Выбор конструкции верхнего строения пути и определение классификацию пути и его грузонапряженности на заданном участке

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

Таблица

Участок пути	АБ	БВ
Количество грузовых поездов	19	13
Вес грузовых поездов	4100	3200
Количество пассажирских поездов	10	26
Скорость движения пассажирских поездов, км/ч	149	200
Материал подрельсового основания	3Д	БЖ
Развернутая длина участка пути, км	82	59
Коэффициент, учитывающий местные условия	0,97	1,15
Заданный расход воды Q	3,87

Таблица

Высота насыпи на перегоне, м, НН	9,5
Глубина выемки на перегоне, м, НВ	7,8
Поперечный уклон местности на перегоне и станции, 1/N	1/15
Заданная годовая программа ремонта пути Q, км	120
Срок выполнения программы Т, дни	155
Период предоставления «окон», n	2
Серия тепловоза	2ТЭ10
Тип хоппер-дозатора	ЦНИИ-2
Объем щебня, выгруженного на 1 км работ, м3	843
Тип рельсов стрелочного перевода	Р65
Длина криволинейного остряка, lОСТР, м	12
Марка крестовины	1/11
Допускаемое значение показателя потери кинетической энергии, W0, м/с	12,9
Допускаемое значение центробежного ускорения, j0, м/с2	0,49
Допускаемая скорость движения на боковой путь, м/с	12,9
Вид станционного парка	А
Полезная длина путей, м	1180
Средняя ширина междупутья, м	5,7
Объем приносимого снега за зиму, м3/м	120
Толщина слоя снега, м	0,79
Дальность отвоза снега, км	2,1
Средняя скорость движения поезда на разгрузку, км/ч	28

Введение

Путевое хозяйство -- одна из основных отраслей железнодорожного транспорта, в которую входят железнодорожный путь со всеми сооружениями, а также комплекс производственных подразделений и хозяйственных предприятий, предназначенных для обеспечения бесперебойной работы пути, его текущего содержания и ремонта.

На долю путевого хозяйства приходится более 50% стоимости основных фондов железных дорог, пятая часть эксплуатационных расходов, в нем занята шестая часть работников железнодорожного транспорта.

Основным назначением путевого хозяйства является содержание пути и путевых устройств в постоянной исправности, чтобы обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими скоростями, установленными для данного участка. Достигается это текущим содержанием пути, своевременным выявлением и предупреждением неисправностей пути, устранением их причин, а также усилением и ремонтом пути.

Путевое хозяйство формировалось с начала строительства и эксплуатации первых железных дорог России. Низовым подразделением была рабочая артель, состоявшая из 3--4 рабочих, не считая артельного старосты. Он был обязан осматривать свой участок, по крайней мере, один раз в день. Несколько артелей объединялись в околоток (его возглавлял дорожный мастер), несколько околотков -- в участок (во главе со старшим дорожным мастером), несколько участков -- в дистанцию пути. К проведению сезонных работ привлекались наемные рабочие. На каждую версту выделялось по одному- два обходчика. Дистанции пути подчинялись службе пути. В 1865 г. первым министром путей сообщения России стал П.П. Мельников. Большой вклад в развитие путевого хозяйства внесли такие ученые, как Д.И. Журавский, H.A. Белелюбский, а в последующие годы -- Б.Н. Веденисов, Г.П. Передерия, H.T. Матюшин.

Совершенствование системы ведения путевого хозяйства непосредственно связано с разработкой и внедрением:

-рельсов объемно-поверхностной закалки;

-стрелочных переводов с непрерывной поверхностью катания;

-железобетонных шпал и брусьев;

-бесстыкового пути с длинными рельсовыми плетями до 10--12 км;

-упругих промежуточных скреплений;

-высокопрочных изолирующих стыков и тональной автоблокировки;

-современных технологий машинизированного текущего содержания пути;

-усовершенствованных технологий ремонта пути с применением современных путевых машин нового поколения;

-новых методов и технологий укрепления инженерных сооружений.

Одним из приоритетных направлений развития путевого хозяйства наряду с созданием новых конструкций пути, технологических процессов выполнения работ по текущему содержанию и ремонту пути, а также новых путевых машин и средств диагностики является программа информатизации путевого хозяйства. Ее цель -- автоматизация информационных технологий управления техническим состоянием железнодорожного пути, которую необходимо рассматривать в тесной взаимосвязи с системой управления движением. Для создания эффективной автоматизированной системы управления АСУ «Путь» необходимо широкое внедрение автоматизированных средств регистрации первичных данных с использованием высокопроизводительных передвижных средств контроля, средств промышленного видеоконтроля и др., создание сети автоматизированных рабочих мест (АРМ) системы управления.

Путевое хозяйство играет огромную роль на железнодорожном транспорте.

1.Выбор конструкции верхнего строения пути и определение классификации пути. Определение грузонапряженности на заданном участке

Грузонапряженность участка является одним из основных эксплуатационных факторов, влияющих на конструкцию железнодорожного пути.

Грузонапряженность в тонно-километрах-брутто на километр в год определяется по формуле:

, ( 1.1)

где , -масса брутто грузовых, пассажирских поездов, т;

, -количество грузовых, пассажирских поездов, т;

-коэффициент неравномерности движения поездов принимается равным 0,95.

Массу пассажирских поездов 1000т.

Грузонапряженность на участке АБ:

=4100 т;=19; =1000 т;=10; =0,95

=365(4100·19+1000·10)0,95=30,5 млн т·км брутто на 1 км в год

Грузонапряженность на участке БВ:

=3200 т;=13; =1000 т;=26; =0,95

=365(3200·13+1000·26)0,95=23,5 млн т·км брутто на 1 км в год

Определение классификации пути

Система ведения путевого хозяйства основана на классификации путей в соответствии с распоряжением ОАО «РЖД» от 27 июля 2009 г №1393. Согласно данному распоряжению классификация пути определяется в зависимости от главных эксплуатационных факторов, определяющих работу пути-грузонапряженности и скоростей движения поездов. В качестве дополнительных критериев могут быть приняты размеры движения пассажирских дальних и пригородных поездов, вхождение линий в основные грузовые и пассажирские направления

По грузонапряженности пути подразделяются на 6 групп, которые имеют буквенные обозначения. По допускаемым скоростям движения поездов железнодорожные пути подразделяются на 7 категорий, которые обозначаются арабскими цифрами. Классы путей представляют собой сочетание групп и категорий, обозначаются цифрами. Классификация пути состоит из сочетания класса, группы и категории пути. Классификация пути устанавливается с помощью таблицы 1.1.

