Эксплуатация железнодорожных путей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Верхние строение пути

1.1 Рельсы

1.2 Шпалы

1.3 Балластный слой

1.4 Расчет укладки укороченных рельсов

1.5 Определение ширины рельсовой колеи

1.6 Определение возвышения наружного рельса

1.7 Обыкновенный одиночный стрелочный перевод

2. Нижнее строение пути

2.1 Капитальный ремонт железнодорожного пути

Заключение

железнодорожный дорога рельсы колея



Введение

Железнодорожный путь -- сложный комплекс линейных и сосредоточенных инженерных сооружений и обустройств, расположенных в полосе отвода, образующих дорогу с направляющей рельсовой колеёй.

Железнодорожные пути делятся на главные, станционные и специального назначения. Главные пути -- это пути, соединяющие станции или другие раздельные пункты. Кстанционным относятся: приёмо-отправочные, сортировочные, вытяжные, погрузочно-выгрузочные, ходовые, соедини-тельные и др. Главные станционные пути являются продолжением путей прилегающих к станции перегонов и не имеют отклонений на стрелочных переводах. Приёмо-отправочные пути предназначены для приёма поездов на станцию, стоянки и отправления на перегон. На крупных станциях пути, предназначенные для выполнения однородных операций, объединяют в парки.

К путям специального назначения относят подъездные пути (промышленного железнодорожного транспорта), предохранительные и улавливающие тупики.

Рельсовая колея образована из рельсов, шпал, скреплений и других элементов которые вместе составляют верхнее строение пути. Верхнее строение пути укладывают на земляное полотно, представляющее собой заранее подготовленную поверхность земли, которое в совокупности с искусственными сооружениями в местах пересечения железнодорожным путём рек, крупных ручьёв, оврагов и т. п. образуют нижнее строение пути. К устройствам железнодорожного пути также относят стрелочные переводы, водоотводные и укрепительные устройства, путевые знаки.

Постройке железной дороги предшествует проектирование на котором в результате сравнения нескольких вариантов принимается решение о расположении в пространстве продольной оси земляного полотна линии (то есть трассы). Расположение каждого пути на местности определяется положением его оси. За ось пути принимают продольную линию, проходящую посредине между рельсовыми нитками колеи. Учитывая, что железнодорожные линии могут быть не только однопутные, но и двупутные и многопутные, ось пути и линия трассы совпадают лишь на однопутных линиях.

Вид трассы линии сверху (проекция трассы на горизонтальную плоскость) называется планом железнодорожной линии.

Вертикальный разрез земной поверхности и земляного полотна по трассе линии называется продольным профилем железнодорожной линии.



1. Верхние строение пути

Верхнее строение пути служит для направления движения подвижного состава, восприятия силовых воздействий от его колес и передачи их на нижнее строение.

Верхнее строение пути (рисунок 1) представляет собой комплексную конструкцию, включающую в себя балластный слой, шпалы, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, глухие пересечения, мостовые и переводные брусья. Соединение рельсов и шпал называется рельсошпальной решеткой. При укладке рельсошпальной решетки на балласт, шпалы заглубляются в балластный слой, который укладывается на основную площадку земляного полотна. Толщина балластного слоя и расстояние между шпалами должны быть такими, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки. Верхнее строение пути, подверженное воздействию неблагоприятных факторов (проходящих поездов, атмосферных осадков, колебаниям температуры и т. д.) должно быть устойчивым, прочным, долговечным и экономичным.

Рисунок 1.1 Элементы верхнего строения пути: 1 - рельс; 2 - шпала; 3 - промежуточное рельсовое скрепление; 4 - песчаная подушка; 5 - щебеночный балласт; 6 - земляное полотно

Тип верхнего строения пути зависит от класса путей, который определяется грузонапряженностью, а также максимально допустимыми скоростями движения пассажирских и грузовых поездов. По грузонапряженности все пути подразделяют на пять групп, обозначаемых буквами Б-Е, а по допустимым скоростям - на семь категорий, обозначаемых цифрами 1-7. Классы путей, представляющие собой сочетание групп и категорий, обозначаются цифрами от 1 до 5.

Пути, для которых установлена максимальная скорость движения более 140 км/ч, относятся к внеклассным; их укладку и обслуживание осуществляют в соответствии со специальными техническими условиями.

Принадлежность пути к соответствующему классу, группе и категории обозначается сочетанием цифр и буквы: первая цифра - класс пути, затем буква - группа пути, цифра после буквы - категория пути. Например, обозначение 2Б4 говорит о принадлежности пути ко второму классу, группе Б и категории 4.

На главных путях первого и второго класса укладываются новые термоупрочненные рельсы массой 65 кг/пог. М, новые рельсовые скрепления, железобетонные или пропитанные деревянные шпалы и щебеночный балласт на песчаной подушке. Все элементы верхнего строения путей, относящиеся к пятому классу, обычно представляют собой старогодные элементы, ранее использовавшиеся на путях более высоких классов. На путях других классов укладывают как новые, так и бывшие в употреблении годные элементы верхнего строения пути.

На путях 1 и 2 классов укладываются рельсы Р65 (новые, термоупрочненные, категории В, Т, и Т2, новые скрепления, шпалы новые железобетонные 1 сорта).

Балласт щебеночный или асбестовый с толщиной слоя под деревянными шпалами 40 см.

На путях 3 класса укладываются рельсы Р65 новые или старогодные. Скрепления и шпалы новые и старогодные, отремонтированные в соответствии с Техническими условиями на применение старогодных материалов верхнего строения. Эпюра и группа шпал такие же, как на путях 1 и 2 классов.

