Нижнее строение пути: назначение и виды земляного полотна его профили и водоотводные устройства. Искусственные сооружения, их виды и назн

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное  государственное бюджетное  образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Иркутский государственный  университет путей сообщения»

 

Кафедра: «Экономика и управление на железнодорожном транспорте»

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

Производственный  менеджмент

 

 

 

Выполнил:

Студент группы М (б)02-10

Ямщиков А.П.

№1071445

Проверил:

Профессор, док.экон.наук.

Сурков Л.П

 

 

 

Иркутск 2013

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ № 2

 

Вариант 9

 

 

Показатели	Номер варианта (сумма двух последних  цифр учебного шифра студента)
Груженый  рейс, км	340
Коэффициент порожнего пробега	0,28 (0,18)
Участковая скорость, км/ч	-
Техническая скорость,  км/ч	46
Простой на всех промежуточ ных станциях, ч	5
Вагонное  плечо, км	145
Простой вагона на одной технической станции, ч	5
Простой вагона под погрузкой, ч	14,5
Простой вагона под выгрузкой, ч	16,5
Количество погруженных  вагонов, ед.	1350
Количество выгруженных  вагонов, ед.	2450
Количество принятых груженых, ед.	490

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ № 3

 

Вариант № 9

 

Характеристика локомотивов, вагонов и участка
Серия локомотива	2М62
Расчетная масса локомотива, т	240
Длина локомотива, м	36
Расчетная сила тяги, кгс	40000
Сила тяги при трогании с места, кгс	71400
Основное удельное сопротивление  движению локомотива, кгс/т	2,22
Доля четырехосных вагонов	0,90
Доля восьмиосных вагонов	0,10
Масса брутто четырехосных вагонов, т	75
Масса брутто восьмиосных  вагонов, т	140
Основное удельное сопротивление  движению вагонов при расчетной  скорости, кгс/т	1,45
Основное удельное сопротивление  движению поезда при трогании с места, кгс/т	4,45
Руководящий уклон, ‰	6,5
Наибольший уклон пути на станции, ‰	1,5

 

 

Задание №1

Вариант № 13

Нижнее строение пути: назначение и виды земляного полотна его  профили и водоотводные устройства. Искусственные сооружения, их виды и назначение.

 

 

Железнодорожный путь —  это комплекс сооружений, предназначенный  для пропуска по нему поездов с  установленной скоростью. От состояния  пути зависит непрерывность и  безопасность движения поездов.

Железнодорожный путь работает в условиях постоянного воздействия  атмосферных и климатических  факторов, воспринимает большие нагрузки от проходящих поездов. При этом все  элементы железнодорожного пути должны обеспечивать безопасное и плавное  движение пассажирских и грузовых поездов  с наибольшими скоростями, установленными для данного участка. Железнодорожный  путь состоит из нижнего и верхнего строений. Нижнее строение пути включает земляное полотно и искусственные сооружения (мосты, тоннели, виадуки, подпорные стены и др.).

Земляное полотно представляет собой специально отсыпанное или  выработанное грунтовое основание  железнодорожного пути в форме насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки и т.д. Верхняя часть земляного полотна  называется основной площадкой, которая  может быть выше (насыпь) или ниже (выемка) поверхности земли. Основная площадка служит основанием для балластной призмы, на которую укладывают рельсо-шпальную решетку. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимума расходов на его  устройство, содержание и ремонт, обеспечивающим возможность широкой механизации  работ. Выполнение этих требований достигается  правильным выбором грунтов для  насыпей и их тщательным уплотнением  при строительстве, приданием земляному  полотну очертаний, способствующих отводу воды, укреплением откосов  насыпей и выемок.

 

Боковые наклонные насыпи называются откосами. Крутизну откосов (отношение высоты откоса насыпи к его основанию) делают такой, чтобы насыпь была устойчивой и не расползалась. Насыпи высотой до 10 метров обычно имеют крутизну откосов 1:1,5. При большей высоте насыпи, откосы верхней части насыпи (в пределах 6-10 метров) имеют крутизну 1:1,5 а в нижней части 1:1,75 что обеспечивает их большую устойчивость.

Линии пересечения плоскости откоса насыпи с поверхностью её основной площадки называется бровкой, а площадка между бровкой земляного полотна и нижней гранью откоса балластного слоя — обочиной. На обочину монтёры пути складывают материалы и инструмент, сходят сами, пропуская поезда.

Грунт для насыпей, если он пригоден для отсыпки насыпей, берут из соседних выемок или так называемых резервов. Резервы одновременно служат для сбора и отвода от насыпей поверхностных вод, для чего им придают поперечный и продольный уклоны. Если резервов нет, то для защиты насыпи от притока воды по уклону местности с нагорной стороны устраивают водоотводную канаву.

