Вычисление объемов земляных работ

Выбор типовых поперечных профилей земляного полотна

Грунт, заданный по заданию – песок крупный скальный относится к дренирующим грунтам.

Исходя из дренирующих свойств грунта и пользуясь СНБ 3.03.01-98 «Железные дороги колеи 1520 мм» принимаем:

ширину основной площадки земляного полотна 6,6 м. [1,ст.4,таб.4.1];

крутизну откосов 1:1,5 [1,ст.4,таб.4.3];

основную площадку земляного полотна проектируем горизонтальной;

кюветы принимаем глубиной 0,6 м, а шириной по дну 0,4 м;

в круговой кривой устраиваем уширение основной площадки земляного полотна на 0,5 м;

глубину нагорных канав и ширину по дну принимаем не менее 0,6 м.

Все остальные элементы поперечных профилей земляного полотна проектируем, исходя из типовых поперечных профилей насыпи и выемки.

Обработка продольного профиля

Обработку продольного профиля проводим на участках ПК 173 – ПК 177; ПК 164 – ПК 168.

Определение границ изменения ширины земляного полотна на кривых участках пути

На кривых участках пути осуществляют уширение основной площадке земляного полотна со стороны наружной, т.е. выпуклой бровки. Величина уширения для нашего случая составит в=0,4 м. Переход от нормальной к уширенной основной площадке устраивается на протяжении переходных кривых, сопрягающих прямые и кривые участки железнодорожного пути. Длины переходных кривых, для нашего случая, составят l_п=140 м.

Обработка продольного профиля на кривых участках пути заключается в определении пикетных положений и рабочих отметок границ изменения ширины основной площадки земляного полотна, которые соответствуют сечениям начала и конца переходных кривых. Так как середины переходных кривых совпадают с пикетными положениями границ профильной кривой, то пикетажи искомых сечений

ПК=ПК_п+l_п/2, (1.1)

где ПК_п - пикетажное положение границ профильной кривой;

l_п -длина переходной кривой, м.

Рабочие отметки в расчётных сечениях определим по следующей формуле

h_x=(h₂-h₁)l_x/l+h₁, (1.2)

где l_х - расстояние от ближайшего сечения с рабочей отметкой h₁ до
расчётного сечения земляного полотна, м.

Ширина основной площадки в пределах круговой кривой равна сумме ширины земляного полотна на прямом участке пути в и величины полного уширения на кривой в. Средняя ширина основной площадки отсеков земляного полотна, расположенных на переходных кривых, определяется по формулам:

Для уширяющихся отсеков

В=l₁в/l_п+в, (1.3)

Для сужающихся отсеков

В=(l_п-l₁)в/l_п+в, (1.4)

где В - средняя ширина основной площадки отсека, расположенного в
пределах переходной кривой, м;

l₁ - расстояние от начала переходной кривой до середины расчётного
отсека земляного, м;

в - величина полного уширения земляного полотна, м;

в - ширина основной площадки в прямых участках пути, м.

В нашем случае для ПК 164 – ПК 168. Подставляя исходные данные в формулы 1.1 – 1.4, получаем:

ПК 164 + 8 – начало П.К.

ПК 167 + 70 – начало П.К.

h_{х нач}= (5,68 – 2,70)8/100 + 2,70 = 2,94 м ;

h_{х кон}= (2,41 – 4,67)70/100 + 4,67 =3,09 м;

Вычисление объемов земляных работ

Вычисление объемов земляного полотна производим по следующей формуле

V= l (h_м₂ (h_м₁ + В) + S), (1.6)

где h_м –максимальная рабочая отметка расчетного отсека, м;

l –дина расчетного участка земляного полотна, м;

В – ширина меньшего основания трапеции поперечника земяного
полотна с учетом уширений основной площадки, наличия в выемках
кюветов и полок, м;

S –площадь сливной призмы и кюветов в выемках, м²;

₁и ₂ -безразмерные коэффициенты.

Площадь сливной призмы и кюветов в выемках, для нашего случая, принимается:

S = 0,075(В + 2,3) = 0,1В -для насыпей (1.7)

S = 1,39 – 0,075 b = 0,14 b -для выемок (1.8)

где b – ширина основной площадки выемки с учетом уширений на
кривых участках пути, м.

Ширина меньшего основания трапеции поперечного сечения земляного полотна В для насыпей равна ширине основной площадки с возможными ее уширениями в кривых участках пути и на подходах к мостам. Для выемок ширина В определяется на уровне бровок основной площадки и при наличии только кюветов составляет:

В = b + 4,4 (1.9)

а при наличии кюветов и закюветных полок

В = b + 6,4 при 2 < h < 6 м; (1.10)

В = b + 8,4 при h > 6 м; (1.11)

где b – ширина основной площадки земляного полотна, м.

Подставляя исходные данные в формулы 1.6 – 1.11 определяем объемы земляных работ. Безразмерные коэффициенты ₁и ₂ найдем согласно таблице 2.1 [2.c.47].

Произведем расчет для первого участка с указанием формул и численных величин, все остальные расчеты сведем в таблицу 1.

м.

м²

Таблица 1. Объемы земляного полотна на участке ПК164–ПК168

Пикетаж	Расстояние l, м	Рабочая отметка h, м	Макс. рабочая отметка h_м , м	Меньш. основ. трапеции В, м	₁=f(h_min/ h_max)	₂=f(h_min/ h_max)	Плошадь попереч- ника сливной призмы S, м²	Объем	Примечание
Насыпь	Выемка
		2,70	2,94		1,440	0,959	1,56
164+8	2,94
	5,68		1,477	0,759	1,56			КПК
	5,68
	6,88		1,373	0,913	1,56
165+50		6,88
	6,88		1,484	0,989	1,56
		6,73
	6,73		1,284	0,847	1,56
		4,67
	4,67	15,1	1,263	0,831	1,56			НПК
167+70	3,09
	3,09	15,3	1,342	0,890	1,56
	2,41
Итого

Продолжение таблицы 1- Объемы земляного полотна на участке ПК149–ПК153

Пикетаж	Расстояние l, м	Рабочая отметка h, м	Макс. рабочая отметка h_м , м	Меньш. основ. трапеции В, м	₁=f(h_min/ h_max)	₂=f(h_min/ h_max)	Плошадь попереч- ника сливной призмы S, м²	Объем	Примечание
Насыпь	Выемка
		3,19	3,19	6,6	1,338	0,887
	2,47
	2,47	6,6	1,179	0,761
	1,29
	1,29	6,6		0,5				НМ
175+28
	3,32			0,5	1,56
		3,32
	3,69		1,426	0,950	1,56
		3,69
Итого