Проектирование и расчет рельсовой колеи

Определение возвышения наружной рельсовой нити, ширины ее колеи в круговой кривой при разных видах вписывания подвижного состава, разбивочных параметров переходной кривой, количества и порядка укладки укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити.

Рубрика Транспорт
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 12.03.2011
Размер файла 417,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "Путь и строительство железных дорог"

Расчётно-графическая работа

по дисциплине: "Железнодорожный путь"

на тему: "Проектирование и расчет рельсовой колеи"

Выполнил: студент гр. 283

Нысанбаева Г.Р.

Проверила:

Васильева О.М.

Самара 2010г.

Содержание

Введение

1. Определение возвышения наружного рельса в кривой

1.2 Обеспечение комфортабельности езды пассажиров, характеризуемого допускаемым не погашенным ускорением

2. Определение необходимой ширины рельсовой колеи в кривых

2.1 Ширина колеи заклиненного вписывания для двухосной тележки

3. Проектирование переходных кривых

4. Расчёт числа и порядка укладки укороченных рельсов на внутреннюю нить кривой

Библиография

Введение

В данной расчетно-графической работе определяются необходимые возвышения наружной рельсовой нити, ширина рельсовой колеи в круговой кривой при разных видах вписывания подвижного состава, разбивочные параметры переходной кривой, количество и порядок укладки укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити.

1. Определение возвышения наружного рельса в кривой

рельса состав кривая колея

При движении подвижного состава по кривой появляется центробежная сила. Эта сила создаёт дополнительное давление колёс на наружную рельсовую нить, в связи с чем рельсы на ней изнашиваются быстрее, возникают отбои нитей, увеличивается напряжение в рельсах, пассажиры испытывают неприятные ощущения. С целью нейтрализации вредного влияния центробежной силы на путь и на пассажиров наружная рельсовая нить приподнимается (возвышается) над внутренней.

Величина возвышения наружной рельсовой нити определяется исходя из двух требований: 1) Обеспечения одинакового вертикального износа обеих рельсовых нитей. Для этого используют следующую формулу:

h = 12,5•K(??ср/R), мм (1.1)

где К - коэффициент увеличения, возвышения наружного рельса, учитывающий смещения центра тяжести подвижного состава в сторону кривой. Принимаем К=1, т.к. ?max =110 км/ч; ?ср - среднеквадратическое средневзвешенное по тоннажу скорость, км/ч; R - радиус кривой, в м;

?ср = (1.2)

где ni - число поездов одинаково веса, движущихся с одинаковой скоростью, в шт.;

Qi - вес поездов, в т.;

?i - фактические скорости движения поездов, км/ч;

1.2 Обеспечение комфортабельности езды пассажиров, характеризуемого допускаемым не погашенным ускорением

hо = 12,5(??max. /R) - 115, мм (1.3)

?max. - максимальная скорость пассажирских поездов для кривой R.

За окончательное значение возвышения принимаем большее из двух, величину расчётного возвышения округляем до значения кратного 5мм в большую сторону.

Наибольшим допускаемым возвышением согласно ПТЭ на железных дорогах РФ является возвышение 150мм.

Если h?150 мм, то к дальнейшим расчетам принимается h расчетное.

Если h>150 мм, то к дальнейшим расчетам принимается hmax=150 мм, при этом должны пересчитать радиус кривой R1, который должен соответствовать h.

К = 1.

?ср =

?ср = 84,69 (км/ч);

h = 12,5•1•(84,69?/700) = 128,09 (мм); кратно 5 h=130 (мм);

hо = 12,5•(110?/700) - 115 = 101,07 (мм).

Вывод: в кривой R = 700 метров оптимальным является возвышение h=130мм при заданных скоростях движения поездов.

2. Определение необходимой ширины рельсовой колеи в кривых

Ширина рельсовой колеи в кривых определяется из условия вписывания тележек подвижного состава в кривые соответствующего радиуса. Вписыванием подвижного состава в кривую называется установившееся положение колесных пар жесткой базы относительно рабочих граней рельсовых нитей. Длиной жесткой базы называется расстояние между крайними осями тележки остающимися при движении взаимно параллельными.

