Расчет координат центров стрелочных переводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет координат центров стрелочных переводов



Задание

1. Определить расстояния между центрами смежных стрелочных переводов для горловин станции по варианту рисунок 1, вариант определяется по двум младшим разрядам индивидуального шифра (таблица 1).

В соответствии с шифром получаем номер варианта - 20. По путевому развитию станции (рисунок 1) определить расстояния между центрами смежных стрелочных переводов для горловин станции.

Рисунок 1. Путевое развитие станции

Расстояния определяются на основании таблицы 1.

Таблица 1. Основные расчетные параметры стрелочных переводов для крестовин различных марок

Тип рельсов	Марка крестовины	Угол крестовины	Расстояние
			От оси передних стыков рамных рельсов до начала остряков	От начала остряков до центра перевода	От оси передних стыков рамных рельсов до центра перевода	От центра перевода до математического центра крестовины	От математического центра крестовины до её торца	От центра перевода до торца крестовины	Полная длина перевода
-	tgб	б	m	а0	а	b0	q	b	Lп
Р65	1/11	50 11'40''	2,76	11,29	14,06	16,75	2,55	19,30	33,36
Р65	1/9	60 20'25''	2,76	12,45	15,22	13,72	2,09	15,81	31,03

2. Для своего чертежа горловин выполнить расчет сокращенного соединения всех параллельных путей.

3. Выполнить расчет координат центров стрелочных переводов и вершин углов поворота путей.

4. Оформить работу в соответствии с требованиями СТП ОмГУПС 1.2-2005 г.



Введение

стрелочный перевод станция путь

Сегодня железные дороги России продолжают выполнять значительную (по объемам) часть грузовых и пассажирских перевозок. В условиях рыночных отношений в борьбе за клиента перед отраслью стоит задача повышения эффективности работы транспортного конвейера, совершенствования технических устройств и технологии работы.

Станции и узлы являются важнейшими элементами железнодорожного транспорта, так как они осуществляют взаимодействие железных дорог с грузоотправителями и грузополучателями; выполняют широкий комплекс работ по обслуживанию пассажиров; обеспечивают взаимодействие различных видов транспорта.

Общесетевое значение станций и узлов в значительной мере определяется мощностью их технического оснащения и, прежде всего, путевым развитием. Длина станционных путей составляет более половины эксплуатационной длины всей сети железных дорог.

Станции и узлы при новом строительстве или реконструкции должны обеспечивать выполнение своих эксплуатационных задач. Даже небольшие ошибки во взаимном расположении отдельных устройств и сооружений, которые нарушают основополагающие принципы: компактность, технологичность (поточность операций), возможность выполнения параллельных операций и другие, суммируются в своем отрицательном воздействии день за днем, год за годом. Так, каждый ненужный метр станционного пути, который надо преодолеть локомотиву при постоянно повторяющихся маневровых передвижениях в результате неэкономичных отрезков пути, вызывает дополнительные эксплуатационные расходы, не говоря о ненужных капитальных затратах.

В настоящее время проблема развития станций и узлов уже не только техническая, но и социально-экономическая. Поэтому в первую очередь необходима разработка методов совершенствования организации работы и расчета технического оснащения станций, внедрения механизации и автоматизации производственных процессов и перехода к станциям-автоматам, дающим наибольший экономический эффект.



1. Краткие теоретические сведения

Для соединения путей используются стрелочные переводы, глухие пересечения и съезды.

Стрелочные переводы подразделяют на одиночные, двойные и перекрестные. Одиночные переводы бывают односторонними (левые и правые) и разносторонними (симметричные, несимметричные). На железных дорогах России распространены одиночные (обыкновенные) односторонние стрелочные переводы марок 1/22, 1/18 и 1/11, обычные 1/9 и разносторонние симметричные марок 1/11, 1/9, 1/6 и 1/4,5. Схема одиночного стрелочного перевода показана на рисунке 2. При проектировании и реконструкции станций важно знать основные параметры стрелочных переводов: a - расстояние от стыка рамного рельса до центра стрелочного перевода; b - расстояние от центра стрелочного перевода до торца крестовины; R - радиус переводной кривой; б - угол крестовины. [1].

