Проектирование поперечного профиля земляного полотна

Сооружение земляного полотна из наиболее часто встречающихся грунтов удовлетворительного качества в обычных геологических и гидрогеологических условиях. Определение возвышения наружного рельса в кривых. Расчет обыкновенного стрелочного перевода.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 28.12.2011
Размер файла 1,3 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

  • Введение
  • Железнодорожный вид транспорта наиболее приспособлен к массовым перевозкам, функционирует днем и ночью независимо от времени года и атмосферных условий, что особенно важно для России с ее разными климатическими зонами и большими сухопутными пространствами. Трудно переоценить роль стальных магистралей в освоении новых районов страны. Железные дороги приносят жизнь в труднодоступные и удаленные местности, помогают освоить природные богатства.
  • Железные дороги имеют высокую провозную способность. На ряде двухпутных железнодорожных линий только в одном направлении перевозится в год свыше 70-75 млн. т. груза, а на однопутных - до 20 млн. т.
  • Железные дороги являются универсальным видом транспорта для перевозок всех видов грузов как в межрайонных, так и внутрирайонных сообщениях. Одна только постройка железных дорог требует больших капитальных вложений, а также затрат около 150 т металла на 1 км пути. На железнодорожном транспорте высока доля расходов, не зависящих от движения (ремонт зданий, пути и других устройств, содержание административно-технического персонала); она составляет около половины общих расходов по эксплуатации. Все это определяет эффективность железных дорог при значительной концентрации грузовых потоков.
  • Перевозка грузов по железной дороге на относительно-большие расстояния экономически более выгодна, чем на малые, что объясняется высоким удельным весом расходов, не зависящих от дальности перевозок и удорожающих себестоимость их на коротких расстояниях.

1. Проектирование поперечного профиля земляного полотна

Исходные данные:

- глубина выемки - 11 м

- число путей - 2

Земляное полотно включает в себя насыпи и выемки, водоотводные устройства и сооружения (кюветы, нагорные, продольные и забанкетные канавы, банкеты, перепады, быстротоки, дренажи, галереи, штольни).

Резервы включают в состав земляного полотна только в части, используемой для водоотвода. Кавальеры в состав земляного полотна не входят.

Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный разрез его вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси земляного полотна.

Для сооружений земляного полотна из наиболее часто встречающихся грунтов удовлетворительного качества в обычных геологических и гидрогеологических условиях применяют типовые поперечные профили, проверенные многолетним опытом, не требующие специальных расчетов.

1.1 Поперечные профили насыпей

Верхняя площадка земляного полотна, на которое укладывается верхнее строение пути, называется основной площадкой. На однопутных участках площадка имеет форму трапеции, на двухпутных - форму треугольника.

Грунты, на которые опирается насыпь, являются ее основанием. Линия сопряжения основной площадки с откосом называется бровкой, а сопряжение откосов с основанием - подошвой откоса. Крайние части основной площадки, которые не закрываются верхним строением пути (балластом), называются обочинами. Полоса земли между подошвой насыпи и водоотводной канавой называется бермой.

Резервом называется не глубокая, но широкая траншея с наклонными боковыми стенками. Грунт из траншеи идет на отсыпку земляного полотна.

Горизонтальная проекция линии откоса называется заложением откоса.

Отношение высоты насыпи или глубины выемки к заложению откоса (т.е. вертикальной проекции откоса к горизонтальной его проекции) носит название крутизны откоса.

Очертание поперечного профиля насыпи зависит от ее высоты. Крутизна и форма откосов насыпей зависит также от их высоты и характеристики грунтов насыпей.

Резерв одновременно является водоотводным сооружением, закладываемым с нагорной стороны. При небольшом поперечном уклоне местности (положе 1/10) резервы закладываются с обеих сторон насыпи.

Продольный уклон резерва должен быть не менее 0,003. Дно резервов планируется односкатным в полевую сторону при ширине по низу не более 10 м и двухскатным в середину при ширине по низу более 10 м. Поперечный уклон для резерва принимается 0.02 - 0,04. Между подошвой насыпи и резервом оставляют полосу невыбранной земли, называемую бермой. Ширину бермы делают не менее 3 м, а на однопутных участках со стороны укладки будущего второго пути - 7,1 м.

