Проектирование и эксплуатация железнодорожных путей

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Железнодорожные станции и узлы»

Курсовая проект по дисциплине: «Пути сообщения»

Выполнила: Студентка группы Д-21

Малофеевская Ирина

Проверил: Эрлих А.В.

Самара 2013



Содержание

Исходные данные

Введение

1. Выбор конструкции верхнего строения пути и определение классификации пути

1.1 Определение грузонапряженности на заданном участке

1.2 Определение классификации пути

1.3 Определение норм периодичности выполнения ремонтно-путевых работ

2. Построение поперечных профилей земляного полотна

2.1 Расчет глубины водоотводных канав

2.2 Поперечные профили земляного полотна на перегоне

2.3 Поперечные профили станционных путей

3. Организация основных работ по капитальному ремонту пути

3.1 Определение фронта работ в «окно»

3.2 Расчет длины рабочих поездов

3.3 Расчет продолжительности «окна»

3.4 Техника безопасности при ремонте пути

4. Расчет основных параметров и размеров обыкновенного стрелочного перевода

4.1 Расчёт радиусов остряков и стрелочных углов

4.2 Расчет длины рамного рельса

4.3 Расчет размеров крестовины

4.4 Определение длин контррельсов и усовиков

4.5 Расчет основных геометрических и осевых размеров стрелочного перевода

4.6 Неисправности стрелочного перевода

5. Расчет элементов стрелочной улицы и длин путей станционного парка

6. Организация работ по очистке путей и уборке снега.

6.1 Организация снегоборьбы

6.2 Организация очистки путей на станции и описание снегоуборочной машины

6.3 Определение объема убираемого снега и продолжительности цикла работы снегоуборочной машины



Исходные данные

путь стрелочный перевод парк

Вариант 41

Участок пути	АБ	БВ
Количество грузовых поездов	15	22
Вес грузовых поездов	5200	6000
Количество пассажирских поездов	9	16
Скорость движения пассажирских поездов, км/ч	90	80
Материал подрельсового основания	БЖ	ЗД
Развернутая длина участка пути, км	134	183
Заданный расход воды Q	2,8
Высота насыпи на перегоне, м, НН	7,1
Глубина выемки на перегоне, м, НВ	9,9
Поперечный уклон местности на перегоне и станции, 1/N	1/18
Заданная годовая программа ремонта пути Q, км	121
Срок выполнения программы Т, дни	180
Период предоставления «окон», n	3
Серия тепловоза	ТЭ2
Тип хоппер-дозатора	ЦНИИ-3
Объем щебня, выгруженного на 1 км работ, м3	608
Тип рельсов стрелочного перевода	Р75
Длина криволинейного остряка, lОСТР, м	7,8
Марка крестовины	1/7
Допускаемое значение показателя потери кинетической энергии, W0, м/с	0,262
Допускаемое значение центробежного ускорения, j0, м/с2	0,42
Допускаемая скорость движения на боковой путь, м/с	7,5
Вид станционного парка	Е
Полезная длина путей, м	970
Средняя ширина междупутья, м	7,3
Объем приносимого снега за зиму, м3/м	90
Толщина слоя снега, м	0,35
Дальность отвоза снега, км	7,2
Средняя скорость движения поезда на разгрузку, км/ч	21



Введение

Железнодорожный путь представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, расположенных в полосе отвода и предназначенных для осуществления движения поездов.

Одним из важнейших хозяйств, от которого зависит работоспособность всей железной дороги, является путевое хозяйство. От его состояния, мощности обустройств в значительной степени зависят пропускная способность дороги, безопасность и допускаемые скорости движения поездов.

Путевое хозяйство - это совокупность непосредственно железнодорожного пути и разнообразных его сооружений. К путевым сооружениям относятся линейно-путевые предприятия, служебные, культурные, бытовые, производственные объекты, производственные предприятия, предназначенные для ремонта и содержания железнодорожного пути.

Железнодорожный путь и сооружения на нем называются путевым хозяйством. К путевым сооружениям относятся линейно-путевые предприятия, служебные, культурные, бытовые, производственные объекты, производственные предприятия, предназначенные для ремонта и содержания железнодорожного пути. Кроме того - геофизические, нормативно-инструкторские, мостообследовательские и путобследовательские станции. Сотрудники путевого хозяйства обеспечивают надлежащее состояние железнодорожного пути и путевых сооружений, что необходимо для безопасного движения поездов. Чтобы обеспечить безопасность железнодорожного движения, путь постоянно поддерживается в исправном состоянии, в соответствии с установленными нормами и допусками на состояние основных устройств. Путь и устройства тщательно проверяются, своевременно устраняются поломки и неполадки, а также причины, по которым путь пришел в негодность и стал представлять опасность. Для выявления неисправностей применяют путеизмерительные и дефектоскопные средства. Кроме того, путь и сооружения постоянно подвергаются усилениям, плановому ремонту. Внимательно следят работники путевого хозяйства и за состоянием земляного полотна.
В спектр действий работников дорожного хозяйства входят мероприятия технического, технологического и организационного характера.

К технологическим мероприятиям относят

-деление верхних путевых слоев на типы с целью определения наиболее подходящей сферы применения разнообразных путевых конструкций в зависимости от условий эксплуатации

-классификация работ по обслуживанию пути и объемы этих работ.

- нормы периодичности путевых ремонтных работ

-выполнение установленных норм по обслуживанию пути и путевых сооружений и требований к основным элементам верхнего строения

- техническая паспортизация путевого хозяйства.

К технологическим основам относят процесс ремонтных работ путей с целью поддержания их в приемлемом состоянии; разработку проектов организации такой деятельности; установленные типовые временные рамки; технолого - нормировочные карты.

Организационными основами считаются:

-планирование работ по обслуживанию пути и их контроль

-проведение работ по ремонту « в окнах» определенной протяженности;

-новые прогрессивные технологии проведения работ по ремонту пути, благодаря которым « в окне» можно провести максимальное количество работ;

-осуществление контроля и оценка технического состояния пути посредством путеизмерительных и дефектоскопных средств

-дифференцированные временные нормы и на содержание железнодорожного пути и перевода стрелок.