В зависимости от количества пропущенных пассажирских и пригородных графиков поездов, независимо от значения грузонапряженности, путь должен быть не ниже:

1-го класса(более 100 поездов в сутки);

2-го класса(6-30 поездов в сутки);

3-го класса (6-30 поездов в сутки);

Приемо-отправочные и другие станционные пути, предназначенные для безостановочного пропуска поездов со скоростями 40 км/ч и более относятся к 3-му классу.

Таблица 1.1 - Классификация путей

Станционные пути, не предназначенные для безостановочного пропуска поездов при установленных скоростях 40 км/ч, а также специальные пути, предназначенные для обращения подвижного состава с опасными грузами, сортировочные пути и подъездные пути со скоростями движения 40 км/ч относятся к 4-му классу. Остальные станционные подъездные и прочие пути относятся к 5-му классу.

Пути сортировочных горок классифицируют в зависимости от объемов среднесуточной переработки вагонов:

-сортировочные горки большой и повышенной мощности (переработка в среднем за сутки 3500 вагонов и выше) или при числе путей в сортировочном парке 30 и более относятся к 2 классу;

-сортировочные горки средней мощности (переработка в среднем за сутки от 1500 вагонов до 3500 вагонов)или при числе путей в сортировочном парке от 17 до 29 относятся к 3 классу;

-сортировочные горки малой мощности (переработка в среднем за сутки от 250 вагонов до 1500 вагонов)или при числе путей в сортировочном парке до 16 включительно относятся к 4 классу.

Основные типы и характеристики верхнего строения пути в зависимости от класса пути представлены в таблице 1.2

Примечание. В числителе указывается значения для звеньевого пути при деревянных шпалах; знаменатель- для бесстыкового пути на железобетонных шпалах.

На основании исходных данных определяем классификацию пути и характеристику верхнего строения для заданного участка:

Участок АБ: =149 км/ч Категория - «С», группа - «В», класс-»1»,классификация пути-»1ВС»

Участок БВ: =200 км/ч Категория - «С», группа - «Г», класс-»1»,классификация пути-»1ГС»

Таблица 1.2-Основные типы и характеристики верхнего строения пути в зависимости от класса пути

Рельсы Р65, новые термоупроч., категории В и Т1	Рельсы Р65,старогодные, Й группы годности; Й и ЙЙ группы годности репрофил.	Рельсы Р65, старогодные, ЙЙ и ЙЙЙ группы годности	Рельсы Р65, старог., ЙЙ и ЙЙЙ группы годности
Скрепления новые	Скрепления новые и старогоные (в т.ч. отремонтированные)
Балласт щебеночный с толщиной слоя: 40 см - под железобетонными шпалами; 35 см - под деревянными шпалами	Балласт щебен с толщиной слоя под шпалой: 30 см - под железоб.; 25 см - под деревянными	Балласт типов с толщиной слоя под шпалой не менее 20 см
Толщина слоя песчаной подушки 20 см
Наименьшая ширина плеча балластной призмы, см
40/45*	35/40*	25/40*

Таблица

Определение норм периодичности выполнения ремонтно-путевых работ

Работы по техническому обслуживанию пути подразделяются на следующие основные виды: капитальный ремонт пути на новых материалах ( ); сплошная замена рельсов(на отдельных участках- по разрешению ОАО»РЖД»), сопровождаемая работами в объеме среднего ремонта пути ;капитальный ремонт пути на старогодных материалах( ); усиленный средний ремонт пути(УС); средний ремонт пути(С); подъемочный ремонт пути(П); планово-предупредительная выправка пути(В); шлифовка рельсов.

Капитальный ремонт пути на новых материалах (Кн) предназначен для полной замены выработавшей ресурс рельсошпальной решетки на путях 1-го и 2-го классов и восстановления несущей способности балластной призмы, а также включает в себя работы по верхнему строению пути, восстановлению водопропускной способности водоотводов.

В состав Кн входят следующие основные работы: замена рельсошпальной решетки на новую; замена стрелочных переводов на новые того же типа; очистка щебеночной балластной призмы на глубину в соответствии с проектом, но не ниже 40 см; срезка обочин земляного полотна; доведение размеров балластной призмы до требуемых размеров; выправка, подбивка и стабилизация пути с постановкой на проектные отметки в профиле; ликвидация многорадиусности кривых, очистка и планировка водоотводов; срезка и уборка загрязнителей балласта; сварка плетей до длины блок-участка или перегона; шлифование поверхности катания рельсов.

Капитальный ремонт пути на старогодных материалах (Крс) предназначен для замены рельсошпальной решетки на более мощную или менее изношенную на путях 3-5-го классов (стрелочных переводов на путях 4-5-го классов), смонтированную из старогодных рельсов, новых и старогодных шпал и скреплений. Капитальный ремонт пути на старогодных материалах может выполняться как комплексно со снятием и укладкой путевой решетки кранами, так и раздельным способом с заменой рельсов, скреплений, шпал.

Усиленный средний ремонт пути (УС) предназначен для повышения несущей способности балластной призмы и земляного полотна, включая основную площадку, приведения отметки продольного профиля пути к проектной и др. Выполняются следующие работы: очистка щебня; вырезка балласта слабых пород; формирование и уплотнение новой балластной призмы; срезка обочин; ликвидация пучин; замена скреплений и шпал; сплошная замена подрельсовых прокладок; выправка пути в плане и профиле; одиночная смена дефектных рельсов; регулировка зазоров в звеньевом пути; смазка и закрепление закладных и клеммных болтов и др.

Средний ремонт пути (С) выполняется для восстановления дренирующих и прочностных свойств балластной призмы и повышения степени равнопрочности верхнего строения пути.

Средний ремонт включает в себя: сплошную очистку щебеночного балласта на глубину под шпалой не менее 25 см или обновление загрязненного балласта других видов на глубину не менее 15 см под шпалой. Остальные работы те же, что и сопутствующие УС, а также очистка водоотводов.

