Конструкции трамвайных путей на шпальных основаниях: шпально-песчаное, шпально-щебеночное, шпально-щебеночно-пакеляжное основания и шпально-бетонное основание с подбивкой шпал щебнем

Конструкция трамвайного пути на шпально-песчаном основании

Основные элементы конструкции такого трамвайного пути характеризуются следующими показателями:

а) количество шпал на 1 км пути применяется:

– в закрытых путях 1680 шт.

– в открытых путях (на обособленном полотне) 1520 шт.

– на загородных линиях на собственном полотне 1440 шт.

– в парковых путях 1440 шт.

– на временных путях 1200шт.

б) толщина песчаного балластного слоя под серединой шпалы принимается:

– на водопроницаемых грунтах 0,15 м;

– на водонепроницаемых нормальных грунтах 0,25 м;

– на слабых грунтах 0,30 м.

Конструкция трамвайного пути на шпально-песчаном основании, расположенном в одном уровне с проездом, показана на рис. 1.

Рис. 1. Конструкция трамвайного пути на шпально-песчаном основании: 1 – дренажная труба d = 100–150 мм; 2 – доска 22,5×3,5 мм; 3 – брус 5×5 см; 4 – мятая глина; 5 – войлок; 6 – песок; 7 – заполнение швов цементным раствором или битумным составом; 8 – плоская тяга; 9 – шпала (1680 шт. на 1 км).

Земляное полотно при наличии дренажа планируется с поперечным уклоном 0,03 к оси междупутья, если дренаж устраивается на междупутьи. При отсутствии его уклон дна котлована планируется от оси междупутья в сторону проезжей части улицы.

В качестве балласта применяется преимущественно крупнозернистый песок надлежащего качества. Допускается применение и среднезернистого, а в исключительных случаях и мелкозернистого песка.

Деревянные шпалы применяются нормальные, железнодорожного типа I–IV по ГОСТ 78–58, длиной 2,7 м.

Укороченные шпалы длиной 2,5 м укладываются в отдельных случаях с учетом типов трамвайных рельсов нагрузки и интенсивности движения, а также при использовании железобетонных шпал.

На грузовых ветках, на участках с малой интенсивностью движения (тупиках, запасных путях и т. п.), а также на временных незамощенных путях можно укладывать шпалы типа V (длиной 2,5 м).

Трамвайные пути на обособленном полотне засыпаются до головки рельса. При этом верхний слой засыпки делается из материала, не доступного выдуванию ветром (щебня, шлака, гравия), слоем около 0,05 м или крупнозернистым песком.

Нормы расхода главнейших материалов при устройстве шпально-песчаного основания трамвайного пути при толщине балластного слоя 25 см даны в табл. 1–2, причем в табл. 1 нормы расхода в городских проездах, а в табл. 2 – на обособленном полотне.

Конструкция пути на шпально-песчаном основании на загородных трамвайных линиях на собственном полотне показана на рис. 2.

Рис. 2. Конструкция трамвайного пути на шпально-песчаном основании на собственном полотне: 1 – песок; 2 – круглая тяга; 3 – шпала (1440 шт. на 1 км).

Все нормы для загородных трамвайных линий, расположенных на собственном полотне, принимаются те же, что и для городских линий, за исключением нормы количества шпал на 1 км, которая принята равной 1440 шт.

Откосы песчаной балластной призмы принимаются равными 1:1,5.

При расположении трамвайных путей у населенных пунктов желательно верхнюю поверхность балласта покрывать материалом, не доступным выдуванию ветром.

Загородные трамвайные линии на собственном полотне могут быть засыпаны балластом до головки рельса или до уровня верхней постели шпал.

В табл. 3 приведены нормы расхода материалов для устройства загородного пути на шпально-песчаном основании при толщине балластного слоя 25 см, на собственном полотне.

Конструкция трамвайного пути на шпально-щебеночном основании

В связи с благоустройством городов все большее распространение получают шпально-щебеночные основания трамвайного пути, так как они отличаются значительно большей устойчивостью и водопроницаемостью по сравнению со шпально-песчаным основанием. Преимущество щебеночного балласта трамвайных путей заключается в упругости, не только в сухом, но и во влажном состоянии, и при морозе, а также и лучшей сопротивляемости динамическим воздействиям.

Шпально-щебеночное основание применяется и в одном уровне с проезжей частью и на обособленном полотне, а также на загородных трамвайных линиях.

Количество трамвайных шпал на 1 км пути принимается такое же, что и для шпально-песчаного основания, а именно:

– в закрытых путях 1680 штук;

– на обособленном полотне 1520 штук;

– на собственном полотне 1440 штук;

Толщина щебеночного балластного слоя под серединой шпалы трамвайной линии принимается:

– на водопроницаемых грунтах 0,15 м;

– на водонепроницаемых прочных грунтах 0,20 м;

– на водонепроницаемых слабых грунтах 0,25 м.

Кроме того, на водонепроницаемых грунтах, между щебеночным основанием и грунтом, устраивается подстилающий песчаный слой толщиной 0,05 м.