Схема свободного вписывания двухосной тележки в кривую

Схема заклиненного вписывания двухосной тележки в кривую

Оптимальную ширину колеи в этом случае определяем по формуле:

Sопт = qmax+fн - ?1+4, (2.1)

где qmax-максимальная ширина колёсной пары (qmax=1509мм); fн - стрела изгиба наружной рельсовой нити на длине, равной длине двух жёстких баз - это расстояние между двумя крайними осями; ?1 - это поперечные разбеги крайних осей тележки; 4 - допуск на сужение колеи;

fн = (L+ b)?/2R, мм (2.2)

где L - длина жёсткой базы, (L=300см); b - расстояние от оси одной колёсной пары до точки касания гребня колеса с рельсом (забег колеса);

b = (L•rк/R)•tg?, (2.3)

где rк - радиус колеса, rк=62,5 (см); ? - угол наклона внешней грани гребня колеса к горизонту, ?=70?;

qmax = 1509мм, L = 3000мм, rк = 625(мм),

b = ((3000·625)/700000)•tg70 = 7,35 (мм),

fн = ((3000+7,35)?/2•700000) = 6,46 (мм),

Sопт = 1509+6,46-1+4 =1518,46 (мм).

2.1 Ширина колеи заклиненного вписывания для двухосной тележки

Определяем по формуле:

Sзак = qmax+fн - fвн-??1+4 мм (2.4)

fн = (L+2b)?/8R, мм (2.5)

fвн = (L - 2b)?/8R, мм (2.6)

b = (L•r/2R)•tg? мм (2.7)

Минимально допустимая ширина колеи определяется из условия недопущения заклиненного вписывания тележки:

Smin = Sзак + ?min/2 (2.11)

где Sзак - ширина колеи при заклиненном вписывании;

?min - суммарный минимальный зазор между гребнями колёс и головкой рельса на расчетном уровне (?min=7мм);

?min - 7мм,

b = ((3000·625)/2•700000)• tg70= 3,67 (мм),

fвн = (3000-2·3,67)?/8•700000 = 1,59 (мм),

fн = ((3000+2·3,67)?/8•700000) = 1,61 (мм),

Sзак = 1509+1,61-1,59-1+4 = 1512,02(мм),

Smin = 1512,02+7/2 = 1515,52 (мм).

Вид вписывания, который обеспечивает номинальная ширина колеи в данной кривой, определяется путем сравнения с ней расчетных значений ширины колеи.

Вывод: S <[S], что означает - вписывание в кривую свободное.

3. Проектирование переходных кривых

Прямые и круговые кривые во избежание внезапного возникновения центробежной силы плавно сопрягают с помощью переходных кривых (ПК). Основное назначение переходных кривых заключается в обеспечении плавного изменения центробежных сил при входе и выходе экипажа из круговой кривой (КК). На их протяжении осуществляются плавные отводы, вызванные наружной рельсовой нитью и уширением колеи в круговой кривой. Длина переходной кривой lо определяется из условия равномерного отвода возвышения:

lо = hр/[i], (3.1)

где hр - расчётное возвышение; i - нормативный уклон отвода возвышения, i=0,8 при ?max =110 км/ч.

lо = 130/1 = 130 (м).

Расчётная длина переходной кривой округляется в большую сторону до значения кратного 10 м.

lо = 130 (м).

Определяем угол поворота линии в пределах переходной кривой:

?о = lо/2R, (рад) (3.2)

?о = 130/2•700 = 0,0928 (рад)=5,32(град).

Проверяем возможность разбивки ПК по следующим условиям:

? >2?о, ? = 32,6=0,1857 рад , 0,5686 > 0,188

Lк.к=R(? - 2?о)>30 (м), (3.3)

Lк.к=700(0,5686 - 2•0,0928) = 267,6 (м). 267,6 (м)>30 (м)

Определяем обобщенный параметр переходной кривой

C = R • lо, (3.4)

С=700•130 =91000 м2

Т.к. условие R?1,602С не выполняется, то разбивка переходной кривой производится по радиоидальной спирали и координаты кривой х и у определяем по формулам:

Xi ? li(1-li4/40C?) (3.5)

Yi ? li3/6•C(1-li4/56C?), (3.6)

Расчет координат для разбивки переходной кривой.