Рисунок 2. Схема и расчетные размеры одиночного стрелочного перевода

Перекрестные стрелочные переводы марки 1/9 укладывают в местах пересечения двух путей. Они заменяют два обыкнoвенных стрелочных перевода, уложенных навстречу друг другу, и сокращают длину горловины.Глухие пересечения применяют при отсутствии необходимости перехода подвижного состава с одного пути на другой. Разработаны эпюры глухих пересечений 2/11, 2/9, 2/6 и под углами 30, 45, 60 и 90°.

Стрелочные переводы, укладываемые рядом на одном пути, могут иметь различное взаимное расположение. Основные схемы смежной укладки одиночных обыкновенных стрелочных переводов приведены на рисунке 3.

Рисунок 3. Взаимное расположение смежных стрелочных переводов

При встречной укладке переводов с боковыми путями, направленными в разные стороны (рисунок 3, а) и в одну сторону от основного пути (рисунок 3, б), между стыками рамных рельсов укладывается прямая вставка d. В случае попутной укладки переводов (рисунок 3, в) вставка d размещается между торцом крестовины первого перевода и началом рамного рельса второго перевода. Длина вставки d принимается различной в зависимости от схемы укладки и назначения путей.

В случаях укладки переводов на главных путях по схемам (рисунок 3, а-б), величину вставки d принимают не менее 12,5 м, а в стесненных условиях - не менее 6,25 м. Если же на главных путях предусматривается скоростное движение поездов, длину вставки d принимают 25 м (в трудных условиях 12,5 м).

На приемо-отправочных путях вставка d в схеме (рисунок 3, а) должна быть не менее 12,5 м (в стесненных условиях - не менее 6,25 м), а в схемах (рисунок 3, б, в) - 6,25 м. На переустраиваемых сортировочных, участковых и других крупных станциях в стесненных условиях вставка d в схеме (рисунок 3, б) может не предусматриваться при укладке однотипных стрелочных переводов, в стесненных условиях в схеме (рисунок 3, в) может быть допущена вставка d = 4,5 м.

На прочих путях при укладке переводов по схемам (рисунок 3, а-б) вставка d принимается 6,25 м. Допускается проектировать укладку по схемам (рисунок 3, а, б) без вставки, а в схеме (рисунок 3, в) принимать вставку d = 4,5 м.

Во всех случаях при укладке смежных переводов из рельсов разных типов прямая вставка d устраивается длиной не менее 12,5 м.

При ответвлении двух параллельных путей в одну сторону (рисунок 3, г) и в разные стороны (рисунок 3, д) расстояние между центрами переводов зависит от заданного расстояния между осями путей.



2. Расчет соединения путей

2.1 Расчёт расстояния между центрами смежных стрелочных переводов для горловин станции

Расстояния между центрами стрелочных переводов отдельно для встречной, попутной и параллельной укладок по следующим формулам:

- для встречной укладки (рисунок 3, а, б):

L = a₁+d+a₃; (2.1)

- для попутной укладки (рисунок 3, в):

L = b₁+d+a₃; (2.2)

- для ответвлений двух параллельных путей в одну, и в разные стороны (рисунок 3, г, д):

L = e/sinб. (2.3)

Определим расстояния между центрами смежных стрелочных переводов для горловин станции приведенной на рисунке 4.

Рисунок 4. Путевое развитие станции



Марка крестовин стрелочных переводов 2, 4, 10, 1, 3, 7/9 - 1/11, остальные - 1/9, тип рельса Р-65, расстояние между осями путей е =6,5 м.

На основании формулы 2.1 определяем расстояние между центрами стрелочных переводов для встречной укладки:

L_8-12 = 15,22+6,25+15,22 = 36,69, м

L_9-11 = 15,22+6,25+15,22 = 36,69, м

На основании формулы 2.2 определяем расстояние между центрами стрелочных переводов для попутной укладки:

L_2-4 = 19,3+12,5+14,06 = 45,86, м,

L_4-10 = 19,3+12,5+14,06 = 45,86, м,

L_4-6 = 19,3+6,25+15,22 = 40,77, м,

L_3-5 = 19,3+6,25+15,22 = 40,77, м,

L_3-7 = 19,3+12,5+14,06 = 45,86, м.

