Расчет основных параметров обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стеснённых условиях





Оглавление

1. Выбор типа верхнего строения  пути с построением поперечного  профиля балластной призмы. 2

1.1. Определение категории, группы  и класса пути. 2

1.2. Выбор конструкции верхнего  строения пути. 2

1.3. Проектирование поперечных профилей  балластной призмы для прямолинейного  и криволинейного участков пути. 4

2. Расчет основных параметров  обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стеснённых условиях. 6

2.1. Конструктивная схема обыкновенного  стрелочного перевода. 6

2.2. Расчетная геометрическая схема  обыкновенного стрелочного перевода. 6

2.3. Расчет основных параметров  и разбивочных размеров обыкновенного  стрелочного перевода, укладываемого  в стеснённых условиях. 7

2.4. Требования ПТЭ к содержанию  стрелочных переводов. 10

2.5. Построение схемы разбивки  обыкновенного стрелочного перевода. 11

3. Организация основных работ  по капитальному ремонту пути. 12

3.1. Классификация ремонтов пути. 12

3.2. Установление периодичности  ремонтов пути. 15

3.3. Организация основных работ  по капитальному ремонту пути 16

4. Организация снегоборьбы на  станции. 22

4.1. Общие сведения. 22

4.2. Cостав мероприятий оперативного плана. 25

4.3. Определение объема снега,  подлежащего уборке 25

4.4. Определение продолжительности  очистки станции от снега. 27

Заключение 30

Библиографический список 31

 

  1. Выбор типа верхнего строения пути с построением поперечного профиля балластной призмы.

1.1. Определение  категории, группы и класса  пути.

В соответствии с техническими условиями  по работе и реконструкции пути, |1| железнодорожного пути классифицируются в зависимости от сочетаний грузонапряженности и максимальной скорости движения грузовых и пассажирских поездов. Принятые на железной дороге Российской Федерации сочетания классов, групп и категорий представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Классы путей


 


Группа пути

Г, млн.т.км/км.год

Категории пути  

С

1

2

3

4

5

6

Главные пути

А

>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 <

-

-

-

4

4

5

5




 

 

 

Вывод: согласно табл. 1.1 для рассматриваемого участка, со скоростью поездов Vп=100 км/ч, Vг=80 км/ч и грузонапряженностью 40 млн т.км. принимаем формулу пути 2В3.

 

   1.2. Выбор конструкции верхнего строения пути.

 

Конструкция верхнего строения пути устанавливается в зависимости  от класса пути по табл. 1.2.

Таблица 1.2 – Нормативно-технические  требования конструкции железнодорожного пути при капитальном ремонте



 

 

 

 

Классы путей

1АС, 1БС, 1ВС, 1ГС, 1ДС

1

2

3

4

5

1. Конструкция верхнего строения  пути

Бесстыковой путь на железобетонных шпалах

2. Типы и характеристика верхнего  строения пути

Рельсы Р65, повышенной прямолинейности, новые, термоупрочненные, категории В

Рельсы Р65, новые, термоупрочненные, категории Т1, В

Рельсы Р65, старогодные I группы годности репрофилированные

Рельсы Р65 старогодные II группы годности

Рельсы старогодные Р65 II группы годности

Скрепления новые с упругой  клеммой

Скрепления новые и старогодные (в т.ч. отремонтированные)

Шпалы железобетонные новые I сорта

Шпалы железобетонные старогодные

Эпюра шпал: в прямых 1840 шт/км (в кривых радиусом 1200 м и менее – 2000 шт/км)

1840 шт/км

Балласт – щебень I категории по ГОСТ Р 54748 – 2011 с толщиной слоя не менее 40 см под ЖБ шпалами и не менее 35 см под деревянными шпалами

Балласт – щебень I и II категорий по ГОСТ Р 54748 – 2011 с толщиной слоя не менее 40 см под ЖБ шпалами и не менее 35 см под деревянными шпалами

