К нижнему строению пути, кроме земляного полотна, относятся искусственные сооружения — мосты, путепроводы, эстакады, виадуки, тоннели, трубы.

 

Наиболее распространенными на железнодорожном транспорте искусственными сооружениями являются мосты и трубы.

Они устраиваются при пересечении железными дорогами рек, каналов, ручьев, оврагов.

 

Если дорога проходит через горные хребты, то вместо глубоких выемок экономичнее построить тоннели.

 

В местах пересечений железных и автомобильных дорог на разных уровнях устраивают

путепроводы (рис. 4.8);

Мосты бывают металлические, железобетонные, бетонные, каменные и деревянные. Мост состоит из опор и пролетных строений. На судоходных реках для пропуска судов строят разводные или подъемные мосты.

 

Береговые опоры моста называются устоями, а промежуточные — русловыми опорами, или быками. К устоям примыкает земляное полотно, которое заканчивается конусами, отсыпаемыми с боков устоев. Поверхность конусов тщательно укрепляют от размыва.

 

Промежуточными опорами мост разделяется напролеты; в зависимости от их количества мосты бывают одно- и многопролетные. Нижняя часть опор, находящаяся в грунте, называется фундаментом. Передняя стенка устоев и верх быков перекрываются подферменной плитой, на которую устанавливают подферменники, служащие основанием для опорных частей. К опорной плите устоя примыкает вертикальная стена, называемая шкафной стенкой.

 

Полной длиной моста L считается расстояние между задними гранями устоев, а высота моста — расстояние от горизонта низких вод до подошвы рельса.

 

Участки пути, примыкающие к мосту, называются подходами. По длине мосты делятся на малые — до 25 м, средние — от 25 до 100 м, большие — свыше 100 м и внеклассные — более 500 м.

 

По числу путей мосты бывают одно-, двух- и многопутные. В зависимости от характера передачи давления от пролетного строения на опоры и конструкции пролетных строений мосты делятся на балочные, арочные, рамные и висячие.

 

У балочных мостов вертикальная нагрузка от пролетного строения передается на опоры вертикально.

 

У арочных мостов такая нагрузка действует на опоры вертикально и горизонтально. Для противодействия горизонтальному давлению (распору) в арочных мостах делают массивные опоры, как правило, из бетона или железобетона. Арочные металлические мосты применяются для перекрытия больших пролетов.

 

У рамных мостов пролетные строения и опоры составляют жесткую раму; вертикальная нагрузка на такой мост действует на опоры в виде вертикальных и горизонтальных давлений. Такие мосты применяют обычно в качестве путепроводов и эстакад.

 

У висячих мостов пролетное строение подвешивается на мощных цепях; эти мосты строят главным образом на автомобильных дорогах.

 

В зависимости от расположения пути относительно пролетного строения по высоте различают мосты с ездой поверху, понизу и посередине (рис. 4.12).

Пролетные строения применяют, главным образом, типовые балочные со сплошными стенками или сквозными фермами.

 

Первые из них просты по конструкции и удобны в эксплуатации. В большинстве случаев они бывают с ездой поверху. Эти пролетные строения состоят из двух главных балок, в состав каждой из которых входят стенки, пояса и связи между балками.

 

Балочные пролетные строения со сквозными фермами (рис. 4.12) имеют в качестве основных несущих элементов две главные фермы, состоящие из верхних и нижних поясов. Пояса соединены между собой раскосами, подвесками, стойками. Главные фермы соединены связями – верхними и нижними.

 

Для укладки мостового полотна (пути) пролетное строение с ездой понизу имеет проезжую часть. Она состоит из поперечных и продольных балок, соединенных между собой. Поперечные балки проезжей части прикреплены к главным фермам.

 

Мостовое полотно, уложенное на продольных балках проезжей части, а в небольших мостах со сплошной стенкой на главных балках, передает давление поездов главным фермам или главным балкам.

