Hmelevskij Nikita Andreevich 2016 (1212235), страница 10
Текст из файла (страница 10)
- в испытании на специальном стенде, при котором определяется прочность главным образом на разрыв.
При техническом испытании грузозахватные устройства и приспособления испытывают нагрузкой, превышающей в 1,25 раза их номинальную нагрузку, при которой они должны работать в процессе эксплуатации.
После испытания грузозахватные устройства и приспособления следует снабжать клеймом или биркой, на которых отчетливо видны номер устройства или приспособления, допустимая нагрузка и дата проведенного испытания.
Результаты испытания обязательно заносятся в инвентарную книгу и подписываются лицом, производившим испытание. Одновременно в инвентарной книге указывается, на какой срок и при какой нагрузке грузозахватное устройство и грузозахватное приспособление допускается к эксплуатации.
Помимо освидетельствований и испытаний грузозахватные устройства и приспособления в обязательном порядке подлежат регулярному осмотру, как это предусмотрено требованиями Госгортехнадзора:
- подвески, стропы, крюки чалочные, карабины – через каждые 10 дней эксплуатации.
Результаты осмотра заносят в журнал учета грузозахватных устройств и приспособлений.
7 УКРЕПЛЕНИЕ ЗЕМЛЕНОГО ПОЛОТНА, ПОДВЕРЖЕННОМУ ПУЧЕНИЮ И ПРОСАДКАМ ПУТИ.
7.1 Земляное полотно
Земляное полотно – это грунтовое инженерное сооружение, которое по большей части работает в сложных условиях, обусловленных периодическими подтоплениями насыпей паводковыми водами в поймах рек, воздействием ливневых осадков, сезонным промерзанием и оттаиванием грунтов, сейсмикой и др. На земляное полотно передаются динамические воздействия от проходящих поездов.
Надежная работа земляного полотна, а, следовательно, и всей конструкции железнодорожного пути, зависит от его устойчивости и прочности. Опыт эксплуатации земляного полотна показывает, что в ряду других его деформаций потеря устойчивости откосов - весьма распространенная деформация, представляющая большую угрозу безопасности движения поездов.
Умение оценить устойчивость земляного полотна в неблагоприятных условиях позволяет проектировщику обоснованно назначить его поперечное очертание, а иногда и применить дополнительные укрепительные сооружения, которые обеспечат и требуемую устойчивость, и долговечную, надежную эксплуатацию.
В районах с глубоким зимним промерзанием грунтов земляное полотно железных дорог может подвергаться деформациям, которые называются пучинами. Это довольно распространенная деформация. На многих дистанциях пути основной работой в зимнее время является выправка пути на участках с пучинными неровностями. Иногда на участках пути с пучинами приходится уменьшать скорости движения поездов. Пучины ограничивают возможность укладки железобетонных шпал и бесстыкового пути.
Эффект от работ по ликвидации пучин может быть получен только тогда, когда они выполняются по проекту, разработанному с учетом установленных причин образования пучин.
Пучение грунта - это увеличение его объема при зимнем промерзании за счет перехода воды, содержащейся в грунте, из жидкой фазы в твердую, с образованием кристаллов, линз и прослоек льда, распирающих минеральный скелет грунта. При этом количество воды, перешедшей в лед, оказывается большим, чем оно было в порах данного слоя грунта до замерзания (избыточное льдовыделение). Пучению могут подвергаться грунты определенного вида, имеющие соответствующую влажность.
К подверженному пучению грунтам железнодорожного земляного полотна относятся следующие их виды:
- глинистые (глины, суглинки, супеси);
- крупнообломочные с глинистым заполнителем
- легковыветривающиеся породы (сланцы, алевролиты, аргиллиты, мергели) в зоне активного выветривания;
- мелкие пылеватые пески;
- торфы и заторфованные грунты.
Величина пучения конкретного минерального грунта возрастает при увеличении содержания в нем пылеватых частиц. Дренирующие грунты (щебень, галька, гравий, песчано-гравийная смесь, крупно- и среднезернистые пески, шлаки), не загрязненные глинистыми, пылеватыми и иловатыми фракциями, пучению не подвержены.