Конструкция трамвайного пути на шпально-щебеночном основании, расположенном в одном уровне с проездом, показана на рис. 3.

Рис. 3. Конструкция трамвайного пути на шпально-щебеночном основании: 1 – дренажная труба 100–150 мм; 2 – доска 22,5×3,5 см; 3 – брус 5×5 см; 4 – мятая глина; 5 – войлок; 6 – песок; 7 – щебень 25–60 мм; 8 – щебень 12–30 мм; 9 – заполнение швов битумным составом или цементным раствором; 10 – шпала (1680 шт. на 1 км); 11 – плоская тяга.

В шпально-щебеночных основаниях трамвайных путей щебеночный балласт разделяется на два слоя: нижний крупностью от 25 до 60 мм и верхний слой мелкого щебня для подбивки шпал размером от 12 до 30 мм.

Слой мелкого щебня должен быть минимальным (7–10 см), обеспечивающим хорошее уплотнение его подбивкой под шпалы. Нижний слой крупного щебня укатывается катками или уплотняется трамбованием или вибрацией.

Вместо щебня можно применять щебеночный балласт из шлаков, а также балласт из гравия. Недостаток щебня из шлаков заключается в том, что он обладает способностью под атмосферными воздействиями распадаться, цементироваться и превращаться в водонепроницаемую подушку. Кроме того, в шлаке обычно имеется в большом количестве примеси серы и железа, что увеличивает электропроводность балласта. Поэтому перед употреблением шлак подвергается тщательному лабораторному исследованию.

Для использования на трамвайных путях допускаются мелкозернистые устойчивые (не распадающиеся) шлаки, имеющие:

а) объемный вес от 0,5 до 1,1 т/м³;

б) водопоглощаемость не свыше 7%;

в) морозостойкость, проверяемую 15-кратным замораживанием до температуры – 15 °C и оттаиванием до 10–12 °C;

г) разрушений не более 15% при испытании ударом на копре Педжа.

Балласт из гравия ввиду круглой формы отдельных зерен менее устойчив и труднее поддается уплотнению и подбивке под шпалы.

Конструкция шпально-щебеночных оснований трамвайного пути при водонепроницаемых грунтах требует, так же, как и при песчаном балласте, хорошего водоотвода. В противном случае кроме расстройства земляного полотна будет засоряться дорогостоящий щебеночный балласт.

Нормы расхода главнейших материалов при устройстве шпально-щебеночного основания трамвайных путей при толщине балластного слоя 20 см даны в табл. 4–5, причем в табл. 4 приводятся нормы расхода материалов на устройство пути в городских условиях, а в табл. 5 – на обособленном полотне.

Конструкция на шпально-щебеночном основании на загородных трамвайных линиях при размещении путей на собственном полотне показана на рис. 4.

Рис. 4. Конструкция трамвайного пути на шпально-щебеночном основании на собственном полотне: 1 – песок; 2 – щебень 25×50 мм; 3 – шпала (1680 шт. на 1 км); 4 – круглая тяга.

Нормы для трамвайных путей на загородных линиях, расположенных на собственном полотне, принимаются те же, что и для городских линий, за исключением нормы количества шпал на 1 км, которая принята равной 1440 шт.

Откосы щебеночной балластной призмы принимаются равными 1:1.

Загородные трамвайные линии можно засыпать балластным щебнем до головки рельса или до уровня верхней постели шпал.

Преимущество первого вида засыпки заключается в том, что он допускает большие расстояния между температурными стыками.

Нормы расхода главнейших материалов для трамвайных путей на обособленном полотне приведены в табл. 6.

Конструкция трамвайного пути на шпально-щебеночно-пакеляжном основании

Применение пакеляжа при устройстве шпально-щебеночных оснований трамвайных путей дает более монолитное устойчивое основание с равномерной передачей нагрузки грунту. Однако ввиду того, что укладка пакеляжа не поддается механизации, этот вид конструкции большого распространения не получил.

Шпально-щебеночно-пакеляжное основание трамвайных путей устраивается в годном уровне с проезжей частью улиц и на обособленном полотне.

На загородных линиях с собственным полотном шпально-щебеночно-пакеляжное основание не делается.

Количество шпал на 1 км пути принимается такое же, как и при шпально-щебеночном основании.

Конструкция трамвайного пути на шпально-щебеночно-пакеляжном основании изображена на рис. 5.

Рис. 5. Конструкция трамвайного пути на шпально-щебеночно-пакеляжном основании: 1 – дренажная труба 100–150 мм; 2 – доска 22,5×3,5 см; 3 – брус 5×5 см; 4 – мятая глина; 5 – войлок; 6 – щебень 25–60 мм; 7 – песок; 8 – пакеляж h = 180–200 мм; 9 – щебень 12–30 мм; 10 – щебень 5–15 мм; 11 – заполнение швов цементным раствором или битумным составом; 12 – плоская тяга; 13 – шпала (1680 шт. на 1 км).

