Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Строительство железных дорог

Иркутский Государственный Университет Путей Сообщения

Забайкальский Институт Железнодорожного Транспорта

Кафедра “СЖД”

Курсовая работа

по дисциплине: “Устройство и эксплуатация пути”.

Чита -2012 г.

План

1. Введение. 2.Выбор типа верхнего строения пути на участке по

заданным эксплутационным условиям.

2.1 Определение срока службы рельсов.

3. Определение основных параметров и размеров обыкновенного

стрелочного перевода.

3.1 Расчёт длины остряка.

3.2 Расчет длины рамного рельса.

3.3 Расчет размеров крестовины.

3.4 Определение основных геометрических и осевых размеров стрелочного перевода.

3.5 Определение координат переводной кривой.

3.6 Определение длины рельсов стрелочного перевода.

3.7 Определение положения переводных брусьев в стрелочном переводе.

3.8 Компоновка эпюры стрелочного перевода.

4.Разработка элементов технического процесса по капитальному ремонту пути.

4.1 Определение ежедневной производительности и фронта работ в “окно”.

4.2 Виды тяжелых машин, при капитальном ремонте пути.

4.3 Капитальный ремонт звеньевого пути на щебеночном балласте с укладкой деревянных шпал.

4.4 Определение необходимой продолжительности “окна”.

4.5 Определение возможной продолжительности «окна».

4.6 Построение графика работ в «окно».

5. Список литературы.

1. Введение.

Железнодорожный путь- комплекс инженерных сооружений для пропуска по нему поездов с нужной скоростью. Он представляет собой основу железных дорог . От состояния пути зависят непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективное использование всех технических средств дорог.

Железнодорожный путь работает в сложных условиях . Находясь под воздействием подвижных нагрузок, природных явлений и органического мира , они должны служить в любое время года , дня и ночи , обеспечивать непрерывность и безопасность движения поездов с установленными скоростями.

Для обеспечения нормальной работы пути и его ремонта на железнодорожном транспорте существует комплекс хозяйственных предприятий и производственных формирований, оснащенных машинами, механизмами, инструментами и приборами. Этот комплекс и собственно железнодорожный путь представляют собой путевое хозяйство. Исходя из условий работы железнодорожного пути и предъявляемых к нему требований основой ведения хозяйства является текущее содержание и выполнение плановых ремонтов пути.

2.Выбор типа верхнего строения пути на участке по

заданным эксплутационным условиям.

Выбор типа верхнего строения пути (ВСП) производится на основе технико-экономических расчётов с учётом затрат на устройство, ремонт и содержание пути, а также на эксплуатацию подвижного состава.

В настоящее время при капитальном ремонте путь приводится в соответствие с новым Положением о провидении планово-предупридительного ремонта ВСП, земляного полотна, искусственных сооружений и лесных защитных насаждений, железных дорог России, разработанным. Научно-исследовательским институтом железнодорожного транспорта на основании анализа эксплуатации железных дорог.

Тип ВСП: особо тяжелый 1а, звеньевой, рельсы – Р 75 термически упрочненные, шпалы деревянные первого типа, эпюра шпал 2000 шт./км, толщина песчаной подушки 20 см, толщина щебня под шпалой 35 см.

2.1 Определение срока службы рельсов.

На дорогах нашей страны сроки службы рельсов до первой перекладки, т.е. межремонтные сроки, установлены в тоннаже брутто. Эти сроки установлены исходя из ограничений общего количества рельсов, изымаемых из пути в одиночном порядке за весь их срок службы, а также наибольшего их годового выхода γ по дефектности.

Допустимый по условиям одиночного выхода тоннаж.

T_р=λ_р*((1,2-2,5/e)/(156(1+(Aα_мер)/R)))*√(P_дн/P_д)q⁵γ,

T_р=2*((1,2-2,5/25))/(156(1+800*1/1040))* (31/21,1)74,44⁵*5=1814,12млн.ткм/км

Где λ_р - коэффициент учёта качества рельсов (для незакалённых рельсов λ_р = 1 для объёмозакалённых λ_р=2)

(1+(Aα_мер)/R)- коэффициент снижения допустимого тоннажа в кривой; А=800 при R< 1200м;