На путях 4 класса укладываются старогодные рельсы II и III группы годности в соответствии с Техническими условиями на применение старогодных материалов верхнего строения. Скрепления и шпалы старогодные, как правило, отремонтированные. Эпюра шпал такая же, как на путях 1-3 классов. Допускается укладка новых шпал второго сорта. Допускается чередование деревянных и железобетонных.

На путях 5 класса укладываются рельсы, скрепления и шпалы -- старогодные, рельсы III группы годности, в т.ч. непригодные к укладке в пути 3 и 4 классов. Рельсы не легче Р50.

Таблица 1.1

Классы путей

Группа пути	Грузонапряженность, млн. ткм брутто на км. в год	Категория пути
		1	2	3	4	5	6	7
		Скорость: пассажирских поездов - числитель, грузовых - знаменатель, км/ч	Станционные, подъездные и прочие пути
							40и менее главные и приемоотправочные пути
		Главные пути
А	>80	1	1	1	2	2	3	5 класс
Б	50-80	1	1	2	2	3	3
В	25-50	1	2	2	3	3	4
Г	10-25	1	2	3	3	4	4
Д	10 и менее	2	3	3	3	4	4



1.1 Рельсы

Рельсы предназначены для направления движения колес подвижного состава, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы. Кроме того, на участках с автоблокировкой рельсы служат проводниками сигнального тока, а при использовании электротяги - проводниками обратного тягового тока.

Рельсы должны быть прочными, долговечными, износоустойчивыми, твердыми и в то же время нехрупкими, так как они воспринимают ударно-динамическую нагрузку. Их изготавливают из высокопрочной углеродистой стали.

В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяют на типы: Р50, Р65 и Р75. Буква «Р» означает рельс, а число - округленное значение массы, кг, одного погонного метра рельса. Выбор типа рельсов зависит от грузонапряженности линии, нагрузок и скоростей движения поездов.

Поскольку наибольшее воздействие на рельс оказывает вертикальная нагрузка, стремящаяся изогнуть его, рациональной формой рельса считается двутавровая (рис. 4.5), одновременно обеспечивающая и меньший расход металла.

Рельсы выпускают стандартной длины 25 м. Кроме того, для укладки в кривых изготавливают укороченные рельсы длиной 24,92 и 24,84 м. В качестве уравнительных рельсов для бесстыкового пути и в зоне укладки стрелочных переводов используют рельсы прежней стандартной длины 12,5 м и укороченные длиной 12,46; 12,42 и 12,38 м.

Срок службы рельсов определяется числом тонн брутто проследовавшего по ним груза до их перекладки и в среднем для рельсов Р65 составляет 500 млн. т, а для Р50 - 350 млн. т. Срок службы рельсов Р75 примерно на 30 % больше, чем у рельсов Р65. После истечения срока службы, рельсы снимают, сортируют, ремонтируют и вновь укладывают в путь, но на менее напряженные участки пути. Таким образом, срок службы рельсов продлевается.

Кроме того, продление срока службы рельсов достигается комплексом взаимосвязанных мер: увеличением их массы, повышением качества рельсовой стали, ее термоупрочнением и легированием, совершенствованием поперечных профилей рельсов, улучшением условий их работы посредством создания бесстыковых путей, шлифования поверхности качения, нанесения смазки на боковую рабочую грань головки рельса в кривых и др.

Виды рельсов.

Рельсы железнодорожные узкой колеи (Р8, Р11, Р18, Р24) -- предназначены для укладки на железных дорогах узкой колеи и подземных путях шахт.

Рельсы рудничные, для шахтных проводников (Р33, Р38, Р43) -- предназначены для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог широкой колеи и для производства стрелочных переводов.

Рельсы железнодорожные для путей промышленных предприятий (РП50, РП65, РП75) -- предназначены для укладки на железнодорожных путях широкой колеи и стрелочных переводов промышленных предприятий.

Рельсы крановые (КР70, КР80, КР100, КР120, КР140) -- предназначены для прокладывания подкрановых путей подъёмных кранов.

Рельсы железнодорожные (Р50, Р65, Р75) -- предназначены для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог широкой колеи и для производства стрелочных переводов.

Рельсы рамные (РР65) -- предназначены для изготовления соединений и пересечений железнодорожного пути.

Рельсы контррельсовые (РК50, РК65, РК75) -- применяются в конструкциях верхнего строения железнодорожного пути.

Рельсы остряковые (ОР43, ОР50, ОР65, ОР75) -- применяются в конструкциях верхнего строения железнодорожного пути. ОР43 применяется для изготовления стрелочных переводов железнодорожных путей промышленных предприятий и круговых рельсов опорно-поворотных устройств экскаваторов.

Рельсы трамвайные желобчатые (Т58, Т62) -- предназначены для укладки на трамвайных железных дорогах.

1.2 Шпалы

Шпалы являются наиболее важным видом подрельсовых оснований и служат для восприятия давления от рельсов и передачи его на балластный слой. Кроме того, шпалы предназначены для крепления к ним рельсов и обеспечения постоянства ширины колеи.

Необходимо, чтобы шпалы были упругими, прочными и дешевыми, а также обладали достаточно высоким электрическим сопротивлением. Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл.

