Защита железнодорожного пути и сооружений (стр. 15 )

αmax =lk(MAX)tg α . (М.4)

Т а б л и ц а М.2 - Расчетные значения αmax

Расчетная скорость в створе сооружения, м/с	Угол крутизны склона перед сооружением α°
20	25	30	35	40	45
10	1,7	2,3	3,1	3,8	4,6	5,6
11	1,8	2,4	3,3	4,1	5,1	6,2
12	1,8	2,5	3,4	4,4	5,5	6,7
13	1,8	2,5	3,5	4,6	5,8	7,1
14	1,8	2,6	3,6	4,8	6,1	7,5
15	1,8	2,6	3,7	4,9	6,3	7,9
20	1,8	2,6	3,7	5,3	7,2	9,5
25	1,8	2,6	3,7	5,3	7,5	10,3
30	1,8	2,6	3,7	5,3	7,5	10,5
35	1,8	2,6	3,7	5,3	7,5	10,5

Верх сооружения заборного типа находят как аmax+ (0,5÷1), м

Тип 5 — очень крутой и однообразный склон в виде обрыва высотой до 50—60 м при α>60° (см. рисунок Л.1 приложения Л ). В этом случае расчетная дальность падения камней lk(max) может быть определена по формуле

lk(max)= χH , (М.5)

где Н — высота склона в м, χ - коэффициент дальности падения, значения которого при обеспеченности 1% приведены в таблице М.3.

Т а б л и ц а М.3 Коэффициент χ при обеспеченности 1%

H, м	χ =0,96H-0,35	H, м	χ =0,96H-0,35
5	0,546	30	0,292
10	0,428	35	0,277
15	0,372	40	0,264
20	0,336	45	0,254
25	0,312	>45	0,25

Полученные по этим данным габаритные размеры улавливающих сооружений проверяют и на возможность выскакивания обломка породы, скатившегося на дно улавливающей пазухи при неоднократном отскакивании в точках М1, М2, М3. Эту проверку производят по схеме, приведенной на рисунке М.3, и графикам на рисунках М.4 и М.5.

3 - Схема расчета на выскакивание

а) б)

4 - Графики определения высоты набега камня на откос сооружений

4 предназначены для определения высоты набега камня на откос сооружения, имеющего крутизну 1:0,75, причем по графику М.4.а определяют полную высоту набега

Н=а+h. (М.6)

По сплошным кривым r = 0,3; λ= 0,3 — при ударах камня о дно, сложенное обычными грунтами, и об откос сооружения, укрепленный каменной отмосткой; по штриховым кривым r = 0,5; λ=0,3 — при ударе камня о дно, сложенное скальной породой, и по тем же кривым при r = 0,3; λ = 0,3 — при последующих ударах камня об откос сооружения.

По графику на рисунке М.4.б определяют полную высоту набега Н = а + h при r = 0,3; λ= 0,3 в случае удара камня о дно сооружения и r = 0,5; λ=0,3 при последующих ударах об откос.

График на рисунке М.5.а предназначен для определения высоты набега камня на откос крутизной 1:0,5 в двух случаях: по сплошным кривым r = 0,3; λ= 0,3 при ударах камня о дно и откос сооружения в обычных породах; по штриховым линиям r = 0,5; λ=0,3 – при ударе камня о дно сооружения, сложенное скальной породой, и r = 0,3; λ= 0,3 - при последующих ударах камня об откос сооружения. Имеющиеся на этом графике короткие штрихпунктирные кривые предназначены для определения высоты набега камня на откос в случаях его падения на дно сооружения под углом φ= 50º—60° и при r = 0,5; λ=0,3 в случаях удара камня о дно и откос сооружения.

Высоту набега камня на откос сооружения Н = а + h+h1, при крутизне откоса 1:1 при r = 0,3; λ= 0,3 определяют по штриховым линиям графика М.5.б, а при устройстве вертикального уступа, т. е. при Н = а + h, по сплошным линиям.

При определении высоты откоса по условиям набега камня угол его падения на дно улавливающей пазухи φ принимают обычно равным или близким углу склона α.

При нагорном склоне, подрезанном откосом выемки (рисунок М.6), что является характерным для профилей земляного полотна горных дорог, расчетную высоту подпрыгивания обломка скальной породы при его падении на полку определяют по формуле

hmax= р2(H+Vk2cosβ/2g). (М.7)

При однообразном склоне или откосе выемки по формуле

hmax= р2Vk2sin2a/2g. (М.8)

За окончательное расчетное значение высоты откоса оградного вала или амортизирующей присыпки от поверхности склона принимают максимальное из расчетов на перелет и на выскакивание и прибавляют технический запас 0,5 - 1,0 м.