Указанные выше пучинистые грунты будут пучить тогда, когда их влажность будет выше определенной величины. Увеличение влажности грунта, как правило, приводит к более интенсивному пучению.
Основными источниками увлажнения грунтов земляного полотна являются атмосферные осадки, проникающие через балластную призму, и грунтовые воды. Роль этих источников увлажнения сильно зависит от следующих условий:
- атмосферные осадки будут способствовать пучению грунтов при значительном загрязнении балласта, необеспеченном отводе воды с основной площадки, при наличии балластных углублений (корыта, ложа);
- грунтовые воды с высоким уровнем залегания и большой высотой капиллярного поднятия воды будут вызывать значительное пучение грунтов земляного полотна, если будут попадать в зону промерзающего грунта.
Механизм морозного пучения
При отсутствии в зоне зимнего промерзания грунтов водоносного слоя (свободной и капиллярной воды), а также при небольшой влажности глинистых фунтов пучение будет происходить за счет замерзания воды в порах грунта при температурах ниже 0 °С, и увеличения ее в объеме на 9 %. В этом случае пучение будет небольшим - до 20-30 мм за зиму и не вызовет появление пучинных неровностей, которые бы привели к недопустимым искажениям рельсовой колеи. Такое пучение принято называть равномерным.
Процесс пучинообразования в глинистых грунтах происходит следующим образом. При охлаждении поверхностного слоя грунта ниже 0 °С в первую очередь в нем замерзает свободная вода в наиболее крупных порах с образованием кристаллов льда. В дальнейшем кристаллы растут за счет: действия температурного градиента, то есть из нижезалегающего теплого грунта свободная и парообразная вода по порам грунта устремляется в зону грунта с отрицательной температурой, одновременно кристаллы льда растут с образованием его линз, прослоек благодаря примерзанию к ним молекул пленочной воды, которая еще находится в талом состоянии. Поэтому в этом слое грунта уменьшается толщина пленок связанной воды и происходит нарушение равновесия пленочной воды, поскольку в нижележащем талом слое грунта их толщина остается нормальной. Пленочная вода, стремясь восстановить утерянное равновесие, под действием молекулярных сил начинает перемещаться (мигрировать) в сторону более тонких пленок. Перемещение пленочной воды продолжается непрерывно до тех пор, пока температура промерзающего слоя грунта и пленочной воды не станет ниже температуры ее замерзания (-4). Этим объясняется механизм избыточного льдовыделения в глинистых грунтах (рисунке 7.1).
Рисунок 7.1 Избыточное льдовыделение в глинистом грунте, вызывающее пучину
1 – щебень балластной призмы; 2 – старый балласт сильно грязный; 3 – Распученный линзами льда грунт; 4 – граница промерзания грунта; 5 – грунт насыпи (суглинок).
Силы морозного пучения оказываются столь значительными, что преодолевают вес и сопротивление вышележащего мерзлого пласта грунта и находящейся на нем нагрузки, и вызывают неравномерные поднятия поверхности земли (железнодорожного пути), которые называются пучинами и могут достигать высоты 150-200 мм и более.
В сравнительно теплые зимы, когда происходит медленное промерзание грунта, величина пучения больше, чем в суровые зимы.
7.2 Пучины на железнодорожном пути и природа образования
Земляное полотно железных дорог находится под постоянным воздействием не только динамических поездных нагрузок, но и изменяющихся природно-климатических условий.
В условиях с глубоким зимним промерзанием грунтов земляное полотно испытывает сезонные воздействия в виде промерзания и оттаивания грунтов, как самого земляного полотна, так и его основания. Эти воздействия являются причиной многих деформаций земляного полотна. Наиболее распространенной деформацией является пучение грунтов при их промерзании. Неровности пути, вызванные пучением грунтов, называются пучинами. Весной при оттаивании распученного грунта происходят резкие просадки пути, создающие серьезную опасность для движения поездов.