Подъемочный ремонт пути (П) предназначен для восстановления равноупругости подшпального основания путем сплошной подъемкой и выправкой пути с подбивкой шпал, а также для замены негодных шпал и частичного восстановления дренирующих свойств балласта.

При подъемочном ремонте выполняются: сплошная выправка пути с подъемкой на 5-6 см и подбивкой шпал, добавлением балласта; локальная очистка загрязненного щебня в шпальных ящиках и за торцами шпал в местах появившихся выплесков на глубину не менее 10 см ниже подошвы шпал, а при других видах балласта -- частичная замена загрязненного балласта на чистый; замена негодных шпал, скреплений; очистка водоотводов и другие работы.

Планово-предупредительная выправка пути (В) предназначена для восстановления равноупругости подшпального основания и уменьшения степени неравномерности отступлений по уровню и в плане, а также просадок пути. Она включает в себя: сплошную выправку пути с подбивкой шпал, рихтовку; замену негодных шпал и скреплений; регулировку стыковых зазоров; сплошное закрепление клеммных и закладных болтов при скреплении КБ, ЖБР; другие работы, входящие в перечень текущего содержания пути, если они требуются.

Исходя из классификации пути, выбранной в предыдущем пункте, определяем нормы периодичности капитального ремонта пути с использованием таблицы 1.3.

Таблица 1.3 - Среднесетевые нормы периодичности реконструкции и капитальных ремонтов пути на новых, старогодных материалах и ремонтные схемы.

Классификация путей	Нормативные сроки в завис. от типа подрел. Основ., млн т/годы	Виды путевых работ и очередность их выполн. за межремонтный цикл
	Бесстыковой путь на железобетонных шпалах
		Звеньевой путь на деревянных шпалах
1	2	3	4
1АС;1А1;1А2;1А3; 1БС;1Б1;1Б2;2А4; 2А5;2Б3;2Б4;	700	600	(Кн),В, С, В, (Кн)
1ВС;1В1;2В2;2В3;	700	600	(Кн), В, В, С, В, П, (Кн)
1ГС;1Г1;2Г2;1ДС; 2Д1;	1 раз в 30 лет	1 раз в 18 лет
3А6; 3Б5; 3Б6;3В4; 3В5; 4В6	700	600	(Кн), В, В, С, В, П, (Кн)
3Г3; 3Г4; 4Г5; 4Г6	700	1 раз в 18 лет	(Крс), В, В С, В, П, (Крс)
3Д2; 4Д3; 4Д4; 4Д5; 4Д6	1 раз в 35 лет	1 раз в 20 лет
4Е3; 4Е4; 5Е5; 5Е6	1 раз в 40 лет	1 раз в 25 лет

Определив виды путевых работ и очередность их выполнения за межремонтный цикл, необходимо определить нормативную потребность проведения путевых работ(км/год) по капитальному ремонту пути по всем заданным участкам используют формулу

, (1.2)

где Г- грузонапряженность участка, млн т·км брутто на 1 км в год;

N-количество лет, соответствующих нормативному периоду между капитальным ремонтом пути, лет (см.таблицу 1.3)

L-развернутая длина участка пути данного класса, км(см.исходные данные);

- тоннаж, соответствующий нормативному периоду между капитальным ремонтом пути, млн т брутто (см.таблицу 1.3)

-коэффициент,учитывающий дополнительные(местные)эксплуатационные факторы(берется от 0,8 до 1,2).

Потребность промежуточных видов путевых работ по участкам определяется исходя из соответствующих им работ определяется по формуле,(км/год)

= , (1.3)

где -нормативная потребность работ по капитальному ремонту пути, км/год;

- количество повторений работ данного вида за период между капитальными ремонтами пути.

Нормативная потребность проведения путевых работ по капитальному ремонту пути по участку АБ:

=30,4 млн т·км брутто на 1 км в год классификация пути-»1ВС»

Т=600 млн т брутто;=0,97

км/год;км/год; км/год;

км/год

Нормативная потребность проведения путевых работ по капитальному ремонту пути по участку БВ:

=23,5 млн т·км брутто на 1 км в год

классификация пути-»1ГС»,L=59 км,

Т=30 лет,=1,15; км/год; км/год;

Таблица 1.4 - Определение нормативной потребности путевых работ на участке

Участок	L, км	Констр. верх него строен. пути	Г, млн ткм на км в год	Vmax, км/ч	Классиф. пути	Коэф. f, учит. мест. эксп. усл.	Нормативная период. для Кн или Крс	Схемы путевых работ в период между Кн(Крс)	Нормат. потреб. путевых работ li км/год
							Т, млн т брут-то	N, лет		Кн	Крс	С	П	В
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
АБ	82	Звен. путь на дерев. шпалах рельсы P65	30,5	149	1ВС	0,97	600	-	(), В, В, С, В, П ()	4,3	-	4,3	4,3	12,5
БВ	59	Бесст. путь на железоб. Шпал. рельсы P65	23,5	200	1ГС	1,15	-	30	(), В, В, С, В, П ()	1,7	-	1,7	1,7	5,1

Построение поперечных профилей земляного полотна. Расчет глубины водоотводных канав

Размеры поперечного сечения канавы устанавливают с расчетом пропуска максимального расчетного расхода воды. Наименьшую глубину канав определяют получаемой расчетной величиной с прибавлением 0,2 м для возвышения бровки канавы над расчетным уровнем воды. Глубина канавы и ее ширина по дну должны быть не менее 0,6 м. Крутизна продольного уклона канавы i должен быть не менее 0,002. Откосы канавы в глинистых грунтах, суглинках, супесях и песках крупных и средней крупности делают крутизной 1:1,5.