а) б)

 

5 - Графики для определения высоты набега камня на откос при

крутизне 1:0,5 (а) и 1:1 (б)

6 - Схема для определения высоты прыжка камня при падении

Приложение Н

(рекомендуемое)

Основные положения расчета противообвальных галерей

Н.1 Расчет противообвальных галерей на прочность и устойчивость с учетом динамического воздействия скальных обвалов следует производить по предельному состоянию. При этом необходимо учитывать следующие нагрузки: постоянные нагрузки (от собственного веса конструкций галерей; от вертикального и бокового давления грунта амортизирующей отсыпки на кровле галереи; от бокового давления с нагорной стороны при наличии нескального грунта); кратковременные нагрузки (от воздействия удара одиночного обломка скального грунта расчетного объема); особые нагрузки (от сейсмического воздействия).

Н.2 Расчетную величину ударной силы принимают в зависимости от толщины отсыпки посредине пролета перекрытия. Силу РPу, являющуюся равнодействующей, прикладывают к поверхности контакта отсыпки с перекрытием в точке К, расположенной посредине пролета (рисунок Н.1, а), раскладывая ее на вертикальную РPу. в и горизонтальную РPу. г составляющие.

Поверхности амортизирующей отсыпки в пределах перекрытия придавают уклон в низовую сторону 1:3 (см. рисунок Н.1, а).

Н.3 Расчетом на прочность и устойчивость следует проверять нагорную стену и низовую (речную) опору галерей, а также их перекрытие и ригеля.

Методика расчета противообвальных галерей приводится применительно к галереям балочной конструкции с низовыми опорами в виде отдельно стоящих железобетонных стоек.

 

1—амортизирующая грунтовая отсыпка; 2— сухая кладка;

3—нагорная стена; 4—речная опора

1 - Расчетная схема галереи

Расчет нагорной стены на опрокидывание выполняют на длину секции галереи относительно подошвы фундамента и его обреза. При этом расчетные значения моментов противодействия опрокидыванию нагорной стены относительно обреза фундамента (точки О1) определяют из выражения:

, (Н.1)

где (см. рисунок Н.1, а)

Рс — нагрузка от веса стены и столба грунта, действующего на всю ее верхнюю грань;

R6 — нагрузка от веса амортизирующей отсыпки на нагорную стену;

Р6 — нагрузка от веса перекрытия на нагорную стену;

Еав — вертикальная составляющая от бокового давления отсыпки над перекрытием;

РPу. в —вертикальная составляющая от расчетной ударной силы РPу;

l, l1, l2 —соответствующие плечи относительно точки О1 ;

п—соответствующие коэффициенты перегрузок,

, (Н.2)

где 1’р —расчетный пролет перекрытия (см. рисунок Н.1, б)

,

где а’1 и а’2 —толщина отсыпки над опорами;

γо—удельный вес грунта отсыпки.

,

(Н.3)

где Q'— вес балки перекрытия на 1 м галереи.

Расчетные значения моментов опрокидывающих сил определяют из выражения

, (Н.4)

где Еаг — горизонтальная составляющая от бокового давления отсыпки над перекрытием;

РPу.г—горизонтальная составляющая от расчетной ударной силы РPу;

l3 и l4 — соответствующие плечи относительно обреза фундамента (точки О1).

Проверку прочности и устойчивости нагорной стены относительно подошвы фундамента (точки О) на опрокидывание выполняют аналогично при соответствующих плечах.

Для проверки устойчивости стены на сдвиг расчетные значения сил противодействия сдвигу сооружения и сдвиговые воздействия определяют по следующим формулам:

, (Н.5)

. (Н.6)

Расчет на прочность основания стены осуществляют путем проверки напряжений по подошве фундамента.

Расчет на прочность и устойчивость речной опоры галереи выполняют также относительно обреза фундамента (точки Оз) и его подошвы (точки О2). При этом расчетные значения моментов противодействия опрокидыванию относительно обреза фундамента определяют из выражения

, (Н.7)

где

Rоп—нагрузка от веса опоры;

Ra - нагрузка от веса амортизирующей отсыпки на речную опору;

Ра - нагрузка от веса перекрытия на речную опору;

Pриг - нагрузка от веса ригеля;

РPув - вертикальная составляющая от расчетной ударной силы РPу ;

(в¢ – длина балки ригеля); (Н.8)

; (Н.9)

; (Н.10)

l5, l6 - соответствующие плечи сил относительно обреза фундамента.

Расчетные значения моментов опрокидывающих сил определяют из выражения

, (Н.11)

где РPуг — горизонтальная составляющая от расчетной ударной силы РPу;

l4 - плечо относительно обреза фундамента.

