765

		Таблица 2.6
Длина площадок раздельных пунктов
	Расположение	Минимальная длина станцион-
		ных площадок Lпл, м, при по-
Категория линии	приемоотправочных
		лезной длине приемоотправоч-
	путей	ных путей 1 050 м
	На разъездах
Скоростная, особогрузо-	Продольное	2 450
напряженная, I, II, III
То же	Полупродольное	1 800
То же	Поперечное	1 450
IV	То же	1 300
	На промежуточных станциях
Скоростная, особогрузо-	Продольное	2 900
напряженная, I, II, III
То же	Полупродольное	2 200
То же	Поперечное	1 650
IV	То же	1 450
	На обгонных пунктах
Скоростная, особогрузо-	Продольное	2 600
напряженная, I, II
То же	Полупродольное	1 900
То же	Поперечное	1 500
	На участковых станциях
Скоростная, особогрузо-	Продольное	4 000
напряженная, I, II, III
То же	Полупродольное	2 850
То же	Поперечное	2 400
IV	То же	2 000

Примечания: 1. Если полезная длина путей более (или менее) 1 050 м, Lпл следует увеличить (или уменьшить): при поперечном и полупродольном типах раздельных пунктов — на разность полезных длин, а при продольном типе — на удвоенную разность.

2.На железнодорожных линиях или участках, на которых в перспективе намечается строительство третьего (четвертого) главного пути, длины площадок должны быть увеличены, соответственно, на промежуточных станциях на

500–700 м, на участковых — на 600–800 м.

3.Длины станционных площадок указаны без учета тангенсов вертикальных кривых, величина которых должна добавляться к указанным в табл. 2.6 значениям в зависимости от алгебраической разности сопрягаемых уклонов.

Согласно последнему примечанию полная длина площадки раздельного пункта Lр.п увеличивается в обе стороны на длину

тангенсов вертикальных кривых:
Lр.п = Lпл + Тв + Тв .	(2.12)

11

Тв и Тв появляются в случае, если за станционной площадкой сразу же начинается перелом продольного профиля.

Станции, разъезды и обгонныепункты следуетрасполагать на площадках. В отдельных случаях допускается расположение раздельных пунктов на уклоне не круче 1,5 ‰, т.е. iр.п 1,5 ‰, а в трудных условиях iр.п 2,5 ‰. В любом из этих случаев требуется проверка массы состава на трогание с места, которая осуществляется по формуле

	Qтр			Fктр	Р,	(2.13)
			(wтр	iр.п )g

где Fктр — расчетная сила тяги при трогании с места, Н (см. табл. 2.1); wтр — дополнительное сопротивление вагонов при трогании с места, Н/кН; iр.п — продольный уклон профиля на остановочном пункте, ‰.

Для современных вагонов на роликовых подшипниках дополнительное сопротивление вагонов при трогании с места составляет:

wтр		28	.	(2.14)
	= q 7
	0

Расчет верен при выполнении условия Qтр Qфакт.

В дальнейших расчетах принимается масса состава брутто Qфакт, а масса состава нетто вычисляется по формуле

K
Qнет Qфакт qт(i)ni.	(2.15)
i 1

Отметим, что до начала трассирования вариантов линии полученыоченьважные параметры:категория дорогииполезная длина приемоотправочных путей, которые определяют нормы проектирования плана и профиля железных дорог.

Собственно трассирование вариантов линии по карте сопряжено с выбором конкретных мест мостового перехода через большую реку. Поэтому логично предварительно изучить типы и режимы рек, основные требования к мостовому переходу и условия выбора места перехода.

Контрольные вопросы

1.С какой целью определяются масса состава и длина поезда?

2.При каких условиях движения рассчитывается масса вагонного состава поезда?

3.От чего зависит длина площадки раздельного пункта?

12

2.3. Краткие сведения о реках

Поверхностный сток,начинающийся вблизиводоразделов, по мере слияния отдельных ручейков формируется в большие ручьи, а затем в речки и реки, протекающие по речным долинам.

Речные долины — это относительно узкие углубления земной поверхности, образованные в результате тектонических деформаций и деятельности ледников, а также последующего формирования под действием непрерывно текущей воды. Территорию, с которой происходит слив воды в реку, называют бассейном реки. Речная система — это совокупность последовательно сливающихся ручьев, речек и рек, образующих все более крупные водотоки. В речной системе всегда можно выделить главную реку, впадающую в море или озеро, и ряд притоков разного порядка.

Несмотря на то, что поверхностный сток происходит только периодически, сток большинства рек круглогодичен, поскольку сток с бассейна, пополняемого новыми осадками, происходит в течение длительного отрезка времени. К тому же, реки круглый год подпитываются подземным стоком.