Достоинством деревянных шпал являются легкость, упругость, простота изготовления, удобство крепления рельсов, высокое сопротивление протеканию тока в рельсовых цепях. К недостаткам таких шпал относятся небольшой срок службы и значительный расход древесины. Для продления срока службы деревянные шпалы пропитываются масляными антисептиками.

По форме поперечного сечения деревянные шпалы бывают обрезные, опиленные с четырех сторон, полуобрезные, у которых опилены три стороны и необрезные, имеющие опиленные поверхности только сверху и снизу (рис. 4.2).

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливают трех типов. Шпалы I типа предназначены для главных путей магистральных железных дорог, II типа - для станционных и подъездных путей, III типа - для путей промышленных предприятий. Стандартная длина деревянных шпал2750 мм. Для особо грузонапряженных участков длина шпал составляет 2800 мм.

Рис. 1.2.1 Поперечные профили обрезных (а); полуобрезных (б); необрезных (в) деревянных шпал: h_шп - высота шпалы; b, b^/ - ширина верхней постели; b₁ - ширина нижней постели

Достоинством железобетонных шпал являются долговечность (до 50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности хода поездов, что обусловлено одинаковыми размерами и равной упругостью шпал. Кроме этого, при производстве железобетонных шпал не используется древесина, которая может быть применена в других отраслях народного хозяйства.

Недостатком железобетонных шпал является большая масса, наличие электропроводности, высокая жесткость и сложность крепления рельсов к ним. Для повышения упругости под рельсы укладывают амортизирующие прокладки. Во избежание утечки электрического тока применяют рельсовые скрепления специальной конструкции с электроизоляционными деталями.

Железобетонные шпалы изготавливают из тяжелого бетона с арматурой из стальной углеродистой холоднотянутой проволоки периодического профиля диаметром 3 мм (рис. 4.3).

Рис. 1.2.2 Железобетонная шпала: 1 - бетон; 2 - арматура

В зависимости от вида рельсового скрепления железобетонные шпалы подразделяют на два типа: Ш1 - для раздельного клеммно-болтового скрепления типа КБ с болтовым соединением подкладки со шпалой и Ш2 - для нераздельного клеммно-болтового скрепления типа БПУ с болтовым соединением подкладки или рельса со шпалой.

Металлические шпалы не получили распространения из-за значительного расхода металла, высокой электропроводности, большой жесткости и т. д.

Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют эпюрой. На железных дорогах России применяют три эпюры, соответствующие укладке 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути.

1.3 Балластный слой

Основным назначением балластного слоя является:

- восприятие давления от шпал и равномерное распределение его по основной площадке земляного полотна;

- обеспечение устойчивости шпал, находящихся под воздействием вертикальных и горизонтальных сил, упругости подрельсового основания и возможности выправления рельсошпальной решетки в плане и профиле;

- отвод поверхностных вод от рельсошпальной решетки.

Во избежание переувлажнения основной площадки земляного полотна балластный слой не должен задерживать на своей поверхности воду.

Материал для балласта должен быть прочным, упругим, устойчивым под нагрузкой и атмосферными воздействиями, а также дешевым. Кроме того, он не должен дробиться при уплотнении, пылить при проходе поездов, раздуваться ветром, размываться дождями и прорастать травой. В качестве балласта используются сыпучие, хорошо дренирующие упругие материалы: щебень, гравий, песок, ракушечник. Лучшим материалом для балласта является щебень из естественного камня, валунов и гальки.

Щебень хорошо пропускает воду, не смерзается в зимнее время года, оказывает в 1,5 раза большее сопротивление продольному сдвигу, допускает в 2 раза большее вертикальное давление по сравнению с песчаным балластом и обеспечивает больший срок службы балласта, чем любой другой материал. Однако, щебень быстрее загрязняется различными сыпучими материалами (уголь, шлак, торф, руда и т. п.), просыпающимися на путь при перевозках. Для предохранения от загрязнения и уменьшения расхода щебень укладывают на песчаную подушку.

Гравийный и гравийно-песчаный балласт получают в результате разработки естественно образовавшихся отложений гравия и крупнозернистого песка. Такой балласт дешевле щебня, меньше загрязняется, но вместе с тем менее устойчив к нагрузкам, хуже пропускает воду и может смерзаться в зимнее время года.

Ракушка как балласт, имеет местное значение, и используется лишь на линиях с малым грузооборотом.

Песчаный балласт является наихудшим, поэтому его применяют на линиях с малым грузооборотом, станционных путях и в качестве материала для подушки, создаваемой под щебеночным балластом.

Все основные направления сети железных дорог Росси имеют на главных путях щебеночный балласт. В процессе эксплуатации балласт загрязняется, что ухудшает его дренирующие свойства. В связи с этим щебеночный балласт периодически очищают, а гравийный и песчаный заменяют и пополняют.

Рисунок 1.3.1 Поперечный профиль балластной призмы

1.4 Расчет укладки укороченных рельсов

Укладка укороченных рельсов во внутреннюю нить необходима для исключения разбежки стыков. Поскольку внутренняя рельсовая нить в кривой короче наружной, то укладка в нее рельсов той же длины, что и в наружную, вызовет забегание стыков вперед на внутренней нити. Для устранения разбежки стыков при каждом радиусе кривой необходимо иметь свою величину укорочения рельса. В целях унификации применяют стандартные укорочения рельсовых звеньев длиной 25 м на 80 и 160 мм. Укладку укороченных рельсов во внутренней нити чередуют с укладкой рельсов нормальной длины так, что бы забег стыков, не превышал половины укорочения, т.е. 40; 80 мм. Усиление пути в кривых производится при R ? 1200 м для обеспечения необходимой равнопрочное я примыкающими прямыми. Для этого увеличивают число шпал на километр, уширяют балластную призму с наружной стороны кривой, ставят несимметричные подкладки с большим плечом в наружную сторону, отбирают наиболее твердые рельсы. В круговых кривых на двух- и многопутных линиях увеличивается расстояние между осями путей в соответствии с требованиями габарита, что достигается в пределах переходной кривой внутреннего пути за счет изменения ее параметра.

