Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общие положения по устройству мостового полотна на железнодорожных мостах

2. Требования к элементам мостового полотна

2.1 Рельсы

2.2 Мостовые брусья

2.3 Рельсовые скрепления

2.4 Прикрепление мостового полотна к балкам пролетного строения

3. Расчёт элементов мостового полотна (деревянной поперечины)

3.1 Исходные данные к расчету

3.2 Расчётная схема

3.3 Определение нагрузки на поперечину и соответствующих ей усилий

4. Проектирование бесстыкового пути на мостах

4.1 Бесстыковой путь с уравнительными приборами

4.2 Проектирование бесстыкового пути с сезонными уравнительными рельсами

Заключение

Список использованных источников



Введение

В современном мире огромную роль в развитии рыночных отношений играют железные дороги. По ним перевозится большая часть всех грузов в различных направлениях. Железные дороги включают в себя инженерные сооружения и различные технические устройства и средства, обеспечивающие своевременное, полное и качественное удовлетворение потребностей населения и народного хозяйства в перевозках.

Сюда входят: - железнодорожный путь; - подвижной состав (локомотивы и вагоны); - сооружения локомотивного и вагонного хозяйства; - сооружения и устройства сигнализации, связи и вычислительной техники; - электро и водоснабжение; - железнодорожные станции и узлы.

Сейчас общая протяженность железных дорог России составляет 85,5 тыс. км. Ежегодно по ним передвигается больше около 1 миллиона человек и перевозится около 1 миллиарда тон грузов, только в России. Железнодорожный транспорт имеет очень важные преимущества над другими видами транспорта:

Независимость от природных условий.

Железнодорожный транспорт обеспечивает возможность сравнительно быстрой доставки груза на большие расстояния.

Сравнительно низкая себестоимость.

Также железнодорожный транспорт имеет и минусы, но они не идут в сравнение с достоинствами именно поэтому 21 веке железнодорожный транспорт продолжает свое развитие.



1. Общие положения по устройству мостового полотна на железнодорожных мостах

Железнодорожный путь на мостах и в тоннелях имеет то - же предназначение, что и на обычных участках, но к нему предъявляются более высокие требования. Это объясняется более тяжёлыми условиями работы рельсовой колеи по сравнению с обычной.

Конструкция пути на мостах и в тоннелях имеет ряд, особенностей. На металлических мостах рельсовый путь обычно делают без балласта на деревянных брусьях, уложенных на расстоянии 10--15 см друг от друга.

Рис.1.1

Брусья крепят болтами к продольным балкам. Для удержания подвижного состава в случае схода его с рельсов на существующих мостах снаружи колеи имеются деревянные охранные брусья, а внутри -- контррельсы (рис.1.1). На строящихся мостах для этой цели используют металлические охранные уголки специального профиля (рис.1, б).

На мостах с большими металлическими пролетными строениями укладывают путь на металлических поперечинах.



Рис.1.2-Виды верхнего строения пути на Ж/Д мостах.

На ряде металлических мостов и, в частности, на мосту через р. Амур на БАМе применена конструкция пути на сплошных железобетонных плитах (рис.1.2, г), дающая сокращение затрат на содержание мостового полотна. На каменных, бетонных и железобетонных мостах, а также на путепроводах, расположенных в пределах станции, путь устраивают на щебеночном балласте и обычных шпалах, для чего на мосту устраивают корыто (рис.1.1, в) шириной поверху на однопутных линиях не менее 3,6 м, а на двухпутных -- не менее 7,7 м. Толщину щебеночного балласта на мостах и путепроводах принимают, как правило, не менее 25 см.

Рис.1.3-Схема пути на мосту с щебеночным балластом.

Путь на балласте безопасен в пожарном отношении, дешевле, чем на мостовых брусьях, удобнее в эксплуатации, легко выправляется в плане и профиле, однако он значительно тяжелее. На подходах к мостам независимо от рода балласта, принятого на данной линии, путь с обеих сторон укладывают на щебеночном балласте, что повышает устойчивость пути и уменьшает засорение пылью конструкций моста при движении поездов. На подходах к мостам с мостовым полотном безбалластного типа путь полностью закреплен от угона; на самих мостах противоугоны ставят как исключение. На больших металлических мостах во избежание разрыва стыков при температурных изменениях длины пролетных строений устанавливают специальные приборы, обеспечивающие взаимное смещение остряка и рамного рельса.