Важной геометрической характеристикой реки является площадь водосборного бассейна, определяющая объем и расход жидкой фазы. По площади водосборных бассейнов реки подразделяются на большие, средние и малые.

Кбольшим относятся реки, имеющие площадь водосбора более 50 тыс. км2. Обычно такие реки протекают в пределах нескольких географических зон, особенности которых накладывают свой отпечаток на режим реки. Так, на участках больших рек, текущих в направлении с юга на север или наоборот, происходит сдвижка во времени начала вскрытия русел ото льда;

влесной зоне весной более медленно, чем в степной, происходит подъем уровня воды в реке. Это объясняется свойством лесных массивов задерживать таяние снега и временно накапливать талую воду.

Ксредним относят реки с площадью водосбора от 2 до 50 тыс. км2. Они протекают обычно в пределах одной и той же географической зоны. Сток формируется в достаточно однородных физико-географических условиях, под которыми понимают географическое положение и рельеф бассейна, растительный

13

покров, температуру воздуха, осадки, условия залегания и таяния снежного покрова.

Малые реки имеют площадь водосбора менее 1–2 тыс. км2. Реки нашей страны можно разделить на три типа: равнинные, предгорные и горные. К равнинным относят реки низменностей, протекающиев широких долинах спологимисклонами,имеющими разработанныеглубокие русла и относительномелкие поймы. Русла этих рек обычно сложены песчаными или илистыми грунтами. Уклоны равнинных рек обычно не превышают 0,0005, средняя скорость течения воды в руслах равна 1–1,5 м/с, а

скорость на поймах — 0,2–0,5 м/с.

Предгорные реки протекают в более узких долинах и обычно имеют более мелкие русла, чем у равнинных рек. Продольные уклоны предгорных рек находятся в пределах от 0,0005 до 0,005, средние скорости течения составляют 1,5–3,0 м/с. Наносы предгорных рек имеют значительно большую крупность, чем у равнинных рек, и представлены крупнозернистыми песками, гравием, галькой. Четко выраженных пойм в большинстве случаев не бывает.

Горные реки протекают в узких долинах (каньонах) с крутыми склонами.Продольные уклоны долины колеблются в пределе от 0,005 до 0,05. Ложе реки устлано галькой, булыжниками и валунами. Скорости течения воды достигают 3–5 м/с, из-за чего водный поток несет по дну гальку и булыжник. Вдоль долины главной реки в каждой речной системе можно выделить три характерных участка. Поперечники этих участков показаны на рис. 2.2.

Верховье реки с наибольшими продольными уклонами называют зоной эрозии. Здесь под действием больших скоростей течения воды происходит систематический вынос наносов с постепенной врезкой дна русла в коренные породы (рис. 2.2, а).

Зона транзита (рис. 2.2, б) в среднем течении реки характеризуется постоянством уклонов и средних отметок дна русла.

Зона аккумуляции (рис. 2.2, в) в устье реки отличается большими наносами, обеспечивающими постепенное наращивание отметок дна русла.

14

а)

dI

б)

Q2>Q1

dI

0

Q1,

0

I2<I1

dt

dt

I1

УМВ

УВВ

Н

УМВ

Q3>Q2 dI 0

I3<I2 dt

УВВ

в)

УМВ

Н

Рис. 2.2. Строение долин на разных характерных участках:

а— зона эрозии; б — зона транзита; в — зона аккумуляции;

1— коренные породы; 2 — древний аллювий; 3 — наилок поймы; 4 — современный аллювий; 5 — дамба обвалования

Взоне эрозии под воздействием расхода Q1 с большой скоростью водного потока происходит процесс врезки реки в коренные породы с соответствующим выносом наносов на нижележащие речные участки. Дно постепенно понижается, соответственно происходит уположение продольного уклона русла реки

I1. Врезание заканчивается в том месте, где уклон долины настолько мал, что река уже не может размывать коренные породы.

Взоне транзита уклоны и отметки дна не меняются, идет процесс перемещения наносов, иначе говоря, это зона равновесного состояния речного потока. В связи с увеличением площади

водосбора растет расход воды, так что Q2 > Q1, а уклон реки оказывается меньше, чем в зоне эрозии: I2 < I1.

Внизовьях реки, в зоне аккумуляции транспортирующей способности речного потока не хватает, чтобы переносить все

15

поступающие с верховья наносы. Поэтому здесь происходят отложения наносов, вследствие чего повышаются отметки дна реки и уровней воды. Расход воды может возрастать в связи с ростом площади водосбора (Q3 > Q2).