1. Параметр переходной кривой:

C=R*l_0, м²

С= 800*100=80000 м²

2. Угол поворота в пределах переходной кривой:

ц⁰₀= l₀*180/2R*р

ц⁰₀= 100*180/2*3.14*800=3,58⁰

Необходимо, чтобы 2 ц⁰₀<в, в нашем случае 2*3,58<34⁰.

Условие выполняется.

3. Угол поворота в пределах круговой кривой

ц_k= в - 2ц⁰₀=34-2*3,58=26,84

4. Длина круговой кривой

L_kk=р* ц_k*R/180=3.14*26,84*800/180=374,5

5. Потребное укорочение на одном звене

е= S₁*б₀/R,мм

е=1600*25/800=50 мм

где S₁- ширина колей, измеряемая между осями головок рельсов, для нормальной колеи S₁=1600мм.

6. Полное укорочение внутренней рельсовой нити круговой кривой Е_kk двух переходных Е_пк

Е_полн= Е_kk+2 Е_пк= (S₁* L_kk/ R)+(2* S₁* l₀²/2с),мм

Е_полн=(1600*374,5/800)+(1600*10000/80000)=949

7. Потребляемое число укороченных рельсов

N= Е_полн /k

N=949/80=11,8

принимается N=12

8. Величина укорочения, отсчитываемого от начала первой переходной кривой (НПК1) до первого стыка на этой на расстоянии в₁

Е₁= S_1* в₁²/2с, мм

Е₁=1600*56,25/2*80000=0,562 мм

Е₂=1600*1056,25/2*80000=10,562 мм

Е₃=1600*3306,25/2*80000=33,062 мм

9. l₀ < l_i

40 < 58

в₂=l₃- l₀=107,5-100=7,5 м

10. Е_пк1= S_1* l₀²/2С=1600*10000/160000=100 мм

11. Е_ккi= Е_пк1+ S_1* l_i/R

Е_4(кк1)= 100+ 1600*32,5/800=90,64 мм

Е_5(кк2)= 100+ 1600*57,5/800=118,58 мм

Е_6(кк3)= 100+ 1600*82,5/800=165,64 мм

Е_7(кк4)= 100+ 1600*132,5/800=212,69 мм

Е_8(кк5)= 100+ 1600*157,5/800=259,75 мм

Е_9(кк6)= 100+ 1600*182,5800=306,81 мм

Е_10(кк7)= 100+ 1600*207,5/800=353,87 мм

Е_11(кк8)= 100+ 1600*232,5/800=400,93 мм

Е_12(кк9)= 100+ 1600*257,5/800=447,99 мм

Е_13(кк10)= 100+ 1600*282,5/800=495,05 мм

Е_14(кк11)= 100+ 1600*307,5/800=542,11 мм

Е_15(кк12)= 100+ 1600*332,5/800=589,16 мм

Е_16(кк13)= 100+ 1600*357,5/800=636,22 мм

12. Е_ккк= Е_пк1+ Е_кк= Е_пк1+S₁*L_кк/R

Е_ккк= 100+1600*374,5/800=749 мм

13. Е_пк21= 2Е_пк+ Е_кк - S₁*х²_I/2C

х₁=l₀-в₃=100-8=92м

в₃= l_{послед.}+а₀- L_кк=357,5+25-374,5=8 м

х₂=l₀-(в₃+а₀)=100-(8+25)=67м

в₄=а₀-х₂=25-42= -17м.

Рисунок 1.4.1 Укладка укороченных рельсов

1.5 Определение ширины рельсовой колеи

Ширина колеи измеряется между внутренними гранями головок рельсов на уровне 13 мм ниже поверхности катания по головкам рельсов.

При измерении ширины колеи путевые шаблоны устанавливают перпендикулярно рельсам в прямых и по направлению радиуса в кривых. На прямых участках пути и кривых радиусом 350 м и более ширина колеи должна быть равна 1520 мм, на кривых радиусом от 349 до 300 м - 1530 мм и на кривых радиусом 299 м и менее - 1535 мм. Размеры ширины колеи могут отклоняться от установленных нормами на прямых и в кривых по уширению не более +6 мм, по сужению -4 мм.

Верх головок рельсов обеих нитей на прямых участках пути должен быть в одном уровне; разрешается отклонения +5 мм. Допускается содержание на всем протяжении прямой одной рельсовой нити на 5 мм выше другой для снижения виляющего движения экипажей на прямых.

При определении оптимальной ширины колеи за исходную принимают схему свободного вписывания.

Рельсовая колея своим геометрическим очертанием и положением в пространстве должна надежно обеспечивать безопасность и бесперебойность движения поездов с установленными скоростями и строго соответствовать ходовым частям подвижного состава и, в частности, колесным парам.

Шириной колеи называется расстояние между внутренними гранями головок рельсов, которое измеряют на 13 мм ниже поверхности катания колес по головке рельса.