 

Пролетные строения опираются на устои и быки через шарнирные опорные части. Под одним концом пролетного строения они закреплены наглухо, а под другим — подвижно. Подвижные опорные части при помощи катков позволяют концам ферм (балок) перемещаться в продольном направлении при изменении их длины под поездной нагрузкой и при изменении температуры воздуха.

 

Железобетонные мосты по сравнению с бетонными и каменными дают возможность применять более легкие и разнообразные конструкции, перекрывать значительно большие пролеты, механизировать трудоемкие работы, изготовлять пролетные строения на заводах, благодаря чему повышается качество конструкций, сокращаются сроки и стоимость строительства.

 

По сравнению с металлическими, железобетонные мосты долговечнее, менее чувствительны к увеличению веса поездов, экономичнее по затрате металла и эксплуатационным расходам, обеспечивают однородный путь на балласте в пределах и за пределами моста. Для мостов малых пролетов применяют типовые железобетонные пролетные строения.

 

Бетонные и каменные мосты долговечны, могут быть построены из местных материалов, требуют небольших расходов на содержание, но возникает трудность механизации работ, необходимость устройства массивных опор на надежном безосадочном основании. По этим причинам такие мосты на железных дорогах почти не строятся.

 

Деревянные мосты имеют следующие достоинства: простота обработки древесины, использование местных материалов, быстрота постройки, уменьшение строительной стоимости. Недостатки — недолговечность, расстройство конструкции моста из-за усушки древесины и пожароопасность. Такие мосты применяются как временные сооружения.

 

Водопропускные трубы под железнодорожными насыпями составляют половину всех искусственных сооружений. Область применения труб — малые водотоки, действующие периодически, при высоте насыпи не менее 2 м. Целесообразность строительства трубы или малого моста решается сравнением вариантов.

 

Преимущества труб по сравнению с мостами — непрерывность земляного полотна, малая чувствительность к увеличению веса поездов, меньшие расходы на их содержание.

 

Трубы бывают одно-и многоочковые (с одним или несколькими входными отверстиями), с диаметром от 1 до 6 м, по материалу — каменные, бетонные, железобетонные, металлические; по форме поперечного сечения — круглые, сводчатые, прямоугольные.

 

Для независимой осадки середины и концов под действием неравномерной нагрузки от насыпи и поездов труба строится из отдельных звеньев длиной от 1 до 6 м, разделенных деформационными швами, что предохраняет ее от разрушения. Для плавного ввода и отвода воды, а также для защиты откосов насыпи от размыва у концов трубы устраивают оголовки.

 

В горной местности строительство тоннелей (рис.4.13) обходится дешевле, чем возведение очень высоких насыпей, виадуков, глубоких выемок или длинных обходов. Тоннели строят под один или два пути. В слабых грунтах стены тоннелей укрепляют каменной, бетонной, железобетонной или металлической обделкой. Она состоит из верхнего свода, боковых стен и подошвы. При большом горном давлении вместо подошвы устраивают обратный (нижний) свод.

 

Для отвода воды из тоннеля делают лотки, а для укрытия людей, находящихся в нем во время прохода поезда, устраивают ниши. Входы в тоннель оформляются порталами. Регуляционные сооружения устраивают для защиты опор моста и подходов к нему от подмыва и повреждения льдом при паводке.

 

К искусственным сооружениям относятся галереи для защиты пути и поездов от крупных и частых падений камней, обвалов в горных условиях. Для пропуска грязекаменных потоков (селей) с гор устраивают селеспуски

Глава 5

ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ

Верхнее строение пути является единой комплексной конструкцией, состоящей из рельсов, скреплений с противоугонами, рельсовых опор (чаще всего в виде шпал), балласта, мостового полотна, стрелочных переводов, башмакосбрасывателей и других специальных устройств.

 

Верхнее строение пути (далее ВСП) предназначено для восприятия нагрузок от подвижного состава, передачи их на земляное полотно и искусственные сооружения, а также для направления движения подвижного состава. Конструкция ВСП должна быть прочной, устойчивой, стабильной, износостойкой, экономной, обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с установленными скоростями.