Нагрузка на путевые устройства непрерывно возрастает. Это обусловлено не прекращающимся ростом оборота грузов и пассажиров посредством железнодорожного транспорта, увеличением массы поездов и скорости их движения.

Железнодорожные пути эксплуатируются все более интенсивно, соответственно, и к стойкости путей и их надежности предъявляются все более высокие требования. Появляются новые машины с повышенной производительностью, новейшие механизмы и инструменты. Сами основы путевого хозяйства постоянно совершенствуются в соответствии с общим прогрессом, становясь с каждым годом все эффективнее и обеспечивая высокую надежность и безопасность.



1. Выбор конструкции верхнего строения пути и определение классификации пути

1.1 Определение грузонапряженности на заданном участке

Грузонапряженность участка является одним из основных эксплуатационных факторов, влияющих на конструкцию железнодорожного пути. Грузонапряженность в тонно-километрах брутто на километр в год определяется по формуле:

Г = 365(Qгр?nгр + Qп?nп )?б (1.1)

где Qгр,Qп - масса брутто грузовых, пассажирских поездов, т;

nгр, nп - количество грузовых, пассажирских поездов;

б - коэффициент неравномерности движения поездов принимается равным 0,95.

Массу пассажирских поездов принять 1000 т.

Грузонапряжённость для участка АБ:

Г_АБ =365(Qгр?nгр + Qп?nп )?б=365*(5200*15+1000*9)*0.95 =30167250= 30,17млн. т*км брутто/км в год

Грузонапряжённость для участка БВ:

Г_БВ=365*(6000*22+1000*16)*0.95=51319000=51,32 млн. т*км брутто/км в год



1.2 Определение классификации пути

Система ведения путевого хозяйства основана на классификации путей в соответствии с распоряжением ОАО «РЖД» от 27 июля 2009 г № 1393. Согласно данному распоряжению классификация пути определяется в зависимости от главныхэксплуатационных факторов, определяющих работу пути - грузонапряженности искоростей движения поездов. В качестве дополнительных критериев могут быть принятыразмеры движения пассажирских дальних и пригородных поездов, вхождение лини восновные грузовые и пассажирские направления.

Классы путей представляют собой сочетание групп и категорий, обозначаются арабскими цифрами. Классификация пути состоит из сочетания класса, группы икатегории пути.

Классификация пути устанавливается с помощью таблицы 1.1.

Группа пути определяется в зависимости от грузонапряжённости. Участок АБ соответствует группе В, участок БВ - группе Б.

Категория пути определяется в зависимости от скоростей движения поездов. В числителе указана скорость движения пассажирских поездов, в знаменателе указана скорость движения грузовых поездов. Существует 7 категорий пути: «С», 1-6. Участок АБ соответствует категории 3, поскольку скорость движения грузовых поездов составляет 90 км/ч., а участок БВ соответствует категории 4, поскольку скорость движения поездов составляет 80 км/ч.

Класс пути определяется в зависимости от группы пути и категории с помощью таблицы 1.1. Участки АБ и БВ соответствуют классу 2.

Классификация участка АБ: 2В3, где 2 - класс, В - группа, 3 - категория.

Классификация участка БВ: 2Б4, где 2 - класс, Б - группа, 4 - категория.

В зависимости от количества пропущенных пассажирских и пригородных графиковыхпоездов, независимо от значения грузонапряженности, путь должен быть не ниже:

* 1-го класса (более 100 поездов в сутки);

* 2-го класса (31-100 поездов в сутки);

* 3-го класса (6-30 поездов в сутки);

Приемо-отправочные и другие станционные пути, предназначенные для безостановочного пропуска поездов со скоростями 40 км/ч и более относятся к 3-му классу.

Станционные пути, не предназначенные для безостановочного пропуска поездов, при установленных скоростях 40 км/ч, а также специальные пути, предназначенные для обращения подвижного состава с опасными грузами, сортировочные пути и подъездные пути со скоростями движения 40 км/ч относятся к 4-му классу. Остальные станционные, подъездные и прочие пути относятся к 5-му классу.

Пути сортировочных горок классифицируют в зависимости от объемов среднесуточной переработки вагонов:

? сортировочные горки большой и повышенной мощности (переработка в среднем за сутки 3500 вагонов и выше) или при числе путей в сортировочном парке 30 и более относятся к 2 классу;

? сортировочные горки средней мощности (переработка в среднем за сутки от 1500 вагонов до 3500 вагонов) или при числе путей в сортировочном парке от 17 до 29относятся к 3 классу;

? сортировочные горки малой мощности (переработка в среднем за сутки от 250 вагонов до 1500 вагонов) или при числе путей в сортировочном парке до 16включительно относятся к 4 классу;

На основании исходных данных необходимо определить классификацию пути и характеристику верхнего строения для заданного участка. Основные типы и характеристики верхнего строения пути в зависимости от класса пути представлены в таблице 1.2.

Поперечный профиль балластной призмы на двухпутном и однопутном участке представлен в приложении 1 и 2.

Таблица 1.2

Основные типы и характеристики верхнего строения пути в зависимости от класса пути

Классы путей
1	2	3	4	5
Типы и характеристика верхнего строения пути
Рельсы Р65, новые термоупрочненные, категории В и Т1	Рельсы Р65, старогодные, I группы годности; I и II группы годности репрофилированные	Рельсы Р65, старогодные, II и III группы годности	Рельсы Р65, старогодные, IIIгруппы годности
Скрепления новые	Скрепления новые и старогодные (в т.ч. отремонтированные)
Балласт щебёночный с толщиной слоя: 40 см - под железобетонными шпалами; 35 см - под деревянными шпалами	Балласт щебёночный с толщиной слоя под шпалой: 30см - под железобетонными; 25 см- под деревянными	Балласт всех типов с толщиной слоя под шпалой не менее 20 см
Толщина песчаной подушки 20 см
Наименьшая ширина плеча балластной призмы, см
40/45*	35/40*	25/40*
Наименьшая ширина обочины земляного полотна, см
50	45	40
Размеры балластной призмы - в соответствии с типовыми поперечными профилями
Виды работ приверхнего строения пути
Капитальный ремонт пути на новых материалах	Капитальный ремонт пути



1.3 Определение норм периодичности выполнения ремонтно-путевых работ

Работы по техническому обслуживанию пути подразделяются на следующие основные виды: капитальный ремонт пути на новых материалах; сплошная замена рельсов (на отдельных участках - по разрешению ОАО «РЖД»), сопровождаемая работами в объеме среднего ремонта пути; капитальный ремонт пути на старогодных материалах; усиленный средний ремонт пути; средний ремонт пути; подъемочный ремонт пути; планово-предупредительная выправка пути; шлифовка рельсов; другие ремонтные работы.