Реки ведут себя по-разному в пределах каждой характерной зоны и формируют долины разного строения, что должно учитываться при проектировании мостовых переходов.

В зоне эрозии реки происходит необратимое врезание русла в древний аллювий или коренные породы с выносом продуктов размыва на нижележащие участки реки и постепенным уменьшением продольных уклонов. Долины рек в зоне эрозии относительно узкие, они характеризуются высоким залеганием коренных пород и небольшой толщиной аллювиальных отложений. Темп необратимого cнижения дна реки и уровней воды Н/Т оценивают по результатам измерений отметок дна реки в разные годы. Тогда общее необратимое понижение Нрсчн за расчетный срок службы моста Трсч, которое нужно учитывать при определении глубины заложения опор моста, составит величину [4]

H

Нрсчн = T Tрсч, (2.16)

где Н — измеренное понижение дна за период Т лет, м.

В зоне транзита наносы, приносимые с верховий реки, полностью транспортируются потоком на нижележащие участки реки. При этом продольный уклон и размеры русла остаются неизменными втечениемногихдесятилетий. Долина рекивзонетранзита имеет, как правило, большую ширину, существенную толщину аллювиальных отложений и сравнительно глубокое залегание неразмываемых коренных пород. Непосредственно выше коренных пород залегает древний аллювий, образовавшийся на раннихэтапахформирования реки.Выше залегаеттолщанесвязного современного аллювия, а над ним — связные грунты наилка поймы.

Руслом реки называют ту часть ширины речной долины, по которой руслоформирующие наносы перемещаются в паводки.

Пойма — это часть ширины речной долины, которая сложена связным грунтом наилка поймы, покрыта растительностью и по которойдвижениеводыпроисходит только привысокихуровнях в периоды максимального стока.

16

Наносы, переносимые рекой, подразделяются на крупные (руслоформирующие), перемещающиеся в придонных слоях потока и формирующие русло реки, и мелкие (нерусловые), переносимые рекой во взвешенном состоянии и практически не участвующие в формировании современного русла, но оседающие при выходе воды на поймы и, таким образом, образующие связный грунт наилка пойм. Толщина такого грунта может достигать нескольких метров. Количество нерусловых наносов, переносимых рекой к морю или озеру, обычно весьма значительно и превышает общее количество руслоформирующих.

Нерусловые и руслоформирующие наносы различны по происхождению.Так,нерусловыенаносы образуются главным образом за счет смыва мельчайших частиц почв с поверхности бассейна, например с распаханных склонов; руслоформирующие же наносы образуются в результате размыва древнего аллювия или разрушения коренных пород в верховьях главной реки и ее притоков.

В зоне аккумуляции река уже не может транспортировать все наносы, приносимые ей из зоны транзита. В результате этого часть наносов откладывается, и дно реки повышается. Нередко отложения наносов достигают такого размера, что русло в нижнем течении реки оказывается приподнятым над окружающей местностью (см. рис. 2.2, в). Реки в зоне аккумуляции обычно не имеют пойм. Избежать растекания воды при высоких уровнях помогают дамбы обвалования. Эти реки удобны для орошения полей. Коренные породы залегают глубоко под мощными слоями современного и древнего аллювия.

Темпы поднятия дна реки и уровней воды определяются по результатам натурных измерений отметок дна в разные годы. Тогда общее повышение

H

Нрсчв = T Tрсч, (2.17)

где Н — измеренное повышение дна реки за период Т лет, м.

Всвязи с этим приведем интересный факт [4]. Река Амударья

всвоем нижнем течении на протяжении 1 000 км до своего впадения в Аральское море при темпе поднятия дна порядка 13 мм/год за последние 500 лет поднялась над окружающей местностью в среднем на 6 м. Река стала очень привлекательной

17

для поливных хлопковых полей среднеазиатских республик, что явилось одной из причин обмеления и экологического бедствия Аральского моря.

Различают следующие виды питания рек: дождевое — в общем годовом стоке преобладает дождевая вода; снеговое — преобладает талая вода снежного покрова, а для горных рек — вода ледников; грунтовое — преобладает вода источников и ключей; смешанное — дождевые и снеговые воды поступают в реку приблизительно в одинаковом количестве.

Водный режим каждой реки на протяжении года имеет ряд характерных особенностей, которые зависят от преобладания вида питания,атакжеотклиматическихи ландшафтныхусловий района. Для рек выделяют четыре фазы водного режима: половодье, паводки, межень и зимний период.

