Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проектирование и расчеты ж/д пути

проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
выгрузка балласта в местах нехватки,
вторая выправка пути в плане, профиле и по уровню с постановкой по проектным отметкам,
стабилизация балластной призмы, отделка пути,
ремонт переездов,
проверка соответствия положения пути проектному,
шлифовка поверхности катания рельсов.

Длина ЭЛБ = 50,46м.

Длина УК=1525/25=61зв

n пл = 61/6 = 11 платформ

Lук = 11*14,6 + 16,2*2 + 43,9 = 236.9 м

Хоппер-дозаторная вертушка идёт два раза, каждый раз выгружая по 50% щебня, то длина одной хоппер-дозаторной вертушки будет равна:

Lхдв = L лок + (Wщ/ Wх-д)*L х-д = 17.22 + (671/32,4)*10,9= 225 м.

L лок – длина локомотива ЧМЭЗ=17.22 м.

Wх-д – вместимость одного хоппер-дозатора. 32.4 м3

L х-д – длина одного хоппер-дозатора. 10.9м.

Длина машины ВПО-3000 равна:

L впо + L лок = 27,7 + 17.22 = 44.92 м.

Содержание

Исходные данные.	3
Определение класса железнодорожного пути, конструкции, типа и характеристик его верхнего строения.	4
Определение условий укладки бесстыкового пути.	10
Расчет повышений и понижений температуры рельсовых плетей, допустимых по условиям прочности и устойчивости.	11
2.2. Расчет интервалов закрепления плетей.	14
2.3. Расчет данных для принудительного ввода плетей в оптимальную температуру закрепления.	16
Расчеты рельсовой колеи.	18
3.1. Определение возвышения наружного рельса в кривой.	18
3.2. Расчет основных элементов для разбивки переходной кривой.	20
3.3. Определение ширины колеи в кривой.	25
Литература.	30
Приложение 1. Поперечный профиль балластной призмы.

Исходные данные.

Выбирается вариант 1 группы, №5: 1+1+3+5+1 = 11 – сумма цифр нечетная

Наименование данных	Значение
Часть 1.
Грузонапряженность, млн. ткм/км в год брутто	50
Максимальная скорость движения поездов, км/час:
Пассажирских	100
Грузовых	50

Часть 2.
Тип рельсов	Р50
Род балласта	щебень
Радиус кривой, м	2000
Локомотив	ВЛ10
Скорость движения, км/час	100
t_{max max},⁰C	+56
t_{min min},⁰C	-48
t_факт, ⁰C	0
Длина плети, м	600

Часть 3.
Радиус кривой, R, мм	1000
Максимальная скорость движения поездов по кривой, км/час:
Грузовых	50
Пассажирских	90
Приведенная скорость поездопотока, км/час	45
Угол поворота линии β, град	28
Единица подвижного состава	ВЛ23
Зона скорости	1

Определение класса железнодорожного пути, конструкции, типа и характеристик его верхнего строения.

Современная система ведения путевого хозяйства основана на
классификации пути в зависимости от грузонапряженности и скорости
движения поездов.

Железнодорожный путь классифицируется в зависимости от сочетания
грузонапряженности и максимальных допускаемых скоростей движения
пассажирских и грузовых поездов.

По грузонапряженности пути разделяют на 6 групп (А, Б, В, Г, Д, Е) по допускаемым скоростям на 7 категорий. Классы пути обозначают цифрами.

Принадлежность пути соответствующему классу, группе и категории обозначается сочетанием букв и цифр.

Таблица 1.1.

Классы железнодорожных путей.

Группа пути	Грузонапряжённость млн. Ткм брутто/ км в год	Категории пути – допускаемые скорости движения поездов (числитель – пассажирские, знаменатель – грузовые)
		С	1	2	3	4	5	6
		141-200 до 140	121-140 до 100	101-120 до 90	81-100 до 80	61-80 до 60	41-60 до 60	40 и менее
		Главные пути
А	Более 80	1	1	1	1	2	2	3
Б	51-80	1	1	1	2	2	3	3
В	26-50	1	1	2	2	3	3	4
Г	11-25	1	1	2	3	3	4	4
Д	6-10	1	2	3	4	4	4	4
Е	5 и менее	-	-	-	4	4	5	5

При определении класса пути необходимо учитывать следующие дополнения.