Площадка (шириной не менее 2 метров) между подошвой откоса насыпи и резервом называется бермой. Если в будущем собираются строить второй путь, то со стороны его присыпки берму увеличивают на расстояние между осями путей 4,1 метра.

Для стока воды бермы спланированы в сторону резервов.

Для сбора и отвода вод, стекающих  с основной площадки и откосов  выемки, устраивают особые канавы, называемые кюветами. Обычно продольный уклон кюветов совпадает с уклоном самой выемки.

Грунт, вынутый из выемки и не использованный для насыпи, укладывают в виде валов, кавальеров.

Полосу земли между полевой  бровкой выемки и кавальером называют обрезом. Обрезы делают шириной 10 и более метров, чтобы вес кавальера не влиял на устойчивость откоса выемки.

С верхней стороны выемки на обрезе отсыпают банкетный вал с уклоном в полевую сторону для того, чтобы вода с обреза не стекала в выемку. Для сбора и отвода воды с площадки обреза служат забанкетные канавы. С нагорной стороны за кавальером делается нагорная водоотводная канава.

Грунты, используемые при  возведении земляного полотна, подразделяются на следующие основные группы:

• скальные;
• полунасыпные;
• крупнообломочные;
• гравийные;
• песчаные;
• глинистые.

Наиболее распространенные песчаные, гравийные и глинистые  грунты состоят обычно из смеси указанных  грунтов. Кроме них при сооружении и эксплуатации земляного полотна  используют лессовые, торфяные и шлаковые грунты.

Грунты, которые пропускают через себя воду не разрушаясь и  не теряя при этом своей прочности, называются дренирующими или слабодренирующими, а грунты, не пропускающие или поглощающие  воду – не дренирующими.

К дренирующим грунтам  относятся крупнообломочные, гравийные, крупно- и среднезернистые пески; к слабодренирующим – мелкозернистые пески с большой примесью пылеватых  частиц (от 15 до 50%, крупность от 0,05 до 0,005 мм); к недренирующим – глинистые  грунты.

Требования к земляному  полотну:

1. постоянная надежность
2. прочность
3. устойчивость
4. долговечность
5. экономичность
6. возможность механизации работ.

Искусственные сооружения устанавливаются  при пересечении железнодорожными линиями рек, каналов, дорог и  других препятствий. Это путепроводы, виадуки, эстакады, тоннели, галереи, трубы, мосты.

 

Мост — искусственное  сооружение, устанавливаемое над  водным пространством.

Они классифицируются по:

числу пролетов; числу главных  путей конструкции пролетного строения (с ездой по верху, низу, середине); материалу; по длине(малые, средние, большие, внеклассные).

 

Путепроводы — строят в  местах пересечения автомобильных, железных дорог или двух железнодорожных  линий.

 

Виадуки — сооружения вместо обычной высокой насыпи при пересечении  железной дороги, глубоких долин, оврагов, ущелий.

 

Эстакады — устанавливают  взамен больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы  и не препятствуют проезду и проходу  под ними, а также на подходах к большим мостам через реки с  широкими поймами разлива воды.

 

Тоннели — представляет собой искусственные сооружение для прокладки пути под землей. Транспортные тоннели по их месторасположению  разделяют на горные, подводные и  городские. Пространство, образованное после удаления породы при сооружении тоннелей, называется тоннельной выработкой, а конструкция, служащая для ее закрепления, — обделкой. В слабых грунтах  во избежание обвала в тоннелях обычно устраивают несущую обделку из железобетона или бетона, а в трудных гидрогеологических условиях — из металла. В скальных породах в зависимости от их прочности  разрешается применять вместо несущей  облицовочную обделку или сооружать  тоннель без обделки и облицовки.

Тоннели надежно защищают от проникновения в них поверхностных  и грунтовых вод и делают водоотводы. Для выпуска воды за пределы тоннеля  продольный профиль пути в нем  проектируется на уклоне в одну или  обе стороны, как правило, не менее 3‰. Горизонтальные площадки длиной не более 400 м допускаются лишь как  разделительные между уклонами в  разные стороны. При необходимости  расположения тоннелей в кривых радиус их должен быть не менее 600 м. Входы в  тоннель укрепляют и оформляют  в виде порталов. Для укрытия людей, находящихся в тоннеле во время  пропуска поездов, в стенах устраиваются ниши, а для хранения рабочего инвентаря, материалов и инструментов — специальные  камеры. При паровой и тепловозной  тяге в тоннелях протяженностью свыше 1000 м предусматривают искусственную  вентиляцию.

При несоблюдении правил сооружения и эксплуатации земляного полотна, а также при нарушении устойчивости земной поверхности или стихийных  явлениях происходит изменение формы, так называемая деформация земляного  полотна.