Таблица 1.1

l,м

x,м

y,м

0

0

0

10

9,9999

0,00183

20

19,9999

0,01465

30

29,9999

0,04945

40

39,9996

0,11721

50

49,9990

0,22893

60

59,9976

0,39559

70

69,9949

0,62817

80

79,9901

0,93764

90

89,9821

1,33497

100

99,9698

1,83110

110

109,9513

2,43695

120

119,9248

3,16342

130

129,8879

4,02133

По результатам расчётов строим график переходной кривой.

График переходной кривой

Определяем элементы переходной кривой необходимые для разбивки её на местности. Сдвижка круговой кривой внутрь определяется по формуле:

P=Y-R(1-cos)

P=4,0213 -700(1-cos0,092)=1,838(м)

Расстояние m от начала переходной кривой до отнесенной точки тангенса:

m=x-R•sin

m=129,887-700•sin0,092=64,953(м)

Расстояние m от начала переходной кривой до первоначального тангенсного столбика:

m= m+ P•tg

m=64,953+1,838•tg=65,49(м)

Полная длина новой кривой (с переходными кривыми):

L=2l+R()

L=2•130+700(0,568+2•0,092)=527,6(м)

Суммарный тангенс новой кривой:

Т= m+(R+ P) tg

Т=64,95+(700+1,838) tg=270,184(м)

Суммарная биссектриса:

Б=

Б==31,230 (м)

Домер:

Д=2•Т- L

Д=2•270,184-527,6=12,76 (м).

4. Расчёт числа и порядка укладки укороченных рельсов на внутреннюю нить кривой

В связи с тем, что в пределах кривых радиус внутренней рельсовой нити несколько меньше радиуса наружной рельсовой нити, то длина внутренней нити меньше наружной рельсовой нити.

Для компенсации этой разницы и обеспечения укладки рельсовой нитей с положением стыков по одной нормали к продольной оси пути по внутренней нити кривой укладывают укороченные рельсы.

В виду невозможности обеспечить точное расположение "по наугольнику" стыков по внутренней и наружной нитям допускается забег на величину не более половины принятого стандартного укорочения ±Кi.

Для выбора величины Кi руководствуются длиною рельса и величиной R кривой.

В РФ приняты следующие типы укорочения:

- при длине рельса 12,5, укорочение К1=40мм, К2=80мм, К3=120мм;

- при длине рельса 25м, К2=80мм, К4=160мм;

Минимальная величина стандартного укорочения К2=80мм соответствует R?500 м, а при R<500 м -К4=160мм. Так как заданный R=800 м, а длина рельса 25 м, то принимаем стандартное укорочение К2=80мм.

Расчёт количества рельсов нормальной длины, укладываемых на наружную рельсовую нить.

Точка НПК1 делит рельс на две части, где а1 - это часть рельса находящегося в прямом участке, а2 - это часть рельса, находящаяся в переходной кривой.

В учебных целях а2 принимаем в пределах 1-24 м (а2=1 м), тогда

а1=25,01-а2 (4.1)

а1 = 25,01 -1= 24,01 (м)

Определяем количество рельсов нормальной длины на наружной нити, укладываемых в пределах 1ой переходной кривой по формуле:

n1 = (Lо - а2)/25,01, (шт) (4.2)

n1 = (130-1)/25,01 =5,15 (шт)

Остаток при делении 0,15 есть b1 - это часть длины последнего рельса переходной кривой. b1 =25,01·0,15=3,92 (м).

b2 - длина последнего рельса переходной кривой, перешедшая на круговую кривую.

b2 = 25,01 - b1, (м) (4.3)

b2 = 25,01 -3,92 = 21,0835 (м)

Определяем количество рельсов в пределах круговой кривой:

n2 = (Lкк. - b2)/25,01, (шт) (4.4)

n2 = (527,6 - 21,083)/25,01 = 9,8567 (шт)

Остаток при делении 0,8567 есть с1 - часть длины последнего рельса круговой кривой, находим с2 - длину последнего рельса круговой кривой, перешедшую на вторую переходную кривую.

