3.2 Земляне полотно. Верхня будова колії. Штучні споруди

Земляне полотно

Ширина земляного полотна зверху на прямих ділянках колії має відповідати верхній будові колії. На існуючих лініях до їх реконструкції допускається ширина земляного полотна не менша: на одноколійних – 5,5 м, двоколійних – 9,6 м, а в скельових та дренуючих грунтах не менша: на одноколійних – 5,0 м, двоколійних – 9,1 м. Мінімальна ширина узбіччя земляного полотна зверху має бути 0,4 м з кожного боку колії. На кривих ділянках радіусом меншим 2000 м земляне полотно розширюється за встановленими нормами.

Для залізничних колій, що будуються, та других колій ширина земляного полотна зверху має відповідати вимогам Державних будівельних норм і правил України.

Брівка земляного полотна у місцях розливу води має бути не менш ніж на 0,5 м вище максимальної висоти накочування хвилі при сильних вітрах.

Залізнична колія представляє собою інженерну споруду, призначену для пропуску поїздів з необхідною швидкістю, встановленою для даної ділянки, з урахуванням осьових навантажень рухомого складу і складається з наступних основних елементів: нижня будова колії (земляне полотно, штучні споруди) і верхньої будови колії (рейки, шпали, баластний шар, рейкові кріплення).

Земляне полотно являє собою комплекс ґрунтових споруд, які є основою для верхньої будови колії та забезпечують залізничну колію допустимими ухилами. Земляне полотно працює в складних умовах впливу динамічних факторів від рухомого складу з одночасним і постійним впливом природних факторів - води, вітру, температури повітря.

Поперечним профілем земляного полотна називається поперечний розріз його вертикальною площиною, перпендикулярною осі земляного полотна. Поперечний профіль визначає ширину земляного полотна зверху, крутість укосів та інші основні його елементи, розташування водовідвідних пристроїв тощо.

Якщо при улаштуванні земляного полотна ґрунт зрізано, утворюється виїмка, якщо насипано, то насип.

Верхня частина земляного полотна, на яку укладається верхня будова колії (шпали, рейки, баласт), називається основною площадкою. Обрис основної площадки повинен виключати застій на ній води та забезпечувати можливість укладання верхньої будови колії без пошкоджень земляного полотна. Площа ґрунту, на яку обпирається насип, утворює її основу. Лінія, що сполучає основну площадку з укосом, називається брівкою, а сполучення укосу з основою – підошвою укосу.

На одноколійних лініях основна площадка має форму трапеції, де середній елемент шириною 2,3 м піднято над рівнем бровки земляного полотна на 0,15 м. На двоколійних лініях основна площадка має форму трикутника, вершина якого на 0,2 м вище рівня брівок, частини основної площадки, які не закриті верхньою будовою колії, називаються обочинами.

Уздовж насипу, для осушення її основи на болотистих місцях та в рівнинній місцевості, будуються поздовжні водовідвідні канави з обох боків полотна. Якщо насип споруджувався з місцевого ґрунту, узятого біля насипу, то для відведення води від полотна використовуються утворені при цьому сплановані заглибини, що називаються резервами.

У виїмках з кожного боку основної площадки земляного полотна споруджуються поздовжні канави для відведення води, що називаються кюветами. Вийнятий при спорудженні виїмки ґрунт, що не використовується для спорудження насипу, укладається за укосом виїмки в правильні призми, що називаються кавальєрами. Для перехвату та відведення поверхневих вод, що притікають до виїмки, на верховій стороні вздовж укосу виїмки за кавальєрами споруджуються нагірні канави. На смузі між кавальєрами та брівкою укосу виїмки відсипається банкет з уклоном в бік від укосу для відведення води у забанкетну канаву, що розташована вздовж лінії.

При проходженні залізничної лінії по косогорах у поперечному перетині може утворився напівнасип (рис.1), напіввиїмка (рис.2) або напівнасип-напіввиїмка (рис.3). Місця, де ґрунт при спорудженні земляного полотна не зрізався і не досипався, крім планування (вирівнювання), називаються нульовими місцями.

Верхня будова колії

Ширина колії на дерев’яних шпалах між внутрішніми гранями головок рейок на прямих ділянках колії  і на кривих радіусом 650 м і більше - 1520 мм. Ширина колії  на дерев’яних шпалах на більш крутих кривих повинна бути:

- при радіусі від 649 м до 450 м – 1530 мм,

- при радіусі від 449 м і менше – 1535 мм.

Для колії на залізобетонних шпалах ширина колії на прямих і кривих при радіусі 300 м і більше – 1520 мм.