Деформации и повреждения  основной площадки земляного полотна  проявляются в виде углублений и  пучин. Углубления на основной площадке образуются при вдавливании балластного  слоя в земляное полотно. При недостаточной  толщине балластного слоя (на рис  он отмечен точками) или низкой несущей  способности грунта основной площадки образуются углубления, называемые балластными  корытами (рис.  а).

Если не принять своевременных  мер, то балластные корыта увеличиваются, образуя балластные ложа (б), мешки (в) и гнезда (г). При выпучивании грунта вверх, вследствие замерзания задержавшейся в нем или поступающей из нижних более теплых слоев воды, образуются пучины.

Для предупреждения деформаций основной площадки насыпи отсыпают однородным грунтом с высокой несущей  способностью, тщательно уплотняют  их, не допускают попадания в тело земляного полотна воды, обеспечивают достаточную толщину балластного  слоя. Пучины ликвидируют понижением уровня грунтовых вод ниже глубины  промерзания, устройством мелиорационных и дренажных устройств для  отвода воды, а также отеплением земляного полотна укладкой противопучинных  шлаковых и асбестовых подушек.

 

Задание № 2

 

1. Определить время оборота вагона

 

          Одним из важнейших показателей качества работы железных дорог  
и использования подвижного состава является оборот вагона.

Оборот  грузового вагона – это время от одной погрузки до следующей погрузки в тот же вагон.

Для определения оборота  грузового вагона по формуле необходимо представить схему оборота вагона (рис. 1).

 

Рис. 1

 

С учетом принятых значений (рис. 1) оборот вагона можно определить по формуле:

                          Q_в = ,                      

где L_пол – полный рейс вагона – расстояние, проходимое им за время оборота в груженом и порожнем состоянии, км:

 

                      L_пол = l_гр (1+α)=340(1+0,28)=435,2 (км)                    (1.3)    

где l_гр – груженый рейс, км;

       α – коэффициент порожнего пробега;

      V_тех – техническая скорость – средняя скорость движения по участку с учетом времени на разгон, замедление, но без учета стоянок на промежуточных станциях, км/ч;

        t_{пр ст} – общее время простоя на промежуточных станциях, ч;

      l_ваг – вагонное плечо – среднее расстояние между техническими станциями, км;

      t_тех – простой вагона на одной технической станции, ч;

      t_гр  – простой вагона, приходящийся на одну грузовую операцию (погрузку или выгрузку), ч:

 

                      t_гр = = (ч)                          (1.4)

.

     где     t_п , t_в – соответственно простой вагона под погрузкой и выгрузкой, ч;

      U_п , U_в – соответственно количество погруженных и выгруженных вагонов;

      К_м – коэффициент местной работы – количество грузовых операций, приходящихся на единицу работы:

 

                   К_м = =                                              (1.5)

 

где U – работа парка грузовых вагонов на дороге:

 

    U=U_п+U^пр_гр                                                              (1.6)

 

где U^пр_гр – количество принятых груженых вагонов.

                                   U=1350+490=1840 ед.

 

Оборот вагона

Q_в=

(суток)             

 

Первый член в формуле  оборота вагона представляет собой  время нахождения вагона на участке  – в движении и на промежуточных  станциях; второй член – время нахождения транзитного вагона на технических  станциях и третий член формулы –  время нахождения на станциях погрузки и выгрузки.

От времени оборота  зависит рабочий парк вагонов  – это вагоны, находящиеся в  поездах, под грузовыми операциями или в ожидании их, а также на путях станций:

n = Q_в U,    (1.7)

n=2,6*1840=4785

(ед.)

 

2. Найти сокращение времени оборота вагона при изменении одного показателя

 

Коэффициент порожнего пробега

 

 

Оборот вагона

Q_в=

( суток).

 

3. Определить рабочий парк вагонов и рассчитать его уменьшение при сокращении времени оборота вагона

 

n = Q_в U,

_{n=2,5*1840=4631(ед.)}

 

 

 

4. Указать какие мероприятия приведут к изменению показателей, влияющих на сокращение оборота вагона.

 

       Для  сокращения коэффициента порожнего пробега необходимо:

1. В максимально возможной степени использовать загрузку порожних вагонов в попутном для следования порожних вагонов направлении.

           2. Унификация тарифов на порожний пробег универсальных собственных (арендованных) полувагонов и платформ независимо от класса и рода ранее перевозимых грузов.

 

Задание № 3

 

1. Описать силы, действующие на поезд (привести  схему образования силы тяги  и схему тормозных сил

 

Движение поезда происходит под действием сил – силы тяги локомотива, сил сопротивления и  тормозной силы.

Сила тяги (F_к) создается двигателем локомотива и направлена в сторону движения. Её значение регулируется машинистом, ведущим поезд.

