Нижнее строение пути. Классификация искусственных сооружений и основные принципы их строительства

Земляное полотно является основным элементом нижнего строения железнодорожного пути и представляет собой инженерную конструкцию в виде комплекса грунтовых сооружений. 
Земляное полотно предназначено для укладки верхнего строения пути, восприятия нагрузок от подвижного состава, передаваемых через элементы верхнего строения пути, а для обеспечения устойчивости пути.

Верхнее строение пути непосредственно на земную поверхность не укладывается из за ее неровностей. В пониженных местах приходится насыпать грунт, а в повышенных – срезать его. Получающиеся при этом насыпи и выемки вместе с необходимыми для обеспечения их устойчивости водоотводными и укрепительными сооружениями является земляным полотном. В зависимости от продольного и поперечного очертания местности земляное полотно сооружается в виде насыпей, выемок, полунасыпей, полувыемок, полунасыпей-полувыемок и нулевых мест.

Земляное полотно работает в сложных условиях, находясь под воздействием поездной нагрузки, веса верхнего строения пути, собственного веса грунта, атмосферных и других факторов. 
Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпи и их тщательным уплотнением при постройке,приданием земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды.

Грунты, используемые при возведении земляного полотна, подразделяются на следующие основные группы:

• скальные;
• полунасыпные;
• крупнообломочные;
• гравийные;
• песчаные;
• глинистые.

Наиболее распространенные песчаные, гравийные и глинистые грунты состоят обычно из смеси указанных грунтов. Кроме них при сооружении и эксплуатации земляного полотна используют лессовые, торфяные и шлаковые грунты. 
Грунты, которые пропускают через себя воду не разрушаясь и не теряя при этом своей прочности, называются дренирующими или слабодренирующими, а грунты не пропускающие или поглощающие воду – не дренирующими.

К дренирующим грунтам относятся крупнообломочные, гравийные, крупно- и среднезернистые пески; к слабодренирующим – мелкозернистые пески с большой примесью пылеватых частиц (от 15 до 50%, крупность от 0,05 до 0,005 мм); к недренирующим – глинистые грунты.

Требования к земляному полотну:

• постоянная надежность
• прочность
• устойчивость
• долговечность
• экономичность
• возможность механизации работ.

Искусственные сооружения устанавливаются при пересечении железнодорожными линиями рек, каналов, дорог и других препятствий. Это путепроводы, виадуки, эстакады, тоннели, галереи, трубы, мосты.

Мост — искусственное сооружение, устанавливаемое над водным пространством. 
классифицируются по:
числу пролетов,числу гл. путей.конструкции пролетного строения(с ездой по верху,низу,середине).материалу,по длине(малые.средние,большие,внеклассные)

Путепроводы — строят в местах пересечения автомобильных, железных дорог или двух железнодорожных линий.

Виадуки — сооружения вместо обычной высокой насыпи при пересечении железной дороги, глубоких долин, оврагов, ущелий.

Эстакады — устанавливают взамен больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и не препятствуют проезду и проходу под ними, а также на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами разлива воды.

Тоннели — представляет собой искусственные сооружение для прокладки пути под землей. Транспортные тоннели по их месторасположению разделяют на горные, подводные и городские. Пространство, образованное после удаления породы при сооружении тоннелей, называется тоннельной выработкой, а конструкция, служащая для ее закрепления, — обделкой. В слабых грунтах во избежание обвала в тоннелях обычно устраивают несущую обделку из железобетона или бетона, а в трудных гидрогеологических условиях — из металла. В скальных породах в зависимости от их прочности разрешается применять вместо несущей облицовочную обделку или сооружать тоннель без обделки и облицовки.

Тоннели надежно защищают от проникновения в них поверхностных и грунтовых вод и делают водоотводы. Для выпуска воды за пределы тоннеля продольный профиль пути в нем проектируется на уклоне в одну или обе стороны, как правило, не менее 3‰. Горизонтальные площадки длиной не более 400 м допускаются лишь как разделительные между уклонами в разные стороны. При необходимости расположения тоннелей в кривых радиус их должен быть не менее 600 м. Входы в тоннель укрепляют и оформляют в виде порталов. Для укрытия людей, находящихся в тоннеле во время пропуска поездов, в стенах устраиваются ниши, а для хранения рабочего инвентаря, материалов и инструментов — специальные камеры. При паровой и тепловозной тяге в тоннелях протяженностью свыше 1000 м предусматривают искусственную вентиляцию.