Поперечный уклон делается в сторону резерва 0,02 - 0,04. Для насыпей высотой до 2 м резервы заменяют продольной водоотводной канавой. Глубина и ширина водоотводных канав принимается по расчету, но не менее 6 м; крутизна откосов 1:1,5. Продольный уклон не менее 0,003.

Водоотводные устройства размещают в полосе отвода, граница отвода которой должна отстоять от полевой бровки резервов и канав не менее чем на 2 м.

1.2 Поперечные профили выемок

Поперечные профили выемок характеризуются крутизной откосов, размерами канав, кюветов, кавальеров, банкетов. Крутизна откосов в наиболее распространенных песчаных и глинистых грунтах принимается полуторной (1:1,5).

Для сбора и отвода воды, стекающей с основной площадки и откосов выемки, устраивают кюветы глубиной 0,6 и шириной по дну 0,4 м. Продольный уклон кюветов должен быть не менее 0,02. Неиспользуемый для возведения насыпей грунт выемки вывозится в отвалы, называемые кавальерами. Расстояние от бровки выемки до подошвы путевого откоса кавальера, называемого обрезом, должно быть не менее 5 м, а со стороны второго будущего пути на однопутных участках не менее 9,1 м. При слабых грунтах (жирных глинистых и лессовых) расстояние от бровки до подошвы путевого откоса кавальера равно 5 м плюс глубина выемки в метрах, но не менее 10 м.

При поперечном уклоне местности круче 1/5 для предупреждения сдвига кавальера и деформации выемки кавальеры отсыпают лишь с низовой стороны. Верхняя площадка кавальера имеет уклон 0,02 - 0,04 в полевую сторону. Откос кавальеров сооружают с уклоном 1:1,5 и высотой до 3 м.

Для предупреждения стока воды с нагретой части поверхности в выемку устраивают банкетный вал высотой до 0,6 м и забанкетную канаву размером 30,3. Поверхность банкетного вала имеет уклон в сторону кавальера, равный 0,02 - 0,04. Путевой откос банкетного вала делается с уклоном 1:1,5.

Подошва путевого откоса банкетного вала должна быть расположена не ближе 1 м от бровки выемки. Подошва путевого откоса кавальера располагается не ближе 0,5 м от забанкетной канавы. Размеры нагорной канавы определяются гидравлическим расчётом, но минимальная глубина и ширина канавы по дну не должна быть менее 0,6 м. Крутизна откосов канавы принимается 1:1,5. Расположена нагорная канава не ближе 2 - 5 м от подошвы откоса кавальера со стороны поля. Нагорные канавы устраиваются с обеих сторон, если уклон местности неявно выражен.

2. Расчет пути в кривых участках

Исходные данные:

- радиус кривой:

- угол поворота кривой:

- средняя скорость движения:

- тип рельсов

Р 43

2.1 Определение возвышения наружного рельса в кривых

Расчет возвышения наружного рельса (мм) в кривых заданного радиуса производится по формуле

(2.1)

где - средняя скорость подвижного состава;

- радиус кривой, м.

2.2 Расчет переходных кривых

2.2.1 Определение длины переходных кривых

Исходя из подсчитанного выше возвышения h, определяют длину переходной кривой по формуле

(2.2)

где - уклон отвода возвышения наружного рельса (разгонки возвышения наружного рельса), принимаем равным 1 мм/м.

2.2.2 Определение угла поворота переходных кривых

Угол поворота на протяжении переходной кривой определяется по формуле

, град (2.3)

После этого проверяется возможность разбивки переходной кривой по неравенству .

Проверка:; .

2.2.3 Определение координат переходной кривой

Для определения координат и задаемся длинами переходной кривой через каждые 10 или 20 м. Для каждого значения находим значение по формуле:

(2.4)

где .

