Варфоломеев В.В. Устройство пути и станций

линий. Планы в горизонталях со­ ставляют в масш табах 1:10 000; 1:5000; 1:2000; 1:1000 с помощью геодезических инструментов.

1.2.Геодезические работы

иинструменты

Геодезия — наука о производстве

измерений на местности для отобра­ жения земной поверхности, а также дорог, населенных пунктов и других

ми, теодолитами. Более современные приборы — это светодальномеры СМ-5, СТ-5, электронные тахеометры

нивелир (рис. 1.2, а) с нивелирными рейками (рис. 1.2, б). Основными частями нивелира являются: зри­ тельная труба 1, устанавливаемая при измерениях с помощью уровня 2 в строго горизонтальное положение. Д ля определения превышения точки В над точкой А (рис. 1.2, в) в этих точках отвесно ставят рейки нулевой отметкой вниз. Нивелир ставят меж­ ду ними посередине. Н аправляя ви­ зирную ось нивелира последователь­ но на обе рейки, делают по ним

отсчеты а и b и находят превышение: h = a — b.

Зная отметку Н\ (абсолютную или условную), точки А и превышение h,

ложить в масштабе все горизонталь­ ные отрезки и их вертикальные отметки и эти «тметки соединить друг с другом, то полученная ломаная

1.3. Трасса и план железнодорожных линий

Положение оси железнодорожной линии в плане и профиле назы ­ вают трассой, а ее проектирование —

трассированием. Трасса дороги должна проходить как можно ближе к населенным пунктам. При этом выбирают наиболее удобные места пересечения рек и легкие рельефы местности, что вызывает неизбежные отклонения трассы от кратчайшего направления. Если отклонения будут наименьшими, то расстояние сокра­ тится, а. следовательно, уменьшатся расходы на перевозку грузов и пас­ сажиров. Трассу железнодорожной линии, изображенную на плане местности в определенном масштабе

8)

с указанием километров, пикетов, начала и конца кривых, положения искусственных сооружений и ситуа­ ции прилегающей местности, назы ­ вают планом железнодорожной ли ­ нии.

Ж елезнодорожные линии в зависи­ мости от необходимой точности про­ ектирования изображаю т в масш та­ бах, указанных в § 1.1. В плане линия состоит из прямых и криволинейных участков, которые неизбежно возни­ кают при обходе препятствий (воз­ вышенностей, болот, озер и т. п.). При проектировании кривых возника'ет необходимость расчетов их гео-

ч) т

метрических характеристик. На рис. 1.3 приведена схема круговой кривой, которая характеризуется углом пово­

угол между первоначальным и откло­ ненным направлениями оси линии. Т а н г е н с о м называют расстояние от вершины угла поворота до начала или конца кривой. И з прямоуголь­ ного треугольника СОН (см. рис. 1.3)

Если прямой участок пути сопря­ жен непосредственно с круговой кри­ вой, то при входе на нее подвиж­ ного состава мгновенно возникают центробежные силы /, прямо про­ порциональные скорости движения и обратно пропорциональные радиусу кривой:

где m — масса подвижного состава; v — скорость движения; R — радиус круговой кривой.

.Отсюда следует: чем меньше R, тем больше центробежная сила /. Это создает удары колес о рельсы при входе в кривую, что вызывает интенсивный износ пути, подвижного состава, а такж е при значительных скоростях движения создает угрозу безопасности движения. Чтобы обес­ печить плановое движение, между прямым участком пути и круговой кривой радиусом R укладывают

переходную кривую (рис. 1.4) пере­ менного радиуса, где радиус меняет­ ся ojоо до R круговой кривой. В последнем случае при плавном из­ менении радиуса происходит столь ж е плавное нарастание центробеж­ ной силы, что частично устраняет вредные последствия. Из формулы ( 1.1) следует также, что на линиях с высокими скоростями движения для уменьшения центробежной силы не­ обходимо укладывать кривые воз­ можно больших радиусов.

В Зависи м ости от гр у зо н а п р я ж е н ­ ности ж ел е зн о д о р о ж н о й линии и скорости д в и ж е н и я п о езд о в н а д а н -' ном у ч астк е дороги р азл и ч аю т линии

ум еньш ен .

1,4. Продольный профиль пути

вы р ав н и ваю т срезкой или подсы пкой зем ли . П о это м у п р о д о ль н ы й п р о ф и ль

зем ной поверхности, состоит из го р и ­

ся отношением i = h /l, т. е. tg a угла наклона. З а основание берется рас­ стояние 100.0 м; высота h измеряется такж е в метрах, поэтому крутизну уклона принято измерять не граду­ сами угла наклона, а т ы с я ч н ы м и . Так, если h = 5 м, то (= 5 м/1000 м = = 0,005. Тысячные можно обозна­ чать как десятичной дробью, так и целым числом с добавлением к этому числу знака %0. Так, для данного примера i — 5/1000 = 0,005 = 5 %d.