Фактический расход м³/с, в канаве определяется по формуле

Q = щ · х , (2.1)

где щ - площадь «живого сечения» (занятого водой) канавы, м³

х - средняя скорость протекания воды, м/с

Площадь живого сечения канавы определяется по формуле

щ = б · h + m · h² (2.2)

где б - ширина для канавы, м;

h - глубина воды в канаве, м;

m - коэффициент крутизны (заложения откоса);

Смоченный периметр канавы, м

p = б+2b = б+2b²) (2.3)

Гидравлический радиус, м, определяют по формуле

R = (2.4)

Скорость течения воды в канаве, м/с

х = С (2.5)

где С - коэффициент, зависящий от шероховатости дня канавы и гидравлическогоо радиуса определяется по таблице 2.1

i - уклон для канавы

Талица 2.1 - Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R

Род русла канавы	Гидравлический радиус
	R = 0,05	R = 0,1	R = 0,20	R = 0,30	R = 0,40	R = 0,50	R = 1,00
Мощение булыжником, бутовая грубая клака, хорошо уплотненные стенки в грунте	23,1	27,3	32,2	35,3	37,8	39,7	46,0

Поперечный профиль канавы приведен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 - Поперечный профиль канавы

В курсовой работе необходимо определить расчетную глубину канавы, продольный уклон дна канавы и выбрать при необходимости способ укрепления дна и откосов канавы. Тип грунта канавы в курсовой работе песок мелкий.

Данная задача решается методом подбора. В начале задают глубину канавы h и уклон дна канавы i, определяют площадь «живого сечения» канавы щ, вычисляют смоченный периметр p и подсчитывают гидравлический радиус R. Затем вычисляют расчетный расход воды Q и сравнивается с заданный расходом Q_зад. Если разница между этими значениями не превышает 5%, то глубина канавы и продольный уклон выбраны удачно. Если Q> Q_зад, то необходимо уменьшить размеры канавы, если

Q< Q_зад, то необходимо увеличить размеры канавы и провести расчет вновь.

Полученную скорость движения воды необходимо сравнить с допускаемой скоростью для заданного грунта канавы по таблице 2.2. В случае превышения расчетной скорости движения потока с допускаемой скоростью необходимо выбрать меры по укреплению откосов.

Таблица 2.2 - Средние скорости течения воды м/с, в зависимости от средней глубины воды в канаве

Грунт - мелкий песок, заданный расход воды Q =3,87м³/с. Примем глубину канавы

h = 1 м, ширину канавы по низу а = 0,6 м и уклон дна i = 0,004, m =1,5.

Площадь «живого сечения» канавы составит: щ= 0,6 · 1 +1,5 · 1² = 2,1м²

Смоченный периметр этого сечения p = 0,6 + 2 · 1 = 4,2м

Гидравлический радиус R = = 0,5м

По таблице 2.1. определяем коэффициент С методом интерполяции для значения R=0,5м коэффициент С принимает значение 39,7.

Скорость течения воды в канаве х = 39,7 = 1,77м/с

Расчетный расход воды Q = 2,1 · 1,77 = 3,72м³/с

Расхождение расчетного расхода воды Q с заданным является допустимым.

По таблице 2.2. находим, что допустимая скорость при глубине канавы 1м не превышает 0,45м/с, что меньше расчетной скорости. Поэтому необходимо предусмотреть укрепление откосов. Согласно таблице 2.2. канаву можно укрепить бетонными плитами или укрепить дно канавы щебнем, а откосы - одерновкой.

Поперечные профили земляного полотна на перегоне

Наиболее распространенными поперечными профилями земляного полотна принимаемых при проектировании железнодорожных путей являются выемки или насыпи. Поперечные профили земляного полотна состоят из следующих элементов основная площадка земляного полотна, откосы, водоотводные канавы, резервы и т.д.

Основная площадка земляного полотна - это верхняя поверхность, на которой размещается верхнее строение пути. Ширина (В), форма поверхности основной площадки земляного полотна регламентируется СТН Ц-01-95.

На однопутных линиях поперечное очертание верха земляного полотна имеет трапецеидальную форму высотой 0,15 м и шириной поверху 2,3 м. на двухпутных линиях сливная призма имеет треугольную форму с высотой 0,2 м. Основная площадка однопутного и двухпутного земляного полотна из раздробленных скальных, дренирующих крупнообломочных и дренирующих песчаных грунтов принимается горизонтальной. Ширина основной площадки на перегонах принимается в соответствии с таблицей 2.1

Таблица 2.1 - Ширина основной площадки земляного полотна новых линий на прямых участках пути

Вид грунта насыпи	Ширина основной площадки В, в зависимости от категории железнодорожной линии, м
	Скоростные и особогрузонапряженные двухпутные участки, Й	Й и ЙЙ	ЙЙЙ	ЙV
Глинистые и другие недренирующие	11,7	7,6	7,3	7,1
Скальные, крупнооб. и песч. дренир.	10,7	6,6	6,4	6,2

Крутизна откосов насыпей зависит от вида грунта, высоты насыпи и климатических условий. Насыпи из раздробленных скальных слабовыветривающихся и выветренных грунтов, крупнообломочных, песков гравелистых, крупных и средней крупности могут иметь крутизну откосов 1:1,5 при высоте Н ? 12 м разделенная для верхней части высотою до 6 м и нижней. В этом случае верхней части придается крутизна 1:1,5 при высоте Н ? 12 м разделенная для верхней части высотою до 6 м и нижней. В этом случае верхней части придается крутизна 1:1,5 , а нижней 1:1,75.

Отвод поверхностных вод, поступающих к насыпям или стекающих с их откосов к искусственным сооружениям осуществляется водоотводными канавами или резервами. При явно выраженном поперечном уклоне местности, когда поступление воды к насыпям возможно только с верховой стороны, водоотводные канавы и резервы устраиваются только с нагорной стороны. Откосы резервов и водоотводных канав следует проектировать не более 1:1,5.

Крутизна откосов выемок проектируется из условия обеспечения их надежной устойчивости и назначается 1:1,5.

Поперечный профиль выемки вычерчивается с кавальерами, банкетом, нагорной канавой.

При поперечном уклоне местности положе 1:5 кавальеры рекомендуется размещать с двух сторон, при косогорности от 1:5 до 1:3 преимущественно с низовой стороны.

Поперечные профили насыпи и выемки вычерчиваются в масштабе 1:100. Для участка АБ вычерчивается поперечный профиль насыпи, для участка БВ вычерчивается поперечный профиль выемки.

Поперечный профиль насыпи приведен на рисунке 2.2 , поперечный профиль выемки приведен на рисунке 2.3.