На основании формулы 2.3 определяем расстояние между центрами стрелочных переводов для ответвлений двух параллельных путей в одну сторону:

L_1-3 = 6,5/0,0905 = 71,82, м,

L_7-9 = 6,5/0,0905 = 71,82, м.

2.2 Расчет сокращенного соединения всех параллельных путей

При междупутье более 7 м проектируется сокращенное соединение (рисунок 5). В этом случае за счет укладки дополнительного кривого участка пути, увеличения угла наклона бокового пути длина соединения уменьшается. На участках, где проходят организованные поезда, между обратными кривыми укладывают прямую вставку длиной не менее 15 м, в остальных случаях ее можно не укладывать.



Рисунок 5. Сокращенное соединение двух параллельных путей

При расчете сокращенного соединения всех параллельных путей для заданной станции (рисунок 4), марка крестовин стрелочных переводов с главных путей - 1/11, остальные - 1/9, тип рельса Р-65, расстояние между осями путей е = 10 м, прямая вставка d₀ = 15 м, радиус переводной кривой R = 200 м, длина прямого участка для разгонки уширения колеи в кривой р = 8,06 м. Определяем сокращенное соединение стрелочного перевода 10, для стрелочных переводов 2, 12, 1 и 11 расчет будет аналогичный:

расстояние от центра перевода до начала кривой:

b1 = b + p, (3.1)

b1 = 15,81+8,06 = 23,87, м.

Для определения величины угла в (рисунок 5) вводим вспомогательный угол ц такой, что:

tg ц = d₀/2R, (3.2)

tg ц = 15/2•200 = 0,0375,

откуда

ц = 2,1476, рад.

Тогда длина отрезка O₁O₂:

O₁O₂ = 2R/cos ц, (3.3)

O₁O₂ = 2•200/0,9993 = 400,28, м.

Проецируя на вертикальную ось элементы контура АМO₁O₂CF имеем:

b1sinб+Rcosб-2R/cosц•cos (в+ц)+R-e = 0,

откуда

cos (в+ц) = ((b1sinб+Rcosб+ R-e) cosц)/2R. (3.4)

Из выражения 3.4 определяем угол в по формуле:

в = arcos(((b1sinб+Rcosб+R-e) cosц)/2R) - ц,

в = arcos(((23,87•0,1104+200•0,994+200-10)•0,9993)/400) - 2,1476 = 12,06, рад.

Найдем длину тангенсов Т₁ (для угла в-б с вершиной В₁) и Т₂ (для угла в с вершиной В₂):

Т₁ = R•tg (в-б/2); x_B1 = (b1+T₁)•cosб; y_B1 = (b1+T₁)•sinб, (3.5)

Т₂ = R•tg (в/2); x_B2 = x_B1+(T₁+d₀+T₂)•cosв; y_B2 = y_B1+(T₁+d₀+T₂)•sinв. (3.6)

По формулам 3.5 и 3.6 находим длину тангенсов Т₁ и Т₂, а также координаты вершин В₁ и В₂, приняв за начало координат центры стрелочных переводов:

Т₁ = 200•0,05 = 10, м,

х_В1 = (23,87+10)•0,0,994 = 33,67, м,

y_B1 = (23,87+10)•0,1104 = 3,74, м,

Т₂ = 200•0,106 = 21,2, м,

x_B2 = 33,67+(10+15+21,2)•0,978 = 78,85, м,

y_В2 = 3,74+(10+15+21,2)•0,209 = 13,4, м.

При расчете сокращенных стрелочных улиц для заданной станции (рисунок 4), марка крестовин стрелочных переводов с главных путей - 1/11, остальные - 1/9, тип рельса Р-65, расстояние между осями путей e = 6,5 м, d = 6,25 м, R = 200 м, длина прямого участка для разгонки уширения колеи в кривой р_1/11 = 6,21 м, р_1/9 = 8,06 м. Определяем сокращенное соединение стрелочной улицы 3-5 на примере стрелочной улицы приведенной на рисунке 6:

Рисунок 6. Сокращенная стрелочная улица

При расчете сокращенной стрелочной улицы определяют максимальное значение угла в из зависимости:

sinв = e/c, (3.7)

где

с = b+d

с = 19,3+6,25 = 25,55, м.