с1=25,01·0,8567=21,426 (м)

с2 = 25,01 - 21,426 = 3,751 (м)

Определяем количество рельсов нормальной длины на наружной нити, укладываемых в пределах 2ой переходной кривой по формуле:

n3 =(lо - C2)/25,01, (шт) (4.5)

n3 = (130 -3,751)/25,01 =5,0479 (шт)

Остаток при делении 0, 0479 есть d1 -часть длины последнего рельса второй переходной кривой. Находим d2 - вторая часть рельса, находящаяся на прямом участке пути.

d1 = 25,01·0,0479 =1,197 (м)

d2 = 25,01 - d1, (м) (4.6)

d2 = 25,01 -1,197 = 23,812 (м)

Проверяем правильность расчёта и укладки количества рельсов стандартной длины:

N = (a1 + Lкк + 2lо + d2)/25,01, (шт) (4.7)

N = (24,01+267,6+2·130+23,812)/25,01 = 23 (шт)

Для определения количества и порядка укладки укороченных рельсов по внутренней нити в начале определяем суммарное укорочение внутренней нити на рассматриваемой системе кривых по формуле:

Еп = (Sо/R)(lо+Lкк), (мм) (4.8)

Sо - расстояние между осями головок рельсов (1600 мм),

Еп =(1,6/800)·(130+267,6) =0,9088 (м)=908,8 (мм)

Определяем потребное укорочение одного рельса по формуле:

Кр = Sо(lнр/R), (мм) (4.9)

lнр =25,01 (м)

Кр =1.6·(25,01/700)=0,057 (м)

Так как принятое стандартное укорочение равно 80мм, то длина укороченного рельса равна 25,01-0,08=24,93 (м).

Находим общее число укороченных рельсов:

Nу = Еп2 (4.10)

где Еп-полное суммарное укорочение в пределах ветки; К2 - стандартное укорочение, принятое 80мм

N=908,8/80=11,36(шт)

Для расчёта укорочения в переходной кривой применяется формула:

Епк=Sо((lпк2-lпк-12)/2с), (4.11)

где lпк -участок ПК от начала или конца ее, включая рельс, для которого определяется укорочение; lпк-1 -участок ПК от начала или конца ее, за вычетом длины этого рельса.

Для расчёта укорочения в круговой кривой применяется формула:

Екр = Sо(lо/R) (4.12)

Забег или отставание считается по формуле

Зпп-1+Е-К, (4.13)

где Зп - это забег в рассматриваемом стыке;

Зп-1 - это забег в предыдущем стыке со своим знаком, ("+", "-");

Е - расчётное укорочение рельса или его части на рассматриваемом участке;

К - стандартное укорочение рельса, принятое равным 80 (мм).

Если ?(Зп-1+Е) не превышает половины стандартного укорочения, то величина К в данную формулу не вводится, и в этом случае на внутреннюю нить укладывается нормальный рельс.

Таблица 1.2. Расчет числа и порядка укладки укороченных рельсов

Границы элементов пути в плане

Номера рельсов

Длина рельсов, м

Расчетные укорочения элементов пути, мм

Забеги или отставания стыков, мм

Порядок укладки рельсов

Прямая

1(а1)

24,01

-

-

-

Первая переходная длиной 130м

НПК

КПК1

1(а2)

1

0+1=+1

нормальный

2

25,01

1,6=6

+1+6=+7

нормальный

3

25,01

1,6=17

+7+17=+24

нормальный

4

25,01

1,6=28

+24+28-80= -28

укороченный

5

25,01

1,6=39

-28+39=+11

нормальный

6

25,01

1,6=50

+11+50-80=-19

укороченный

7(b1)

3,926

1,6=9

-19+9+48=+38

нормальный

Круговая кривая длиной 267,6м

НКК

ККК

7(b2)

21,083

1,6 =48

8

25,01

1,6 = 57

+38+57-80=+15

укороченный

9

25,01

1,6 = 57

+15+57-80=-8

укороченный

10

25,01

1,6 = 57

-8+57-80=-31

укороченный

11

25,01

1,6 = 57

-31+57=+26

нормальный

12

25,01

1,6 = 57

+26+57-80=+3

укороченный

13

25,01

1,6 = 57

+3+57-80=-20

укороченный

14

25,01

1,6 = 57

-20+57=37

нормальный

15

25,01

1,6 = 57

+37+57-80=+14

укороченный

16

25,01

1,6 = 57

+14+57-80=-9

укороченный

17(c1)