Поперечные профили станционных путей

Ширина основной площадки земляного полотна на станциях устанавливается в соответствии с проектируемым путевым развитием. Поперечное очертание верха земляного полотна станционных площадок, в зависимости от числа путей и вида грунта, следует проектировать односкатным или двускатным. При значительной ширине площадки допускается применение пилообразного поперечного профиля.

Крутизна поперечного уклона верха земляного полотна в сторону водоотводов устанавливается в зависимости от вида грунта земляного полотна, особенностей климатических зон, числа путей, располагаемых в пределах каждого ската.

Планировку поверхности балластной призмы на станционной площадке следует проектировать, придавая уклону среднюю крутизну, применительно к крутизне уклона поперечного профиля земляного полотна, но не более 0,03. При этом надлежит руководствоваться ,что поперечные профили на промежуточных станциях всех типов, а также на обгонных пунктах и разъездах поперечного типа, следует проектировать, двускатными, с направлением скатов в разные стороны от оси междупутья между главными путями.

Ширина основной площадки земляного полотна на станции, м, определяется по формуле

В = Е(n-1) + 2Е₀ (2.6)

где Е- расстояние между осями станционных путей, 5,3 м;

Е₀ - расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна, принимается равным 3,5 м;

n - количество путей на станции.

Для моего варианта:

В =5,3(4-1)+23,5=22,9 м

В курсовой работе принять основную площадку земляного полотна на станции в виде двухскатного поперечного профиля. Поперечный профиль земляного полотна вычерчивается в масштабе М 1:100. Поперечный профиль станционных путей приведен на рисунке 2.4.

Организация основных работ по капитальному ремонту пути

Капитальный ремонт пути выполняется в соответствии с проектом, составной частью которого является проект организации работ, включающий технологические процессы. Технологические процессы устанавливают последовательность выполнения отдельных работ по времени, темп работ, число работников основного производства, потребность в машинах, механизмах, инструменте.

Капитальный ремонт выполняется как комплексно - с полной заменой путевой решетки, так и раздельным способом - с заменой рельсов и скреплений, шпал, брусьев, с очисткой или реконструкцией балластной призмы.

В курсовом проекте принимается комплексное проведение капильного ремонта.

Тип машин и механизмов при капитальном ремонте выбирается в зависимости от характеристики верхнего строения пути (до и после его ремонта) и состава выполняемых при этом работ. Для типовых условий состав работ приведен в сборниках технологических процессов, периодически издаваемых ЦП ОАО «РЖД».

Для выполнения основных работ в «окно» применяется несколько комплектов машин.

Ведущей машиной в каждом комплекте является путеукладочный кран, задающий темп всей цепочке машин. Марки укладочных кранов выбираются в зависимости от характеристик укладываемых и снимаемых звеньев путевой решетки. Число платформ с роликовым конвейером и моторных платформ в путеукладочном и путеразборочном составах, а также хоппер-дозаторов в хоппер-дозаторной вертушке зависит от тяги поездов, фронта работ, типа шпал.

Определение фронта работ в «окно»

Суточная производительность ПМС в км/день

S , (3.1)

где Q - заданная годовая программа, км;

T - срок выполнения программы, рабочие дни;

Уt - число дней резерва на случай непредоставления «окон», несвоевременного

завоза материалов верхнего строения пути, ливневых дождей и других причин.

Можно принять Уt = 0,1·T .

Уt = 0,1 · 127 = 12,7

S = км/день

Фронт работ в «окно» (км) определяется по формуле

l_фр = S · n (3.2)

где n - период предоставления «окон».

l_фр = 0,86·2=1,725 км/ «окно»

Расчет длин рабочих поездов

Успешная работа ПМС в «окно» в значительной степени зависит от своевременного и правильного формирования рабочих поездов. В зависимости от характера выполняемой работы на перегоне эти схемы могут быть различными. Однако они должны быть соответствовать типовым схемам установленным Инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ. Длины поездов рассчитывают в соответствии с длинами отдельных единиц подвижного состава ( по осям автосцепок), м, см. таблицу 3.1

Таблица 3.1 - Характеристика длины применяемых машин при производстве ремонтных работ

Наименование	Количество звеньев
Тепловоз ТЭ2	21,2
Тепловоз серии ТЭ3	34,0
Тепловоз серии 2ТЭ10	2x18,5
Платформа четырехосная грузоподъемностью 60т	14,6
Моторная платформа	16,2
Хоппер-дозатор ЦНИИ-ДВ3 вместительностью кузова 32,4 м3	10,9
Хоппер-дозатор ЦНИИ-3 вместительностью кузова 31м3	10
Хоппер-дозатор ЦНИИ-2 вместительностью кузова 36м3	10,4
Электробалластер ЭЛБ-3	50,5
Укладочный кран УК-25/21	40,8
Укладочный кран УК-25	43,9
Выправочно-подбивочно-отделочная машина ВПО-3000 с вагоном для обслуж. персонала	27,7+24,5
ДГКу	12,6

Длина путеразборочного l₁ и путеукладочного l₂ поезда определяется по формуле

l₁ = l₂ = N · l_пл + l_ук + n_мпл · l_мпл +l_лок (3.3)

где N - число четырех-осных платформ для перевозки рельсошпальных решеток,

l_пл - длина четырехосной платформы, м (см. таблицу 3.1);

l_ук , l_мпл ,l_лок - длина соответственно путеразборочного крана, моторной платформы, локомотива, м (см. таблицу 3.1).

l₁ =23· 14,6 + 43,9+ 3 · 16,2+2·18,5= 464,9 м

l₂ =20· 14,6 + 43,9+ 3·16,2+2·18,5= 421,1 м

Число четырех-осных платформ для перевозки ресошпальных решеток определяется по формуле

N=

где n_пл - число платформ под одним пакетом (при рельсах длиной 12,5 м n_пл = 1, при рельсах длиной 25 м n_пл = 2);

l_c - длина звена, м (см. исходные данные);

n_c - число звеньев в пакете, (см. таблицу 3.2)

==23 платф; ==20 платф.

Таблица 3.2- Количество звеньев в пакете

Род шпал и тип рельсов	Количество звеньев
Деревянные, Р50	7
Деревянные, Р65	6
Железобетонные, Р50	5
Железобетонные, Р65	4

При расчете длины путеукладочного поезда принять длину звена l_c = 25 м.