Капитальный ремонт пути на новых материалах (Кн) предназначен для полной замены выработавшей ресурс рельсошпальной решетки на путях 1-го и 2-го классов и восстановления несущей способности балластной призмы, а также включает в себя работы по верхнему строению пути, восстановлению водопропускной способности водоотводов.

В состав Кн входят следующие основные работы: замена рельсошпальной решетки на новую; замена стрелочных переводов на новые того же типа; очистка щебеночной балластной призмы на глубину в соответствии с проектом, но не ниже 40 см; срезка обочин земляного полотна; доведение размеров балластной призмы до требуемых размеров; выправка, подбивка и стабилизация пути с постановкой на проектные отметки в профиле; ликвидация многорадиусности кривых, очистка и планировка водоотводов; срезка и уборка загрязнителей балласта; сварка плетей до длины блок-участка или перегона; шлифование поверхности катания рельсов.

Капитальный ремонт пути на старогодных материалах (Крс) предназначен для замены рельсошпальной решетки на более мощную или менее изношенную на путях3-5-го классов (стрелочных переводов на путях 4-5-го классов), смонтированную из старогодных рельсов, новых и старогодных шпал и скреплений.

Капитальный ремонт пути на старогодных материалах может выполняться как комплексно со снятием и укладкой путевой решетки кранами, так и раздельным способом с заменой рельсов, скреплений, шпал.

Усиленный средний ремонт пути (УС) предназначен для повышения несущей способности балластной призмы и земляного полотна, включая основную площадку, приведения отметки продольного профиля пути к проектной и др. Выполняются следующие работы: очистка щебня; вырезка балласта слабых пород; формирование и уплотнение новой балластной призмы; срезка обочин; ликвидация пучин; замена скреплений и шпал; сплошная замена подрельсовых прокладок; выправка пути в плане и профиле; одиночная смена дефектных рельсов; регулировка зазоров в звеньевом пути; смазка и закрепление закладных и клеммных болтов и др.

Средний ремонт пути (С) выполняется для восстановления дренирующих и прочностных свойств балластной призмы и повышения степени равно прочности верхнего строения пути.

Средний ремонт включает в себя: сплошную очистку щебеночного балласта на глубину под шпалой не менее 25 см или обновление загрязненного балласта других видов на глубину не менее 15 см под шпалой. Остальные работы те же, что и сопутствующие УС, а также очистка водоотводов.

Подъемочный ремонт пути (П) предназначен для восстановления равно упругости подшпального основания путем сплошной подъемкой и выправкой пути с подбивкой шпал, а также для замены негодных шпал и частичного восстановления дренирующих свойств балласта.

При подъемочном ремонте выполняются: сплошная выправка пути с подъемкой на 5-6 см и подбивкой шпал, добавлением балласта; локальная очистка загрязненного щебня в шпальных ящиках и за торцами шпал в местах появившихся выплесков на глубину не менее 10 см ниже подошвы шпал, а при других видах балласта - частичная замена загрязненного балласта на чистый; замена негодных шпал, скреплений; очистка водоотводов и другие работы.

Планово-предупредительная выправка пути (В) предназначена для восстановления равно упругости подшпального основания и уменьшения степени неравномерности отступлений по уровню и в плане, а также просадок пути. Она включает в себя: сплошную выправку пути с подбивкой шпал, рихтовку; замену негодных шпал и скреплений; регулировку стыковых зазоров; сплошное закрепление клеммных и закладных болтов при скреплении КБ, ЖБР; другие работы, входящие в перечень текущего содержания пути, если они требуются.

Исходя из классификации пути, выбранной в предыдущем пункте, необходимо определить нормы периодичности капитального ремонта пути с использованием таблицы 1.3.

Определив виды путевых работ и очередность их выполнения за межремонтный цикл, необходимо определить нормативную потребность проведения путевых работ (км/год) по капитальному ремонту пути по всем заданным участкам, используя формулу

l_k = = (1.2)

где Г - грузонапряженность участка, млнт·км брутто на 1 км в год;

N - количество лет, соответствующих нормативному периоду между капитальным ремонтом пути, лет (см. таблицу 1.3);

L - развернутая длина участка пути данного класса, км

T - тоннаж, соответствующий нормативному периоду между капитальным ремонтом пути, млн т брутто (см. таблицу 1.3);

f - коэффициент, учитывающий дополнительные (местные) эксплуатационные факторы (берется от 0,8 до 1,2).

Для участка АБ:

Г=30,17 млн. т*км брутто/км в год

L=134 км

T=700 млн т брутто

f=0,8

l_k = = = 7,22 км/год

l_k=7,22 км/год

Для участка БВ:

Г=51,32млн. т*км брутто/км в год

L=183 км

T=600 млн т брутто

f=0,8

l_k = = = 19,57 км/год

l_k=19,57 км/год

Таблица 1.3

Среднесетевые нормы периодичности реконструкции капитальных ремонтов пути на новых, старогодных материалах и ремонтные схемы

Классификация Путей	Нормативные сроки в зависимости от типа подрельсового основания, млн т/годы	Виды путевых работ и очередность их выполнения за межремонтный цикл
	Бесстыковой путь на железобетонных шпалах	Звеньевой путь на деревянных шпалах
1	2	3	4
1АС;1А1;1А2;1А3;1БС;1Б1;1Б2;2А4;2А5;2Б3;2Б4	700	600	(КН),В,С,В, (КН)
1ВС;1В1;2В2;2В3	700	600	(КН),В,В,С,В,П (КН)
1ГС;1Г1;1Г2;1ДС;2Д1	1 раз в 30 лет	1 раз в 18 лет	(КН),В,В,С,В,П, (КН)
3А6;3Б5;3Б6;3В4;3В5;4В6	700	600	(Крс),В,В,С,В,П,(Крс)
3Г3;3Г4;4Г5;4Г6;	700	1 раз в 18 лет
2Д2;2Д3;2Д4;3Д5;2Д6	1 раз в 35 лет	1 раз в 20 лет
4Е3;4Е4;4Е5;4Е6	1 раз в 40 лет	1 раз в 25 лет

Потребность промежуточных видов путевых работ li по участкам определяется исходя из соответствующих им работ определяется по формуле, (км/год)

l_i = l_k? n_i (1.3)

где l_ук - нормативная потребность работ по капитальному ремонту пути, км/год;

n_i - количество повторений работ данного вида за период между капитальными ремонтами пути.