α_мер- коэффициент учитывающий влияние мероприятий по удлинению сроков службы рельсов в кривых; при отсутствии таких мероприятий α_мер=1, при реализации мероприятий, обеспечивающих уравнивание выхода рельсов в кривых и прямых α_мер= 0

R=1040- радиус кривой, м;

P_дн =31- средневзвешенные по тоннажу динамические нагрузки на ось подвижного состава в условиях, при которых определялись нормативные значения срока службы рельсов по их суммарному одиночному изъятию, т/ось;

P_д =21,1 - средневзвешенные по тоннажу значение динамической нагрузки на ось, т/ось;

q=74,44- погонный вес рельса, кг/м;

γ =5,0- приятное суммарное одиночное изъятие рельсов из пути по дефектам.

Принимаем следующие нормативы:

Предельное суммарное изъятие γ на 1 км пути (для Р75) – 5,0;

Расчётная грузонапряжённость млн.ткм. брутто на 1 км в год –100;

Нормативный срок службы закалённых рельсов млн.т. брутто –600.

При расчёте срока службы рельсов может быть принято: λ_р – в зависимости от количества рельсов по заданию l=25м; α_мер=1; P_дн=31 т/ось для рельсов Р 75.

Срок службы определяется по формуле:

t=T_p/Г,

t=1814,12/80=23 лет

Г=80 - заданная грузонапряжённость млн.ткм./км брутто в год.

3. Определение основных параметров и размеров обыкновенного

стрелочного перевода.

3.1 Расчёт длины остряка.

Форма остряков в плане определяется требованием обеспечения наилучших условий взаимодействия подвижного состава и элементов стрелочного перевода в зоне стрелки.

При этом важнейшим требованием является обеспечение планового перехода подвижного состава с прямого участка пути на стрелку и далее на переводную (стрелочную) кривую.

Остряк бывает одинарный кривизны радиусом R'_o, равным радиусу переводной кривой R_c, или с большим радиусом (R'_o > R_c).

В современных конструкциях стрелочных переводов остряки могут иметь двойную кривизну: радиус начальной части остряка R'_o больше радиуса R''_o - второй части остряка, а радиус R'_o= R_с.(Рис.2.1).

Рис. 2.1

В курсовой работе принимаем R'_o= R''_o= R_c

На дорогах России применяются криволинейные остряки секущего типа. В зависимости от конструкции корня остряка за центр его поворота при переводе принимают: при вкладышно-накладочном корневом устройстве – корень остряка, при гибких остряках – конец гибкой части.

При гибких остряках К₁= 1,8 м для рельсов Р75

Определение длины остряка производим по заданным значениям начального и полного стрелочных углов - βн и β.

Для гибких остряков

β_п.^г=β + φ' =β_н+φ+ φ'

β_п^г=1,50+0,266=1,766⁰

φ= β_п-β_н -φ'

φ=1,766-0,266-0,33=1,17⁰

β_п=1⁰30'=1,50⁰

β_н=0⁰20'=0,33⁰

V=65км/ч=18,05м/с,

j₀ =0,84м/с²,

К=1,8,

Угол φ' определяется по формуле:

φ'=180 К₁/∏ R

φ'=180*1,8/3,14*387,860=0,266

При одинарной кривизне остряков

R=R'_o= R'_с= V²_max/j₀ ,

R=(18,05)²/0,84=387860м,

где V_max- максимальная скорость движения по стрелочному переводу, м/с;

j₀ - опускаемое значение центробежного ускорения, м/с²;

Длину остряка определяем по формуле:

l₀^г=l_p+ К₁=∏ R'_o (φ+ φ') /180⁰,

l₀=3,14*387,860*(1,17+0,266)/180=9,71м

3.2 Расчет длины рамного рельса.

Длина рамного рельса (рис.2.2) в стрелочных переводах с одинарной кривизной.

L_pp=m₁+ R'_o(sin β^г -sin β_н)+m₂,

m₁=(420-8)/2+6*475-41=3015 мм ,

m₂=(420+5)/2+3*475+(420-8)/2=1843,5 мм ,

sin β= sin 1,766⁰=0,0308,

sin β_н = sin 0,33⁰=0,0057 ,

L_pp=m₁+ R'_o(sin β^г -sin β_н)+m₂

где m₁ - длина переднего вылета рамного рельса, м ;

m₂ – длина заднего вылета рамного рельса, м.