На железнодорожных линиях федерального (общесетевого) значения пути должны быть не ниже 3 класса.
Непрерывная длина пути соответствующего класса, как правило, не должна быть менее длины участка движения с одинаковыми на всём протяжении грузонапряжённостью и установленными скоростями пассажирских или грузовых поездов (в зависимости от того, какая из них соответствует более высокому классу), без учёта отдельных километров и мест, по которым уменьшена установленная скорость из-за кривых малого радиуса, временно неудовлетворительного состояния пути или искусственных сооружений, либо по другим причинам.

В зависимости от количества пассажирских и пригородных графиковых поездов путь должен быть не ниже:

1 класса – более 100 поездов в сутки;

2 класса – 31 – 100 поездов в сутки;

3 класса – 6 – 30 поездов в сутки.

На двухпутных и многопутных участках классы путей устанавливаются одинаковыми с классом пути, имеющим большую грузонапряжённость, при условии, если разница в грузонапряжённости не превышает 30 %. При большей разнице класс каждого из путей устанавливается по фактическому сочетанию грузонапряжённости и установленной скорости.

Пути, предназначенные для движения подвижного состава с опасными грузами, не должны быть ниже 4 класса.

Класс путей седьмой категории определяется установленными на этих путях скоростями:

Приёмо-отправочные и другие станционные пути, предназначенные для сквозного пропуска поездов со скоростями 40 км/ч и более, подъездные пути со скоростями более 40 км/ч, а также горочные пути относятся к 3 классу. Станционные пути, не предназначенные для сквозного пропуска поездов, при установленных скоростях 40 км/ч, а также специальные пути, предназначенные для обращения подвижного состава с опасными грузами, сортировочные и подъездные пути со скоростями движения 40 км/ч относятся к 4 классу. Остальные станционные и подъездные пути относятся к 5 классу.
Сортировочные и горочные пути на сортировочных станциях относятся к 4 классу.
Главные пути, где установлены скорости движения пассажирских поездов более 140 км/ч, относятся к внеклассным путям.

В соответствии со СНиП 32-01-95, руководствуясь всем вышеизложенным, на основании своих исходных данных определяем

По таблице 1.1. определяем:

группа пути – В (грузонапряженность равна 50).
категория пути 3 – (допускаемые скорости движения пассажирских поездов – 100 >100 >81, скорости грузовых – 80 > 50).
класс пути 2.

Таким образом путь – 3В2 (категория 3, группа В, 2 класс).

В зависимости от класса устанавливаем технические условия и нормативы на укладку и ремонт пути.

Предусмотрены три конструкции верхнего строения пути:

Бесстыковой путь на железобетонных шпалах;

Звеньевой путь на железобетонных шпалах;

Звеньевой путь на деревянных шпалах.

При этом в регионах, где позволяют климатические условия, на путях 1 – 4 классов рекомендуется преимущественно применять бесстыковой путь, а на путях 5 класса – звеньевой путь на железобетонных шпалах.

В зависимости от класса устанавливаются типы и характеристики верхнего строения пути (СНиП 32-01-95).

Таблица 1.2.

Нормативы по конструкциям, типам и элементам пути для путей различных классов.

Классы путей
1	2	3	4	5
Конструкция верхнего строения пути
Бесстыковой путь на железобетонных шпалах ¹⁾				Звеньевой путь на железобе- тонных шпалах
Типы и характеристика верхнего строения пути
Рельсы Р65, новые, термоуп- рочнённые, категории В и Т1	Рельсы Р65, новые, термоуп- рочнённые, категории Т1 и Т2 ²⁾	Рельсы старогодные I группы год- ности; I и II груп- пы годности ре- профилирован- ные ²⁾	Рельсы старогод- ные Р65 ³⁾ II и III группы годности	Рельсы старогод- ные Р65 ³⁾ III группы годности
Скрепления новые		Скрепления новые и старогодные (в том числе отремонтиро- ванные), укладываемые в объёмах, устанавливаемые «Техническими условиями на ремонт и плановопредупре- дительную выправку пути»
Шпалы железобетонные новые 1 сорта		Шпалы железобетонные старогодные ⁴⁾
Балласт щебёночный ⁵⁾ с толщиной слоя: 40 см – под железобетонными шпалами; 35 см – под деревянными шпалами			Балласт щебёноч- ный ⁵⁾ с толщиной слоя под шпалой: 30 см под железо- бетонными; 25 см- под деревянными	Балласт всех типов с толщиной слоя под шпалой не менее 20см
Размеры балластной призмы – в соответствии с типовыми поперечными профилями
Конструкция и типы стрелочных переводов
Р65 новые, рельсовые элементы закалённые. Брусья железобетонные ⁶⁾.			Рельсы и металлические части старогодные. Брусья железобетонные – новые и старогодные ⁶⁾.
Земляное полотно и искусственные сооружения
Земляное полотно, искусственные сооружения и их обустройства должны удовлетворять максимальным допускаемым осевым нагрузкам и скоростям движения поездов в зависимости от групп и категорий путей.