В путеразборочный и путеукладочный поезда включаются моторные платформы, их количество определяется с помощью формулы

n_мпл = 0,1· N (3.5)

n_мпл1 =0,1· 23=3 платф.

n_мпл2 =0,1· 20=2 платф.

По прибытии путеразборочного и путеукладочного поездов на место производства работ составы разделяют на две части. Перемещение первой части состава производится путеукладочным краном, второй части - локомотивом. Первая часть состава, перемещаемая укладочным краном определяют по формуле

l₁^/ = 5 · l_пл + l_ук (3.6)

l₁^/ = 5 · 14,6 + 43,9 = 116,9 м

l₂^/ = 5 · 14,6 + 43,9 = 116,9 м

Вторая часть состава, перемещаемая локомотивом определяется по формуле

l₁^// = l₁ - l₁^/ (3.7)

l₁^//= 464,9- 116,9=348 м

l₂^//= 421,1- 116,9=304,2 м

Длина хоппер-дозаторного состава определяется в зависимости от объема выгружаемого балласта и ёмкости хоппер-дозаторного вагона.

Щебень выгружается в «окно» дважды, один раз после путеукладочного состава, а второй раз - после выправки и подбивки пути машиной ВПО-3000. Длина каждого хоппер-дозаторного состава определяется отдельно по формуле

L_ХД = l_фр · l_хд+ l_лок + l_т (3.8)

где W_щ - объем выгруженного щебня на 1 км, м³;

W_хд - объем щебня в одном хоппер-дозаторе, м³, (см. таблицу 3.1);

l_хд - длина одного хоппер-дозатора, м, (см. таблицу 3.1);

l_т - длина вагона для обслуживающего персонала, l_т = 24 м;

L_ХД^/ = 1,725 · 10,4 + 37 + 24 = 355,06 м

L_ХД^// = 1,725· 10,4 + 37+ 24= 187,47 м

В курсовой работе принять для первого хоппер-дозоторного состава объем выгруженного щебня 70% от общего объема щебня, а для второго 30% от общего объема щебня.

После определения необходимых длин рабочих поездов вычерчиваются схема расположения машин и рабочих поездов на месте производства работ с указанием всех полученных расчетом величин (рисунок 3.1)

Рисунок 3.1 - Схема расположения машин и рабочих поездов: 1 - Электробалластер ЭЛБ - 3; 2 - вторая часть путеразборочного поезда; 3 - первая часть путеразборочного поезда; 4 - планировщик; 5 - первая часть путеукладочного поезда; 6 - вторая часть путеукладочного поезда; 7 - ДКГ^У с четырехосной платформой; 8 - первый состав хоппер-дозаторов; 9 - второй состав хоппер-дозаторов; 10 - выправочно-отделочная машина; 11 - ДКГ^У

Расчет продолжительности «окна»

Необходимая продолжительность «окна» может быть определена по формуле, мин

T_o= t_p + t_y + t_c (3.9)

t_p - время, необходимое на разворот работ перед укладкой пути путеукладочным краном;

t_y - время, необходимое для укладки новой путевой решетки;

t_c - время, необходимое на приведение пути в исправное состояние после укладки последнего звена.

T_o = 43+ 127 + 75 = 245 мин

Время разворота, при капитальном ремонте, мин

t_p = t₁ + t₂ + t₃ + t₄ (3.10)

t₁ - время на оформление закрытия перегона, пробег машин к месту работ и снятие напряжения с контактной сети, принять равным 14 мин;

t₂ - интервал времени между вступлением в работу ЭЛБ-3 и началом работ по разболчиванию стыков

t₃ - интервал времени между началом работ по разболчиванию стыков и вступлением в работу путеразборочного поезда;

t₄ - интервал времени между вступлением в работу путеразборочного и путеукладочного поездов.

t_p = 14 + 5 + 118+ 6= 43мин

Интервал t₂, мин, между вступлением в работу ЭЛБ-3 и началом работ по разболчиванию стыков определяется временем, необходимым для того, чтобы ЭЛБ-3 прошел расстояние, равное длине участка, занятого самой машиной, бригадой по разболчиванию стыков и разрыву в 50 м по условиям техники безопасности.

t₂ = (3.11)

l_ЭЛБ - дина электробалластера ЭЛБ-3, м (мс. Таблицу 3.1);

l_p - длина участка, занятого бригадой по разболчиванию стыков, l₂ = 25 м;

H_ЭЛБ - норма машинного времени на отрыв 1 км пути, мин, H_ЭЛБ =31 мин/км;

- коэффициент, учитывающий время на отдых и пропуск поездов по соседнему пути. Для однопутных линий = 1,08, для двухпутных линий зависит от количества пар поездов пропущенных по соседнему пути. При количестве пар поездов до 12 = 1,1, от 13 до 18 = 1,11, от 19 до 24 = 1, 13, свыше 24 = 1,15.

t₂ = = 5 мин

Интервал t₃ (мин) между вступлением в работу бригады по разболчиванию стыков и началом работ по снятию звеньев рельсошпальной решетки.

где - длина путеразбброчного поезда, м;

Интервал определяется временем, необходимым для разборки пути на длине 100 м, мин

где Н_с - норма машинного времени на разборку одного звена, мин.

Может быть принято: Н_с -- 1,13 мин/зв., при = 12,5 м; Н_с - 1,3 мин/зв., при = 25м.



Время, необходимое для укладки новой решетки с инвентарными рельсами, мин

где т - норма машинного времени на укладку одного звена, мин;

l₀ - протяжение фронта работ в «окно» в звеньях путевой решетки;

l_У - длина звена новой путевой решетки с инвентарными рельсами, м; l_у = 25м.

Норма машинного времени на укладку одного звена при железобетонных шпалах т =1,9 мин/зв., при деревянных шпалах т =1,7 мин/зв.