1) для ()

2) для ()

2.3 Укладка укороченных рельсов в кривых

При расчете укороченных рельсов решаются следующие основные вопросы:

а) выбор типа укорочения;

б) определения числа укороченных рельсов;

в) установления порядка укладки нормальных и укороченных рельсов по внутренней нити кривой.

В путевом хозяйстве имеются следующие типы укорочений: первый - К1=40 мм; второй К2 = 80 мм; третий К3= 120 мм; четвертый К4= 160.

Укорочение рельсов длиной 12,5 делается по первому, второму и третьему типам укорочения, а рельсов длиной 25 м - по второму и четвертому типам укорочения.

В таблице 2.1 указаны применения каждого типа укорочения.

Таблица 2.1. Значение типа укорочения от радиуса кривой

Длина нормальных рельсов, м

Предельные значения радиусов кривых при данном типе укорочения

40

80

120

160

12,5

500

250

166

-

25,0

-

500

-

250

Для определения числа укороченных рельсов необходимо найти величину укорочения на протяжении круговой кривой и отдельно на переходных кривых.

С этой целью необходимо, прежде всего, подсчитать длину круговой кривой, оставшейся после разбивки переходных кривых, по формуле

(2.5)

где - угол поворота всей кривой, град;

-угол поворота на протяжении переходной кривой, град.

Зная длину круговой кривой и длины переходных кривых, находят общую (полную) длину кривой по формуле

(2.6)

Полное укорочение на всей кривой подсчитывается в виде суммы укорочений на переходных кривых и на круговой кривой.

(2.7)

Величина укорочения на внутренней нити на протяжении всей круговой кривой, мм:

, (2.8)

где - ширина колеи на прямом участке пути (1600 мм).

Величина укорочения на протяжении всей длины переходной кривой:

. (2.9)

Общее число укороченных рельсов при данном типе укорочения определяем из выражения

, (2.10)

где - величина укорочения рельса.

Заключительной частью расчета укороченных рельсов является определение порядка укладки нормальных и укороченных рельсов. Здесь в последовательном порядке для каждого рельса подсчитывается величина укорочения и составляется расчетная таблица.

Потребное укорочение в пределах 1 переходной кривой подсчитывается по формуле:

(2.11)

При этом за принимается расстояние от начала переходной кривой до конца каждого рельса с учетом зазоров нарастающим итогом.

В пределах круговой кривой величина укорочения подсчитывается по формуле:

(2.12)

В пределах 2 переходной кривой величина укорочения подсчитывается по формуле:

(2.13)

Для

Таблица 2.2. Порядок укладки нормальных и укороченных рельсов

Место расположения рельса

Номер

рельса

Длина рельсов (с учетом зазора), м

Сумма потребных укорочений, мм

Величина фактического

укорочения, мм

Сумма фактического

укорочения, мм

Величина

несовпадения

стыков, мм

1

2

3

4

5

6

7

I П.К

1

25,01

15,38

0

0

-15,38

8,86

28,23

0

0

-28,23

К.К

2ЧЧ

16,15

54,92

80

80

25,08

3

25,01

96,6

0

80

-16,6

4

25,01

138,28

80

160

21,72

5

25,01

179,97

0

160

-19,97

6

25,01

221,65

80

240

18,35

7

25,01

263,33

0

240

-23,33

8

25,01

305,02

80

320

14,98

9

25,01

346,70

0

320

-26,7

10

25,01

388,38

80

400

11,62

11

25,01

430,07

0

400

-30,07

12

25,01

471,75

80

480

8,25

13

25,01

513,43

0

480

-33,43

14

25,01

555,12

80

560

4,88

15

25,01

596,80

0

560

-36,8

16

25,01

638,48

80

640

1,52

17

25,01

680,17

80

720

39,83

18

25,01

721,85

0

720

-1,85

19?

18,77

753,13

0

720

-33,13

II П.К

19?

6,24

762,22

80

800

37,78

20

25,01

780,83

0

800

19,17

21?