Примечание к таб. 1.2.:

Применение звеньевого пути на деревянных шпалах согласовывается с Департаментом пути и сооружений, при этом на путях 1 – 3 классов деревянные шпалы должны быть I типа.

В зависимости от баланса на железной дороге старогодных рельсов I и II групп годности допускается по согласованию с Департаментом пути и сооружений укладка: на путях 2 класса групп Г и Д старогодных репрофилированных рельсов I группы годности; на путях 3 класса – новых рельсов категорий Т1 и Т2.

Для звеньевого пути на деревянных шпалах – не легче Р50.

При недостатке старогодных железобетонных шпал: новые железобетонные 1 сорта – на путях 3 класса, новые 2 сорта – на путях 4 и 5 классов; при недостатке новых железобетонных шпал 2-го сорта – новые шпалы 1-го сорта; при недостатке старогодных и новых железобетонных шпал – новые деревянные.

По согласованию с Департаментом пути и сооружений допускается на путях 3 – 5 классов укладка асбестового балласта.

По согласованию с Департаментом пути и сооружений допускается укладка деревянных брусьев.

Для пути 3В2 требуется:

Рельсы Р65 новые термоупроченные, категории Т1 и Т2,
Скрепления новые,
Шпалы новые железобетонные новые 1 сорта.
Эпюра шпал в прямых и кривых радиусом более 1200м - 1840 шт/км. в кривых радиуса 1200м и менее 2000 шт/км.
Балласт щебеночный с толщиной слоя под деревянными шпалами 35 см, под железобетонными шпалами 40 см.
Стрелочные переводы Р65 новые, рельсовые элементы закаленные, брусья железобетонные.
Земляное полотно, искусственные сооружения и их обустройства должны удовлетворять максимальным допускаемым осевым нагрузкам и скоростям движения поездов в зависимости от групп и категорий путей.

Поперечный профиль балластной призмы представлен в приложении.

Определение условий укладки бесстыкового пути.

Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [ Т ] для данных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебаний температуры Т_А. Если по расчету Т_А ≤ [ Т ], то бесстыковой путь можно укладывать.

Значение Т_А определяется, как алгебраическая разность наивысшей t _{max max} и наинизшей t _{min
min} температур рельса, наблюдавшейся в данной местности (при этом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участках превышает на 20 ⁰С наибольшую температуру воздуха).

2.1. Расчет повышение и понижений температуры рельсовых плетей, допускаемых по условиям прочности и устойчивости.

Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов

- минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляются рельсовые плети.

- допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое устойчивостью против выброса пути при действии сжимающих продольных сил;

– допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил.

Согласно таблице 4 [1, с.13] определяем повышение температуры рельсовой плети , допускаемое по условию устойчивости пути.

Для Р65 при железобетонных шпалах со щебнем из скальных пород:

Тип рельсов	Эпюра шпал	Превышение температуры рельсовой плети , допускаемое по условию устойчивости пути
Тип рельсов	Эпюра шпал	В прямом участке	В кривой радиусом 2 000 м
Р 50	2000	63	58
	1840	57	52
	1600	50	46

Произведем расчет для эпюры шпал 1840 шт./км.

Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей определяется расчетом прочности рельсов, основанным на условии, что сумма растягивающих напряжений, возникающих от воздействия подвижного состава и от изменений температуры, не должна превышать допускаемого напряжения материалов рельсов:

	Коэффициент запаса прочности для рельсов первого срока службы, для рельсов, пропустивших нормативный тоннаж.
	Напряжение в кромках подошвы рельса под нагрузкой от колес подвижного состава, МПа.
	Напряжение в поперечном сечении рельса от действия растягивающих температурных сил, возникающих при понижении температуры рельса по сравнению с его температурой закрепления.
	Допускаемое напряжение – для новых незакаленных рельсов равно 350 МПа, для новых термоупрочненных – 400 МПа.

