижных единиц, передачи продольных нагрузок, возникающих при движении поезда, н амортизации при соударениях. К У.-т. п. относятся тяговосцепные устр-ва, обеспечивающие сцепление единиц подвижного состава, передачу и смягчение действия тяговых усилий в поезде; ударные (упряжные) устр-ва, передающие и смягчающие действие только ударных нагрузок, а также удерживающие единицы подвижного состава на определ. расстоянии друг от друга исходя из требований безопасности в эксплуатации. Осн. тяговосцепное устройство-узел сцепки, обеспечивающий непосредств. сцепление вагонов между собой и с локомотивом. По способу соединения различают сцепки неавтоматич. действия и автосцепки, механизм к-рых после расцепления и разведения единиц подвижного состава автоматически восстанавливает готовность к новому сцеплению. Конструкция автосцепки может допускать относительные вертик. перемещения двух сцепленных корпусов (нежёсткого типа) или только угловые и постулат, перемещения, обеспечиваемые спец. шарнирами (жёсткого типа). Упряжные устройства применяются сквозные, расположенные вдоль всего вагона (локомотива) и передающие только часть тяговых усилий на кузов, необходимых для передвижения одного этого вагона, либо несквозные (разрезного типа), расположенные в консольных частях рамы кузова, передающие полностью усилия, необходимые для передвижения остальных вагонов поезда. Использование упряжных устр-в разрезного типа обеспечивает достаточное поглощение жёстких ударов (напр., при рывках). При применении несквозных упряжных устр-в поезд обладает упругостью как при сжатии, так и при растяжении; при сквозной упряжи упругость достигается только при растяжении состава. Для снижения динамич. продольных нагрузок путём преобразования кинетич. энергии взаимодействующих единиц подвижного состава используют амортизаторы ударов — поглощающие аппараты разд. типов (фрикционные, резинометаллич., гидравлич., газогидравлические).