Балласт – щебень II категории по ГОСТ Р 54748 – 2011 с толщиной слоя не менее 40 см под ЖБ шпалами и не менее 35 см под деревянными шпалами

Балласт – щебень II категории с толщиной слоя под шпалой: не менее 30 см – под железобетонными; не менее 25 см – под деревянными

Балласт – щебень II категории с толщиной слоя под шпалой не менее 20 см

Размеры балластной призмы – в соответствии с типовыми поперечными профилями

3. Виды работ при замене верхнего  строения пути

Реконструкция и капитальный ремонт пути на новых материалах

Капитальный ремонт пути на старогодных материалах

4. Конструкции и типы стрелочных  переводов

Р65 марки не круче 1/11 с гибкими остряками  и крестовиной с непрерывной  поверхностью катания, новые. Брусья железобетонные, новые

Р65 новые, марки 1/11, 1/9, рельсовые элементы закаленные. Брусья железобетонные, новые

Рельсы и металлические части  старогодные. Брусья железобетонные – новые и старогодные

5. Виды работ по замене стрелочных  переводов

Реконструкция и капитальный ремонт стрелочных переводов на новых материалах

Капитальный ремонт стрелочных переводов  на старогодных материалах


 

 

 

 

В соответствии с классом пути принимаем:

  • Путь: бесстыковой путь на железобетонных шпалах; рельсы Р65, новые, термоупрочненные, категории В,Т1;
  • Скрепления новые, типа АРС;
  • Шпалы железобетонные, новые, 1-ого сорта, типа Ш-АРС4;
  • Эпюра шпал: 1840 шт/км ( в кривых радиусом 1200 м и менее – 2000 шт./км);
  • Балласт щебёночный 2-й категории, с толщиной слоя под шпалой не менее 40 см под железобетонными и не менее 35 см под деревянными;
  • Размеры балластной призмы  - в соответствии с типовыми поперечными профилями;
  • Вид работ при замене верхнего строения пути – Реконструкция и капитальный ремонт на новых материалах;
  • Конструкции и типы стрелочных переводов - Р65 новые, марки 1/11, 1/9; рельсовые элементы закаленные. Брусья  железобетонные, новые;
  • Виды работ по замене стрелочных переводов – Реконструкция и капитальный ремонт стрелочных переводов на новых материалах;
  • Земельное полотно, искусственные сооружения и их обустройства должны удовлетворять  максимальным допускаемым осевым нагрузкам и скоростям движения поездов в зависимости от групп и категории путей.

 

  1.3. Проектирование поперечных профилей балластной призмы для прямолинейного и криволинейного участков пути.

 

Конструкция и размеры балластной призмы должны соответствовать типовым поперечным профилям, основные размеры которых приведены в табл. 1.3 и на рис. 1.1.

 

Таблица 1.3 – Типовые поперечные профили  балластной призмы



Класс пути

Толщина слоя балласта в подрельсовой зоне (в кривых- по внутренней нити) без учета балластной подушки, см

Ширина плеча призмы, см

Минимальная ширина обочины земляного  полотна, см

1 и 2

35/40

40/45

50(40)

3

35/40

35/40

4

25/30

25/40

40

5

20/20

20/40

40




 

 

 

 

Выбираем  следующие размеры балластной призмы:

  • Толщина слоя балласта в подрельсовой зоне без учета балластной подушки 40 см,
  • Ширина плеча призмы – 45 см,
  • Толщина песчаной подушки – 20 см,
  • Минимальная ширина обочины земляного полотна – 50 см.
  • h возвышение наружного рельса – 15 см

Поперечный  профиль двухслойной балластной призмы, соответствующий 2-му классу пути приведен на рис. 1.1(масштаб 1:50).

Вывод: Для  заданных условий эксплуатации, соответствующих 2-му классу пути,  выбран бесстыковой путь с рельсами Р65 на железобетонных шпалах типа Ш-АРС4 с двухслойной балластной призмой.