Рис.1.4

Рельсы на мостах следует укладывать тяжелого типа (не легче типа Р50 и не легче типа рельсов, укладываемых на подходах). На больших мостах, на мостах с разводными пролетами и на подходах к этим сооружениям на протяжении не менее 200 м в каждую сторону следует укладывать рельсы не легче типа Р65.

Бесстыковой путь допускается укладывать на мостах с мостовым полотном на балласте, на мостах с безбалластным мостовым полотном, -- как правило, при суммарной длине пролетных строений 66 м и менее. Устройство бесстыкового пути на местах с безбалластным мостовым полотном при суммарной длине пролетных строений свыше 66 м допускается в обоснованных случаях по согласованию с МПС.

Мосты полной длиной более 25 м, а также все мосты высотой более 3 м, мосты, расположенные в пределах станций, и все путепроводы должны иметь двухсторонние служебные тротуары с перилами (высотой не менее 1,10 м), располагаемые вне габаритов приближений строений

В районах со среднесуточной минимальной температурой наружного воздуха минус 40°С и ниже (с обеспеченностью 0,92) двухсторонние боковые тротуары должны иметь все мосты полной длиной более 10 м.

На двухпутных и многопутных мостах следует предусматривать тротуары (без перил) также и в междупутье.

Настил тротуаров, как правило, следует проектировать из железобетонных плит.



2. Требования к элементам мостового полотна

2.1 Рельсы

Рельсы предназначены для непосредственного восприятия и упругого перерабатывания и передачи подрельсовые опоры напряжения, для направления в движении колёсных пар подвижного состава и служит как электропроводник на участках с автоблокировкой и электротягой.

На мостах и подходах к ним (не менее 200 м) обычно укладываются рельсы того же типа, что и на перегонах, за исключением следующих случаев, когда обязательна укладка термо-упрочненных рельсов типа Р65: большие мосты длиной более 100 м; разводные мосты любой длины; участки со скоростями движения поездов более 140 км/ч; новые или переустраиваемые мосты.

При грузонапряженности менее 15 млн т-км брутто/км в год можно применять незакаленные рельсы Р65 (в исключительных случаях с разрешения МПС -- Р50). Длина рельсов обычно составляет 25 м или укладывается бесстыковой путь, когда необходимо снизить динамическую нагрузку, при условии того что, бесстыковой путь уложен на перегоне.

Укладка разных типов рельсов не допускается.

На участках обращения пассажирских поездов со скоростью 141-200 км/ч на мостах должны быть уложены рельсы Р65 или Р75. При скоростях движения 161-200 км/ч пропущенный рельсами тоннаж не должен превышать установленной нормы, а приведенный износ головки должен быть не более 6 мм.

Рельсы должны удовлетворять требованиям прочности, долговечности и иметь высокие показатель выносливости.

При езде на мостовых брусьях, расстояние между которыми не более 100-150 мм. в свету, стыки рельсов располагаются на весу.



Рис.2.1. Рельс типа Р65 (ГОСТ 8161-75): 1 - линия центра; 2 - ось болтового отверстия; 3 - нейтральная ось

Исходя из данных курсовой работы, что грузонапряженность ж. д. линии, Т*км брутто\км*год равна 49 млн, следует, что для данной ж. д. линии необходимо применить тяжёлый рельс Р65.

Грузонапряженность данного типа рельса 25-86 в млн. Т*км брутто\км*год.

2.2 Мостовые брусья

Мостовые брусья согласно СНиП 2.05.03-84 относятся к несущим элементам первой категории, поэтому они должны изготавливаться из сосны или лиственницы не ниже 1-ого сорта по ГОСТ 8486-66 «Пиломатериалы хвойных пород». Другие породы дерева допускаются только с разрешения Главного управления пути МПС. Брусья пропитываются масляными антисептиками по ГОСТ 20022.5-75, предпропиточная влажность древесины не должна превышать 25%, глубина пропитки должна составлять не менее 85% толщины заболони. Если заболонь имеет толщину до 20 мм. Она должна пропитываться полностью. Глубина проникновения антисептика в обнаженную ядровую древесину должна быть не менее 5 мм. Места врубок и стенки отверстия, сделанных в брусьях после пропитки, обмазывают антисептиком не менее трех раз. При проектировании и строительстве новых мостов необходимо применять брусья сечением 20*24 см., длиной 3,25 м. Мостовые брусья укладывают на продольные балки с расстоянием в свету не менее 10 см. и не более 15 см. во избежание провала колес между брусьями. Для сравнения отметим, что зазоры между шпалами, уложенными на мостах с ездой на баласте такие же, как и у обычного пути на земляном полотне (от 25 до 30 см.). Брусья укладываются по наугольнику, а в отдельных случаях (на мостах с косыми пролетными строениями) допускается веерное расположение мостовых брусьев.