Оптимальная ширина колеи, S_опт мм определяется по формуле:

S_опт=q_max+ ѓ_н+ з₁+4

где q_max - максимальная ширина колесной пары, мм;

ѓ_н - стрела изгиба наружного рельса при хорде, проведенной по линии рабочих граней гребней колес, мм;

з₁ - поперечный разбег осей, мм;

4 - допуск на сужение колеи.

Величина стрелы ѓ_н определяется по формуле:

где л - расстояние от центра О вращения тележки до геометрической оси первой колесной пары, равное в данном случае длине жесткой базы L, мм;

R - радиус кривой, мм;

b - расстояние от оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом, определяемое по формуле:

где r - радиус колеса, мм;

t - расстояние от поверхности катания до точки прижатия гребня к боковой грани головки рельса (глубина касания); принимается равным 10 мм;

ф - угол наклона рабочей поверхности гребня колеса к горизонту, равный для локомотивных бандажей - 70°.

S_опт=q_max+ ѓ_н+ з₁+4= 1509+8,5+4=1521,5мм.

Рисунок 1.5.1 Рельсовая колея

1.6 Определение возвышения наружного рельса

Рельсовая колея определяется своей шириной, положением рельсовых нитей по уровню и подуклонкой рельсов. При движении железнодорожного подвижного состава по кривой появляется центробежная сила J. Она создает дополнительное давление колес на наружную рельсовую нить, в связи с чем рельсы на ней изнашиваются быстрее, возникают отбои рельсовых нитей или увеличивается напряжение в них, появляется непогашенное центробежное ускорение, при больших значениях которого пассажиры испытывают неприятное ощущение.

Чтобы компенсировать действие силы J и ограничить центробежное ускорение на кривых вводят возвышение наружного рельса h.

При проектировании железнодорожных линий возвышение h определяется по формуле:

Возвышение наружного рельса определяется по формуле

h = 12,5, мм

где V - скорость движения грузовых поездов на данном участке, км/ч;

R - радиус кривой, м;

Максимальное допустимое возвышение наружного рельса допускается не более 150 мм. В данном расчете условие выполняется.

Рисунок 1.6.1 Возвышение наружного рельса

1.7 Обыкновенный одиночный стрелочный перевод

Стрелочный перевод -- это наиболее широко распространённое устройство соединения путей, которые предназначены для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Другими словами, стрелочный перевод позволяет подвижному составу переходить с главного пути на один (или более) примыкающий путь.

Переход подвижного состава с одного пути на другой обеспечивают устройства по соединению и пересечению путей, относящихся к верхнему строению. Соединение путей друг с другом осуществляется стрелочными переводами, а пересечения путей - глухими пересечениями. В зависимости от назначения и условий соединения путей стрелочные переводы делятся на одиночные, двойные и перекрестные.

Одиночные стрелочные переводы бывают обыкновенные, симметричные и несимметричные (криволинейные).

Стрелочный перевод -- это устройство, предназначенное для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Стрелочные переводы бывают:

- одиночные стрелочные переводы, в которых один путь разделяется на два. обыкновенные (прямолинейные) -- у которых одно из направлений полностью прямолинейно. симметричные -- в которых оба направления отклоняются одинаковыми радиусами на одинаковый угол в разные стороны, за счёт чего длина стрелочного перевода минимальна при заданном минимальном радиусе кривой, такие стрелочные переводы часто применяются в стеснённых условиях. несимметричные одно- и разносторонние.

- двойные стрелочные переводы, в которых тесно соседствуют 2 стрелки, и один путь разветвляется на три; симметричные, в которых два направления отклоняются одинаковыми радиусами на одинаковый угол в разные стороны, а третье направление прямолинейно. Такие стрелочные переводы называются тройниками. несимметричные одно- и разносторонние.

- перекрёстные стрелочные переводы -- располагаются в месте пересечения под углом двух путей. одиночный имеет два комплекта остряков, управляемые двумя механизмами, и позволяет проходить с любого из четырёх веток прямо, и между двумя ветками из этих четырёх -- на отклонение. двойной -- позволяют как проходить по каждому из пересекающихся путей прямо, так и переходить с одного пути на другой. в такой конструкции присутствует четыре комплекта остряков, управляемые двумя механизмами; две тупые и две остроугольные крестовины. Такие стрелочные переводы часто называют «американскими» («американками») или «крокодилами».

- сбрасывающая стрелка в нормальном положении (то есть по умолчанию) направлена на сброс («в никуда»), чтобы остановить случайно ушедший подвижной состав (вагон, локомотив). Только когда диспетчер готовит маршрут отправления (прибытия) поезда, сбрасывающая стрелка переводится, замыкая путь. Разновидность «сбрасывающей стрелки» -- «сбрасывающий остряк» -- установленный на пути один остряк.

Наибольшее распространение получили обыкновенные стрелочные переводы - составляют более 95 % общего числа стрелочных переводов на станционных путях всех категорий.

Одиночные симметричные стрелочные переводы применяются при разветвлении основного пути на два под одинаковым углом б/2. Укладка симметричных стрелочных переводов сокращает длину горловины, благодаря меньшей длине остряков, крестовины и переводной кривой, и обеспечивает одинаковое сопротивление движению при отклонении вагонов в одну или другую сторону. Симметричные стрелочные переводы применяют в основном на подгорочных путях сортировочного парка.

Обыкновенный стрелочный перевод служит для соединения двух путей и является наиболее востребованным соединением.