 

2. Расчет основных  параметров обыкновенного стрелочного  перевода, укладываемого в стеснённых  условиях.

  2.1. Конструктивная схема обыкновенного стрелочного перевода.

Рис. 2.1


Основными элементами современного одиночного обыкновенного стрелочного перевода (рис. 2.1) являются: стрелка, комплект крестовинной части, соединительные пути, подрельсовое основание.


 

1 – рамные  рельсы;                          7 – контррельсы;

2 – остряки;                                       8 – прямолинейный соединительный

3 – корневые  крепления;                        путь;

4 – переводной механизм;               9 – криволинейный соединительный

5 – сердечник;                                           путь.

6 – усовики;

  2.2. Расчетная геометрическая схема обыкновенного стрелочного перевода.

Основными характеристиками обыкновенного стрелочного перевода являются (рис 2.2)

  • tgα=1/N- марка стрелочного перевода
  • ЦП- центр стрелочного перевода
  • С- математический центр крестовины
  • βн- начальный угол криволинейного остряка
  • β- полный стрелочный угол
  • Lп- полная длина перевода
  • Lт- теоретическая длина перевода
  • а,в- оси стрелочного перевода
  • l0- длина криволинейного остряка
  • l0’- длина прямолинейного остряка
  • R0- радиус криволинейного остряка
  • R радиус переводной кривой
  • q- передний вылет рамного рельса
  • lрр- длина рамного рельса
  • n- передний вылет крестовины
  • m- задний вылет крестовины
  • y0- ордината в корне остряка
  • к- прямая вставка

Рис. 2.2


S0- ширина колеи в стрелочном переводе


 

  2.3. Расчет основных параметров и разбивочных размеров обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стеснённых условиях.

  2.3.1. Расчет радиуса переводной  кривой, длины прямой вставки,  полуосей стрелочного перевода.

Если при  укладке стрелочных переводов в  стесненных условиях необходимо уменьшить теоретическую длину типового перевода (табл. 2.1) более чем на 250 мм, следует выполнить перерасчет его основных параметров и разбивочных размеров.

Тип рельсов стрелочного перевода

Таблица 2.1

Р65

Марка крестовины 1/N

1/11

Длина криволинейного остряка lо, мм

8300

Начальный угол остряка ΒН , рад

0,0079488

Радиус остряка Ro , мм

300000

Передний вылет рамного рельса q, мм

2765

Длина рамного рельса lpp , мм

12500

Передний вылет крестовины n, мм

2950

Задний вылет крестовины m, мм

2550

Полная длина стрелочного перевода LП , мм

33363


Теоретическая длина стрелочного перевода LТ с учетом уменьшения его длины на Δ (см. исходные данные), определяется по формуле

                           LT = LП – q – m – Δ =33363-2765-2550-380=27668 мм              (2.1)

При этом практическая длина  стрелочного перевода после его  укорочения станет равной

LПУ = LП   - Δ =33363-380=32983 мм.

Вычислим величины тригонометрических функций :

tgα/2 = 0,0453610

cosα = 0,9958932

sinα = 0,0905357

cosβ = 0,9993658

sinβ = 0,0356079

cosβн = 0,9999684

sinβн = 0,0079487

Спроектировав расчетный контур АС (см. рис. 2.2) на вертикальную и горизонтальную оси, получим систему  уравнений:

So = yo + R(cos β – cos α ) + K sin α;

                                     LT =

+ R(sin α – sin β ) + K cos α ,                             (2.2)

где So – ширина колеи по прямому направлению стрелочного перевода; So = 1520 мм 

R – радиус  переводной кривой по рабочей  грани упорной нити стрелочного  перевода после укорочения его  длины. Остальные обозначения прежние. Решив систему уравнений, определим радиус переводной кривой R и длину прямой вставки K.

