Нижнее и Верхнее строение пути

Все без исключения стены и покрытия (и другие виды ограждающих конструкций зданий и сооружений) нельзя назвать изотермическими. Другими словами, говоря распределение температурного поля по сечению, перпендикулярного потоку тепла в конструкции не представляет собой постоянную величину, из-за присутствия всевозможных теплопроводных включений (так называемых "мостиков холода"), которые практически всегда в том или ином виде присутствуют в конструкции ограждения. В качестве теплопроводящих включений могут выступать арматурные стальные или композитные стержни в перевязке облицовочной кладки к несущим конструкциям, цементно-песчаный раствор или клей в кладке, фиксаторы теплоизоляционный материалов, углы и примыкания перекрытий и покрытий. Поэтому принимается такое понятие, как приведенное сопротивление теплопередаче ограждения R_req, что есть величина равная осредненным теплотехническим характеристикам комбинированной (неоднородной по составу) конструкции, поток тепла в которой при постоянном по времени режиме не представляющийся одномерным по перпендикулярному сечению конструкции.

Таким образов R_req равен сопротивлению теплопередаче однослойного ограждения такой же единицы площади, которая пропускает поток теплоты тот же что и в фактической конструкции при одном и том же градиенте температур между внутренней и наружной поверхностью ограждения. В том случае если отбросить влияние вышеуказанных теплопроводных включений или как мы уже говорили "мостиков холода" в конструкции ограждения, то его теплозащитные характеристики удобно представить с помощью понятия условного сопротивления теплопередаче.

После того как мы определись с такими понятиями как условное и приведенное сопротивление, можно ввести определение коэффициента теплотехнической однородности r которое представляет собой отношение приведенного сопротивления теплопередаче к условному сопротивлению теплопередаче. Таким образом, r зависит от характеристик материалов и толщин составляющих ограждающей конструкцию слоев, а также от присутствия самих теплопроводных включений. Численное значение коэффициента r оценивает, насколько эффективно используются теплоизоляционные свойства утеплителя в ограждающей конструкции и влияние на это наличие теплоизоляционных включений. Исходя из решений по конструкции ограждения значение коэффициента теплотехнической однородности варьируется в пределах от 0,5 до 0,98. Если оно равно 1, это значит, что фактически теплопроводных включений нет, и эффективность слоя теплоизоляционного материала максимальна использована.

Значение коэффициента r необходимо определять с помощью достаточно трудоёмких расчетов с использованием метода температурных полей или путем проведения замеров теплопроводности на основании эксперимента. В частности, коэффициент теплотехнической однородности - r можно также рассчитать по указаниям, которые есть в СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». На практике же достаточно принять значение коэффициента по действующим нормативным документам. Если при принятом по нормативным документам коэффициенте теплотехнической однородности конструкция ограждения все равно не соответствует действующим нормам, то коэффициент можно повысить, подтвердив его применяемые значения расчетом.

В том случае, когда в рассчитываемой конструкции ограждения не удается выдержать требования нормативных документов предъявляемых к коэффициенту теплотехнической однородности использование такой конструкции подлежит пересмотру. Тут возможны различные варианты, такие как замена самих применяемых типов и видов материалов в ограждении, уменьшение толщины швов в кладке, замена связующей стальной арматуры на композитную, изменение размеров кладочный блоков.

Если же в конструкции ограждений применяется кладка из ячеистобетонных, керамзитбетонных и полистирольных блоков, следует учесть цементно-песчанные или клеевые швы кладки. Это связано в первую очередь с тем, что для кладки в СП 23-10-2004 при теплотехническом расчете ограждений при определении приведенного значения сопротивления теплопередаче значения теплопроводности материалов должны приниматься с учетом наличия швов. В СП 23-101-2004 в приложении Д для таких материалов, как ячеистый бетон, керамзитобетон, полистиролбетон и т.д. представлены теплотехнические характеристики сплошных(цельных) материалов. Связано это с тем, что фактически швы в кладке обладают гораздо большей теплопроводностью, чем сам материал кладки. Для корректного теплотехнического расчета ограждающих конструкций с применении вышеуказанных материалов также необходимо вводить коэффициент теплотехнической однородности.

Значения коэффициента теплотехнической однородности некоторых типов ограждающих конструкций, используемого для теплотехнического расчета

- для стен с оконными проемами r = 0, 75 - 0,85 в зависимости от соотношения площади окон к площади фасада (для соотношения 0,18 величина r = 0,8);

- для перекрытий верхнего этажа, совмещенных с покрытием кровли r = 0,95;

- для утепленного чердачного или цокольного перекрытия r = 0,97.