На існуючих лініях з раніше укладеною колією допускається на прямих і кривих ділянках колії радіусом більше 650 м, розмір ширини колії – 1524 мм. При цьому на більш крутих кривих  ширина приймається:

- при радіусі від 650 м  до 450 м – 1530 мм,

- при радіусі від 449 м до 350 – 1535 мм,

- при радіусі від 349 м і менше – 1540 мм.

Відхилення від встановлених розмірів ширини колії, які не потребують усунення на прямих і кривих ділянках колії, не повинні перевищувати по розширенню + 8 мм і по звуженню – 4 мм. На ділянках, де встановлені швидкості руху 50 км/год і менше, – по розширенню + 10 мм, а по звуженню – 4 мм.

Ширина колії більше 1548 мм і менше 1510 мм не допускається.

Більш детально про усі елементи верхньої будови колії ( у т.ч. рейки) можна почитати ТУТ

Верх головок рейок обох ниток колії на прямих ділянках має бути на одному рівні. Дозволяється на прямих ділянках колії утримувати одну рейкову нитку на 6 мм вище другої згідно з нормами, встановленими відповідною інструкцією Державної адміністрації залізничного транспорту України.

Підвищення зовнішньої рейкової нитки на кривих ділянках колії в залежності від радіусу кривої та швидкостей руху по ній встановлюється наказом начальника залізниці у відповідності з інструкцією Державної адміністрації залізничного транспорту України.

Підвищення зовнішньої рейкової нитки не має перевищувати 150 мм. У необхідних випадках на кривих ділянках головної колії максимальне підвищення зовнішньої рейкової нитки може допускатися з дозволу Державної адміністрації залізничного транспорту України й більше 150 мм. 

Штучні споруди

Перелік особливо великих і важливих штучних споруд та порядок нагляду за ними, а також порядок нагляду за деформованими або тими, що знаходяться у складних інженерно-геологічних умовах, ділянками земляного полотна встановлюється Державною адміністрацією залізничного транспорту України.

Мости й тунелі за переліком, затвердженим начальником залізниці, огороджуються контрольно-габаритними пристроями, обладнуються оповісною сигналізацією й загороджувальними світлофорами.

Штучними спорудами називають споруди, спеціально зведені в місцях перетину залізниць річками, рівчаками, іншими залізничними лініями, автошляхами, гірськими хребтами, ущелинами, в місцях переходу через міські території, а також для безпечного переходу людей над і під коліями, забезпечення стійкості стрімких укосів, регулювання водопотоків, запобігання руйнуванню земляного полотна.

До штучних споруд належать: мости, шляхопроводи, естакади, віадуки, акведуки, пішохідні мости, труби, лотки, дюкери, тунелі, підпірні стінки, галереї, селеспуски.

Штучними спорудами називають споруди, спеціально зведені в місцях перетину залізниць річками, рівчаками, іншими залізничними лініями, автошляхами, гірськими хребтами, ущелинами, в місцях переходу через міські території, а також для безпечного переходу людей над і під коліями, забезпечення стійкості стрімких укосів, регулювання водопотоків, запобігання руйнуванню земляного полотна.

До штучних споруд належать: мости, шляхопроводи, естакади, віадуки, акведуки, пішохідні мости, труби, лотки, дюкери, тунелі, підпірні стінки, галереї, селеспуски.

Найбільш поширені штучні споруди – труби. Їх споруджують на пересіченні залізниці з усіма пониженими місцями рельєфу місцевості, де може протікати вода.

Мости бувають дерев’яні, з каменю, залізобетонні та металеві. Металеві мости розділяють на малі, середні та великі. У залежності від того, де розташована проїзна частина, розрізняють мости з їздою поверху та мости з їздою понизу.

Тунелі споруджують тоді, коли у гірській місцевості або кар’єрах виїмки за технічними та економічними міркуваннями виконати неможливо. Тунелі можуть бути одноколійними та двоколійними.

Віадуки – це мостові споруди, які будують через глибокі ущелини.

Шляхопроводи -  мости, що споруджуються на пересіченні двох або більше транспортних магістралей (шляхів) для забезпечення безперебійного руху у різних рівнях.

Підпірні стінки влаштовують при небезпеці завалів, у складних умовах, коли неможливе влаштування земляного полотна з нормальними укосами. Наприклад, між двома паралельними коліями, що знаходяться у різних рівнях, внаслідок недостатньої міжолійної відстані неможна влаштувати нормальний укіс.

Галерея  – це окремого виду тунель, невеликої довжини, що захищає залізницю від обвалів і каменепадів.

Селеспуск – це галерея для пропуску снігових лавин і селепотоків.