Для участка АБ:

l_k=7,22км/год

Для участка БВ:

l_k=19,57км/год

Для участка АБ:

l_{в к} · 2 = 14,44км/год

l_с = _к · 1 = 7,22 км/год

Для участка БВ:

l_в = _к · 3 = 58,71 км/год

l_с =_к · 1 = 19,57 км/год

l_п=_к·1=19,57 км/г

Проведенные расчеты по всем участкам сводятся в таблицу 1.4.

Таблица 1.4

определение нормативной потребности путевых работ на участке

Уча-сток	L, Км	Кон- струк-ция верх- него строе-ния пути	Г, млн ткм на км в год	Vmax, км/ч	Клас-сифика-ция пути	Коэф- фици- ент f, учиты- вающий местные эксп-луата- цион- ные усло- вия	Норма- тивная перио- дичность для Кн или Крс	Схемы путе- вых работ в пе- риод между Кн(Крс)	Нормативная потребность путевых работ li км/год
							Т, млн т брут-то	N, лет		Кн	Крс	С	П	В
АБ	134	Звеньевой путь на железобетонных шпалах рельсы P65	30,17	100	2В3	0.8	700	-	Кн,В,С,В, Кн	17,71	-	17,71	-	35,42
БВ	183	Бесстыковой путь на железобетонных шпалах рельсы P50	51.32	100	2Б4	0.8	600	-	Кн,В,,В,С,В,П,Кн	5,07	-	5,07	5,07	15,21

2. Построение поперечных профилей земляного полотна

2.1 Расчет глубины водоотводных канав

Размеры поперечного сечения канавы устанавливают с расчетом пропуска максимального расчетного расхода воды. Наименьшую глубину канав определяютполучаемой расчетной величиной с прибавлением 0,2 м для возвышения бровки канавынад расчетным уровнем воды. Глубина канавы и ее ширина по дну должны быть неменее 0,6 м. Крутизна продольного уклона канавы i должен быть не менее 0,002. Откосыканавы в глинистых грунтах, суглинках, супесях и песках крупных и средней крупностиделают крутизной 1:1,5.

Фактический расход в канаве определяется по формуле, м3/с

Q = щ? х, (2.1)

где щ - площадь «живого сечения» (занятого водой) канавы, м2;

х - средняя скорость протекания воды, м/с

Q = 1,761,84 = 3,24 м³/с

Площадь живого сечения канавы определяется по формуле

щ = a ? h + m? h², (2.2)

щ = a ? h + m? h² =0.6*0.9+1.5*0.9²=1,76 м²

где a - ширина дна канавы, (см. рис. 2.1) ;

h - глубина воды в канаве, м;

m - коэффициент крутизны (заложения откоса);

Смоченный периметр канавы, м

p = a + 2b = a + 2h , (2.3)

p = 0,6+2*0,9 = 3.84 м

Гидравлический радиус определяют по формуле.

R = , (2.4)

R = = 0,46 м

Скорость течения воды в канаве, м/с

х = C, (2.5)

где С - коэффициент, зависящий от шероховатости поверхности дна канавы и гидравлического радиуса определяется по таблице 2.1.

С = 38,4

i - уклон дна канавы.

х = 38,4 = 1,84 м/с

Таблица 2.1

Значения коэффициента С в зависимости от гидравлического радиуса R

Род русла канавы	Гидравлический радиус
	R = 0,05	R = 0,1	R = 0,20	R = 0,30	R = 0,40	R = 0,50	R = 1,0
Мощение булыжником, бутовая грубая клака, хорошо уплотненные стенки в грунте	23,1	27,3	32,2	35,3	37,8	39,7	46,

Поперечный профиль канавы приведен на рисунке 2.1

1:18 0,2

0,9 H

0,9

0,6

Рисунок 2.1 Поперечный профиль канавы

Данная задача решается методом подбора. В начале задают глубину канавы h и уклон дна канавы i, определяют площадь «живого сечения» канавы щ, вычисляют смоченный периметр p и подсчитывают гидравлический радиус R. Затем вычисляют расчетный расход воды Q, который сравнивается с заданным расходом Qзад. Если разница между этими значениями не превышает 5 %, то глубина канавы и продольныйуклон выбраны удачно. Если Q >Qзад, то необходимо уменьшить размеры канавы, если Q <Qзад, то необходимо увеличить размеры канавы и провести расчет вновь.

Полученную скорость движения воды необходимо сравнить с допускаемой скоростью для заданного грунта канавы по таблице 2.2. В случае превышения расчетной скорости движения потока с допускаемой необходимо выбрать меры по укреплению откосов.