Рис. 2.2

Длина m₁назначается из условия раскладки брусьев под ней и обеспечения отвода уширения колеи от начала р.р. до начала остряка с уклоном 0,001/0,002.

Из условия раскладки брусьев.

m₁=(c- δ)/2+n₁b+ m₀ ,

где c=420 мм - нормальный стыковой пролет, для рельсов Р75 ;

δ=8 - нормальный стыковой зазор, мм;

b=475 - промежуточный пролёт между осями брусьев под стрелкой, b =(0,9…1,0) α_пер;

m₀ - расстояние от оси первого флюгарочного бруса до острия остряка; m₀=41 мм;

n₁- число промежуточных пролётов под передним вылетом р.р., обычно принимаемое от 5 до 10 (1/9 и 1/11 - 5…7; 1/18 - 6…7; 1/22 - до 9);

αпер - расстояние между осями пал на перегоне; желательно, чтобы пролёт в был кратен 5 мм.

При n₁=5…10 длина переднего вылета получается достаточно большой и проверку на возможность отвода ширины колеи можно не производить.

Длина заднего вылета рамного рельса (см. рис. 3.2) рассчитывается по формуле:

m₂=(c_к- δ_к)/2+n₂b+(c- δ)/2 ,

где c_к- расстояние между осями брусьев в корне, мм. При коневом стыке на весу можно принимать c_к = c_.

δ_к =4…6 - зазор в корне, мм.

n₂=2…4- количество промежуточных пролётов под задним вылетом рамного рельса.

Полученную длину рамного рельса следует сопоставить со стандартной длиной рельса.

Длины рамных рельсов прямого и бокового путей принимают одинаковыми.

L_pp=3015+387860*(0,0308-0,0057)+1843,5= 14593,7мм,

3.3 Расчет размеров крестовины.

Крестовина (рис. 2.4, 2.5) состоит из передней (усовой) h и задней (хвостовой) р частей, которые называют также вылетами крестовины.

Рис. 2.4

Для сборной крестовины с литым сердечником

minh=t₂/(2Sin(α/2))+L_н/2 ,

minh=64/0,0015+800/2= 1111 мм

minp=(B+V+2E_x)/(2tg(α/2)),

minp=(150+75+5)/0,09=2555 мм

где B=150мм - ширина подошвы рельса;

V=75 мм - ширина головки рельса;

q=80 мм - расстояние от торца накладки до оси крайнего болта, лимитирующего длину h;

l_н=800 мм - длина накладки;

2W=181 мм - минимальное расстояние между сходящимися гранями подошв рельсов усовой части, обеспечивающее беспрепятственную постановку крайнего болта;

2E_х - то же хвостовой части крестовины; во избежании строжки подошв рельсов принимают 2Ex=5 мм.

В таблице 2.1. приведены основные расчётные значения этих величин.

таблица 2.1

Тип

рельса

Тип

накладки

Длина

накладки lн, мм

Размеры, мм

Р 75

2-х головая

4-х дырная

800

181

150

Общая минимальная длина крестовины

minl_k=minh+minp,

minl_k= 2555+1111=3666 мм

Рис. 3.3.1

3.4 Определение основных геометрических и осевых размеров стрелочного перевода.

Основными геометрическими размерами стрелочного перевода (рис.2.6) являются:

- теоретическая длина стрелочного перевода, L_t;

- практическая длина стрелочного перевода, L_p;

- радиус переводной кривой, R_с;

- длина прямой вставки перед математическим центром крестовины, K

Рис. 2.6

Теоретическая длина L_t - расстояние от начала остряка до математического центра

(МЦ) крестовины - определяется проектированием расчётного контура на горизонтальную ось.

При одинарной кривизне остряка и R'_o= R_с

L_t=R_с(sinβ -sin β_н)+R_c^’(sin α -sin β)+ Kcosα ,

L_t =387,860(0,0308-0,0057)+318,737(0,09-0,0308)+2*0,996=30,6м

R_c^’=(S- R_c (cos β_н-cosβ)-K sin α)/ (cosβ- cosα)

R_c^’=(1,520-387,860(0,9999-0,9995)-2*0,09)/(0,9995-0,996)=318,737

Прямая вставка K необходима для обеспечения прямолинейного движения экипажа до входа в горло крестовины и предотвращения изгиба усовика.

