Искусственные сооружения, их виды и назначение

Искусственные сооружения, их виды и
назначение
Искусственные сооружения обеспечивают возможность пересечения железной дорогой
водных преград, других железнодорожных линий, автодорог, глубоких ущелий, горных
хребтов, застроенных городских территорий, а также безопасный переход людей через
пути и устойчивость земляного полотна в сложных геологических и гидрологических
условиях. К искусственным сооружениям относятся мосты, трубы, тонне¬ли, подпорные
стены, регуляционные сооружения, галереи, селеспуски и др. При пересечении железной
дорогой рек, каналов, ручьев и оврагов создают мосты или трубы. Мост состоит из
пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих
пролетные строения и передающих давление на грунт. Береговые опоры моста называют
устоями, а промежуточные — быками. Мост разделяется опорами на пролеты. Пролетное
строение включает в себя главные фермы, соединяющие их конструкции, проезжую часть
и мостовое полотно. В фермах различают верхний и нижний пояса, к одному из которых
прикрепляю поперечные балки, а к ним — продольные балки, образующие проезжую
часть. Если проезжая часть располагается на уровне верхнего пояса, мост называют с
ездой поверху, если на уровне нижнего — с ездой понизу; кроме того, может быть
конструкция моста с ездой посередине. Разновидностями мостов являются путепроводы,
виадуки и эстакады. Путепроводы строят в местах пересечения железных и
автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый
и безопасный пропуск транспорта благодаря пересечению дорог на разных уровнях.
Виадуки сооружают вместо обычной высокой насыпи при пересечении железной дорогой
глубоких долин, оврагов и ущелий. Эстакады создают вместо больших насыпей в городах,
где они меньше стесняют улицы и обеспечивают проезд и проход под ними, а также
возводят на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами при разливе
воды.
Трубы применяют при пересечении железной дорогой небольших водотоков или
суходолов. По виду материала различают каменные, металлические, бетонные и
железобетонные трубы. Весьма распространены сборные железобетонные трубы из
отдельных звеньев длиной 1 ...6 м, разделенных деформационными швами. Для
уменьшения сопротивления потоку воды и предотвращения размывания насыпи на входах
и выходах труб создают оголовки, расширяющиеся в направлении от трубы. Существуют
и безоголовочные гофрированные металлические трубы. Они дешевле железобетонных,
намного легче их и не имеют фундамента, что позволяет значительно сократить сроки
строительства. Их укладывают на подушку из песка, гравия или щебня. С увеличением
высоты насыпи возрастает длина трубы и ее стоимость.
При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок сооружают тоннели. Их
создают и для безопасного перехода людей через железнодорожные пути на станциях и
остановочных пунктах пригородных поездов. Тоннель представляет собой искусственное
сооружение для прокладки пути под землей. Транспортные тоннели по их
месторасположению разделяют на горные, подводные и городские. Пространство,
образовавшееся после удаления породы при сооружении тоннеля, называется тоннельной
выработкой, а конструкция, служащая для ее закрепления, — обделкой. В слабых грунтах
во избежание обвала в тоннелях несущую обделку обычно выполняют из железобетона
или бетона, а в тяжелых гидрогеологических условиях—из металла. В скальных породах в
зависимости от их прочности разрешается применять вместо несущей обделки
облицовочную или сооружать тоннель без обделки и облицовки.
Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах
рек и морей служат подпорные стены, а при подходах к большим мостам для защиты их
опор от подмыва при паводках и повреждения льдом — регуляционные сооружения,
состоящие из водонаправляющих грушевидных и шпоровидных дамб и траверс, откосы
которых со стороны реки укрепляют каменным мощением или бетонными плитами. В
горах, в местах возможных обвалов, сооружают специальные галереи, а в местах
возможного схода грязекаменных (селевых) потоков — селеспуски. Наиболее
распространенными видами искусственных сооружений являются мосты и трубы (более
92 %). Протяженность искусственных сооружений составляет в среднем менее 1,5 %
общей длины пути, однако их доля в стоимости железной дороги равна почти 10 %,
поэтому их проектируют в расчете на длительный срок службы. Необходимо, чтобы они
были простыми и дешевыми в эксплуатации и вместе с тем обеспечивали безопасное и
бесперебойное движение поездов с наибольшей скоростью, установленной для данного
участка.