Таблица 2.2

Средние скорости течения воды м/с, в зависимости от средней глубины воды в канаве

Грунты канав. Тип укрепления для искуссвенных сооружений	Глубина воды в канаве
	h= 0,4 м	h= 1,0 м	h= 2,0 м	h= 3,0 м и более
Грунты канав
Песок мелкий	0,2-0,35	0,3-0,45	0,4-0,55	0,4-0,6
Гравий мелкий	0,65-0,8	0,75-0,85	0,8-1,00	0,9-1.1
Искусственные сооружения
Одерновка плашмя	0,9	1,2	1,3	1,4
Одерновка «в стенку»	1,5	1,8	2,0	2,2
Наброска из камня рамерами 15-20 см	3,0-3,5	3,35-3,8	3,75-4,3	4,1-4,65
Наброска из камня рамерами 20-30 см	3,5-3,85	3,8-4,35	4,3-4,7	4,65-4,9
Одиночное мощение на слое щебня не менее 10 см при размерах камня 15-25 см	2,5-3,5	3,0-4,0	3,5-4,5	4,0-5,0
Бетонные лотки с гладкой поверхностью	10,0-13,0	12,0-16,0	13,0-19,0	15,0-20,0
Бетонные откосные плиты	5,0-6,5	6,0-8,0	7,9-10,0	7,5-12,0
Гладкие деревянные лотки при течении воды вдоль волокон	8,0	10,0	12,0	14,0

2.2 Поперечные профили земляного полотна на перегоне

Наиболее распространенными поперечными профилями земляного полотна принимаемых при проектировании железнодорожных путей являются выемки или насыпи. Поперечные профили земляного полотна состоят из следующих элементов основная площадка земляного полотна, откосы, водоотводные канавы, резервы и т.д.

Основная площадка земляного полотна - это верхняя поверхность, на которой размещается верхнее строение пути. Ширина (В), форма поверхности основной площадки земляного полотна регламентируется СТН Ц-01-95.

На однопутных линиях поперечное очертание верха земляного полотна имеет трапецеидальную форму высотой 0,15 м и шириной поверху 2,3 м. на двухпутных линиях сливная призма имеет треугольную форму с высотой 0,2 м. Основная площадка однопутного и двухпутного земляного полотна из раздробленных скальных, дренирующих крупнообломочных и дренирующих песчаных грунтов принимается горизонтальной. Ширина основной площадки на перегонах принимается в соответствии с таблицей 2.1.

Таблица 2.1

Ширина основной площадки земляного полотна новых линий на прямых участках пути

Вид грунта насыпи	Ширина основной площадки В, в зависимости от категории железнодорожной линии, м
	Скоростные и особогрузонапряженные двухпутные участки, Й	Й и ЙЙ	ЙЙЙ	ЙV
Глинистые и другие недренирующие	11,7	7,6	7,3	7,1
Скальные, крупнообломочные и песчаные дренирующие	10,7	6,6	6,4	6,2

Крутизна откосов насыпей зависит от вида грунта, высоты насыпи и климатических условий. Насыпи из раздробленных скальных слабовыветривающихся и выветренных грунтов, крупнообломочных, песков гравелистых, крупных и средней крупности могут иметь крутизну откосов 1:1,5 при высоте Н ? 12 м разделенная для верхней части высотою до 6 м и нижней. В этом случае верхней части придается крутизна 1:1,5 при высоте Н ? 12 м разделенная для верхней части высотою до 6 м и нижней. В этом случае верхней части придается крутизна 1:1,5, а нижней 1:1,75.

Отвод поверхностных вод, поступающих к насыпям или стекающих с их откосов к искусственным сооружениям осуществляется водоотводными канавами или резервами. При явно выраженном поперечном уклоне местности, когда поступление воды к насыпям возможно только с верховой стороны, водоотводные канавы и резервы устраиваются только с нагорной стороны. Откосы резервов и водоотводных канав следует проектировать не более 1:1,5.

Крутизна откосов выемок проектируется из условия обеспечения их надежной устойчивости и назначается 1:1,5.

Поперечный профиль выемки вычерчивается с кавальерами, банкетом, нагорной канавой.

При поперечном уклоне местности положе 1:5 кавальеры рекомендуется размещать с двух сторон, при косогорности от 1:5 до 1:3 преимущественно с низовой стороны.

Поперечные профили насыпи и выемки вычерчиваются в масштабе 1:100. Для участка АБ вычерчивается поперечный профиль насыпи, для участка БВ вычерчивается поперечный профиль выемки.

Поперечный профиль насыпи приведен в приложении 3, поперечный профиль выемки приведен в приложении 4

2.3 Поперечные профили станционных путей

Ширина основной площадки земляного полотна на станциях устанавливается в соответствии с проектируемым путевым развитием. Поперечное очертание верха земляного полотна станционных площадок, в зависимости от числа путей и вида грунта, следует проектировать односкатным или двускатным. При значительной ширине площадки допускается применение пилообразного поперечного профиля.

Крутизна поперечного уклона верха земляного полотна в сторону водоотводов устанавливается в зависимости от вида грунта земляного полотна, особенностей климатических зон, числа путей, располагаемых в пределах каждого ската.

Планировку поверхности балластной призмы на станционной площадке следует проектировать, придавая уклону среднюю крутизну, применительно к крутизне уклона поперечного профиля земляного полотна, но не более 0,03. При этом надлежит руководствоваться,что поперечные профили на промежуточных станциях всех типов, а также на обгонных пунктах и разъездах поперечного типа, следует проектировать, двускатными, с направлением скатов в разные стороны от оси междупутья между главными путями.

Ширина основной площадки земляного полотна на станции, м, определяется по формуле

В = Е(n-1) + 2Е₀, (2.6)

где Е- расстояние между осями станционных путей, 5,3 м;

Е₀ - расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна, принимается равным 3,5 м;

n - количество путей на станции.

n = 4

В = 5,3 · (4 -1) + 2 · 3,5 = 22,9 м

Поперечный профиль основной площадки земляного полотна приведен в приложении 5.



3. Организация основных работ по капитальному ремонту пути

Капитальный ремонт пути выполняется в соответствии с проектом, составной частью которого является проект организации работ, включающий технологические процессы. Технологические процессы устанавливают последовательность выполнения отдельных работ по времени, темп работ, число работников основного производства, потребность в машинах, механизмах, инструменте.

Капитальный ремонт выполняется как комплексно - с полной заменой путевой решетки, так и раздельным способом - с заменой рельсов и скреплений, шпал, брусьев, с очисткой или реконструкцией балластной призмы.

В курсовом проекте принимается комплексное проведение капильного ремонта.

Тип машин и механизмов при капитальном ремонте выбирается в зависимости от характеристики верхнего строения пути (до и после его ремонта) и состава выполняемых при этом работ. Для типовых условий состав работ приведен в сборниках технологических процессов, периодически издаваемых ЦП ОАО «РЖД».