В случае глубокого заложения фундамента (более 2 м) необходимо учитывать давление на речную опору от грунта и подвижной временной нагрузки.

Проверку прочности и устойчивости речной опоры относительно подошвы фундамента (точки О2) на опрокидывание выполняют аналогично при соответствующих плечах.

Для проверки опоры на сдвиг расчетные значения сил противодействия сдвигу сооружения и сдвиговые воздействия определяют таким образом:

, (Н.12)

. (Н.13)

Проверку напряжения по подошве фундамента выполняют по следующей формуле

, (Н.14)

где — алгебраическая сумма всех вертикальных расчетных сил;

F — площадь основания фундамента по подошве;

— алгебраическая сумма расчетных моментов;

W — момент сопротивления подошвы фундамента.

Положение равнодействующей, характеризуемое относительным эксцентриситетом, должно удовлетворять условию

, (Н.15)

где е0 - эксцентриситет приложения продольной силы в сечении по подошве фундамента; ρо— радиус ядра этого сечения.

, (Н.16)

где - алгебраическая сумма нормативных моментов сил;

- алгебраическая сумма нормативных вертикальных сил.

. (Н.17)

Расчет перекрытия галереи и ригеля производят на постоянную нагрузку от отсыпки и вертикальную составляющую силу от удара скального обломка.

Приложение П

(рекомендуемое)

Основные положения методики испытаний

противообвальных улавливающих сооружений

П.1 При испытании противообвальных улавливающих сооружений необходимо:

- произвести проверку габаритных размеров сооружений на соответствие проектным параметрам;

- определение глубины проникновения камней при ударах в амортизирующую отсыпку;

- определение скоростей и траекторий движения камней на конечном участке перед сооружением;

- определение влияния угла падения камней на коэффициент восстановления;

- выявление влияния недостатков конструкций сооружений и производства работ.

Испытания сооружений должны предшествовать подготовительные работы:

- разбивка створов по нагорному склону перед сооружением для измерения скоростей и траекторий движения камней;

- съемка характерных профилей склона и поперечников сооружения, подлежащего испытанию;

- обследование сооружения и составления акта о его техническом состоянии на день испытания;

- расчистка пазух сооружений, подлежащих испытанию, до проектных отметок для задержания камней, осыпей и грунта.

Камни сбрасывают с самых верхних точек скальных косогоров по одному вручную. Объем сбрасываемых камней принимают в пределах от 0,1 до 0,2 м3 и более.

П.2 При сбрасывании камней фиксируют:

- высоту, дальность и характер движения камней по склону и на участке непосредственно перед сооружением;

- скорости движения камней на участке непосредственно перед сооружением;

- места ударов камней о сооружение;

- высоту набега камней по откосу амортизирующей отсыпки;

- случаи перелета и переката камней через сооружение и случаи выскакивания камней за его пределы с указанием для каждого случая высоты подскока и дальности падения камней;

- глубину проникновения камней в амортизирующую отсыпку;

- число, размеры и форму упавших камней (при определении числа и размеров упавших камней следует учитывать все камни - как сбрасываемые и дошедшие в целостности до сооружения, так и расколовшиеся по пути следования на части объемом 0,02 м3 и более).

Данные испытаний после их обработки сопоставляются с расчетными данными, по результатам сопоставления должны быть составлены акты, представляемые комиссии по приемке противообвального сооружения.

Библиография

[1]	Технический регламент Таможенного союза «О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта», утвержденный Решением Комиссии Таможенного союза от 15 июля 2011 г. № 000
[2]	Федеральный закон Российской Федерации от 01.01.01 г. «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»
[3]	СП 131.13330.2012	«СНиП * Строительная климатология»
[4]	СП 20.13330.2011	«СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия».
[5]	СП 16.13330.2012	«СНиП Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования»
[6]	«Положение о составе разделов проектной документации и требования к их содержанию», утвержденное постановлением Правительства Российской Федерации от 01.01.01 г. № 87
[7	СП 47.13330.2012	«СНиП Инженерные изыскания для строительства. Основные положения.

УДК 614.841.12:006.354 ОКС 45.020

91.100

Ключевые слова: защита железнодорожного пути и сооружений; правила проектирования, строительства и реконструкции

СОГЛАСОВАНО

Начальник Департамента технической политики

____________________ «____» ______________ 2012 г.

СОГЛАСОВАНО Первый заместитель начальника Департамента капитального строительства _________________ «____» _____________ 2012 г. СОГЛАСОВАНО
Главный инженер Управления пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры – филиала
____________________ «____» ______________ 2012 г.