Конструкция мостового полотна с деревянными поперечи¬нами на металлических мостах имеет наибольшее распростра¬нение на отечественных дорогах, но постепенно она будет за¬меняться более эффективным безбалластным полотном с пли¬тами.

Для продления срока службы мостовых брусьев в соответствии с Инструкцией по содержанию и ремонту деревянных шпал и брусьев ЦП/3981 перед укладкой их в путь должен быть выполнен следующий комплекс предохранительных мероприятий:

под путевые костыли и шурупы в мостовых брусьях должны быть просверлены отверстия диаметром 12,7 - 13,0 мм для брусьев из мягких пород и диаметром 14 мм - для твердых пород;

для предупреждения трещин брусья укрепляют деревянными винтами, металлическими болтами и проволокой диаметром 6 -7 мм. В исключительных случаях П-образными скобами, но не менее 8 шт. на брус.

Мостовые брусья плотно прирубаются к поясам пролетных строений или продольных балок. Глубина врубок в мостовых брусьях не менее 5 мм. И не более 30 мм. Все мостовые брусья крепятся к поясам продольных балок или ферм лапчатыми болтами.



2.3 Рельсовые скрепления

Рельсовый путь представляет собой две непрерывные рельсовые нити, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. Это обеспечивается за счет крепления рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев между собой. Рельсы к шпалам крепят с помощью промежуточных скреплений, которые должны обеспечивать надежную и достаточно упругую связь рельсов со шпалами, сохранять постоянство ширины колеи и необходимую под-уклонку рельсов, не допускать продольного смещения и опрокидывания рельсов. мостовой полотно балка рельсы

Современные рельсовые скрепления должны:

1. длительно обеспечивать неизменность ширины колеи;

2. допускать регулировку положения рельсовых нитей по высоте и в плане;

3. надежно закреплять рельсы от угона;

4. быть пружинными, обеспечивать оптимальную пространственную упругость пути и надежную упругую связь рельсов с опорами;

5. иметь минимум деталей, быть простыми, надежными, удобными и недорогими в изготовлении, монтаже и эксплуатации;

6. быть высокоэкономичными.

При безбалластной езде на мостах без уравнительных приборов должна быть обеспечена возможность продольного перемещения подвижных концов пролетных строений относительно рельсового пути, при этом у неподвижных концов пролетных строений рельсы закрепляют на длине 10--15 м (в зависимости от длины пролета) затягиванием клеммных болтов. При стыковом пути закрепляют звено, расположенное над неподвижным концом пролетного строения, или, если стык этого звена находится от конца пролетного строения на расстоянии, недостаточном для закрепления (менее 10--15 м), соседнее звено. Болты в стыках рельсов при этом следует затягивать электрическим или удлиненным до 1 м ручным ключом так, чтобы крутящий момент, приложенный к гайке, был не менее 600 Н*м (60 кгс*м) при четырехдырых накладках и 400 Н*м (40 кгс*м) при щестидырых.

Для обеспечения перемещения рельсов клеммы подрезают. Кроме того, при мостовом полотне с безбалластными железобетонными плитами для облегчения продольного перемещения пролетных строений следует укладывать дополнительные металлические прокладки толщиной 1,5--2,0 мм между подошвой рельса и резиновой подрельсовой прокладкой.

2.4 Прикрепление мостового полотна к балкам пролетного строения

Мостовые брусья плотно прирубаются к поясам пролетных строений или продольных балок. Глубина врубок в мостовых брусьях не менее 5 мм. И не более 30 мм. (для брусьев нормального сечения). Для заклепочных головок и высокопрочных болтов поперек бруса вырубаются канавки. Мостовые брусья не должны опираться на связи между фермами или продольными балками; при этом в случае необходимости следует предусматривать понижение связей.

Рис.2.2-Схема прикрепления мостового полотна к балкам пролетного строения.