При R'_o= R_с

K=(S-R_с(cos β_н-cosα))/sinα ,

K=(1520-387860 (0,9999-0,996))/0,09= -780 мм

Определение полной длины стрелочного перевода.

L_p = m₁+L_t+p,

L_p=3015+30600 +2555=36170мм.

Значения m1 и P берутся из расчётов длины рамного рельса и крестовины.

Определяем основные осевые размеры стрелочного перевода (рис. 2.7)

а - расстояние от начала рамного рельса до центра перевода;

a₀ - расстояние от начала остряка до центра перевода;

b₀ - расстояние от центра перевода до МЦ крестовины;

f₀, q, q₀ - расстояние, определяющие положение предельного столбика.

По рис.2.7 легко устанавливается зависимости для определения осевых размеров стрелочного перевода:

b₀=S/(2tg(α/2)),

b₀=1520/(0,09)=16889 мм

a₀= L_t- b₀,

a₀= 30600-16889=13711мм

а= a₀+ m₁,

а= 13711+3015=16726 мм

b= b₀+p,

b= 16889+2555=19444 мм

q=e/2cos(α/2),

q=4.1/2*0.999=2,05 м

f=q/ tg(α/2),

f=2050/ 0,045=45555мм

f₀=f- b₀,

f₀=45555-16889=28666 мм.

q₀= q-S/2

q₀=2050-1520/2=1290мм

q₀= 2046-1520/2=1268 мм

Рис. 2.7

3.5 Определение координат переводной кривой.

Положение стрелочной кривой определяют и проверяют по ординатам, т.е.по расстояниям от рабочего канта рельсов внешней нити прямого пути до рабочего канта наружной нити переводной кривой, т.е. наружная или упорная нить переводной кривой (в начале прямой вставки перед крестовиной).

X₀=0,

X₁=2000,

X₂=2*2000=4000,

X_n=n*2000,

X_k=Rc(sinα-sinβ_п),

X_k=387860*(0,09-0,0308)=22961мм

Sinα_п= sinβ+X_п/Rc,

Sinα₁=0,03707. Sinα₉=0,087272,

Sinα₂=0,04335. Sinα₁₀=0,09354,

Sinα₃=0,04962. Sinα₁₁=0,09982,

Sinα₄=0,055899. Sinα_к=0,09.

Sinα₅=0,06217.

Sinα₆=0,068449.

Sinα₇=0,074723.

Sinα₈=0,080998.

Cosα₁=0,999313. Cosα₉=0,996184

Cosα₂=0,99906. Cosα₁₀=0,995615,

Cosα₃=0,99877. Cosα₁₁=0,995005,

Cosα₄=0,998436. Cosα_к=0,99588.

Cosα₅=0,998065.

Cosα₆=0,99765.

Cosα₇=0,997204.

Cosα₈=0,996714.

y₀=R(cosβ_н-cosβ),

y₁=y₀+R_с^'(cosβ-cosα₁),

y_к= y₀+R_с^' (cosβ-cosα)=1520-ksinα,

y₀=186мм,

y₁=246 мм, y₇=918мм,

y₂=326 мм, y₈=1074мм,

y₃=419 мм, y₉= 1338мм,

y₄=525 мм, y₁₀=1424мм,

y₅=644 мм, y₁₁=1618мм,

y₆=776 мм, y_к=1340 мм.

3.6. Определение длины рельсов стрелочного перевода.

После определения длины остряков, положения стыка рамного рельса (величины m1), положения крестовины и стыков по обеим её концам находят длины пригоночных (соединительных) рельсов, необходимых для укладки соединительных путей и обеспечения возможности укладки рельсов нормальной длины по упорной нити равна. При расчёте стрелочного перевода определяют, как правило, длины рельсов l₂, l₄, l₆ и l₈, (рис. 2.10)

Рис. 2.10

Обычно принимают длины рельсов l₁= l₃= l₅ =l₇= 12,5 м.Длины других рельсов определяют из следующих уравнений

(переводная кривая начинается от корня остряка):

l₂=L_p-L_pp-l₁-2δ,

l₂=36170-14593-12500-2*8=9061 мм.

l₄=∏R(α-β)/180+k-h-l₃-2δ,

l₄=3,14*318737(5,2-1,5)/180+2000-1111-12500-16=7466 мм.