Из выражения 3.7 определяем угол в по формуле:

в = arcsin (e/c),

в = arcsin (6,5/25,55) = 14,7382, рад.

По формуле 3.1 определяем расстояние от центра перевода до начала кривой:

b1_1/11 = 19,3+6,21 = 25,51, м,

b2_1/9 = 15,81+6,21 = 22,02, м.

Затем находят угол в?б, значение тангенса T1 для этого угла и значение тангенса Т для угла в:

Т₁ = R•tg (в-б_1/11/2) (3.8)

Т₂ = R•tg (в-б_1/9/2) (3.9)

Т = R•tg (в/2), (3.10)

Т₁ = 200•0,08 = 16, м,

Т₂ = 200•0,07 = 14, м,

Т = 200•0,129 = 25,8, м.

Необходимую расчетную ширину первого междупутья e'_p определяют как сумму проекций известных отрезков на вертикальную ось:

e'_p = (b₁+T₁)•sinб+(T₁+a₁)•sinв+(b₂+T₂)•sin (в-б), (3.11)

где

а₁ = а+р



а₁ = 15,22+8,06 = 23,28, м,

e'_p = (25,51+16)•0,0905+(16+23,28)•0,2544+(22,02+14)•0,146 = 19, м.

Приняв e₁ = e'_p, рассчитывают координаты центров переводов и вершин углов поворота по формулам 3.12, 3.13, 3.14:

x_B1 = (b1+T₁)•cosб; y_B1 = (b1+T₁)•sinб, (3.12)

x₄ = x_B1+(T₁+а₁)•cosв; y₄ = y_B1+(T₁+а₁)•sinв, (3.13)

x_B2 = х_В1+(?е-у_В1)/tgв; у_В2 = ?е (3.14)

x_B1 = (25,51+16)•0,996 = 41,34, м,

y_B1 = (25,51+16)•0,0905 = 3,76, м,

х₄ = 41,34+(16+23,28)•0,967 = 79,32, м,

y₄ = 3,76+(16+23,28)•0,2544 = 13,67, м,

x_B2 = 41,34+(19+6,5-3,76)/0,263 = 124, м,

у_В2 = 19+6,5 = 25,5, м.

Затем проверяют величину вставки f_n из выражения:

f_n = (?e-y_B1)/sinв - (?c+b+T) ? p (3.15)

f_n = (19+6,5-3,76)/0,2544 - (25,55+15,81+25,8) = 18,3 ? 8,06, м.

В междупутьях шириной более 7 м укладывают сокращенный обыкновенный съезд. Сокращенный съезд (рисунок 7) имеет два стрелочных перевода, две обратные кривые и прямую вставку (10 - 15 м).



Рисунок 7. Сокращенный съезд

При расчете сокращенного соединения параллельных путей для заданной станции (рисунок 4), марка крестовин стрелочных переводов - 1/11, тип рельса Р-65, расстояние между осями путей е = 10 м, длина прямой вставки d₀ = 10 м, радиус переводной кривой R = 200 м, угол крестовины б = 5°11'4'' = 5,19 рад, расстояние от стыка рамного рельса до центра стрелочного перевода а = 14,06 м, расстояние от центра стрелочного перевода до торца крестовины b = 19,3 м, длина прямого участка для разгонки уширения колеи в кривой р = 6,21 м. Определяем сокращенное соединение стрелочного съезда 7/9:

по формуле 3.1 определяем расстояние от центра перевода до начала кривой:

b1 = 19,3+6,21 = 25,51, м.

При расчете съезда необходимо определить угол наклона в вставки d₀ к основному пути, введя в расчет вспомогательный угол ? по формуле 3.2:

tg ц = 10/2•200 = 0,025,

откуда

ц = 1,4321, рад.

Тогда длина отрезка O₁O₂ по формуле 3.3:

O₁O₂ = 2•200/0,9997 = 400,12, м.

Проецируя на вертикальную ось элементы контура АСO₁O₂FS имеем:

2b1sinб+2Rcosб-2R/cosц•cos (в+ц) = e.