Если требуемый профиль пути на пролетном строение нельзя получить за счет нормальных врубок (0,5-3,0 см), разрешается применять брусья большей высоты или в крайнем случае прокладки из досок длинной не менее 1 м. и толщиной не менее 4 см. доски должны быть прикреплены к брусу гвоздями. Все мостовые брусья крепятся к поясам продольных балок или ферм лапчатыми болтами, в том числе с пружинной лапой, а к противоугонным уголковым коротышам-горизонтальными болтами.



3. Расчёт элементов мостового полотна (деревянной поперечины)

3.1 Исходные данные к расчету

К расчёту назначено металлический мост с полотном на деревянных поперечинах (расчетная схема см. рис. 10.), с расстоянием между балками В=2,16 (м). Нагрузка составляет 207 (кН/ось).

3.2 Расчётная схема

Расчётную схему (см. рис11) деревянной поперечины принимаем в виде балки на двух опорах, загруженной двумя сосредоточенными силами. Балка работает на изгиб, следовательно, выполняем расчеты по прочности на нормальные и скалывающие напряжения.

Рис.4.1 - Расчетная схема при расчете на изгиб и эпюры изгибающих моментов и поперечных сил в поперечине.

3.3 Определение нагрузки на поперечину и соответствующих ей усилий

Данный расчет производится с учетом того, что временная нагрузка от подвижного состава распределяется между тремя соседними поперечинами за счет жесткости рельса.

Рис.4.2 - Схема распределения нагрузки от подвижного состава между тремя поперечинами.

Поперечное сечение поперечины принимаем равным 20х24 см, расстояние между поперечинами 15 см.

Момент инерции поперечины: .

Момент инерции рельса Р65:

Модуль упругости древесины: .

Модуль упругости рельсовой стали: .

Коэффициент упругого распределения:

где В=216 см - расстояние между осями продольных балок или ферм,

ап=35 см - расстояние между осями соседних поперечин,

еп=28,25 см - расстояние между осью рельса и осью продольной балки или фермы.

Наибольшая нагрузка, передаваемая на поперечины:

где гf=1,2 - коэффициент надежности по нагрузке,

(1+м)=1.6 при л=0 - динамический коэффициент.

Расчетные усилия:

Максимальный изгибающий момент:

Максимальная поперечная сила:

Проверка прочности по нормальным напряжениям

Условие прочности:

где Rdb=15,7 МПа - расчетное сопротивление древесины сосны изгибу.

Wnt - момент сопротивления поперечины, определяется по формуле:



10,14 МПа < 15,7 МПа - Условие прочности выполняется

Проверка прочности по касательным напряжениям

Условие прочности:

где Rdab=2,35 МПа - расчетное сопротивление древесины сосны скалыванию вдоль волокон при изгибе.

Sbr - статический момент отсеченной части, определяется по формуле:

,

-момент инерции деревянной поперечины,

b - ширина поперечины.

2,15 МПа < 2.35 МПа - Условие прочности выполняется.



4. Проектирование бесстыкового пути на мостах

4.1 Бесстыковой путь с уравнительными приборами

Исходные данные: необходимо составить проект бесстыкового пути с уравнительным прибором, который укладывается на мосту в городе Горький. Температура рельсов в момент установки уравнительного прибора +16° С.

Схема моста и длина пролетного строения показана на рисунке 13.

Рис.5.1- Схема моста

Длина рельсовых плетей назначается с учетом температурного пролета

Мост расположен в городе Горький:

1. максимальная летняя температура рельсов ;

2. минимальная зимняя температура рельсов ;

3. расчетная температурная амплитуда ;

Определение марки уравнительного прибора.

На мостах с мостовым полотном на деревянных поперечинах укладывается уравнительный прибор типа Р65 по проекту ПТКБ ЦП МПС № 1262А.00.000. Уравнительный прибор используется в умеренном и холодном климате, его конструкция имеет неподвижные остряки и подвижные рамные рельсы, смонтированные на лафетах.

Характеристики уравнительного прибора типа Р65 представлены в таблице 5,1.