                                                  

                                (2.3)

   R=((27668-8297.8)* 0,0905357-(1520-180.8)* 0,9958932)/(1-0.9984854)=277288,2 мм.

                                                          

                                             (2.4)

   K K=(1520-180.8-277288,2(0,9993658-0,9958932))/0,0905357=4156,5 мм. 

Ордината в корне остряка  вычисляется по формуле 

                                      y0 = R0(cos

H - cos
).                                      (2.5)

   y0=300000*(0,9999684-0,9993658)= 180.8

 

Проекция криволинейного остряка вычисляется по формуле 

                                                  = R0(sin -sin H)                                             (2.6)

   =300000*(0,0356079-0,0079487)=8297.8

 

Полный стрелочный угол

                                              

                                                 (2.7)

   =0,0079488+8300/300000=0.0356155 рад.

Угол крестовины

α=arctg(1/11)= 0.0906599 рад.

 

Малые полуоси  стрелочного перевода согласно расчетной  схемы (см.  рис. 2.2) определяются по формулам:

                                                

,                                                (2.8)

   b0 =1520/(2*0,0453610)=16754.5 мм.

                                                  

.                                              (2.9)

  a0 =27668-16754.5=10913,5 мм.

 

Соответственно большие  полуоси:

                                                                    a = a0 + q,                                                      (2.10)

   a =10913,5 +2765=13678,5 мм.

                                                                    b = b0 + m.                                                       (2.11)

   b =16754.5+2550=19304,5 мм.

 

 
  2.3.2. Определение ординат для разбивки переводной кривой стрелочного перевода.

При  разбивке  переводной  кривой  за  начало  координат  принимается  точка  А, расположенная  на  рабочей  грани  рамного  рельса  против  корня  остряка (рис. 2.3).

Рис. 2.3



Координаты конца переводной кривой определяются по формулам:

                                          

,                                       (2.12)

   = 277288,2*(0,0905357-0,0356079)=15230,8мм.

 

                                        

                                   (2.13)

   = 180.8+277288,2*(0,9993658-0,9958932)=1143,711 мм.

 

Координаты  промежуточных точек определяются следующим образом. По оси абсцисс  значения xi назначаются с шагом 2000 мм от x0 =0 до xk, а ординаты yi определяются по формуле

                                      

,                                   (2.14)

где  определяется из зависимости

                                              

.                                       (2.15)

xi ,мм

xi /R

sin

cos

Таблица 2.2

yi , мм

0

0

0,0356079

0,9993658

180,8

2000

0,0072127

0,0428206

0,9990828

259,3

4000

0,0144254

0,0500334

0,9987475

352,2

6000

0,0216381

0,0572461

0,9983601

459,7

8000

0,0288508

0,0644588

0,9979204

581,6

10000

0,0360636

0,0716715

0,9974283

718,0

12000

0,0432763

0,0788842

0,9968838

869,0

14000

0,0504890

0,0860969

0,9962868

1034,6

15230,8

0,0549278

0,0905357

0,9958932

1143,7


 

Проверка:

yk = So – K sin =1520-4156,5*0,0905357=1143,7 мм.

 

  2.3.3. Определение длин рельсовых нитей стрелочного перевода.

Исходными данными  для определения длин рельсовых  нитей укороченного стрелочного  перевода являются основные размеры  рамных рельсов, остряков, крестовины и всего стрелочного перевода, приведенные в табл. 2.1.

В соответствии с рис. 2.2 наружная нить прямолинейного соединительного пути l1 определяется:

                                                               l1 = LПУ – lрр – δ1 .                                                  (2.16)

 

   l1=32983-12500-0=20483 мм.

Внутренняя нить криволинейного соединительного пути l2  

                                  

.                          (2.17)

   l2=(277288,2+75/2)*( 0.0906599-0.0356155)+4156.5-2950-0-5=16466,6 мм.