На дне котлована, на песчаной прослойке толщиной 0,05 м, устанавливается пакеляжное основание из камней остроконечной формы, укладываемых острием вверх и расклиненных каменным околом или щебнем.

Толщина слоя пакеляжа для трамвайного пути – от 0,11 до 0,18 м; толщина слоя щебня фракцией до 50 мм между шпалами и пакеляжем – от 0,10 до 0,20 м.

Нормы расхода главнейших материалов при устройстве шпально-щебеночно-пакеляжного основания приведены в табл. 7.

Конструкция трамвайного пути типа В: шпально-бетонное основание с подбивкой шпал щебнем

Наиболее устойчивым типом шпальных оснований трамвайных путей являются шпально-бетонные, состоящие из бетонной подушки (плиты), на которую укладываются шпалы и подбиваются щебнем.

Конструкция трамвайного пути типа В в наибольшей степени удовлетворяет требованиям, предъявляемым к шпальным конструкциям: она обладает большой устойчивостью даже при слабых грунтах, гарантируя путь от просадок, достаточной упругостью в результате применения шпал и щебеночного балласта на бетонной плите, возможностью хорошего водоотвода, простотой скрепления рельсов с основанием, простотой и легкостью ремонта пути. Кроме того, она создает достаточную устойчивость верхнему покрытию.

Конструкция пути типа В показана на рис. 6.

Рис. 6. Конструкция трамвайного пути типа В: 1 – доска 22,5×3,5 см; 2 – дренажная труба 100–150 мм; 3 – брус 5×5 см; 4 – мятая глина; 5 – войлок; 6 – щебень 12–30 мм; 7 – бетон марки 200 кг/см²; 8 – заполнение швов битумным составом или цементным раствором; 9 – шпала (1600 шт. на 1 км); 10 – щебень 5–15 мм; 11 – плоская тяга.

На дне котлована укладывается бетонная плита толщиной 0,15 м, а также шириной 2,7 м, с уклоном, равным 0,01 в сторону дренажа, а при отсутствии его – в сторону от оси междупутья.

Марка бетона – от 150 до 200 кг/см².

Плита бетонного основания должна быть разрезана по длине температурными швами через каждые 20–25 м. Ширина температурного шва составляет не менее 0,012 м в зависимости от конструкции шва и материала заполнения.

Толщина щебеночного (из твердых пород) слоя между бетонной плитой и шпалой под серединой ее равна 0,10 м. Требования, предъявляемые к щебню, такие же, что и при шпально-щебеночном основании трамвайных путей, но крупность его не должна превышать 25 мм. Количество шпал на 1 км принимается равным 1600 шт.

Шпалы нормальной длины употреблять при шпально-бетонных основаниях трамвайного пути нецелесообразно, так как технической необходимости в этом нет, а выгоднее уменьшить ширину котлована, бетонной плиты и балластного слоя. Поэтому принимаются укороченные шпалы длиной 2,5 м. Сечение и другие размеры принимаются по ГОСТ, причем в шпально-бетонных основаниях преимущественно укладываются шпалы типов I и II, и, как исключение, допускается применение IV типа.

При работах на трамвайных путях без прекращения движения, в особенности на узлах, широко распространены вместо монолитного основания сборные железобетонные плиты.

В этом случае они укладываются на песчаную подушку толщиной 0,05 м, рассыпанную на дне котлована.

Размер плит определяется удобством их транспортировки и укладки, но длина их не должна быть меньше, чем под две шпалы, т. е. не менее 1,25 м. Ширина плит обычно равна полной ширине основания, т. е. 2,7 м.

Нормы расхода основных материалов в случае устройства шпально-бетонного основания трамвайных путей типа В со шпалами, которые подбиты щебнем на бетонной плите, толщина которой 0,15 м, даны в табл. 8.

Кроме указанных выше типовых конструкций трамвайных путей, на шпальных основаниях могут использоваться и другие конструкции. Например, применялась конструкция пути со шпалами, втопленными в бетон; она не может считаться упругой, и на практике себя оправдала недостаточно из-за сложности устройства водоотвода, большей жесткости пути и сложности производства ремонта.

В целях увеличения толщины балласта под мостовую, главным образом из брусчатки, практиковалось применение шпальнобрусковых оснований трамвайных путей; между шпалами и подошвой рельсов укладывались продольные брусья толщиной 0,08–0,11 м. Позднее, при использовании в замощенных проездах низких рельсов железнодорожного типа, эта конструкция получила широкое распространение, вполне себя оправдала при верхнем покрытии из брусчатки. Шпально-брусковые основания для высоких трамвайных рельсов (180 мм) устраивать не рекомендуется из-за меньшей устойчивости пути.

Применяется также конструкция трамвайных путей из шпальных железобетонных коротышей – сплошных и чередующихся со шпалами.

При шпальных основаниях трамвайных путей, расположенных в проезде с точки зрения верхнего покрытия, устойчивость во всех случаях получается недостаточно удовлетворительной, так как трудно создать равномерно-прочное основание под мостовую, если шпалы и балласт имеют неодинаковую упругость.