L₆ =L_t –R(sinβ^г-sin β_н)-l₅-h-2δ,

L₆ =30600 –387860*(0,0308-0,0057)-12500-1111-16=7238 мм.

L₈=m₁-S_острtg β_н +∏( R_с -S_к)( β-β_н)/180+∏( R_с^'-S_к)( α -β)/180+k+p-l_pp-l₇-2δ,

L₈=3015-1524*0,0057+3,14(387860-1520)(1,5-0,33)/180+3,14(318737-1520)(5,2-1,5)/180+2000+2555-14593-12500-16=8812 мм.

3.7 Определение положения переводных брусьев в стрелочном переводе.

а). Положение части переводных брусьев определяется местом расположения стыков рамных рельсов, стыков в корне остряков, стыков пригоночных рельсов, начала и конца крестовины, С= 420 для Р 65, Р 75 и С= 440 для Р 50.

б). Ось одного из брусьев должна совпадать с сечением сердечника крестовины, где его ширина 30 мм.

в). Расстояния между осями остальных брусьев распределяются равномерно:

- под рамными рельсами согласно произведённому ранее расчёту,

где b принято (0.9….1) α_пер;

- под крестовиной (0.85…0.95) α_пер;

- под соединительными рельсами (0.95…1) α_пер.

г). Брусья раскладывают ┴ оси прямого пути при явно выраженном по нему преимущественном движении.

д). Длина брусьев от 2,75 до 5,5 м с изменением длины на 25 см.

е). Концы переходных брусьев со стороны прямого пути выравнивается по шнуру.

3.8 Компоновка эпюры стрелочного перевода.

Эпюрой стрелочного перевода называют его схему в определённом масштабе с указанными основными размерами и длинами рельсов, увязанными раскладкой брусьев.

Вычерчивание эпюры ведём в масштабе 1:50 по y и 1:100 по x.

После вычерчивания в масштабе схемы перевода с указанием стыков наносят на схеме раскладку брусьев под стрелкой, т.е. под передним задним выступами рамного рельса и под остряками, а также под крестовиной.

Затем перекрываются парами стыковых брусьев все стыки, которые, как правило, устраивают на весу. При этом передний стык крестовины перекрыт брусьями, лежащими под крестовиной. (Рис. 2.10.)

Рис. 2.10

Компоновка эпюры включает раскладку брусьев под участками АВ,CД,EF,которые ограничены соответствующими стыковыми брусьями.

АВ= l₅–q+ δ-с=12500-2050+8-420=10038 мм

СД= q-с=2050-420=1630 мм

EF= l₆+760(1/N)+ δ- с- q=7238+760*0,09+8-420-2050=4844 мм.

Найденные расстояния набираются пролетами , по возможности стандартными, принимавшимися ранее при раскладке рельсов под стрелкой и крестовиной. Неизбежно попадают пролеты и другой величины, которые необходимо брать кратными 5.

Количество брусьев каждой категории длины (от2,75 до 5,5 через 0,25м) определяется графически из условия, что выступ бруса наружу от рабочей грани крайних рельсов не должен быть менее 463мм.

4. Разработка элементов технического процесса по капитальному ремонту пути.

Капитальный ремонт пути по сравнению с другими видами ремонта является наиболее сложным по своей технологии. При его выполнении используются высокопроизводительные машины. Разработан и повсеместно применяется принцип комплексного выполнения работ на перегоне в “окна”, предусмотренные в графике движения поездов.

В проекте организации работ предусматривают: сроки начала и окончания работ; число и техническое оснащение ремонтных подразделений; потребное число “окон”, их продолжительность и периодичность предоставления; организацию производства основных работ в “окно”; календарный график выполнения работ; график сборки путевой решетки; график поступления материалов; меры форсированию пропускной способности линии при производстве работ в “окно” и другие данные.

Технологические процессы составляют для правильной, рациональной, производительной и безопасной организации работ. Типовые технологические процессы, издаваемые Главным управлением пути, для каждого вида ремонта содержат: характеристику ВСП, продолжительность “окна”, фронт работ в “окно”, оснащение машинами и механизмами, расчет потребной рабочей силы для каждой операции и на весь комплекс работ, численный производственный состав ремонтного подразделения, перечень потребного инструмента и некоторые другие данные.