2. ГОСТ Р 54851-2011 КОНСТРУКЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ НЕОДНОРОДНЫЕ. Скачать


Вид стен и использованные материалы	Коэффициент
Из однослойных легкобетонных панелей	0,85-0,90
Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями	0,75-0,85
Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и железобетонными шпонками или ребрами из керамзитобетона	0,70-0,80
Из трехслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и железобетонными ребрами	0,50-0,65
Из трехслойных панелей на основе древесины, асбестоцемента и других листовых материалов с эффективным утеплителем при полистовой сборке при ширине панелей 6 и 12 м без каркаса	0,90-0,95
Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из пенопласта без обрамлений в зоне стыка	0,85-0,95
Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из пенопласта с обрамлением в зоне стыка	0,65-0,80
Из трехслойных металлических панелей с утеплителем из минеральной ваты с различным каркасом	0,55-0,85
Из трехслойных асбестоцементных панелей с минераловатным утеплителем с различным каркасом	0,50-0,75
Фасадные системы с эффективным утеплителем и тонким наружным штукатурным слоем	0,85-0,92
Навесные фасадные системы с эффективным утеплителем и облицовочным слоем на относе, образующим вентилируемую воздушную прослойку	0,65-0,75

3. СТО 00044807-001-2006 «ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ» Скачать

Конструкции наружных ограждений	Коэффициент

1. Сплошная кладка из крупноформатных пустотелых пористых керамических камней	0,98
2. Сплошная кладка из пустотелого керамического, силикатного камня	0,97
3. Сплошная кладка из полнотелого и пустотелого керамического, силикатного обыкновенного и утолщенного кирпича	0,95
4. Сплошная кладка из полнотелого и пустотелого керамического, силикатного обыкновенного и утолщенного кирпича и камня, утепленная пенополиуретаном, напыляемым толщиной 30-35 мм	0,95
5. Облегченная кладка из полнотелого, пустотелого керамического силикатного кирпича или камня с внутренним слоем из плитного эффективного утеплителя с гибкими стальными связями или сетками	0,75
6. Облегченная кладка из полнотелого, пустотелого керамического кирпича или камня с внутренним слоем из плитного эффективного утеплителя с поперечными связями	0,50
7. Кладка из полистиролбетонных блоков с арматурой в растворных швах, отштукатуренная по металлической сетке с обеих сторон	0,87
8. Кладка полистиролбетонных блоков, облицованная с наружной стороны в полкирпича с поперечными металлическими сетками в растворных швах	0,85
9. Однослойные легкобетонные панели с монтажной арматурой	0,90
10. Легкобетонные панели с термовкладышами и монтажной арматурой	0,75
11. Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и гибкими стальными связями	0,70
12. Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и железобетонными шпонками или поперечными ребрами из керамзитобетона	0,60
13. Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и поперечными железобетонными ребрами	0,50
14. Трехслойные металлические панели с эффективным утеплителем	0,75
15. Трехслойные асбоцементные панели с эффективным утеплителем	0,70
16. Железобетонные, кирпичные конструкции с плитным утеплителем, закрепленным дюбелями, оштукатуренные по капроновой или металлической сетке (термофасад)	0,90
17. Железобетонные и кирпичные конструкции (20-25 см) с плитным эффективным утеплителем, с вентилируемой воздушной прослойкой и облицовочным слоем (массой не более 20 кг/м) на подконструкции, прикрепленной к стене двумя (на 1 м стены) стальными кронштейнами (вентилируемый фасад здания)	0,85
18. Железобетонные и кирпичные конструкции (20-25 см) с плитным эффективным утеплителем, с вентилируемой воздушной прослойкой и облицовочным слоем (массой не более 20 кг/м) на подконструкции, прикрепленной к стене двумя (на 1 м стены) алюминиевыми кронштейнами с термической прокладкой (вентилируемый фасад здания)	0,70
19. Железобетонные и кирпичные конструкции (20-25 см) с плитным эффективным утеплителем, с вентилируемой воздушной прослойкой и облицовочным слоем (массой не более 30 кг/м) на подконструкции, прикрепленной к стене тремя (на 1 м стены) стальными кронштейнами (вентилируемый фасад здания)	0,80
20. Железобетонные и кирпичные конструкции (20-25 см) с плитным эффективным утеплителем, с вентилируемой воздушной прослойкой и облицовочным слоем (массой не более 30 кг/м) на подконструкции, прикрепленной к стене тремя (на 1 м стены) алюминиевыми кронштейнами (вентилируемый фасад здания)	0,60
21. Железобетонные и кирпичные конструкции (20-25 см) с плитным эффективным утеплителем, с вентилируемой воздушной прослойкой и облицовочным слоем (массой не более 30 кг/м) на подконструкции, прикрепленной к стене металлическими кронштейнами (4 шт/м стены) (вентилируемый фасад здания)	От 0,55 до 0,30
22. Конструкции чердачных перекрытий и над подвалами:
а) из железобетонных панелей с плитным эффективным утеплителем	0,80
б) из железобетонных плит по металлическим балкам с плитным эффективным утеплителем	0,50
в) из деревянных элементов (балок, брусьев) с плитным эффективным утеплителем	0,90