При проектировании линии крутиз­ на уклонов может быть разной. Ее стремятся проектировать такой, что­ бы объем земляных работ был на­ именьшим. Но поскольку от крутизны уклона зависит допускаемая масса поезда, за предельную крутизну на проектируемом участке принимают р у к о в о д я щ и й у к л о н линии, крутизна которого устанавливается в зависимости от объема перевозок, топографических условий, массы по­ ездов, скорости, т. е. от категории линии. Так, для линий I и II катего­ рий устанавливают руководящий ук­ лон не более 15 %о, для линий III категории — 20 %о.

Длина отдельного элемента про­ дольного профиля должна быть не менее половины длины обычного гру­ зового поезда, во всех случаях не менее 200 м. Элементы продольного профиля сопрягаются между собой при алгебраической разности укло­ нов более 3 %о вертикальными кривы­ ми радиусом не менее 15 000 м на линиях I категории, 10 000 м— на линиях II и III категорий и не менее 5000 м — на линиях IV категории.

Тангенс вертикальной кривой

где R — радиус вертикальной кривой, м; О и г2 — уклоны сопрягаемых элемен­ тов, %0.

отличающиеся масштабами, в кото­ рых их вычерчивают, и полнотой

сведений. Нормальный продольный профиль (см. рис. 1.5) выполняют по установленной форме в масштабе для горизонтальных расстояний 1:10000, а вертикальных— 1:1000. Н ижняя его часть называется сеткой, а верхняя представляет собой собст­ венно профиль. Внизу сетки распо­ ложена линия плана. Прямые участ­ ки показаны горизонтальными от­ резками, длина участков дается в метрах, а под ними направление прямой (румбы). Криволинейные участки изображаю тся дугами. При­ чем, если линия поворачивает впра­ во, дугу располагают справа по счету километража ц наоборот. Внутри ду­ ги дана ее геометрическая харак­ теристика (углы поворота, радиусы, тангенсы, общ ая длина кривой и дли­ на переходной кривой). Ниже линии плана располагают километровые от­ метки, а выше .— пикетаж. Между пикетами располагают также в точ­ ках перелома профиля или рельефа черточки (плюсы) с указанием рас­ стояний до ближайших пикетов. Еще выше расположены отметки земли или ч е р н ы е отметки, которые оп­ ределяются при съемке трассы спосо­ бами, указанными в § 1.2.

В графе „Проектные уклоны” пло­ щадки показывают горизонтальными линиями, уклоны — наклонными ли­ ниями с направлением уклона. Над линией указывают уклоны в тысяч­ ных, под линией — длину участка в метрах. Цифры у вертикальных ли­ ний указывают расстояния до бли­ жайших пикетов в метрах.

Отметки проектной бровки зем ля­ ного полотна называют часто к р а с ­ н ы м и отметками. Они отсчитаны от того же уровня, что и черные отметки.

Графа «Ординаты» повторяет пи­ кеты и плюсы для облегчения по­ строения продольного профиля.

В следующей графе изображена ситуация прилегающей местности на 100 м в обе стороны от оси пути (овраги, дороги, лес, река, схемы путевого развития раздельных пунк­ тов, населенные пункты и т. п.). В

верхней графе даны сведения о грун­ тах.

В точках перелома проектного про­ филя откладывают красные отметки и соединяют их линиями. Таким об­ разом получают проектный продоль­ ный профиль. Разность между черны­ ми* и- красными отметками называют р а б о ч и м и отметками. Они указы ­ вают высоту насыпей (цифры над линией профиля) и глубину выемок (под линией профиля). На линии профиля указывают такж е оси раз­ дельных пунктов, искусственных со­ оружений, путевых зданий и других объектов. В учебных целях количест­ во данных может быть сокращено. Подробно разработка профиля дана в инструктивных указаниях.

Рассмотрим порядок построения продольного профиля (рис. 1.6 ) по линии трассы А — В. Сначала линию

в точках а, в, г пересекает горизон­ тали. Отметки земли в точках пересе­ чения с горизонталями соответствуют номерам горизонталей. Отметки то­ чек (пикетов, точек перелома про­ филя) , 'расположенных между гори-

1При разработке профилей необходимо научиться реш ать масштабные задачи по переводу фактического расстояния (м в мм масш таба и наоборот).

отрезка (в м) следует перевести в мм и

(М 1:2000) отрезок при измерении линейкой соответствует 25 мм. Какова длина отрезка

вметрах фактической длины?

Ре ш е н и е . Отрезок изображен в умень­ шенном масштабе, следовательно, его факти­ ческая длина больше изображаемой. Сте­