Стрелочный перевод состоит из следующих элементов:

Стрелка - это часть стрелочного перевода, состоящая из двух рамных рельсов, двух остряков, переводного механизма, стрелочных тяг, скреплений и других деталей. Рамные рельсы в пределах остряков прикрепляются к переводным брусьям с помощью отдельных стрелочных башмаков. Корневое крепление должно удерживать остряк от поперечного и продольного смещений, не препятствуя помещению остряка по подушкам. Криволинейный соединительный путь называется переводной кривой и имеет радиусы: в стрелочном переводе марки 1/9 - 200 м (в переводе, входящем в перекрестный съезд - 160 м); в стрелочном переводе марки 1/5 - 60 м. Стрелки на всех путях должны быть оборудованы закладками для запирания их навесными замками. Закладки монтируют на первых стрелочных башмаках у острия остряков. В закрытом положении закладка упирается в шейку остряка и предотвращает отжатие его острия от рамного рельса.

Крестовина является конструктивной частью стрелочного перевода. Крестовина состоит из сердечника и двух усовиков. По конструктивным признакам крестовины делятся: сборнорельсовые; сборные с литым сердечником; сборные с литым сердечником в виде цельной отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков; цельнолитые; с подвижным сердечником. Сборнорельсовые изготавливают из путевых рельсов. Сборные крестовины с литыми сердечниками имеют односторонние или двусторонние сердечники из углеродистой или марганцовистой стали. После износа двусторонний сердечник переворачивают.

Сборные крестовины с литым сердечником в виде цельной отливки с наиболее изнашиваемой частью в настоящее время получили наибольшее распространение. Цельнолитые крестовины из высокомарганцовистой стали, применяют для пропуска поездов с высокими скоростями движения. Цельнолитые крестовины - самые прочные и устойчивые из всех видов крестовин и имеют наименьшее количество деталей.

Контррельсы стрелочных переводов служат для гребня движущегося колеса в соответствующий желоб крестовины. Контррельс своей средней частью должен перекрывать расстояние от горла до сечения сердечника (40 мм), в котором колесо целиком опирается на сердечник. От среднего участка контррельса в обе стороны делают прямолинейные отводы, для чего контррельсы в этих местах изгибают под углом, примерно равным углу удара в остряк, а на выходах делают желоб 88…90 мм. Длина контррельса зависит от марки крестовины и скорости движения поездов по переводу. Путевые рельсы с контррельсами укладывают на общие контррельсовые подкладки. Для связи контррельса с путевым рельсом применяют вкладыши и болты. Для боковой устойчивости некоторые контррельсовые подкладки снабжены упорками (упорными башмаками).

Рисунок 2.1 Обыкновенный одиночный стрелочный перевод



2. Нижнее строение пути

Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт, а также обеспечивающим возможность механизации работ. Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.

Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. В зависимости от формы поперечного профиля земляное полотно может представлять собой насыпь, выемку, полунасыпь, полувыемку или полунасыпь-полувыемку (рис. 3.1). Различают индивидуальные и типовые поперечные профили. Типовые профили применяют при сооружении земляного полотна на надежном основании из обычных грунтов. Индивидуальные поперечные профили разрабатываются в сложных географических и геологических условиях.

Насыпь и ее типовой поперечный профиль приведены на рис. 3.2, а, б. Верхняя часть, на которую укладывают балласт, шпалы и рельсы, называетсяосновной площадкой. На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции с шириной верхней части 2,3 м и высотой 0,15 м, а на двухпутных - форму равнобедренного треугольника высотой 0,2 м. Такое очертание основной площадки способствует стоку воды, проникающей через балластный слой во время дождя и снеготаяния.

Рис. 2.1 Насыпь (а) и ее типовой поперечный профиль (б), размеры приведены в метрах: 1 - водоотводная канава; 2 - берма; 3 - основная площадка; 4 - бровка земляного полотна; 5 - откос; 6 - резерв; 7 - подошва насыпи; 8 - обочина; h - расстояние от бровки земляного полотна до подошвы насыпи; l - длина горизонтальной проекции откоса насыпи; 1: n - крутизна откоса насыпи

Полоса земли, на которую опирается насыпь, является ее основанием. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием - подошвой откоса. Высотой насыпи считается расстояние от уровня бровок до основания ее по оси. Горизонтальная проекция l линии откоса называется его заложением, а отношение высоты откоса h, к его заложению - крутизной откоса i, которое обозначается 1: n. Крутизна откосов устанавливается в зависимости от высоты насыпи, свойств грунтов, геологических, гидрологических и климатических условий местности. Широкое распространение получили откосы крутизной 1: 1,5, называемые полуторными.

Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется продольными водоотводными канавами, шириной (по дну) и глубиной не менее 0,6 м, которые при поперечном уклоне местности до 0,04 ‰ сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне только с нагорной стороны. Если насыпь возводится из местного грунта, находящегося рядом с ней, то для отвода воды используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами. Дну резервов и водоотводных канав придают продольный уклон не менее 0,002 ‰.

Полоса земли от подошвы откоса насыпи до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Для обеспечения отвода воды от насыпи берма имеет уклон в сторону водоотвода от 0,02 до 0,04 ‰

Выемка и ее типовой поперечный профиль приведены на рис. 3.3, а, б. Основная площадка выемки имеет такие же размеры, как у насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемке создаются продольные водоотводы, называемые кюветами. Глубина кюветов, как правило, 0,6 м, а ширина по дну не менее 0,4 м. Дну кюветов придается продольный уклон 0,002.