Силы сопротивления (W_к) – внешние силы, возникающие при движении поезда и направленные в сторону, противоположную движению.

Тормозные силы (В_к) – искусственно создаваемые силы, возникающие в процессе торможения подвижного состава, и направлены против движения.

Сила тяги локомотива и  тормозная сила находятся под  контролем машиниста и используются им для управления движением поезда. Движение поезда может происходить  в одном из следующих режимов:

• в режиме тяги, когда движение происходит за счет работы двигателей локомотива;
• в режиме холостого хода, когда двигатели отключены, а движение происходит за счет накопленной ранее кинетической энергии или за счет силы тяги (на уклонах);
• в режиме торможения, когда введена тормозная сила.

Рис 2. Схема образования силы тяги.

 

Рис3.Схема образования тормозной силы В_Т

 при механическом торможении

 

2. Определить массу  состава поезда, исходя из расчетной  скорости

 

При расчете массы состава, исходят из условия: масса состава должна быть такой, чтобы при движении по наиболее трудному элементу профиля пути скорость поезда не падала ниже расчетной скорости, установленной для каждого локомотива. За расчетный элемент профиля пути принимается наиболее затяжной и крутой подъем.

Для равномерного движения поезда на расчетном подъеме сила тяги локомотива должна быть равна  силам сопротивления поезда:

 

F_k = W_k

или

 

F_k = m_л (w^’  + i_p) + m_c(w'' + i_p)=40000 кгс        (2.1)

где F_k – сила тяги локомотива при расчетной скорости, кгс;

откуда масса состава  выразится следующим образом:

 

                                            m_c = ,                 (2.2)

 т

     где  w’,w’’ – соответственно основное удельное сопротивление локомотива и вагонов при расчетной скорости, кгс/т;

       m_л – вес локомотива, т;

       i_р – величина руководящего уклона, ‰.

 

3. Сравнить массу  состава при расчетной скорости  с массой состава при трогании  с места на раздельном пункте.

 

После определения массы  состава поезда необходимо произвести проверку на трогание поезда с места  на раздельных пунктах.

Масса состава, которая может  быть взята с места на раздельном пункте с максимальным уклоном (i_тр), определяется:

 

                                           m_тр = ,                                     (2.3)

 т

 

где F_тр – сила тяги локомотива при трогании с места, кгс;

       w_тр – удельное сопротивление поезда при трогании с места (на площадке), кгс/т;

       i_тр – величина уклона пути на станции, ‰.

Для трогания с места поезда на раздельном пункте должно выполняться  условие:

m_тр  ≥  m_c      или     m_тр  =  m_c .

, т соответственно

 

 

 

5.Рассчитать и принять стандартную длину приёмо-отправочного пути, на котором разместился бы поезд рассчитанной массы.

 

Длина приёмо-отправочного пути, на котором разместился бы поезд рассчитанной массы, определяется:

 

                                       l_n = (γ₄ l₄ + γ₈ l₈) + l_лок , 

 

где m_cp – средняя масса вагона, т:

 

                        m_cp = m₄ γ₄ + m₈ γ₈=75*0,90+140*0,10=81,5             (2.5)        

 

где m₄ , m₈ – соответственно масса восьми и четырехосных вагонов, т;

       γ₄ , γ₈ – соответственно доля восьми и четырехосных вагонов в составе поезда;

       l_лок  – длина локомотива, м;

       l₄ , l₈ – соответственно длина восьми (25м) и четырехосных (15м) вагонов, м.

 м

С учетом неточности остановки  поезда необходимая длина пути составит:

 

               L_пути = l_п +10=972,0886+10=982,0886=1050 (м)                  (2.6)

 

где 10 – увеличение пути из-за неточности остановки поезда, м.

Значение, полученное по формуле (2.6), округляется до стандартной  длины приёмо-отправочных путей  в большую сторону. Стандартная  полезная длина приёмо-отправочных  путей составляет 850, 1 050 и 1 250 м.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

    1. Общий курс  железных дорог: Учебник для  техникумов и колледжей ж.–д. транспорта / Под ред. В.Н. Соколова. – М.: УМК МПС России. 2002. – 296 с.

    2. Общий курс  железных дорог. / Под ред. Соколова  В.Н.. – М: УМК МПС России. 2002 г. – 296 с.

     3. Сурков Л.П., Бирюкова Н.И. Финансово-экономические отношения в филиале ОАО «РЖД» в условиях реформирования железнодорожной отрасли.- Иркутск: ИрГУПС. 2009 – 176 с.

     4. Сурков Л.П., Бирюкова Н.И. Хозяйственный механизм структурных подразделений ОАО «РЖД». Учебное пособие. - Иркутск: ИрГУПС. 2011. – 260 с.