В курсовой работе технологический процесс основных работ по капитальному ремонту пути разрабатывается на основе заданного годового объема работ по капитальному ремонту пути и периодичности предоставления “окон” на эксплуатируемом участке дороги.

4.1 Определение ежедневной производительности и фронта работ в “окно”.

Ежедневная производительность ПМС определяется по формуле:

П=Q/(T - ∑t) ,

П=95/(160–24)=0,6585

Где Q=95 – заданный годовой объем работ, км/год;

T=160 – количество рабочих дней в сезон капитального ремонта пути, дни;

∑t – число дней разрыва на случай непредставления “окон”, несвоевременного завоза материалов ВСП, ливневых дождей и других причин. Можно принять ∑t=(0,1…0,2)T.

∑t=0,15*160=24

Фронт работ в “окно” определяется по формуле:

l_фр=Пn,

l_фр=0,6985*2=1400 м,

где n=2 – периодичность предоставления “окон”, дни.

Для определения необходимой продолжительности “окна” составляется технологическая схема работ в “окно” с указанием последовательности всех операций.

4.2 Виды тяжелых машин, применяемых при капитальном ремонте пути.

В процессе ремонтных работ применяются следующие тяжелые путевые машины (основные):

1) для очистки щебня – щебнеочистительная машина ЩОМД, ЩОМ-4, машины производят очистку при наличии в пути рельсошпальной решетки. Они перемещаются по рельсовому пути, поднимают под собой электромагнитным путеподъемником решетку на 40 см., выбирают из под нее загрязненный щебень, очищают его от грязи, забрасывают его под обратно под рельсо-шпальную решетку и разравнивают его под решеткой ровным слоем.

2)для разборки и укладки пути – путеукладочные краны типа УК-25/9(для звеньев длиной 25м. с деревянными шпалами).

3)для транспортировки нового балласта к месту работы, выгрузки и дозировки его хоппер-дозаторы;

4)для выправки пути со сплошной подбивкой шпал – выправочно-подбивочно-отделочная машина ВПО-3000;

5)для планировки балластной призмы - тракторный планировщик.

4.3 Капитальный ремонт звеньевого пути на щебеночном балласте с укладкой деревянных шпал.

При применении ЩОМД и ЩОМ-4 первой работой, которую выполняют после закрытия перегона, является очистка щебня рис.3.1.

Вслед за очисткой щебня производят грубую выправку пути, обеспечивающую безопасное движение разборочного поезда и разбалчивание стыков, благодаря чему разборщик имеет возможность после освобождения очередного звена и закрепления на нем траверсы начать подъем звена на свободную платформу.

Когда очистка щебня и произведение за ней работы по выполнены на участке пути протяжением, равным длине разборочного поезда, вступает в работу путеразборщик.

Иногда в целях уменьшения протяженности участка пути, на котором необходимо разболчивать стыки перед началом работы путеразборщика, путеразборочный поезд делят на две части: заднюю, состоящую из укладочного крана путеразборщика и 5 платформ, и переднюю, состоящую из локомотива, остальных платформ, предназначенных для погрузки на них звеньев снимаемого пути, и моторной платформы. Эта часть разборочного поезда перемещается вслед за бригадой, производящей грубую выправку пути. Разболчивание же стыков производится перед задней частью разборочного поезда. Перевозка пакетов старых звеньев пути с задней части разборочного поезда к передней части осуществляется с помощью моторной платформы.

За путеразборщиком следует тракторный планировщик, который готовит балластную постель для новой рельсошпальной решетки.

Когда планировщик удаляется от места начала работ на 50м., вступает в работу путеукладчик. Во время работы он перемещается самостоятельно и при нем имеется 5 платформ. Эта часть укладочного поезда называется головной. В начале работы на ней имеется 3 пакета звеньев. Остальная часть укладочного поезда, состоящая из платформ, на которых расположены пакеты новых звеньев, моторных платформ и локомотива, носит название питающий состав.

За головной частью укладочного поезда бригады монтеров пути производят: постановку накладок и сболчивание стыков, регулировку зазоров и постановку пути на проектную ось на кривых участках пути и в местах, где звенья уложены с большими отклонениями от проектного положения.