2,62

781

0

800

-33,84

Для

Таблица 2.3. Порядок укладки нормальных и укороченных рельсов

Место расположения

рельса

Номер

рельса

Длина рельсов (с учетом зазора), м

Сумма потребных укорочений, мм

Величина фактического

укорочения, мм

Сумма фактического

укорочения, мм

Величина

несовпадения

стыков, мм

1

2

3

4

5

6

7

I П.К

1

25,01

15,39

0

0

-15,39

2

25,01

61,56

0

0

-61,56

3

25,01

138,52

160

160

21,48

4

25,01

246,26

160

320

73,74

5?

1,56

254

0

320

66

К.К

5ЧЧ

23,45

371,25

0

320

-51,25

6

25,01

496,3

160

480

-16,3

7?

7,36

533,1

0

480

-53,1

II П.К

7ЧЧ

17,65

613,58

160

640

26,42

8

25,01

701,52

0

640

-61,52

9

25,01

758,67

160

800

41,33

10

25,01

785,04

0

800

14,96

11?

8,92

787

0

800

13

3. Расчет обыкновенного стрелочного перевода

Основными параметрами стрелки являются стрелочный угол в и длина остряка l0 (рис. 3.1).

земляной рельс стрелочный полотно

Рис. 3.1 - Основные размеры стрелки

t - минимально допустимая ширина желоба в свету между рамным рельсом и отводным остряком;

U - расстояние между рабочими гранями рамного рельса и остряка;

lр.р - длина рамного рельса;

m2 - длина заднего выступа рамного рельса - это расстояние от корня остряка до стыка рамного рельса;

V0 - ширина головки остряка в корне.

3.1 Определение ширины желоба

Для того чтобы ни одно колесо не нажимало ни на один из остряков, необходимо, чтобы соблюдалось или выполнялось следующее неравенство:

(3.1)

где - ширина колеи в корне остряка стрелочного перевода,;

- минимальная величина насадки колесной пары, ;

- минимальная толщина гребня или реборды колес, ;

- величина отклонения между вертикалью на расчетном уровне и вертикалью, по которой по которой измеряется величина насадки, .

3.2 Определение расстояния между рабочими гранями рамного рельса и остряка

, (3.2)

где - ширина желоба в свету;

- ширина головки остряка P43-70 мм.

Но так как угол в мал, то принимают cosв =1, тогда

3.3 Определение длины остряка

По известному в длина остряка определяется по формуле

(3.3)

3.4 Определение длины заднего выступа рамного рельса

Схема для расчета m2

(3.4)

где - стыковой пролет в корне остряка, зависящий от типа корневого устройства и расположения стыка корня остряка (на весу );

- нормальный стыковой пролет;

- расстояние между осями брусьев, которые расположены между стыком рамного рельса и остряком пера.

; (3.5)

(3.6)

где - длина нормального рельса 25 м;

- число шпал, уложенных на данной длине рельсов().

где - расчетный зазор в корне, ;

- в расчетах принимается не менее 2 для того, чтобы ударно-динамические нагрузки от колеса подвижного состава при прохождении стыка рамного рельса не оказывали воздействие на корневое устройство;

- нормальный стыковой зазор -9 мм.

.

3.5 Определение длины переднего выступа рамного рельса

(3.7)

где - размер выступа остряка впереди оси переводного бруса, на котором располагается остряк.

, (3.8)

.

3.6 Определение длины рамного рельса

Длина рамного рельса

; (3.9)

.

3.7 Определение основных размеров крестовины

Длина крестовины должна обеспечивать устойчивое положение при проходе по ней подвижного состава (рис. 3.2).

Рис. 3.2

Соединение ее концов с рельсами должно быть простым и надежным.

, (3.10)

где - расстояние от переднего стыка крестовины до математического центра;

- хвостовой вылет крестовины.

; (3.11)

, (3.12)

де - расстояние от стыкового зазора до выступающей части стыка (грани крайнего болта или конца выступа накладки). При двухголовых наладках равно расстоянию от стыка до наружной грани крайнего болта;

- ширина подошвы рельса;

- ширина головки рельса;

- ширина выступающей части стыка за пределы рельса в плане;

- запас на допуски и неточности монтажа, измеряемый расстоянием от границы выступающей части до биссектрисы угла крестовины (обычно равный 10 мм);

- показатель марки крестовины.