21,42

1,6 = 49

-9+49+1-80=-39

укороченный

КПК2

17(c2)

3,75

1,6= 1

18

25,01

1,6=7

-39+7=-32

нормальный

Вторая переходная кривая длиной 130м

НПК2

19

25,01

1,6=18

-32+18=-14

нормальный

20

25,01

1,6=29

-14+29=+15

нормальный

21

25,01

1,6=40

+15+40-80=-25

укороченный

22

25,01

1,6=51

-25+51=+26

нормальный

23(d1)

1,197

1,6=3

+26+3=+29

нормальный

Прямая

23(d2)

23,81

-

-

-

Nу =11 - число укороченных рельсов

Вывод: в кривой радиуса R=700 (м) на внутреннюю рельсовую нить укладывается 11 укороченных рельсов.

Библиография

1) Железнодорожный путь под ред. Т.Г. Яковлевой М.: Транспорт, 2001г.

2) Расчеты и проектирование железнодорожного пути под ред. В.В. Виноградова М.: Маршрут, 2003г.

3) Правила технической эксплуатации железных дорог российской федерации МПС России -М.: Транспорт, 2000г.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Оптимальная и минимально допустимая ширина колеи. Возвышение наружного рельса в кривой. Число и порядок укладки укороченных рельсов. Длина и центральный угол горизонтальной строжки остряка стрелки. Передний и задний вылеты крестовины. Раскладка шпал.

    курсовая работа [3,0 M], добавлен 04.02.2013

  • Классификация карьерных железнодорожных путей по назначению и месту расположения в карьере. Понятие плана и профиля пути. Раздельные пункты (пост, разъезд, станция), их значение для безопасности движения. Устройство рельсовой колеи и стрелочных переводов.

    реферат [67,8 K], добавлен 14.04.2009

  • Оценка комфортабельности движения поездов в кривых участках пути. Определение расчетного возвышения и непогашенного ускорения наружной рельсовой нити в кривом участке пути. Оценка расчетных длин переходных кривых по допускаемому уклону отвода возвышения.

    контрольная работа [147,4 K], добавлен 20.03.2017

  • Изучение принципиальной схемы фазочувствительной рельсовой цепи и назначения её компонентов. Расчет работы рельсовой цепи в нормальном, шунтовом, контрольном и режиме короткого замыкания. Характеристика основных требований эксплуатации рельсовой цепи.

    курсовая работа [994,3 K], добавлен 14.04.2015

  • Определение класса железнодорожного пути. Расчет повышений и понижений температуры рельсовых путей, допустимых по прочности и устойчивости. Возвышение наружного рельса в кривой. Расчет интервалов закреплений плетей. Определение ширины колеи в кривой.

    курсовая работа [520,5 K], добавлен 01.12.2009

  • Выбор типа верхнего строения пути на двухпутном участке. Определение ширины колеи в кривой и характеристика вписывания в нее заданного локомотива. Расчет и проектирование одиночного обыкновенного стрелочного перевода. Определение длины остряков.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 25.02.2012

  • Проектирование площадки и поперечного профиля насыпи. Расчет и выбор откосного укрепления, определение его устойчивости. Технические и конструктивные элементы рельсовой колеи на прямых и кривых участках обхода. Выбор типа и марки стрелочного перевода.

    курсовая работа [2,3 M], добавлен 05.12.2014

  • Анализ выхода из строя колесных пар локомотивов. Влияние сужения рельсовой колеи, взаимодействие подвижного состава и пути. Выявление эффективности лубрикации, рельсосмазывания и гребнесмазывания. Действия локомотивной бригады при пожаре на тепловозе.

    дипломная работа [3,0 M], добавлен 08.04.2015

  • Характеристика рельсовой цепи, ее схема и параметры. Расчет трех основных (нормальный, шунтовой, контрольный) и двух дополнительных (короткого замыкания и АЛС) режимов работы кодовой рельсовой цепи переменного тока частотой 25 Гц при наихудших условиях.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 11.12.2013

  • Характер помех, возникающих в контактной рельсовой сети со стороны тягового электроснабжения, частые причины их возникновения. Анализ работы устройств АЛС-АРС на основании оценки параметров кодовых сигналов. Методика устранения импульсных помех.

    реферат [477,2 K], добавлен 29.05.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.