Для выполнения основных работ в «окно» применяется несколько комплектов машин.

Ведущей машиной в каждом комплекте является путеукладочный кран, задающий темп всей цепочке машин. Марки укладочных кранов выбираются в зависимости от характеристик укладываемых и снимаемых звеньев путевой решетки. Число платформ с роликовым конвейером и моторных платформ в путеукладочном и путеразборочном составах, а также хоппер-дозаторов в хоппер-дозаторной вертушке зависит от тяги поездов, фронта работ, типа шпал.



3.1 Определение фронта работ в «окно»

Суточная производительность ПМС в км/день

S, (3.1)

где Q - заданная годовая программа, км;

T - срок выполнения программы, рабочие дни;

Уt - число дней резерва на случай непредоставления «окон», несвоевременного завоза материалов верхнего строения пути, ливневых дождей и других причин.

Можно принять Уt = 0,1·T.

Уt = 0,1 · 180 = 18

S = км/день

Фронт работ в «окно» (км) определяется по формуле

l_фр = S · n, (3.2)

где n - период предоставления «окон».

l_фр = 0,747·3=2,241 км/«окно» = 2250 м/день

Полученное расчетом l_фр округляется до ближайшего большего значения, кратного 25,0 м. является 2,25 км/«окно».



3.2 Расчет длин рабочих поездов

Успешная работа ПМС в «окно» в значительной степени зависит от своевременного и правильного формирования рабочих поездов. В зависимости от характера выполняемой работы на перегоне эти схемы могут быть различными. Однако они должны быть соответствовать типовым схемам установленным Инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ. Длины поездов рассчитывают в соответствии с длинами отдельных единиц подвижного состава ( по осям автосцепок), м, см. таблицу 3.1

Таблица 3.1

Характеристика длины применяемых машин при производстве ремонтных работ

Наименование	Длина
Тепловоз ТЭ2	21,2
Платформа четырехосная грузоподъемностью 60т	14,6
Моторная платформа	16,2
Хоппер-дозатор ЦНИИ-3 вместительностью кузова 31м3	10
Укладочный кран УК-25	43,9
Выправочно-подбивочно-отделочная машина ВПО-3000 с вагоном для обслуживающего персонала	27,7+24,5
ДГКу	12,6

Длина путеразборочного l₁ и путеукладочного l₂ поезда определяется по формуле

l₁ = l₂ = N · l_пл + l_ук + n_мпл · l_мпл +l_лок,

где N - число четырех-осных платформ для перевозки рельсошпальных решеток,

l_пл - длина четырехосной платформы, м (см. таблицу 3.1);

l_ук, l_мпл,l_лок - длина соответсвенно путеразборочного крана, моторной платформы, локомотива, м (см. таблицу 3.1).

l₁ = 45 · 14,6 + 43.9 + 2 · 16,2 +21,2= 755 м

l₂ = 36 · 14,6 + 43.9 +2 · 16,2 + 21,2= 630 м

Число четырех-осных платформ для перевозки ресошпальных решеток определяется по формуле

(3.4)

где n_пл - число платформ под одним пакетом (при рельсах длиной 12,5 м n_пл = 1, при рельсах длиной 25 м n_пл = 2);

l_c - длина звена, м (см. исходные данные);

n_c - число звеньев в пакете, (см. таблицу 3.2)

платформ

платформ

Таблица 3.2

Количество звеньев в пакете

Род шпал и тип рельсов	Количество звеньев
Деревянные, Р50	7
Древянные, Р65	6
Железобетонные, Р50	5
Железобетонные, Р65	4

При расчете длины путеукладочного поезда принять длину звена l_c = 25 м.

В путеразборочный и путеукладочный поезда включаются моторные платформы, их количество определяется с помощью формулы

n_мпл = 0,1· N (3.5)

n_мпл1 = 0,1 · 45= 5 мот. платформ

n_мпл2 = 0,1 ·36 = 4 мот. платформ

По прибытии путеразборочного и путеукладочного поездов на место производства работ составы разделяют на две части. Перемещение первой части состава производится путеукладочным краном, второй части - локомотивом. Первая часть состава, перемещаемая укладочным краном определяют по формуле

l₁^/ = 5 · l_пл + l_ук (3.6)

l₂^/ = 5 · l_пл + l_ук

Вторая часть состава, перемещаемая локомотивом определяется по формуле

l₁^// = l₁ - l₁^/ (3.7)

l₂^// = l₂ - l₂^/

Длина хоппер-дозаторного состава определяется в зависимости от объема выгружаемого балласта и ёмкости хоппер-дозаторного вагона.

Щебень выгружается в «окно» дважды, один раз после путеукладочного состава, а второй раз - после выправки и подбивки пути машиной ВПО-3000. Длина каждого хоппер-дозаторного состава определяется отдельно по формуле

L_ХД = l_фр · l_хд+ l_лок + l_т (3.8)

где W_щ - объем выгруженного щебня на 1 км, м³;

W_хд - объем щебня в одном хоппер-дозаторе, м³, (см. таблицу 3.1);

l_хд - длина одного хоппер-дозатора, м, (см. таблицу 3.1);

l_т - длина вагона для обслуживающего персонала, l_т = 24 м

В курсовой работе принять для первого хоппер-дозоторного состава объем выгруженного щебня 70% от общего объема щебня, а для второго 30% от общего объема щебня.

После определения необходимых длин рабочих поездов вычерчиваются схема расположения машин и рабочих поездов на месте производства работ с указанием всех полученных расчетом величин (рисунок 3.1)

1 - Электробалластер ЭЛБ-3; 2 - вторая часть путеразборочного поезда; 3 - первая часть путеразборочного поезда;4 - планировщик; 5 - первая часть путеукладочного поезда; 6 - вторая часть путеукладочного поезда; 7 - с четырехосной платформой; 8 - первый состав хоппер-дозаторов; 9 - выправочно-подбивочно-отделочная машина; 10 - второй состав хоппер-дозаторов; 11 -

Рисунок 3.1 Схема расположения машин и рабочих поездов



3.3 Расчет продолжительности «окна»

Необходимая продолжительность «окна», мин, может быть определена по формуле

T_o=t_p+t_y+t_c (3.9)

где t_p - время, необходимое на разворот работ перед укладкой пути путеукладочным краном, мин;

t_y - время, необходимое для укладки новой путевой решетки, мин;

t_c - время, необходимое на приведение пути в исправное состояние после укладки последнего звена, мин.