Половодье характеризуется наибольшей в году водностью, значительным и длительным повышением уровня, которое обычносопровождается выходомводы изруслаизатоплениемпоймы. Для рек одной климатической зоны половодье ежегодно повторяется в один и тот же сезон, но в разные годы имеет различную интенсивностьипродолжительность.Весеннееполоводье наблюдается наравнинныхреках, гдеприбыльводыпроисходитзасчет стока талых вод с поверхности бассейна; весенне-летнее — на предгорныхи горных реках, которые берутсвоеначаловобласти вечных снегов; летнее — на горных реках, которые протекают в высокогорных районах.

Паводки характеризуются быстрым,сравнительнократковременным подъемом уровня воды в реке, который завершается почти таким же быстрым спадом. В отличие от половодий паводки возникают нерегулярно. Они обычно происходят в результате выпадения сильных и продолжительных осадков и наблюдаются, как правило, в летне-осенний период. В инженерной практике часто термин «половодье» заменяют словом «паводок».

Меженью называют период малой водности, когда река питается преимущественно грунтовыми водами, а поверхностное питание имеет второстепенное значение. В меженный период расход воды в реке и скорость течения минимальные. Различают летнюю и зимнюю межень. Летняя межень представляет собой

18

период от конца половодья до осенних паводков, а при их отсутствии — до начала зимнего периода. Зимняя межень считается от начала зимнего периода до наступления половодья.

Зимний период начинается тогда, когда устанавливается устойчивая отрицательная температура воздуха, и заканчивается очищением реки ото льда. Зимний период рек делится на три этапа: замерзание, ледостав и вскрытие. При замерзании наблюдаются шуга и осенний ледоход, который может привести к зажорам. Весной происходит подвижка льда, а после вскрытия — весенний ледоход, который может стать причиной заторов. Воздействие льда на сооружения мостового перехода должно учитываться при его проектировании.

Водный режим реки на протяжении года принято изображать в виде гидрографа стока, который представляет собой график зависимости расхода воды от времени. Площадь, ограниченная кривой гидрографа и осями координат, выражает годовой объем стока. На рис. 2.3 представлен гидрограф равнинной реки с весенним половодьем. Гидрографы таких рек являются одномодальными, т.е. они имеют один пик во время половодья.

Q

2

3

1

4

1

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

t

месяцы

Рис. 2.3. Гидрограф равнинной реки с весенним половодьем:

1 — грунтовый сток; 2 — пик половодья; 3 — поверхностный сток весеннего

половодья; 4 — поверхностный сток летне-осенних дождей

Полный объем годового стока и максимальный расход на пике паводка в разные годы имеют различные значения. На формирование гидрографа стока в каждом году оказывают влияние такие факторы, как количество снега и расположение его в пределах водосборного бассейна к моменту начала таяния, степень насы-

19

щенности влагой почв бассейна перед началом таяния, интенсивность таяния снега, глубина промерзания почвы, количество и интенсивность весенних осадков, условия формирования снежного покрова в начале зимы.

Контрольные вопросы

1.Что такое речная система?

2.На какие типы разделяются реки нашей страны?

3.Назовите характерные участки (зоны) вдоль долины главной реки. Дайте им характеристику.

4.Что такое руслоформирующие наносы?

5.Что такое нерусловые наносы? Каково их влияниена поймы рек?

6.Дайте характеристику участка реки в зоне аккумуляции.

7.Какие фазы водного режима следует выделять? Чем они отличаются?

8.Что такое гидрограф реки?

2.4.Выбор места мостового перехода

2.4.1.Основные требования к мостовому переходу

Одним из элементов мостового перехода является мост, кото-

рый должен обеспечивать:

—безопасный и бесперебойный пропуск поездов с установленнымискоростями. Для этого ондолженобладать соответствующей грузоподъемностью, а продольный профиль и план должны удовлетворять нормам проектирования железных дорог данной категории;

—безопасный для сооружений мостового перехода пропуск речного потока при расчетных уровнях высоких вод. Этим требованием определяется главный параметр мостового перехода — отверстие моста, а также тип и глубина заложения фундаментов опор моста; высота подходных насыпей, крутизна и тип укрепления их откосов; вид, размеры и тип укрепления регуляционных сооружений. Устойчивость перехода перед разрушающим действием речного потока в большой степени зависит от выбранного места мостового перехода;

—беспрепятственноедвижение судови плотовнасудоходных

исплавных реках, а также безопасный для сооружений мостового перехода пропуск ледоходов. С целью удовлетворения этих требований должны быть обеспечены соответствующие подмостовые габариты: высота моста, число и размеры судоходных

20