Пучины - распространенная деформация железнодорожного пути. На дорогах Дальнего Востока, Сибири и севера Европейской части РФ, протяженность пути, подверженного пучинным деформациям, составляет тысячи километров.
На многих дистанциях пути основной работой в зимнее время является выправка пути на участках с пучинными неровностями. На эти работы отвлекаются основные людские и материальные ресурсы, а остальные виды путевых работ своевременно не могут выполняться. Интенсивный рост пучин одновременно на нескольких участках пути вынуждает до выправки профиля пути устанавливать ограничение скорости движения поездов.
Дороги расходуют значительные средства на ликвидацию пучинных мест. Однако эффект от этих работ получается только тогда, когда они выполняются в соответствии с проектом, разработанным с учетом установленных причин пучения грунтов в конкретном месте (участке).
7.2.1 Причины появления пучин на пути.
Причины:
- неравномерное загрязнение и увлажнение балластного слоя, образование в основании балластного слоя замкнутых балластных углублений - корыт и лож, наличие грязевых выплесков из-под шпал;
- наличие в зоне сезонного промерзания неоднородных или с разной влажностью грунтов;
- увлажнение пучинистых грунтов в зоне основной площадки из-за наличия замкнутых неровностей, возникших вследствие местных недоборов или переборов грунта в выемке при строительстве;
- неравномерное увлажнение грунтов в зоне сезонного промерзания из-за необеспеченного отвода поверхностных вод (неисправны кюветы, лотки);
- не выполнение при строительстве необходимого комплекса противопучинных мер (замена влажного пучинистого грунта, устройство дренажа и ДР)
7.2.2 Способы ликвидации пучин. Материалы для противопучинных устройств
В зависимости от природы образования пучин назначаются соответствующие способы их ликвидации.
Для ликвидации балластных пучин применяются следующие меры:
замена загрязненного балласта чистым;
- планировка основной площадки с вырезкой пучинистых грунтов ниже дна балластных корыт не менее 0,10 м и замена их дренирующими (при реконструкции железнодорожного пути);
- укладка гидроизоляционного покрытия из полимерных пленок в основание балластной призмы для уменьшения влажности пучинистых грунтов (в окно при кап ремонте)
- укладка покрытия из синтетического нетканого материала (СНМ) для защиты балластного слоя от загрязнения переувлажненным грунтом снизу и уменьшения влажности грунтов (в окно при ремонте пути)
- обеспечение быстрого стока воды с поверхности железнодорожного пути и надежного водоотвода предусмотренными для этого устройствами (кюветы и лотки).
- Грунтовые пучины в зависимости от их типа и данных инженерно-геологического и гидрогеологического обследования могут быть устранены следующими мерами;
- заменой пучинистых грунтов дренирующими и непучинистыми теплоизолирующими материалами, выводящими зону сезонного промерзания из пучинистых грунтов (врезные или комбинированные подушки), рисунок 7.2;
- подъемкой пути на балласт или устройством накладных теплоизолирующих подушек при залегании пучинистых грунтов в нижней части зоны сезонного промерзания (на неэлектрифицированных линиях);
- укладкой теплоизоляционного покрытия из пенопласта для недопущения сезонного промерзания пучинистых грунтов (в окно);
- устройством дренажей с целью удаления грунтовой воды из зоны сезонного промерзания;
- мелиорацией пучинистых грунтов - обработкой их определенными химическими растворами, превращающими пучинистый грунт в непучинистый.
Совместно с указанными мерами осуществляется надежный отвод поверхностных вод от земляного полотна.
Рисунок 7.2 Укрепление подбалластного основания способом замены грунта
1 – глинистый грунт; 2 – слой интенсивного льдаобразования; 3 – грязный песчано-гравийный балласт с линзами льда; 4 – дренирующий (непучиныстый грунт); 5 – георешетка.
Для выполнения перечисленных мер по ликвидации пучин могут применяются следующие материалы и грунты:
- экструдированные полистирольные или поливинилхпоридные пено-
пласты;
- поливинилхлоридная пленка толщиной не менее 0,23 мм;
- геотекстиль - синтетический нетканый материал;
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
