Искусственные сооружения строят в местах пересечения с железной дорогой препятствий в виде рек, ручьёв, суходолов, существующих дорог, гор и т. п.

К искусственным сооружениям относятся мосты, трубы, тоннели, подпорные стены и др. Эти сооружения являются важнейшей составной частью железнодорожного пути.

Самыми распространёнными видами искусственных сооружений являются мосты и водопропускные трубы под насыпями. Они строятся, как правило, капитального типа на длительный срок службы из прочных и долговечных материалов — металла, железобетона и бетона.

Искусственные сооружения должны обеспечивать безопасное и бесперебойное движение поездов, а также простое и нетрудоёмкое их содержание в процессе эксплуатации. К мостам и трубам предъявляются также следующие требования: они должны обеспечивать безопасный пропуск высоких вод, ледохода и плывущих предметов, а в некоторых случаях и движение сухопутного транспорта под ними. На транспортных реках мосты, кроме того, должны удовлетворять требованиям судоходства и лесосплава.

Мосты, виды и особенности.

Общие сведения о мостах. Мосты устраивают в местах пересечения железнодорожной линией рек и ручьёв, а также суходолов, где вода протекает непостоянно. К. мостам относятся, кроме того, путепроводы, виадуки, эстакады, которые не предназначены для пропуска воды.

Одной из разновидностей мостов является путепровод. Он сооружается в месте пересечения дорог для обеспечения беспрепятственного движения транспорта в разных уровнях.

Виадук, ещё одна разновидность мостов. Сооружение строится там, где железнодорожная линия пересекает глубокий овраг или ущелье.

Эстакада, искусственное сооружение, одна из разновидностей мостов, заменяет высокую насыпь на подходах к мостам по экономическим соображениям или в условиях, когда железнодорожный путь проходит по застроенной территорий.

Все эти сооружения имеют схожую мостовую конструкцию. Состоят из опор и пролётных элементов, пролётных строений.

Участки пути, примыкающие к мосту, называются подходами. На подходах к мостам насыпь заканчивается конусами, которые располагаются в пределах длины устоев или заходят внутрь отверстия моста.

Водопропускные трубы под насыпями

Трубы строят, когда расход воды, которая должна протекать через них, невелик, а высота насыпи не слишком велика.

Трубы бывают одноочковые (с одним отверстием), двух и трехочковые, т. е. сдвоенные и строенные. Отверстия труб имеют размеры чаще всего от 0,5 до 6 м и зависят от количества воды, которое должна пропускать труба.

Труба состоит из нескольких звеньев, двух оголовков и фундамента. На прочных грунтах устраивают и бесфундаментные трубы. Оголовки предохраняют насыпь от размыва, а также направляют поток воды при входе в трубу и выходе из неё.

Отдельные бетонные кольца, фундаменты труб предохраняет конструкции от повреждения при неравномерной осадке под давлением грунта насыпи и нагрузки от проходящих поездов. Кроме того, небольшие звенья удобны для транспортирования и установки.

Железобетонные звенья преимущественно круглого и прямоугольного очертания изготовляют, как правило, на заводах. Трубы из этих элементов обычно монтируют автомобильными или гусеничными кранами. Строительство труб, как и малых мостов, ведётся до отсыпки земляного полотна.

Тоннели

Тоннель напоминает собой трубу обычно подковообразного, а иногда круглого очертания. По концам тоннель ограничен специальными подпорными стенами — порталами. Изнутри тоннель, как правило, укрепляется обделкой, которая воспринимает давление горных пород и защищает их от выветривания.

В подковообразной тоннельной обделке различают фундамент, стены и верхний свод. В слабых породах устраивают также нижний (обратный) свод. Обделку выполняют из сборных чугунных или железобетонных блоков, называемых тюбингами. Применяют и монолитную бетонную или железобетонную обделку, выполняемую по мере разработки породы. Бетон при этом приготовляют и укладывают механизированными способами.

Воду из тоннеля отводят по водоотводным лоткам. При возможности значительного притока воды устраивают гидроизоляцию обделки. Для обеспечения стока грунтовой воды железнодорожный тоннель устраивают двускатным, т. е. с уклонами от середины тоннеля к порталам, или односкатным.

В тоннелях большой длины при недостаточном естественном проветривании устраивают искусственную вентиляцию.

Для осмотра и выполнения ремонтных работ тоннели оборудуют электрическим освещением.

Для укрытия людей, инструмента и материалов в тоннелях устраивают ниши и камеры.

Подпорные стены

Подпорные стены применяют для поддержания откосов насыпей или выемок на крутых косогорах, у путепроводов и тоннелей. Они также защищают земляное полотно, расположенное по берегу моря или реки, от подмыва.

В качестве материалов для постройки подпорных стен используют железобетон, бетон, камень.

Подпорные стены должны иметь достаточный вес и размеры, чтобы сохранить устойчивость и предохранить поддерживаемый массив грунта от обрушения. Поэтому подпорные стены в нижней части делают шире, чем в верхней.

Форма поперечного сечения и размеры подпорных стен зависят от силы и направления давления на них со стороны грунта. Давление грунта определяется размерами поддерживаемого грунтового массива, свойствами и состоянием грунтов. В частности, давление грунтов на поддерживающее сооружение значительно увеличивается при насыщении их водой. Поэтому необходимо предупреждать скопление воды за подпорными стенами.

Поверхность стены, соприкасающуюся с грунтом, защищают от увлажнения, покрывая её битумом. За стеной устраивают дренажную засыпку из мелкого камня или гравия, а в самой стене делают дренажные отверстия для выпуска воды, скопляющейся за стеной.

Регуляционные сооружения

Мосты и трубы являются водопропускными сооружениями, которые перекрывают постоянные или периодически действующие водотоки. Количество воды, протекающей в постоянном водотоке, увеличивается весной и осенью. В периодическом водотоке вода появляется во время дождей или таяния снега.

К водопропускным сооружениям предъявляется требование, чтобы они в течение всего срока службы обеспечивали безопасный пропуск высоких вод. Поэтому на мостовых переходах через большие и средние реки в необходимых случаях устраивают струенаправляющие и берегоукрепительные сооружения, а у мостов на малых водотоках и у труб планируют и укрепляют русла, а также принимают различные меры для гашения скорости протекающей воды.

Берегоукрепительные и струенаправляющие (регуляционные) сооружения обеспечивают плавный проход воды в отверстии моста, предотвращают подмыв опор, размыв подходных насыпей и берегов реки у моста.

Регуляционные сооружения выполняют в виде земляных дамб, откосы которых надёжно укрепляют от размыва. Струенаправляющие дамбы, отсыпаемые с верховых и низовых сторон моста, придают правильное направление течению воды на пойме реки выше моста и под мостом. Русла укрепляют обычно каменной наброской, одиночным или двойным мощением. При значительных скоростях течения воды на размываемых грунтах приходится устраивать бетонный лоток, например, в малых мостах.

Уровень воды в реке изменяется в течение года и непостоянен в различные годы. Различают горизонт высоких вод (г. в. в.), горизонт меженных вод (г. м. в.), расчётный горизонт и т. д.

Бровка земляного полотна подходов к мостам через большие и средние реки и бровки дамб регуляционных сооружений должны возвышаться над наибольшим уровнем воды, при этом учитывают подпор воды и высоту волны.