Таблица 5,1 Характеристики уравнительного прибора типа Р65

Номер проекта	1262 А.00.000
Год разработки проекта	1975
Завод изготовитель	Новосибирский стрелочный завод (НСЗ)
Максимальная величина перемещения (расчетный шаг), мм	750
Длина уравнительного прибора, мм	min 12117 max 12867
Максимальная ширина уравнительного прибора в сборе, мм	2220 (2090)
Высота уравнительного прибора, мм	228
Ширина колеи, мм	1520
Масса, кг	8109

Рис. 5.2 - Поперечное сечение уравнительного прибора типа Р65 по проекту 1262А.000.00 при укладке уравнительного прибора на деревянных поперечинах:

1 - рамный рельс; 2 - остряк; 3 - лафет; 4 - подкладка; 5 - амортизирующие прокладки.

Схема уравнительного прибора:



Рис. 5.3 - Схема уравнительного прибора типа Р65 (проект 1262А.00.000)

Определение полного перемещения рельсов.

Полное перемещение рельсов определяется в зависимости от длины рельсовой плети и температурной амплитуды в данном районе и находится по таблице 3 приложения 14 [1].

При и полное перемещение равно 375 мм, что меньше 750мм, следовательно, уравнительный прибор удовлетворяет требованиям.

Определение расстояния «а» от торца рамного рельса до риски на лафете.

При укладке уравнительного прибора измеряют температуру окружающего воздуха и по этой температуре находят расстояние от торца рамного рельса до риски на лафете.

, значение округляется до

По таблице 4 приложения 14 [1] - расстояние, а=191 мм.

Вывод: Бесстыковой путь возможен с уравнительным прибором.

4.2 Проектирование бесстыкового пути с сезонными уравнительными рельсами

Укладка уравнительных рельсов вместо уравнительных приборов должна выполняться по проекту, разработанному мостоиспытательной станцией дороги совместно с дистанцией пути на основании материалов обследования состояния рельсового пути, мостового полотна и проезжей части пролётных строений, с учётом требований указаний.

Схема укладки уравнительных рельсов и их закрепление показаны на рисунке 5.4.

Рис. 5.4 - Схема моста и место установки сезонных уравнительных рельсов, места закрепления рельсовой плети

При данном расположении рельсовой плети и по указаниям нормальное количество плетей принято 4 пары, им соответствует 5 стыков.

При расчёте максимальной и минимальной температуры рельсов учитываем силы трения, приводящие к их нагреву на 5°С.

Объект строительства расположен в городе Горький:

1. максимальная летняя температура рельсов ;

2. минимальная зимняя температура рельсов ;

Отсюда получим, что ,. Окончательно принимаем,.

Определим раскрытие стыков при изменении температуры на 5°С по формуле:

где l=260м - длина рельсовой плети с уравнительным рельсом;

t=5°С - температурный интервал;

n=5 - число зазоров уравнительных рельсов.

По полученным данным составляем таблицу с интервалами замены сезонных уравнительных рельсов.

Таблица 5.2 Температурные деформации

Температура рельсов в °С	Значение стыковых зазоров и их сумм, (мм) при сезонных уравнительных рельсах, (м).
	12,46 м	12,5 м
t max = +40°С	3.0	15
От +40 °С до +35°С	6	30
От +35 °С до +30°С	9	45
От +30 °С до +25°С	12	60	4	20
От +25 °С до +20°С	15	75	7	35
От +20 °С до +15°С	18	90	10	50
От +15 °С до +10°С	21	105	13	56
От +10 °С до +5°С			16	80
От +5 °С до 0°С			19	95
От 0°С до -5°С
От -5°С до -10°С
От -10°С до -15°С
От -15°С до -20°С
От -20°С до -25°С
От -25°С до -30°С
От -30°С до -35°С
tmin = -35°С



Заключение

В ходе проделанной работы были рассмотрены общие положения по устройству мостового полотна, требования к элементам мостового полотна, устройства, обеспечивающие безопасность движения поездов по мостам и безопасность эксплуатации мостов. Также был выполнен расчет мостового полотна на деревянных поперечинах, спроектирован бесстыковой рельсовый путь с уравнительными приборами и сезонными уравнительными рельсами.



Список использованных источников

1. Указания по устройству и конструкции мостового полотна на железнодорожных мостах. М.: Транспорт, 1989 - 120стр.

3. СНиП 2.05.01-90. Железные дороги колеи 1520 мм.

4. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. М.: Транспорт, 1987 -479стр

5. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути. МПС России. М.: Транспорт, 2000 - 223стр.

6. Клинов С.И. Железнодорожный путь на искусственных сооружениях. М: Транспорт, 1990 - 144стр.

Размещено на Allbest.ru

...