Время разворота, мин, при капитальном ремонте пути:

t_p= t₁+t₂+t₃ +t₄, (3.10)

где t₁- время на оформление закрытия перегона, пробег машин к месту работ и снятие напряжения с контактной сети, принять равным 14 мин;

t₂- интервал времени между вступлением в работу ЭЛБ-3 и началом работ по разболчиванию стыков;

t₃ - интервал времени между началом работ по разболчиванию стыков и вступлением в работу путеразборочного поезда;

t₄ - интервал времени между вступлением в работу путеразборочного и путеукладочного поездов;

Интервал t₂, мин, между вступлением в работу ЭЛБ-3 и началом работ по разболчиванию стыков определяется временем, необходимым для того, чтобы ЭЛБ-3 прошел расстояние, равное длине участка, занятого самой машиной, бригадой по разболчиванию стыков и разрыву в 50 м по условиям техники безопасти.



t₂= ( l_ЭЛБ + 50 + l_Р ) * H_ЭЛБ * б /1000 (3.11)

где l_ЭЛБ - длина электробалластера ЭЛБ-3, 50.5 м

l_Р- длина участка, занятого бригадой по разболчиванию стыков, l_Р = 25

Н_ЭЛБ - норма машинного времени на отрыв 1 км пути, мин, Н_ЭЛБ = 31 мин/км;

б - коэффициент, учитывающий время на отдых и пропуск поездов по соседнему пути, 1.1

t₂ = (50.5 + 50 + 25) * 31 * 1.1/ 1000 = 4 мин

Интервал t₃, мин, между вступлением в работу бригады по разболчиванию стыков и началом работ по снятию звеньев рельсошпальной решетки.

t₃= ( 50 + l₁ ) * H_ЭЛБ * б / 1000 (3.12)

где l₁ - длина путеразборочного поезда, м;

t₃= ( 50 + 776) * 31 * 1.1 / 1000 = 28 мин

Интервал t₄ определяется временем, необходимым для разборки пути на длине 100 м, мин:

t₄ = 100 * H_c * б / l_c, (3.13)

где Н_с- норма машинного времени на разборку одного звена,1.3 мин.

t₄ = 100 * 1.3* 1.1 / 25 = 6 мин

В соответствии с исходными данными:

t_p= 14 + 5 + 23 + 6= 52 мин

Время, необходимое для укладки новой решетки с инвентарными рельсами, мин:

t_y = б * m * l_фр / l_у, (3.14)

где m- норма машинного времени на укладку одного звена, мин;

l₀ - протяжение фронта работ в «окно» в звеньях путевой решетки;

l_y- длина звена новой путевой решетки с инвентарными рельсами м; l_у = 25 м.

Норму машинного времени на укладку одного звена для железобетонных шпала примем m= 1,9 мин/зв.

t_y= 1,11 * 1,9 * 2250 / 25 = 188 мин

Время на приведение путей в исправное состояние и сворачивания работ, мин

t_c = t₅ + t₆ + t₇ + t₈ + t₉, (3.15)

где t₅ - время, необходимое на укладку рельсовых рубок, мин, t₅= 15мин;

t₆- время, необходимое на выправку пути машиной ВПО-3000 на участке, занятом путевыми машинами после укладки последнего звена, мин;

t₇ - время между окончанием выправки пути машиной ВПО-3000 и выгрузкой балласта из второго хоппер - дозаторного состава, выполняющего выгрузку щебня для отделочных работ;

t₈- время между окончанием работ по выгрузке щебня из второго хоппер - дозаторного поезда и выправкой пути в местах отступлений по уровню после прохода ВПО-3000;

t₉ - время для разрядки ВПО-3000и вывода машин с перегона, мин, t₉ = 15 мин.;

Интервал времени, необходимый на выправку пути машиной ВПО-3000на участке, занятом путевыми машинами после укладки последнего звена:

t₆ = ( l₂ + 50 + L¹_ХД + 50 + l_впо ) * H_впо * б / 1000 (3.16)

где l₂ - длина путеукладочного поезда, м;

l_впо- длина ВПО-3000 свагоном для обслуживающего персонала и локомотивом, м (см. таблицу 3.1);

H_впо- норма машинного времени на выправку 1 км пути, мин, H_впо= 33,9 мин.;

L¹_ХД - длина первого хоппер - дозаторного состава, м.

t₆= (630 + 50 +927,5 + 52,2+37) * 33.9 * 1.1 / 1000 = 64 мин

Интервал времени, мин, между началом рихтовки пути с установкой рельсовых соединителей и выгрузки щебня из хоппер - дозаторов определяется по формуле:

t_щ=( l_рс + 100 + L¹_хд ) * 60 * б / v_щ (3.17)

где l_рх- фронт работ бригады, занятой установкой рельсовых соединителей,l_рх=25 м;

v_щ- скорость выгрузки щебня, 3000м/ч.



t_щ= (25+100+927,5) * 60 * 1,1 /3000 = 23 мин

Интервал времени между окончанием выправки пути машиной ВПО-3000 и выгрузкой балласта из второго хоппер - дозаторного состава, выполняющего выгрузку щебня для отделочных работ:

t₇= ( 50 + L²_хд) * 60 * б / v_щ,(3.18)

где L²_хд - длина второго хоппер - дозаторного состава, м.

t₇ = (50 + 399,4) *60 *1.1 / 3000 = 10 мин

Интервал между окончанием работ по выгрузке щебня из второго хоппер - дозаторного поезда и выправкой пути в местах отступлений по уровню после прохода ВПО-3000.

t₈ = ( 50 + l_выпр) * H_впо * б / 1000, (3.19)

где l_выпр- фронт работ бригады занятой выправкой пути, принять l_выпр = 2*l_с, м.

t₈ = (50 + 21) * 33.9 * 1.1 / 1000 = 3 мин

Интервал времени, мин, между началом поставки накладок со сболчиванием стыков и рихтовкой пути с установкой рельсовых соединителей определяется по формул е:

t_px= l_px* m * б / 25 (3.20)

где l_рх- фронт работ бригад, занятых рихтовкой пути и установкой рельсовых соединителей (ориентировочно lрх=125 м);

t_px= 125 * 1.9 * 1.1 / 25 = 11 мин

Время, необходимое на приведение пути а исправное состояние после укладки последнего звена:

t_c= 15 + 64 + 10 + 3 + 15 = 107 мин

Необходимая продолжительность окна:

Т_о= 52+188+107 = 347 мин

В приложении 5 приведен график основных работ в «окно».