4. СТО 17532043-001-2005 «НОРМЫ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ И ОЦЕНКИ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗДАНИЙ» Скачать


N п.п.	Конструкции наружных стен	Коэффициент
	Сплошная кладка из полнотелого или пустотелого керамического, силикатного кирпича или камня	0,85-0,93
	Сплошная кладка из обыкновенных и крупноформатных пустотных пористых керамических камней с облицовкой из лицевого керамического кирпича, камня	0,80-0,85
	Облегченная кладка из полнотелого, пустотелого керамического, силикатного кирпича или камня, слоем плитного или монолитного утеплителя	0,40-0,70
	Однослойные легкобетонные панели	0,90
	Легкобетонные панели с термовкладышами	0,30-0,75
	Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и гибкими связями	0,70-0,85
	Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и железобетонными шпонками	0,60-0,90
	Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и железобетонными ребрами	0,30-0,50
	Трехслойные металлические панели с эффективным утеплителем	0,40-0,75
	Трехслойные асбестоцементные панели с эффективным утеплителем	0,60-0,75
	Вентилируемые фасады	0,40-0,90*
	Кладка из полистиролбетонных, ячеистобетонных блоков на клею с проволочной арматурой в горизонтальных швах, связывающей наружную облицовку из пустотелого кирпича со слоем внутренней штукатурки	0,85
	Кладка из полистиролбетонных блоков на клею с проволочной арматурой в горизонтальных швах, связывающей наружный и внутренний слои штукатурки	0,90

Методические указания к выполнению практических занятий

по дисциплине «Устройство и эксплуатация железных дорог»

Профиль 1.- Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте.

Н 60 Нижнее и верхнее строение пути: Метод.указ./Сост.: С.И.Бейнарович: СибГИУ.-Новокузнецк, 2013. - 17с, ил.

Даны основные положения по технологии проектирования поперечных профилей земляного полотна; изложена последовательность определения основных элементов поперечных профилей земляного полотна; даны основные конструкции верхнего строения пути и методика определения основных типов верхнего строения пути и.

Методические указания могут быть использованы в курсовом и дипломном проектировании.

Поперечный профиль земляного полотна – это поперечное сечение вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси пути (трассе) в заданной точке (пикет, плюсовая точка). Основные параметры поперечного профиля показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 – Основные параметры земляного полотна

Ширина основной площадки земляного полотна В, крутизна откосов 1:m принимаются по нормам в соответствии с высотой насыпи (глубиной выемки), категории дороги, рода грунта и других данных.

Уклон откосов – это отношение высоты (Н) к заложению (L), что имеет место при больших углах наклона. Значение уклонов откосов принимаются. 1:1; 1:1,3; 1:1,5; 1:1,75... Например, уклон откоса земляного полотна 1:1,5 означает, что по вертикали отложен 1 м, по горизонтали 1,5 м.

Заложение откосов на горизонтальном рельефе определяется по формуле:

Поперечный профиль вычерчивается на основании данных съемки характерных точек местности с привязкой к точке на трассе. Масштаб одинаковый по вертикали и горизонтали, принимается 1:100 (1:200), форма сетки в соответствии с рисунком 2.

В графу "Фактические данные" (рисунок 2) заносятся отметки земли и расстояние между ними и по ним вычерчивается профиль поверхности земли. По продольному профилю определяется отметка бровки земляного полотна в точке разбивки поперечника и вносится в графу "Проектные данные, отметка". Ширина основной площадки В: от оси пути по обе стороны откладывают В/2 и находят бровку земляного полотна. В кривых следует предусмотреть уширение земляного полотна в наружную сторону кривой в соответствии с нормами проектирования. Выше уровня бровки может быть вычерчена сливная призма, имеющая типовое решение для однопутных и двухпутных железных дорог.