127 мин

Время на приведение пути в исправное состояние и сворачивания работ, мин

где t₅ - время, необходимое на укладку рельсовых рубок, t₅ =15 мин;

t₆ - время, необходимое на выправку пути машиной ВПО-3000 на участке, занятом путевыми машинами после укладки последнего звена;

t₇ - время между окончанием выправки пути машиной ВПО-3000 и выгрузкой балласта из второго хоппер-дозаторного состава, выполняющего выгрузку щебня для отделочных работ;

t₈ - время между окончанием работ по выгрузке щебня из второго хоппер-дозаторного поезда и выправкой пути в местах отступлений по уровню после прохода ВПО-3000;

t₉ - время для разрядки ВПО-3000 и вывода машин с перегона, мин, (t₈ = 15 мин).

Интервал времени, необходимый на выправку пути машиной ВПО-3000 на участке, занятом путевыми машинами после укладки последнего звена

где - длина путеукладочного поезда, м;

- длина ВПО-3000 с вагоном для обслуживающего персонала и локомотивом, м (см. таблицу 3.1);

H_впо - норма машинного времени на выправку 1 км пути, мин, Н_впо = 33,9 мин; - длина первого хоппер-дозаторного состава, м;

Интервал времени, мин, между началом рихтовки пути с установкой рельсовы; соединителей и выгрузки щебня из хоппер-дозаторов определяется по формуле



где - фронт работ бригады занятой установкой рельсовых соединителей,

= 25 м; V_щ - скорость выгрузки щебня 3000 м/ч.

Интервал времени между окончанием выправки пути машиной ВПО-3000 и выгрузкой балласта из второго хоппер-дозаторного состава, выполняющего выгрузку щебня для отделочных работ

где - длина второго хоппер-дозаторного состава, м

Интервал между окончанием работ по выгрузке щебня из второго хоппер-дозаторного поезда и выправкой пути в местах отступлений по уровню после прохода ВПО-3000

где - фронт работ бригады занятой выправкой пути, принять l_выпр - 21 м.

Интервал времени, мин, между началом поставки накладок со сболчиванием стыков и рихтовкой пути с установкой рельсовых соединителей определяется по формуле

где l_рх - фронт работ бригад занятых рихтовкой пути и установкой рельсовых соединителей (ориентировочно l_рх = 125 м)

После определения необходимой продолжительности «окна» вычерчивается график основных работ в «окно» (рисунок 3.2). Наклон каждой линии на графике показывает темп выполнения той или иной операции, который в основном устанавливается ведущей машиной в комплексе -- путеукладчиком.

График основных работ в «окно» вычерчивается на миллиметровой бумаге в масштабах по оси х 1мм=10 м, по оси y 1мм=1 мин. По оси х откладывается фронт работ в «окно», а по оси у продолжительность работ в минутах.

Техника безопасности при капитальном ремонте пути

Ремонт сооружений и устройств должен производиться при обеспечении безопасности движения и техники безопасности, как правило, без нарушения графика движения поездов.

Для производства больших по объему ремонтных и строительных работ в графике движения поездов должны предусматриваться окна и учитываться ограничения скорости, вызываемые этими работами.

Для выполнения работ по текущему содержанию пути, искусственных сооружений, контактной сети и устройств СЦБ должны предоставляться предусматриваемые в графике движения поездов технологические окна продолжительностью 1-2 ч, а при производстве этих работ комплексами машин, специализированными бригадами и механизированными колоннами - продолжительностью 3-4 ч, в соответствии с порядком, установленным начальником железной дороги.

Работы по ремонту пути, контактной сети, устройств СЦБ и связи и других сооружений и устройств, выполняемые в период времени, не предусмотренный в графике движения поездов, должны производиться, как правило, без закрытия перегона.

Если выполнение этих работ вызывает необходимость перерыва в движении, точный срок их начала и окончания устанавливается начальником отделения железной дороги, а при отсутствии в составе железной дороги отделений - главным инженером железной дороги совместно с руководителем работ и согласовывается с начальником службы перевозок.

На время производства работ, вызывающих перерыв движения, а также для производства которых в графике движения предусмотрены окна, руководитель работ обязан установить постоянную связь (телефонную или по радио) с поездным диспетчером. На участках, где окна в графике движения поездов предусматриваются в темное время суток, руководитель работ обязан обеспечить освещение места производства работ.

Для технического обслуживания и ремонта устройств механизации и автоматизации сортировочных горок, путей и других сооружений и устройств на горках должны предоставляться технологические окна продолжительностью 0,7-1,5 ч в соответствии с порядком, предусмотренным начальником железной дороги.

Всякое препятствие для движения (место, требующее остановки) на перегоне и станции, а также место производства работ, опасное для движения, требующее остановки или уменьшения скорости, должно быть ограждено сигналами с обеих сторон независимо от того, ожидается поезд (маневровый состав) или нет.

Запрещается:

· приступать к работам для ограждения сигналами препятствия или места производства работ, опасного для движения;

· снимать сигналы, ограждающие препятствие или место производства работ, до устранения препятствия, полного окончания работ, проверки состояния пути, контактной сети и соблюдения габарита.

Порядок ограждения препятствий и мест производства работ устанавливается Инструкцией по сигнализации на железных дорогах.

Для установки и охраны переносных сигналов, ограждающих место производства работ на пути, руководитель работ выделяет сигналистов из числа работников бригады, сдавших соответствующие испытания. Сигналисты должны иметь головные уборы, отличные от общепринятых для других работников железнодорожного транспорта.

При производстве работ на пути развернутым фронтом, а также на кривых участках малого радиуса, в выемках и других местах с плохой видимостью сигналов и на участках с интенсивным движением поездов руководитель работ обязан установить связь (телефонную или по радио) с работниками, находящимися у сигналов, ограждающих место работ.

Сигналисты и руководители работ должны иметь носимые радиостанции. Порядок обеспечения связью мест производства работ устанавливается начальником железной дороги.

На станционных путях запрещается производить работы, требующие ограждения сигналами остановки или уменьшения скорости, без согласия дежурного по станции и без предварительной записи руководителем работ в Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети. На участках, оборудованных диспетчерской централизацией, такие работы должны выполняться в указанном порядке, но только с согласия поездного диспетчера. При производстве таких работ на контактной сети со снятием напряжения, но без нарушения целости пути и искусственных сооружений, а также при выполнении работ по устранению внезапно возникших неисправностей запись о начале и окончании работ может заменяться регистрируемой в этом же журнале телефонограммой, передаваемой руководителем работ дежурному по станции (на участках с диспетчерской централизацией - поездному диспетчеру).