Внутренняя нить прямолинейного соединительного пути l3

                                          l3 = LT  -

- n - δ1 – δ2 .                                          (2.18)

   l3=27668-8297.8 -2950-0-5=16415,2мм.

Наружная нить криволинейного соединительного пути l4

                   

,       (2.19)

   l4=(277288,2-1520-75/2)* ( 0.0906599-0.0356155)-1520*0.03563+8300+2765+4156.5+2550-12500-0=20394,8 мм.

2.4. Требования ПТЭ к содержанию стрелочных переводов.

 

Не допускается  эксплуатировать стрелочные переводы и глухие пересечения, у которых  допущено хотя бы одна из следующих  неисправностей:

1) разъединение  стрелочных остряков и подвижных  сердечников крестовин с тягами;

2) отставание  остряка от рамного рельса, подвижного  сердечника крестовины от усовика на 4 мм и более, измеряемое у остряка и сердечника тупой крестовины против первой тяги, у сердечника острой крестовины – в острие сердечника при запертом положении стрелки;

3) выкрашивание остряка или подвижного сердечника, при котором создается опасность набегания гребня, и во всех случаях выкрашивание длиной: на главных путях – 200 мм и более, на приемо-отправочных путях – 300 мм и более, на прочих станционных путях – 400 мм и более;

4) понижение  остряка против рамного рельса  и подвижного сердечника против  усовика на 2 мм и более, измеряемое в сечении, где ширина головки остряка или подвижного сердечника поверху 50 мм и более;

5) расстояние  между рабочей гранью сердечника  крестовины и рабочей гранью  головки контррельса менее 1472 мм;

6) расстояние  между рабочими гранями головки  контррельса и усовика более 1435 мм;

7) излом остряка  или рамного рельса;

8) излом крестовины (сердечника, усовика или контррельса);

9) разрыв  контррельсового болта в одноболтовом или обоих в двухболтовом вкладыше.

Вертикальный  износ рамных рельсов, остряков, усовиков и сердечников крестовин и порядок их эксплуатации при превышении норм износа устанавливается в соответствующей инструкции МПС России. 

  2.5. Построение схемы разбивки обыкновенного стрелочного перевода.

На  основе  полученных  расчетом  величин  и  принятых  типовых  значений,  на миллиметровой  бумаге  вычерчиваем  схему  стрелочного  перевода  в  масштабе 1:50.  На  схему  наносим  ось  прямого  пути  перевода,  отмечаем  на  ней  центр перевода «ЦП»,  от  него  в  принятом  масштабе  откладываем  осевые  размеры  a0, b0,  a, b.  Затем в рабочих гранях  рельсов вычерчивают  стрелочный  перевод  и отмечают  на  нем стыки.  Наружная  нить  переводной  кривой  наносится на  схему по ординатам yi, внутренняя на расстоянии, равном ширине колеи S0.

На схеме  указываются:  LПУ, LT, a , b ,a0, b0, q, l0, lpp, g, n, m, K, R0, R, xi, yi, α, β, βН, l1, l2, l3, l4,S0, δ.

В  качестве  примера  на  рисунке  2.4  приведена схема геометрических размеров стрелочного перевода марки 1/11, типа Р65 укороченного на 380 мм.

 

 3. Организация основных работ по капитальному ремонту пути.

  3.1. Классификация ремонтов пути.

Основные  виды работ, выполняемые за счет инвестиций:

реконструкция (модернизация) железнодорожного пути (код – Р);

перенос стрелочных переводов на новые ординаты;

реконструкция искусственных сооружений и земляного  полотна.

 

Основные  виды работ, выполняемые за счет средств, относимых на ремонт пути, подразделяются на:

капитальный  ремонт   пути на  новых  материалах  (код – Кн);

капитальный ремонт пути на старогодных материалах (код - Крс);

сплошная  замена рельсов и металлических  частей стрелочных переводов в период между капитальными ремонтами пути, сопровождаемая работами в объемах  среднего  (или  усиленного  среднего) ремонта  пути   (код – РС);

средний ремонт пути (код - С);

шлифование  рельсов (код - Ш);

планово-предупредительный  ремонт пути (код - П).