Решая это уравнение относительно cos (в+ц), имеем

cos (в+ц) = ((2b1sinб+2Rcosб-е)•cosц)/2R. (3.16)

Из выражения 3.8 определяем угол в по формуле:

в = arcos(((2b1sinб+2Rcosб-е)•cosц)/2R)-ц,

в = arcos(((2•25,51•0,0905+2•200•0,996-10)•0,9997)/2•200) - 1,4321 = 9,378, рад.

Найдем длину тангенса Т для угла (в-б) и координаты точек В₁, В₂ и 4 приняв за начало координат центр стрелочного перевода 2:

Т = R•tg (в-б/2); х_В1 = (b1+T)•cosб; y_B1 = (b1+T)•sinб, (3.17)

x_B2 = x_B1+(2T+d₀)•cosв; y_B2 = y_B1+(2T+d₀)•sinв, (3.18)

x₄ = L₀ = 2•(b1+T)•cosб+(2T+d₀)•cosв, (3.19)

Т = 200•0,037 = 7,4, м,

х_В1 = (25,51+7,4)•0,996 = 32,78, м,

y_B1 = (25,51+7,4)•0,0905 = 2,98, м,

x_B2 = 32,78+(2•7,4+10)•0,987 = 57,26, м,

y_B2 = 2,98+(2•7,4+10)•0,163 = 7,02, м,

x₄ = L₀ = 2•(25,51+7,4)•0,996+(2•7,4+10)•0,987 = 90,04, м.



2.3 Расчет координат центров стрелочных переводов и вершин углов поворота путей

Соединение двух параллельных путей может осуществляться посредством одиночного стрелочного перевода, сокращенного соединения путей или съездов. Соединение двух параллельных путей при помощи одиночного стрелочного перевода производится при междупутьях менее 6 м (рисунок 8). При этом радиус кривого участка пути должен быть не меньше радиуса переводной кривой стрелочного перевода, соединяющего эти пути (например, при крестовине марки 1/9 - 200 м, 1/11 - 300 м). Для разгонки уширения в кривой при радиусе ее менее 350 м необходимо укладывать прямую вставку между корнем крестовины и началом сопрягающей кривой (для переводов крестовины марки 1/11 -6,21 м, 1/9 - 8,06 м).

Рисунок 8. Соединение двух параллельных путей под углом крестовины

При расчете этого простейшего соединения при известных: e - расстоянии между осями путей, a, b - параметрах стрелочного перевода и R - радиусе сопрягающей кривой определяют координаты вершины угла поворота кривой x, y, тангенс кривой T, длина кривой K, а также проверяют величину вставки f, которая должна быть не меньше значения прямой вставки p для разгонки уширения колеи в кривых при радиусах кривых на станционных путях менее 350 м.

x = e/tgб; y = e, (4.1)

AB = e/sinб, (4.2)

T = R•tgб/2. (4.3)

При соединении двух путей с расстоянием между ними менее 7 м применяют обычные несокращенные съезды (рисунок 9), состоящие из двух стрелочных переводов и прямой вставки между ними.

Рисунок 9. Соединение двух путей обычным съездом

Группы стрелочных переводов, уложенных на одном пути, образуют стрелочные улицы, которые различаются по конструкции: простейшие - под углом крестовины с расположением стрелок на боковом и основном путях.

Рисунок 10. Простейшие стрелочные улицы (под углом крестовины)



При расчете координат центров стрелочных переводов и вершин углов поворота путей (приложение А), марка крестовин стрелочных переводов с главных путей - 1/11, остальные - 1/9, тип рельса Р-65, расстояние между осями путей e = 6,5 м, длина самого короткого пути l = 850 м.

Производим расчёт координат стрелочных переводов. За ось Х принимается ось главного пути. За ось У принимается вертикальная ось проходящая через центр станции: x_цс = 0; y_цс = 0. Далее по формуле 4.3 находим тангенс кривой Т:

Т_1/11 = 200•0,045 = 9, м.

Т_1/9 = 200•0,055 = 11, м.