Рис. 2.2 Выемка (а) и ее типовой поперечный профиль (б) (размеры приведены в метрах): 1 - нагорная канава; 2 - кавальер; 3 - забанкетная канава; 4 - банкет; 5 - кювет; 6 - бровка откоса; 7 - обочина; b_oп - ширина основной площадки земляного полотна

Удаленный при сооружении выемки грунт, не используемый для создания насыпи в другом месте, укладывают за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Для перехвата и отвода, притекающих к выемке поверхностных вод, за кавальерами сооружают нагорные канавы, а на полосе между кавальером и бровкой откоса выемки отсыпают банкет с поперечным уклоном в сторону от откоса для отвода воды в забанкетную канаву.

В неустойчивых грунтах и в стесненных условиях в качестве водоотводов устраивают лотки, которые могут быть железобетонными, бетонными, каменными или деревянными. По форме лотки подразделяются на трапециидальные, прямоугольные, треугольные и полукруглые. На станционных площадках для отвода поверхностных и грунтовых вод используются продольные и поперечные лотки с крышками, коллекторы, канализационные трубы, ливневые канализации, дренажные устройства.

Для предохранения земляного полотна от разрушений его откосы и бермы укрепляют. Чаще всего для этих целей используют посев многолетних трав с густой стелющейся корневой системой. Кроме этого, используют такой способ защиты как дернование откосов (сплошное или в клетку) - для этого предварительно срезанные куски дерна закрепляют на откосах деревянными спицами. При периодических затоплениях хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения, мощение откосов камнем. Однако, эти способы защиты, требуют больших затрат ручного труда. Поэтому на современном этапе, чаще всего используют укрепления из железобетонных плит, укладку которых можно полностью механизировать.

2.1 Капитальный ремонт железнодорожного пути

Капитальный ремонт пути назначается на главных путях, где необходимо провести комплекс работ по оздоровлению или усилению пути в целом.

При капитальном ремонте пути выполняются следующие основные работы:

- сплошная смена рельсов и скреплений новыми, более мощными или того же типа;

- сплошная смена шпал новыми железобетонными или деревянными, усиление пути в кривых радиусом 1200 м и менее, а на участке со скоростью движения поездов более 120 км/ч - в кривых радиусом 2000 м и менее;

- очистка щебеночного слоя на глубину не менее 20-25 см или обновление загрязненного асбестового и песчано-гравийного балласта на глубину не менее 15 см под шпалой (подъемкой пути на слой нового балласта или заменой старого), или постановка пути на балласт с более высокой несущей способностью;

- смена стрелочных переводов новыми по типу, соответствующему типу укладываемых рельсов, со сплошной сменой переводных брусьев, очисткой щебеночного слоя на всю глубину или с постановкой на щебень, гравий или асбестовый балласт.

Во время капитального ремонта пути приводят в полный порядок все переезды и прилегающие к ним подходы дорог; выполняют работы по оздоровлению земляного полотна с лечением больных мест и ликвидацией существующих его деформаций; восстановлению всех водоотводных, дренажных устройств, регуляционных и защитных сооружений.

На искусственных сооружениях при капитальном ремонте пути выполняются следующие работы:

- смена рельсов и уравнительных приборов на мостах новыми;

- сплошная смена мостовых брусьев, подъемка мостов малых пролетов согласно новой отметке головки рельсов и устройства отводов пути к мостам больших пролетов.

Капитальный ремонт пути выполняют в соответствии с проектом, который составляется на основании натурной съемки и обследования пути с использованием всех имеющихся данных по его эксплуатации и текущему содержанию.

Расчет технологического процесса капитального ремонта производится следующим образом.

Определяем длину первого поезда:

Длина первого поезда состоит из тепловоза ТЭ-3 и электроболластера ЭЛ5-1, составит:

L_{1поезда}= 34+47,2=81,2 м.

Для определения длины второго поезда необходимо знать количество порожних платформ путеразборочного поезда. Количество порожних платформ для погрузки и транспортировки звеньев.

n_пор.пл=(l_фр/(l_зв*n_яр))*K= (875/25*7)*2=10м

где l_фр- фронт работы в «окно», м;

l_зв=25м - длина одного звена, м;

n_яр=7 - количество звеньев в пакете;

К=2 - количество платформ;

Длина второго рабочего поезда

L_{2поезда}=43,9+11*14,6+1*16,2+23,9=244,6м.

Длина третьего рабочего поезда

L_{3поезда}= L_ук-25+L_{гр пл}+L_лок=43,9+11*14,6+1*16,2+23,9=244,6м.

Длина четвертого рабочего поезда, состоящего из хопперов-дозаторов ЦНИИ-ДВЗ и электровоза ВЛ80с, определяется по формуле:

L_{4поезда}= L_лок+W_щ/ W_х.д* L_х.д+ L_т= 43,9+(516,25/32,4)*10,9+10=227,58м.

W_щ= l_фр*590/1000=516,25.

где - количество щебня, подлежащее выгрузке из хоппер-дозаторов;

- емкость кузова хоппер-дозатора;

- длина одного хоппер-дозатора;

- длина жилого вагона для обслуживающего персонала.

Длина пятого рабочего поезда, в который включен локомотив и выправочно-подбивочно-отделочная машина ВПО-3000 с пассажирским вагоном для обслуживающего персонала, определяется:

, м,

где - длина ВПО-3000;

- длина вагона.

L_{5поезда}=34+27,7+24,5=86,2м.

Определяется время продолжительности окна

, мин,

Продолжительность «окна» складывается из времени затраченного на выполнения определенных операции.