 

3.1.1. К реконструкции железнодорожного пути относятся работы,

приводящие, как правило, к изменению категории пути. После

реконструкции путь может переводиться также в более высокий класс,

группу или категорию в зависимости  от эксплуатационных условий.

Реконструкция железнодорожного пути направлена на повышение

прочности, несущей способности, стабильности, долговечности и других

показателей надежности как железнодорожного пути в целом, так и его

составных частей и элементов, обеспечивающих продление

продолжительности жизненного цикла, сокращение трудоемкости и

стоимости технического обслуживания пути и получение экономического

эффекта при его эксплуатации.

3.1.2. Капитальный ремонт пути на новых материалах

предназначен для полной замены выработавшей ресурс рельсошпальной

решетки на путях 1 и 2 классов (стрелочных переводов на путях 1 - 3

классов) и восстановления несущей способности балластной призмы, и в

отличие от реконструкции железнодорожного пути включает в себя только

работы по верхнему строению пути, а также восстановлению

водопропускной способности водоотводов.

В состав капитального ремонта на новых материалах входят

следующие основные виды работ:

замена рельсошпальной решетки  на новую решетку, в том числе с

элементами более высокого технического уровня (железобетонные шпалы,

упругие скрепления и др.);

замена стрелочных переводов на новые переводы того же типа, в том

числе с элементами более высокого технического уровня;

очистка щебеночной балластной призмы на глубину в соответствии с

проектом, но не ниже 40 см под подошвой шпал на путях с железобетонными

шпалами и 35 см – на деревянных шпалах;

срезка обочин земляного  полотна;

выправка, подбивка и стабилизация пути с постановкой на проектные

отметки в профиле;

доведение балластной призмы до требуемых размеров;

постановка пути на ось  в плане и приведение длин переходных кривых

и прямых вставок между  смежными кривыми в соответствие со скоростями

движения поездов, предусмотренными проектной документацией на

капитальный ремонт;

очистка и планировка водоотводов;

срезка и уборка накопленных  балластных материалов в нижней части

откосов выемок и в нулевых  местах;

ремонт железнодорожных  переездов;

сварка плетей до длины  блок-участка или перегона, включая

стрелочные переводы;

шлифование поверхности  катания рельсов, стрелочных переводов и

другие работы, предусмотренные проектом.

3.1.3. Капитальный ремонт пути на старогодных материалах

предназначен для замены рельсошпальной решетки на более  мощную или

менее изношенную на путях  3 - 5 классов (стрелочных переводов на путях

4 и 5 классов), смонтированную из старогодных рельсов, новых и

старогодных шпал и скреплений.

Состав основных работ, входящих в объем капитального ремонта на

старогодных материалах, аналогичен составу основных работ, входящих в

объем капитального ремонта  пути на новых материалах.

Капитальный ремонт пути на старогодных материалах может

выполняться как комплексно со снятием и укладкой рельсошпальной

решетки укладочным машинизированным комплексом, так и раздельным

способом с заменой  рельсов, скреплений, шпал.

3.1.4. Средний ремонт пути предназначен для восстановления

дренирующих и прочностных  свойств балластной призмы и обеспечения

равноупругости подрельсового основания.

В состав среднего ремонта  пути входят следующие основные виды

работ:

сплошная очистка щебеночного  балласта на глубину под шпалой не

менее 25 см с добавлением нового путевого щебня, или обновление

загрязненного балласта других видов на глубину не менее 15 см под

подошвой шпал с укладкой нового путевого щебня;

замена всех негодных и  установка недостающих элементов

скреплений;

Расчет основных параметров обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стеснённых условиях