Повышение устойчивости насыпи железных дорог на участках мостовых переходов

Железные дороги России являются самыми грузонапряженными в мире. В ряду важнейших вопросов ближайшей перспективы перед железнодорожным транспортом стоит задача расширения транспортно-дорожной сети, дальнейшего совершенствования железнодорожного транспорта, повышения скорости движения и нагрузки на ось. Актуальность работы состоит в том, что железнодорожный транспорт был и остается важной частью единой транспортной системы. Стабильность железнодорожного полотна определяет его прочность и минимальную деформативность. Эксплуатация существующей железнодорожной сети, как и строительства новых дорог, осуществляется с учетом повышения скорости движения грузовых и пассажирских поездов, поэтому я считаю, что одной из важнейших задач безопасности движения поездов стоит задача повышение устойчивости насыпи железных дорог на участках мостовых переходов.

Условия обеспечения безопасности насыпи при движении по мостовому переходу требуют определенных технических параметров прочности, жесткости и устойчивости моста в целом и каждого его элемента в отдельности, которые обязательно проверяются расчетами на основании установленных допусков и норм. Требования технических условий строго обязательны, так как их соблюдение является гарантией обеспечения определенной грузоподъемности и пропускной способности мостового сооружения [2].

Мостовой переход - комплекс сооружений, возводимых при устройстве железнодорожной магистрали над водным пространством: рекой, судоходным или оросительным каналом, водохранилищем, проливом, заливом, морем.

Мостовой переход является гидротехническим сооружением, поскольку значительная его часть устраивается непосредственно в акватории и подвергается постоянно или периодически воздействию водного потока – течения, волн, а нередко и льда.

Для конструктивных решений сооружений мостового перехода необходимы сведения об основаниях, на которых эти сооружения будут построены, о местных материалах, из которых могут быть возведены сооружения (в частности, о грунтах для постройки насыпей и регуляционных сооружений), и о конкретных условиях работы того или иного сооружения в отдельности. Важнейшим вопросом, подлежащим решению при проектировании мостового перехода, является прогноз будущих деформаций русла водотока на участке пересечения реки.

В настоящее время для повышения устойчивости укрепления насыпи и мостовых переходов существуют различные способы укрепления откосов [2].

Способ укрепления откосов и конусов предусматривают с учетом условий сооружения земляного полотна, подходов и регуляционных сооружений и возможного воздействия на них природных факторов в процессе эксплуатации моста. Конструкцию креплений выбирают исходя из следующих основных факторов: конструкция, материал креплений и способ производства работ должны обеспечивать прочность и надежность сооружения; сумма строительных и эксплуатационных затрат должна быть наименьшей; укрепительные устройства по возможности должны предусматриваться из местных материалов; строительные работы, как правило, должны быть механизированными и выполняемыми в сжатые сроки. При выборе типа укрепления учитывают также вид укрепляемого сооружения, род грунтов, из которых сложено сооружение и его основание, местные климатические, топографические и гидрологические условия. Основным типом укрепления не подтопляемых откосов насыпей подходов является посев многолетних трав, обеспечивающий быстрое создание на откосе дернового покрова и надежное закрепление грунта корневой системой трав. Назначение посева — предохранить откосы земляного полотна от разрушающего действия дождевых и талых вод, ветра и температурных воздействий. Другой способ укрепления откосов — это одерновка, укладка на откос свежесрезанного лугового дерна.

Сплошная одерновка применяется для откосов насыпей, конусов и берм, периодических подтопляемых на короткий период времени при высоте волн не больше 0,2 м и скорости течения воды до 1 м/с, а также для откосов мокрых выемок на подходах к мостам. Если возможен интенсивный размыв водой от постоянного или периодического подтопления подходов к мостам и регуляционных сооружений, рекомендуется откосы крепить заранее изготовленными бетонными или железобетонными плитами, а в определенных условиях плитами из монолитного железобетона.

Железобетонные плиты сборного укрепления на мостовых переходах применяют для защиты откосов постоянно или периодически подтопляемых насыпей, конусов и регуляционных сооружений, подверженных действию ветровых волн высотой до 1,7 м.

Для защиты откосов насыпей на подходах к мостам широко применяют габионные укрепления в любых климатических условиях при плотных грунтах основания. Габионы различают трех видов — тюфяки, ящики прямоугольные и цилиндрические.

В нашей стране на железных дорогах применен новый тип укрепления конусов и откосов земляного полотна. Решетчатые конструкции этого типа укреплений состоят из сборных железобетонных и армированных цементогрунтовых элементов, которые после соединения в стыках образуют на поверхности откоса (конуса) решетку с ячейками. В поверхностных слоях откоса (конуса) конструкцию закрепляют металлическими штырями или железобетонными сваями, которые забивают в узлах стыков.

Существуют конструктивные мероприятия по обеспечению устойчивости железнодорожной насыпи. Метод предварительного осушения предназначен для повышения несущей способности основания и снижения величины осадки отсыпаемой насыпи. Сущность метода заключается, главным образом, в исключении благодаря понижению грунтовых вод эффекта взвешивания толщи, в результате чего происходит ее уплотнение под воздействием нагрузки от собственного веса еще до возведения насыпи. Это снижает сжимаемость толщи и повышает устойчивость грунта сдвигу к моменту возведения насыпи.

Метод уположения откосов насыпи обеспечивает повышение устойчивости за счет увеличения величины безопасной нагрузки. Если расчеты показывают, что для обеспечения устойчивости необходимо устройство слишком пологих откосов, то в случае насыпи высотой более 2 м следует рассмотреть в качестве варианта конструкцию насыпи с пригрузочными бермами. Для повышения степени устойчивости основания железнодорожных насыпей в соответствующих случаях рекомендуется использовать для их возведения местные легкие материалы, например шлаки, при наличии их в районе строительства.

В настоящее время современные тенденции развития железных дорог характеризуются использованием новейших высокопрочных материалов, методик расчетов и постоянного совершенствования конструктивных форм. Требования технических условий строго обязательны, так как их соблюдение является гарантией обеспечения устойчивости насыпи на железных дорогах.