3.4 Техника безопасности при ремонте пути

Железнодорожный путь - зона повышенной опасности. Пребывание на нем допускается только для лиц, выполняющих служебные обязанности и знающих Правила охраны труда и техники безопасности при производстве работ в путевом хозяйстве, а также Инструкцию по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ.

Для обеспечения безопасности подчиненных руководитель проводит инструктаж перед началом работ, обеспечивает организованный проход к месту работ и обратно, организует тщательное наблюдение за безопасностью труда. Руководитель работ или специально выделенное лицо должны правильно расставить подчиненных по фронту работ и указать место, куда они должны уходить на время прохода поезда; не допускать пребывания посторонних людей в зоне работ; отводить рабочих в сторону от пути при приближении поезда не ближе чем за 400 м от местаработ при обращении поездов со скоростью до 120 км/ч и за 800 м при большей скорости движения,

Сходить с пути при приближении поезда надо не менее чем на 2 м от крайнего рельса; при работе путеукладчика, электробалластера, уборочной машины, рельсошлифовального поезда и других машин тяжелого типа - на 5 м; при работе путевого струга - на 10 м; при работе машин, оборудованных щебнеочистительными устройствами, двухпутных и роторных снегоочистителей - на 5 м в сторону, противоположную выбросу снега, льда и засорителей; при работе однопутных снегоочистителей - на 25 м от крайнего рельса.

При работах на централизованных стрелках между отведенным остряком и рамным рельсом или между подвижным сердечником и усовиком против тяг электроприводов ставят деревянный вкладыш.

Ночью или при плохой видимости стрелки очищают группой не менее двух человек, один из которых только наблюдает за движением поездов.

Если приближается гроза, пыльная буря или ураган, рабочих организованно отводят в укрытия.

Места производства путевых работ с нарушением целостности и устойчивости пути и сооружений, а также препятствия на пути и около него в пределах габарита приближения строений ограждаются переносными сигналами с выдачей в необходимых случаях предупреждений на поезда. Не допускается приступать к работам, связанным с нарушением целостности и устойчивости пути, не оградив место работ соответствующими сигналами.

Переносные красные сигналы устанавливаются с обеих сторон перегона на расстоянии 50м от границ ограждаемого участка В зависимости от руководящего спуска и максимальной допускаемой скорости движения поездов на перегоне укладывается по 3 петарды и на расстоянии 200м от первой, ближней к месту работ петарды, в направлении от места работ устанавливаются переносные сигналы уменьшения скорости.

Переносные сигналы уменьшения скорости и петарды должны находиться под охраной сигналистов, стоящих с ручными красными сигналами в 20м от первой петарды в сторону места работ. Переносные красные сигналы должны находиться под наблюдением руководителя работ.

Схемы ограждения препятствий и мест производства работ:

а) на одном из путей двухпутного участка;

б) на однопутном участке

График основных работ в «окно» приведен в приложении 6.



4. Расчет основных параметров и размеров обыкновенного стрелочного перевода

4.1 Расчет радиусов остряков и стрелочных углов

При расчете стрелки принимается, что по форме в плане криволинейный остряк делается секущего типа одинарной кривизны. В этом случае (рисунок 4.1) рабочие грани рамного рельса и остряка пересекаются в начале острия под углом _н, называемым начальным углом остряка. Угол между рабочей гранью рамного рельса и касательной, проведенной к рабочей грани остряка в корне, называется полным стрелочным _п углом. На протяжении всей длины рабочая грань остряка очерчивается одним радиусом R₀.

Рисунок 4.1 Криволинейный остряк секущего типа одного радиуса

Синус начальный угла остряка определяется по формуле:

, (4.1)

где - максимальный зазор между гребнем колеса и рамным рельсом перед входом на стрелку, = 0,036 м.

- допускаемое значение показателя потери кинетической энергии, м/с.

v_б- допускаемая скорость движения по боковому направлению, м/с;

j₀- допускаемое значение центробежного ускорения, м/с².

sinв_H= 1/7.5*(0.068644 - 2*0.036*0.42)^1/2 = 0.0261292

Начальный стрелочный угол равен:

в_H= arcsinв_H (4.2)

в_H= arcsin0,0261292=1.5⁰

При одинарной кривизне остряка радиус (м) определяется по формуле:

, (4.3)

R₀ =56,52/0.42 =133,9м

Полный стрелочный угол при остряках одинарной кривизны, град.:

. (4.4)

Центральный угол определяется по формуле, град



, (4.5)

где - длина остряка принимается согласно заданию на курсовую работу, м.

ц = 180⁰ * 7.8/ 3.14*133.9 = 3.33⁰

Тогда полный стрелочный угол при остряках одинарной кривизны равен:

В_п = 1.5⁰ + 3.33⁰ = 4.83⁰

4.2 Расчет длины рамного рельса

Полная длина рамного рельса ( рисунок 4.2 ) зависит от длины остряка, принятого типа корневого крепления, а также от принятой длины переднего вылета рамного рельса.

Рис. 4.2 Расчетная схема для определения переднего вылета рамного рельса

Длина рамного рельса в стрелочных переводах с двойной кривизной определяется по формуле, мм



, (4.6)

где - длина переднего вылета рамного рельса;

- длина заднего вылета рамного рельса;

- проекция криволинейного остряка на рамный рельс.

Длина переднего вылета рамного рельса определяется по формуле, мм