Ввод устройств в действие по окончании работ производится дежурным по станции на основании записи руководителя работ в Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети или регистрируемой в том же журнале телефонограммы, переданной дежурному по станции с последующей личной подписью руководителя работ.

Закрытие перегона для производства работ на однопутном участке, а на двухпутном или многопутном участке одного или нескольких путей производится с разрешения начальника отделения железной дороги, а при отсутствии в составе железной дороги отделений железной дороги - главного инженера железной дороги и по согласованию с начальником службы перевозок, если оно не вызывает изменения установленных размеров движения с соседними железными дорогами. Если такое закрытие вызывает изменение установленных размеров движения поездов на соседние железные дороги, оно может быть разрешено начальником железной дороги по согласованию с Главным управлением перевозок МПС.

Закрытие перегона или путей, вызывающее необходимость пропуска поездов в обход по другим участкам данной железной дороги или по другим железным дорогам, допускается лишь в исключительных случаях с разрешения МПС.

О предстоящем закрытии перегона на однопутном участке, а на двухпутном и многопутном одного или нескольких путей начальник отделения железной дороги, а при отсутствии в составе железной дороги отделений железной дороги- главный инженер железной дороги, не позже чем за сутки уведомляет соответствующих руководителей работ.

Закрытие и открытие перегона или путей производятся приказом поездного диспетчера перед началом и по окончании работ.

Запрещается приступать к работам до получения руководителем работ приказа поездного диспетчера (в форме письменного уведомления, телефонограммы или телеграммы) о состоявшемся закрытии перегона или путей и до ограждения сигналами места работ.

Открытие перегона или путей производится только после письменного уведомления, телефонограммы или телеграммы начальника дистанции пути или уполномоченного им работника по должности не ниже дорожного мастера об окончании путевых работ или работ на искусственных сооружениях и отсутствии препятствий для бесперебойного и безопасного движения поездов независимо от того, какая организация выполняла эти работы.

Восстановление действия существующих устройств СЦБ и связи или электроснабжения производится по получении уведомления соответственно от старшего электромеханика СЦБ и связи или энергодиспетчера.

Схема ограждения места производства работ в «окно» показана на рисунке 3.2



Рисунок 3.2- Схема ограждения места производства работ в «окно».

Расчет основных параметров и размеров обыкновенного стрелочного перевода

В данном разделе курсового проекта студенты должны ознакомится с конструкциями стрелочных переводов, их основными элементами, марками используемых крестовин, особенностями укладки. При выполнении данного раздела следует использовать рекомендуемую литературу.

Основные параметры отдельных элементов и в целом стрелочного перевода определяются из условия обеспечения допустимых величин динамических эффектов взаимодействия подвижного состава и стрелочного перевода. Кроме того, должна быть обеспечена геометрическая увязка всех длин элементов стрелочного перевода.

Расчеты стрелочного перевода следует выполнять с точностью по величине углов до 1", величине тригонометрических функций не менее 6 знаков после запятой, по линейным размерам до 1 мм.

После выполнения всех расчетов вычерчивается эпюра стрелочного перевода на миллиметровой бумаге в масштабе 1:50, если по заданию марка крестовины от 1\7 до 1\10 или в масштабе 1:100, если по заданию марка крестовины от 1\11 до 1\18.

Расчет радиусов остряков и стрелочных углов

При расчете стрелки принимается, что по форме в плане криволинейный остряк делается секущего типа. В этом случае (рисунок 4.1) рабочие грани рамного рельса и остряка пересекаются в начале острия под углом называемым начальным углом остряка. Угол между рабочей гранью рамного рельса и касательной, проведенной к рабочей грани остряка в корне, называется полным стрелочным углом. На протяжении всей длины рабочая грань остряка очерчивается одним радиусом R₀.

Синус начального стрелочного угла остряка определяется по формуле

где _mах - максимальный зазор между гребнем колеса и рамным рельсом (при шири колеи 1520мм), _mах = 0,036 м.

v_б - допускаемая скорость движения по боковому направлению, м/с;

W₀ - допускаемое значение показателя потери кинетической энергии, м/с.

j₀ - наибольшее допускаемое значение центробежного ускорения, возникающего начале остряка при переходе к очертанию с радиусом R₀, м/с²

Началый стрелочный угол равен



При одинарной кривизне остряка радиус R₀, м, определяется по формуле

(4.3)

Полный стрелочный угол при остряках одинарной кривизны, град

(4.4)

Центральный угол определяется по формуле, град

(4.5)

= 2,02

где - длина криволинейного остряка принимается согласно заданию, м.

После нахождения полного стрелочного угла рекомендуется определить значение .

Расчет длины рамного рельса

Полная длина рамного рельса (рисунок 3.2) зависит от длины остряка, принятой: типа корневого крепления, а также от принятой длины переднего вылета рамного рельса.

Длина рамного рельса в стрелочных переводах с двойной кривизной определяется по формуле, мм

где т₁ - длина переднего вылета рамного рельса;

т₂ - длина заднего вылета рамного рельса;

- проекция криволинейного остряка на рамный рельс.

Длина переднего вылета рамного рельса находится из условия рациональной раскладки переводных брусьев и определяется по формуле, мм

где С - нормальный стыковой пролет: для рельсов Р75 и Р65 при стыке на весу С=420 мм, для рельсов Р50 С=440 мм;

- нормальный стыковой зазор, принимаемый равным 8 мм;

b - промежуточный пролет между осями брусьев под стрелкой, принимается равным b= 500 мм;

т₀ - расстояние от оси первого флюгарочного бруса до острия остряка у

современных переводов m₀=41 мм.

п₁ - число промежуточных пролетов под передним вылетом рамного рельса. В курсовом проекте принимается: при марке крестовины до 1/9 = 5; при марке от 1/9 до 1/11 п₁ = 7 ; при марке более 1/11 = 9;

Проекция криволинейного остряка на рабочую грань намного рельса, мм

Задний вылет рамного рельса устанавливается исходя из возможности и удобств монтажа корневого крепления остряка и стыкового скрепления рамного рельса формуле:

где С_к - расстояние между осями в корне остряка, принимается равным С;