Время на оформление закрытия перегона по типовым технологическим процессам составляет 5 мин.

Время на проход щебнеочистительной машины от станции к месту определяется по формуле

, мин,

где L - расстояние от станции до места работы на перегоне;

v - скорость следования на перегон щебнеочистительной машины.

Тогда t₁= 5+(3/35)*60=10мин.

t₂=15мин.

Интервал между началом очистки щебня машиной ЩОМ-Д и выправки пути вслед за ней определяется временем, необходимым для того, чтобы машина очистила щебень до начала выправки пути.

мин,

где - равно длине одного звена;

- рабочая скорость движения машины ЩОМ-Д

t₃=((l_выпр+50)/V_от)* 60б= (25+50/1500)*60*1,12=3,36.

Интервал между началом выправки пути и началом разболчивания стыков определяется следующим образом

t₄= (l_зв/ V_от)* 60б=(25/1500)*60*1,12=2,4мин.

Интервал между началом разболчивания стыков и началом разборки пути путеразборщиком определяется временем, необходимым для разболчивания стыков на участке.

мин,

t₅= (t_ук*25+L_{пор пл}+L_лок +50+L_болт*60 б)/ V_от =19мин.

,

где - количество болтов, подлежащих снятию;

- количество стыков пути, подлежащих разболчиванию, на длине фронта работ;

8 - количество болтов в стыке пути.

n_болт=(( l_фр/l_зв)+1)*8=288,

l_б= (9/4)*25=56,25.

Интервал между началом разборки и началом укладки пути путеукладчиками определяется по формуле:

t₆=(100/ l_зв)* t_разб б=8мин.

Интервал между началом укладки пути и началом постановки накладок и сболчивания стыков определяется временем.

мин,

где - длина 4-х осных платформ при путеукладчике, загруженных пакетами;

- время укладки одного звена.

t₇= (L_ук-25+L_{гр пл}+50/ l_зв)*t_укл*б=((43.9+11*14.6+50)/25)*1.39*1.12=16мин.

Интервал между началом постановки накладок со сболчиванием стыков и началом рихтовки пути определяется по формуле.

, мин.

t₈= ((l_болт+25+75)/ l_зв) * t_укл* б=((590+25+75)/25)*1,39*1,12=40мин.

Время , необходимое для рихтовки пути на длине фронта работ в «окно», находится по формуле:

t_б= t₉= (l_фр/l_зв)* t_укл* б=(850/25)*1.39*1.12=55мин.

l_б= (С_болт* l_зв)/4 t_б=590мин.

Интервал между окончанием рихтовки пути и окончанием выгрузки щебня из хоппер-дозаторов обусловлен длиной состава хоппер - дозаторов, т.е

, мин,

где - длина равная ;

- скорость выгрузки щебня.

t₁₀= (L_х.д/V_в)*60+2= (253/3000)*60+2=7мин.

Интервал между окончание выгрузки щебня и окончанием выправки пути машиной ВПО-3000 определяется по формуле.

, мин,

где - скорость машины ВПО - 3000;

100 - разрыв между составом хоппер - дозаторов и машиной ВПО - 3000;

- длина машины ВПО - 3000 вместе с локомотивом.

t₁₁= ((L_х.д+100+L_ВПО)/V_п)*60- t₁₀=((253+100+86,2)/200)*60-7=6 мин.

Время , затрачиваемое на разрядку машины ВПО - 3000, принимаем 5 мин.

Время на оформление открытия перегона принимают 5 мин.

Общая необходимая продолжительность «окна» составит:

Т_о=10+15+3+3+19+8+7+14+53+3+60+5+5=192мин.

Принимаем Т_о=3ч 20минут.

Рисунок 2.1.1 Капитальный ремонт железнодорожного пути



Заключение

Курсовой проект выполнен на тему «Расчет числа и порядка укладки укороченных рельсов на внутренних нитях кривых» после прослушивания основного теоретического материала, и посвящена верхнему строению, нижнему строению пути, расчетам основных элементов железнодорожного пути, капитальному ремонту пути.

В заключение отметим, что в данной работе согласно определенному варианту сделали следующие расчеты:

1) Расчет укладки укороченных рельсов;

2) Определили оптимальную ширину рельсовой колеи, которая то расчетам равно: S_опт= 1521,5мм;

3) Определили возвышение наружного рельса: h = 68,3;

4) Обыкновенный стрелочный перевод;

5) Капитальный ремонт железнодорожного пути: Т_о=3ч 20минут.

Так же в данной работе рассмотрели верхнее и нижнее строение железнодорожного пути.

Верхнее строение пути - часть железнодорожного пути, состоящая из рельсов со скреплениями, противоугонов, опор (шпал, плит и др.) и балластного слоя. ВСП воспринимает нагрузку подвижного состава и передаёт её на нижнее строение (земляное полотно или искусственное сооружение - мост, тоннель). К ВСП относятся также стрелочные переводы и глухие пересечения.

Шпалы (деревянные, железобетонные, реже металлические), обеспечивая неизменность взаимного положения рельсовых нитей, воспринимают давление от рельсов и передают его на балластный слой. Взамен шпал начинают на отдельных участках применяться сплошные блочные железобетонные основания в виде плит или рам.

Нижнее строение пути -- элемент железнодорожного пути, на котором размещается верхнее строение пути. К нижнему строению относятся земляное полотно и некоторые искусственные сооружения.

Размещено на Allbest.ru

...