Ряд расчетных значений для определения h и P приведен в табл. 3.1

Таблица 3.1. Расчетные значения параметров крестовины

Тип рельса

Тип накладки

Длина накладки, мм

Размер g, мм

Размер 2 (W+E)

мм

мм

B, мм

V, мм

P 43

Двухголовая

6 - дырная

790

346

70

48

114

70

P 50

Двухголовая

6 - дырная

820

373

70

53

132

70

P 65

Двухголовая

4 - дырная

800

340

105

56

150

75

P 75

Двухголовая

4 - дырная

800

340

105

60

150

75

- расстояние между гранью подошвы рельса и биссектрисой угла крестовины; , чтобы не производить острожку подошвы рельсов при соединении их с сердечником.

,

,

.

3.8 Определение марки крестовины

Марка крестовины определяется путем введения угла ш

, (3.13)

где - радиус переводной кривой;

и - дополнительные параметры;

(3.14)

где - расстояние от центра рельса до края накладки;

- расстояние от биссектрисы угла крестовины до выступающей части стыка, .

, (3.15)

где - длина прямой вставки между переводной кривой и стыком крестовины; должна быть не менее для крутых марок и - для пологих;

- половина длины накладки.

,

Величина угла б (угол крестовины) определяется

, (3.16)

где - параметр стрелочного перевода.

, (3.17)

где - ширина колеи.

3.9 Определение ширины желобов контррельса и крестовины

Рис. 3.3

; (3.18)

(3.19)

где - ширина желоба контррельса;

- ширина желоба крестовины;

- наибольшее расстояние между рабочими гранями усовика и контррельса, равное 1435 мм;

- расстояние между рабочей гранью контррельса и сердечника.

, (3.20)

где - максимальная величина насадки рабочей пары, равная 1443 мм;

- максимальная толщина гребня равная 33 мм;

- отклонение от вертикали, по которой измеряется величина насадки, равное 1 мм.

3.10 Определение основных геометрических размеров стрелочного перевода

Практическая длина стрелочного перевода определяется по формуле

, (3.21)

где - длина переднего выступа рамного рельса;

- теоретическая длина стрелочного перевода; определяется путем проектирования расчетного контура на горизонтальную ось.

; (3.22)

(3.23)

Проверка:

;

.

3.11 Определение координат переводной кривой

Координаты, необходимые для разбивки кривой, определяются от точки А (рис. 3.4).

Рис. 3.4

1. Задаются значением абсциссы Х, кратным 2 или 4: ; и т.д.

2. Для каждого значения определяют ординату .

Вначале при .

Ордината для любой последующей точки

; (3.24)

; (3.25)

; (3.26)

- угол наклона стрелочной кривой к горизонту в данной точке. Значение угла определяют из уравнения, полученного путем проектирования отрезка стрелочной кривой на горизонтальную ось.

(3.27)

3.12 Разработка эпюры стрелочного перевода

При разработке эпюры стрелочного перевода необходимо:

а) определить порядок раскладки брусьев под переводом;

б) установить длину брусьев;

в) выполнить чертежные работы;

3.12.1 Порядок раскладки брусьев под переводом

Расстояние между переводными брусьями не следует назначать больше расстояние между шпала на пути. Под остряком и крестовиной укладывают брусья с пролетами (примерно 515%) меньше аналогичных междушпальных пролетов.

Первоначально брусья раскладывают у всех стыков, у острия и корня остряка, у переводной тяги и на крестовине. Между началом рамного рельса и острием остряка обычно укладываются шпалы.

Раскладку переводных брусьев по длине перевода следует делать возможно равномернее, чтобы расстояние между ними было не меньше расстояний между шпалами на пути. Пролет между флюгарочными брусьями для постановки первой переводной тяги необходимо делать для размещения электропривода не менее 650 мм. Обычно этот пролет дается 670700 мм.

Для облегчения расчета раскладки брусьев рекомендуется вычерчивать рабочую масштабную схему стрелочного перевода в нитях, на которой необходимо прежде всего наметить все стыковые пролеты. Укладка брусьев за хвостом крестовины продолжается до того места, где шпалы по обоим путям могут быть уложены без захода их под рельс соседнего пути.