Напряжение в подошве рельса определяется по правилам расчета верхнего строения пути на прочность.

Температурное напряжение, возникающее в рельсе в связи с несостоявшимся изменением его длины при изменении температуры

	Коэффициент линейного расширения α = 0,0000118 1/град.
	Модуль упругости рельсовой стали (Е=210ГПа=2,1∙10⁵ МПа).
	Разность между температурой, при которой определяются напряжения, и температурой закрепления плети ⁰С.

Наибольшее допускаемое по условию прочности рельса понижение температуры рельсовой плети по сравнению с ее температурой при закреплении:

Согласно таблице 5 [1, с.16] определяем допускаемое по условию прочности рельсов понижение температуры , для типа рельсов Р50, локомотива ВЛ 10 и скорости движения 100 км/час:

При термоупроченных рельсах первого срока службы значение [Δt_p ] увеличивают на 20 ⁰С по сравнению с данными табл.5. При старогодных рельсах в главных путях и приемоотправочных путях сквозного прохода [Δt_p ] уменьшают на 5 ⁰С по сравнению с данными табл.5.

В прямом участке пути:

104⁰С ≤ 99⁰С,

В кривой R= 2000 м:

104⁰С ≤ 87⁰С,

Следовательно, бесстыковой путь укладывать нельзя.

2.2. Расчет интервалов закрепления плетей.

Для прямого участка пути:

Для кривой R=2000 м:

Границы интервала закрепления, т.е. самую низкую min t_з и наибольшую mах t_з определяем по формулам:

Для прямого участка пути:

Для кривой R = 2000 м:

При укладке плетей длиной более 800 м нижняя граница интервала закрепления должна быть не менее чем на 8⁰С выше нижней границы, установленной для плетей обычной длины. По исходным данным длина укладываемой плети составляет 650 м, т.е. нормальной длины.

=57⁰С

=52⁰С

-48⁰C -1⁰C +4⁰C +56⁰C

t_{min min} t_{min з} t_{mах з} t_{max max}

Рис.2.1. Диаграмма температурного режима плетей в прямом участке.

=52⁰С

=45⁰С

-48⁰C -3⁰C +4⁰C +56⁰C

t_{min min} t_{max з} t_{min з} t_{max max}

Рис.2.2. Диаграмма температурного режима плетей в кривой R=2000 м.

2.3. Расчет данных для принудительного ввода плетей в оптимальную температуру закрепления.

В случаях необходимости укладки рельсовых плетей при температуре рельсов ниже оптимальной, следует прибегнуть к способу принудительного ввода их в оптимальную температуру закрепления. Такой способ применяется и перед сваркой эксплуатируемых плетей, ранее уложенных и закрепленных при температуре ниже оптимальной.

Если укладка плетей производилась при температуре выше оптимальной, то с наступлением оптимальной температуры производится разрядка температурных напряжений.

Принудительный ввод плетей в оптимальную температуру выполняется с использованием гидравлических натяжных устройств или нагревательных установок и обязательным вывешиванием их на роликовые опоры или пластины.

Перед началом работ с использованием натяжных устройств должны быть выполнены расчеты по определению изменения длины плети ΔL и прилагаемого растягивающего усилия N, необходимого для удлинения плети (или полуплети).

Удлинение плети, мм определяется по формуле:

Длина плети, м

Перепад между температурой первоначального закрепления или температурой рельсовых плетей при укладке и планируемой температурой закрепления

2,5⁰С

Коэффициент линейного расширения.

Необходимые усилия для создания расчетных удлинений в плетях N_tопределяются из условия:

Площадь поперечного сечения рельса, см² (65,99 см² – для Р50 и 82,65 – для рельса Р65).

Для обеспечения неподвижности уравнительных рельсов с обеих сторон от удлиняемой плети должны находиться анкерные участки. Рельсовые стыки, расположенные в пределах анкерных участков и прилегающие к ним, должны обеспечивать нормальное стыковое сопротивление продольному перемещению рельсов R_н = 400 кН (для рельсов типа р65), что достигается затяжкой гаек стыковых болтов с крутящим моментом, равным 600 Нм, а гайки клеммных болтов должны быть затянуты с крутящим моментом 150-200 Нм.