От бровки земляного полотна откладывают линию откоса крутизной 1:m до пересечения с поверхностью земли. Далее вычерчивается поперечный профиль в соответствии с рисунком 2, который выполнен на примере для дренирующих грунтов.

Рисунок 2. – Поперечный профиль насыпи на дренирующих грунтах

1.2 Определение основных размеров поперечного профиля земляного полотна

Расчетная схема поперечного профиля насыпи при отсутствии поперечного уклона местности представлена на рисунке 3.

Расстояние L1 и L2 от оси пути до нижней бровки откоса определяется по формуле:

Рисунок 3 – Расчетная схема поперечного профиля насыпи на дренирующих грунтах

Расчетная схема поперечного профиля выемки при отсутствии поперечного уклона местности представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 – Расчетная схема поперечного профиля выемки на дренирующих грунтах

Расстояние от оси пути до верхней бровки кювета со стороны откоса определяется по формуле:

Наличие поперечного уклона местности на не дренирующих. или слабо дренирующих грунтах требует перехвата и отвода воды с нагорной стороны.

На планируемых территориях промышленных площадок на не дренирующих грунтах укладывают пути с заглубленным балластным слоем, поперечные профили которых показаны на рисунке 5 на дренирующих грунтах – на рисунке 6.

Рисунок 5. – Путь с заглубленным балластным слоем на не дренирующих грунтах

Рисунок 6 – Путь с заглубленным балластным слоем на дренирующих грунтах

Продольный уклон дна лотка формируется укладкой слоя тощего бетона с заданным продольным уклоном.

При построении поперечных профилей обратить особое внимание на необходимость отвода воды от земляного полотна и перехват притекающей воды с полевой стороны путем создания планировочных плоскостей и водосборно-водоотводных сооружений.

1.3 Технические условия проектирования земляного полотна

1. Земляное полотно внутренних железнодорожных путей проектируют в увязке с генеральным планом предприятия, вертикальной и горизонтальной планировкой, организацией водоотвода по нормам СНиП 2-05-07-91*. Промышленный транспорт, пункты 3.57-3.80.

Конструкция верхнего строения пути с открытой балластной призмой на прямых и кривых участках пути представлена на рисунках 6,7 для однослойного и двухслойного балласта.

Ширина балластной призмы поверху на прямой однопутной линии составляет 3,1 м. Толщина балласта, измеренная от нижней постели шпалы до поверхности сливной призмы, одинакова как на прямом участке пути так и под внутренним рельсом в кривой. Верх балластной призмы должен быть ниже на 3 см от поверхности деревянных шпал.

Междупутья на раздельных пунктах при расстоянии между осями смежных путей до 6,5 м заполняют балластом, а поверхности балласта в междупутье придают уклон, равный поверхности земляного полотна; при междупутье более 6,5 м устраивают отдельную балластную призму с обеспечением отвода воды по междупутью лотком.

Железобетонные шпалы укладывают на прямых и кривых участках пути радиусом до 350 м и более при обращении подвижного состава с осевыми нагрузками до 265 кН без ограничения объема перевозок.

Деревянные шпалы типа II применяют при объеме перевозок более 5 млн.т брутто в год с осевыми нагрузками до 265 кН, а также независимо от объема перевозок при осевых нагрузках в пределах 265-300 кН.

Деревянные шпалы типа III применяют при объеме перевозок до 5 млн. т брутто в год и осевых нагрузках до 2б5 кН.

Кривые участки радиусом менее 350 м укладывают с эпюрой шпал с переходом с 1440 на 1600; 1600 на 1840; 1840 на 2000 шт./км.

Типы рельсов стрелочных переводов должны соответствовать типу рельсов в пути, роду балласта и типу шпал.

Пути, подверженные продольному силовому воздействию, должны иметь противоугоны в соответствии с техническими условиями.

2. Верхнее строение пути принимается в зависимости от размеров перевозок, осевой нагрузки и принадлежности пути. Мощность верхнего строения подьездных (соединительных) путей принимается в соответствии с таблицей 1 по нормам СНиП 2-05-07-91*. Промышленный транспорт, пункты 3,81 – 3,108.