3.12.2 Установление длины брусьев

Под стрелочным переводом укладываются брусья длиной от 2,75 до 5,5 м с наращиванием длины через 25 см. Флюгарочные брусья укладываются длиной 4,5 м. Концы переводных брусьев со стороны прямого пути укладываются по шнуру параллельно прямому пути, причем величина выступа за рабочую грань рельсовой нити нормально должны быть равны (2700-1524):2=588 мм.

В целях экономии древесины допускается уменьшение указанного выступа 575 мм. С другого конца переводные брусья должны иметь выступ такого же размера за рабочую грань внутренней нити бокового пути, но и эта нить постепенно отходит от прямого пути, и поэтому для сохранения величины указанного выступа необходимо изменять длину брусьев. Эти указания служат для определения количества брусьев в группе данной длины, укладываемых в стрелочный перевод.

Библиографический список

1. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. - М.: Транспорт, 1969.

2. Амелин С.В. Соединения и пересечения рельсовых путей. - М.: Транспорт, 1968.

3. Рубан М.Н. Промышленные железные дороги. - Свердловск: УПИ, 1977.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Методика определения высоты земляного полотна. Поперечный профиль автомобильной дороги. Особенности комплектования машинно-дорожных отрядов. Схема определения дальности транспортировки грунта. Расчет необходимого количества специализированных машин.

    курсовая работа [260,4 K], добавлен 16.09.2017

  • Определение объема земляных работ, количества смен, темпа строительства, парка машин для устройства земляного полотна. Расположение карьера. Расчет количества вспомогательных машин, трудоемкости проведения технического обслуживания и ремонта оборудования.

    курсовая работа [299,7 K], добавлен 13.01.2015

  • Определение фактического модуля упругости дорожной одежды и земляного полотна. Расчет комплексного показателя транспортно-эксплуатационного состояния автодороги. Назначение вида работ по ремонту и содержанию дороги. Выбор конструкции дорожной одежды.

    курсовая работа [584,1 K], добавлен 24.01.2022

  • Определение расчетного возвышения наружной рельсовой нити и непогашенного ускорения в кривых участках пути. Установление расчетных длин переходных кривых по допускаемому уклону отвода возвышения. Оценка и анализ норм устройства кривых участков пути.

    курсовая работа [155,4 K], добавлен 14.11.2017

  • Состав и характеристика объекта управления. Проектирование системы автоматического управления влажностью картонного полотна после сушильной части без непосредственного участия человека. Обоснование требований к разрабатываемой системе автоматизации.

    курсовая работа [542,0 K], добавлен 12.12.2011

  • Организация основных работ по капитальному ремонту железнодорожного пути. Расчет стрелки, основных параметров и геометрических, осевых размеров обыкновенного стрелочного перевода. Определение объема убираемого снега и выбор типа снегоуборочной машины.

    курсовая работа [121,9 K], добавлен 09.12.2014

  • Разработка технологической последовательности и нормирование расхода трикотажного полотна на изготовление выбранного изделия: подготовка модели, выбор материала. Характеристика оборудования потока. Расчет серий; график раскроя ткани, расход и отходы.

    курсовая работа [112,0 K], добавлен 07.02.2011

  • Применение трикотажных полотен в сфере производства или потребления. Классификационные признаки трикотажного полотна, его потребительские свойства. Технология его производства, ее технико-экономическая оценка. Контроль качества трикотажного полотна.

    курсовая работа [32,1 K], добавлен 03.11.2009

  • Характеристика сушильной части производства бумажного полотна. Описание КТС сушильного аппарата. Требования к системе автоматизации, выбор КТС САУ. Организация безударного перехода в автоматическое управление, разработка ее технической структуры.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 18.02.2012

  • Подъемно-транспортные машины. Принцип действия механизма ленточного конвейера для перемещения влажного песка. Определение параметров несущего полотна и роликовых опор. Выбор натяжного и загрузочного устройств. Расчёт привода и проектирование вала.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 04.03.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.