Находим координаты углов поворотов кривых и центров стрелочных переводов:

х_А = l/2+Т,

х_А = 850/2+11 = -436, м,

у_А = -3е,

у_А = 19,5, м,

х₁₂ = х_А+ e/tgб_1/9,

х₁₂ = 436+58,5 = -494,5, м,

у₁₂ = -2е,

у₁₂ = -13, м,

х₈ = х₁₂+а₁₂+d+а₈,

х₈ = 494,5+15,22+6,25+15,22 = -531,19, м,

у₈ = у₁₂,

у₈ = -13, м,

х₆ = х₈+ e/tgб_1/9,

х₆ = 531,19+58,5 = -589,69, м,

у₆ = - е, м,

у₆ = -6,5, м,

х₄ = х₆+ e/tgб_1/11,

х₄ = 589,69+71,4 = -661,09, м,

у₄ = 0, м,

х₂ = х₄+а₄+d+b₂,

х₂ = 661,09+14,06+12,5+19,3 = -706,95, м,

у₂ = у₄,

у₂ = 0, м,

х₁₀ = х₄-b₄-d-a₁₀,

х₁₀ = 661,09-19,3-12,5-14,06 = -615,23, м,

у₁₀ = у₄,

у₁₀ = 0, м,

х_В = х₂-2e/tgб_1/11,

х_В = 706,95-142,8 = -564,15, м,

у_В = 2е,

у_В = 13, м,



х_С = х₁₀-e/tgб_1/11,

х_С = 615,23-71,4 = -543,83, м,

у_С = е,

у_С = 6,5, м,

х_D = l/2+Т_1/9,

х_D = 850/2+11 = 436, м,

у_D = -3е,

у_D = -19,5, м,

х₁ = х_D+ 3e/tgб_1/11,

х₁ = 436+214,2 = 650,2, м,

у₁ = 0,

х₃ = х₁ - e/tgб_1/11,

х₃ = 650,2-71,4 = 578,8, м,

у₃ = 0, м,

х₇ = х₃-b₃-d-а₇,

х₇ = 578,8-19,3-12,5-14,06 = 532,94, м,

у₇ = 0, м,

х₅ = х₃ - e/tgб_1/11,

х₅ = 578,8-71,4 = 507,4, м,

у₅ = - е,

у₅ = -6,5, м,

х_Е = х₅ - e/tgб_1/9,

х_Е = 507,4-58,5 = 448,9, м,

у_Е = -2е,

у_Е = -13, м,

х₉ = х₇ - e/tgб_1/11,

х₉ = 532,94-71,4 = 461,54, м,

у₉ = е,

у₉ = 6,5, м,

х₁₁ = х₉-а₉-d-а₁₁,

х₁₁ = 461,54-15,22-6,25-15,22 = -424,85, м,

у₁₁ = у₉,

у₁₁ = 6,5, м,

х_F = х₁₁-e/tgб_1/9,

х_F = 424,85-58,5 = 366,35, м,

у_F = 2е,

у_F = 13, м.



Заключение

стрелочный перевод станция путь

В процессе выполнения данной контрольной работы я усвоил основные понятия по курсу «Железнодорожные станции и узлы», научился определять расстояния между центрами смежных стрелочных переводов, выполнять расчет сокращенного соединения всех параллельных путей и расчет координат центров стрелочных переводов и вершин углов поворота путей. Изучил вопросы размещения станций на сети железных дорог, их конструкции, техники и методов расчета основных устройств и систем, а также вопросов их развития и совершенствования.



Библиографический список

1. Апатцев В.И. Курс лекций. В 2 ч. Ч. 1. Железнодорожные станции и узлы. / Апатцев В.И.М.: РГОТУПС, 2002. - 113 с

2. Правдин Н.В., Банек Т.С., Негрей В.Я. Железнодорожные станции и узлы (задачи, примеры, расчеты)/ Под редакцией Правдина Н.В. - М.: Транспорт, 1984. - 296 с.

3. Козлов А.М. Проектирование железнодорожных станций и узлов. Справочное и методическое руководство. Издание второе, переработанное и дополненное. ВНИИТС / Под редакцией Козлова А.М. - М.: Транспорт, 1981. - 463 с.



Приложение

Путевое развитие станции с координатной сеткой