Типы верхнего строения подъездных (соединительных) путей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Типы верхнего строения подъездных путей

	Значения параметров при осевой нагрузке подвижного состава, кН
Параметры верхнего	до 265	св. 265 до 294	cв. 294 до 450
строения	и при объеме перевозок, млн т брутто/год
пути	до1	св.1 до 3	св. 3 до 10	св. 10 до 25	cв. 25	до 3	св. 3 до 10	св. 10	до 10
Подъездные и соединительные пути, а также главные и приемоотправочные пути на раздельных пунктах, по которым предусматривается безостановочный пропуск поездов
Тип рельсов	Р50(С)	Р50(С)	P65(C)	P50	P65	P65(C)	P50	P65	P65
Число шпал на 1 км пути
Толщина балласта под деревянной шпалой, см:
однослойного					—			—
двухслойного	—	—	—	—	25/20	—	—	25/20	25/20
То же, под железобетонной шпалой, см:
однослойного			—	—	—		—	—	—
двухслойного	15/20	15/20	20/20	30/20	35/20	20/20	25/20	—	—
главные и приемоотправочные пути на раздельных пунктах, по которым не намечается безостановочный пропуск поездов, а также сортировочные, вытяжные и другие внутренние пути
Тип рельсов	Р50(С)	Р50(С)	P65(C)	P50(C)	Р50; P65(C)	P65(C)	P65(C)
Число шпал на 1 км пути
Толщина балластной призмы под деревянной шпалой, см:
однослойной
двухслойной	—	—	—	—	—	20/20	20/20
То же под железобетонной шпалой, см:
однослойной		—			—
двухслойной	15/20	20/20	25/20	20/20	25/20	—	-
Примечания: 1. Тип верхнего строения устанавливается для каждого пути отдельно в зависимости от объема перевозок по нему, тип верхнего строения станционных путей — в зависимости от объема перевозок на прилегающем перегоне. На путях раздельных пунктов, к которым примыкают внутренние соединительные или подъездные пути, имеющие разные объемы перевозок, типы верхнего строения принимают по размерам перевозок со стороны подхода путей, имеющих больший объем перевозок. 2. С буквой «С» указаны типы отремонтированных старогодных рельсов с допустимым износом согласно действующим техническим условиям на рельсы старогодные для железных дорог широкой колеи. 3. Число шпал указано для прямых участков пути и кривых радиусом 350 м и более. 4. Перед чертой указана толщина верхнего слоя балласта, после черты — толщина подушки. 5. Вместо рельсов типа Р50(С) допускается при обосновании применять рельсы типа P65(C) с одновременной заменой шпал III типа на шпалы II типа, а вместо новых рельсов типа P50 применять Р65(С) 1-й и 2-й групп годности. В этом случае число шпал вместо 1840 или 1600 на 1 км пути следует принимать соответственно 1600 или 1440.

Соединительные и главные пути принимают одного и того же типа что и главные, приемо-отправочные пути на тип легче главных, а станционные - на тип легче приемо-отправочных.

Однослойный балластный слой может быть уложен из ракушки, гравийно-песчаной смеси, металлургического шлака, отходов дробления и других материалов, соответствующих техническим условиям к балластным материалам. При двухслойном балласте укладывают щебень на подушке из гравийно-песчаной смеси, ракушки.

Если земляное полотно выполнено из скальных, крупнообломочных грунтов, крупных и средних песков, металлургических шлаков, то все виды балласта укладываются без подушки при толщине балласта не менее 20 см.

Если подушка при деревянных шпалах устраивается из крупного гравия (ракушки) толщину щебня уменьшают на 5 см без уменьшения общей толщины балластной призмы.

Поперечные профили однослойной балластной призмы на прямой приведены на рисунке 7, двухслойной – на рисунке 8.

Рисунок 7 – Поперечный профиль однослойной балластной призмы на прямой:

Рисунок 8 – Поперечный профиль двухслойной балластной призмы на прямой:

Поперечные профили однослойной балластной призмы в кривой приведены на рисунке 9, двухслойной – на рисунке 10.

Рисунок 9 – Поперечный профиль однослойной балластной призмы в кривой

Рисунок 10 – Поперечный профиль двухслойной балластной призмы в кривой

3. 1.Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. /Под ред. В.Ф.Яковлева. - М.: Транспорт, 1990.

4. Ю.П. Нехорошев, С.И.Бейнарович, П.П.Кипаренко. Железные дороги промышленных предприятий./Под ред. Ю.П.Нехорошева - Минск, Вышэйшая школа, 1976. -272 с.

5. 3.Промышленный транспорт Справочник проектировщика./под ред.А.С.Гельмана, С.Д.Чубарова.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Строииздат, 1984 – 415 с.

6. СНиП II-М.1-71.Генеральные планы промышленных предприятий. Нормы проектирования.-М.: Стойиздат, 1976.-33с.