Курсовая работа: Укладка бесстыкового пути

При восстановлении плети за счет замены дефектного участка рельсов длины вставок могут быть различными длиной до 10 м и более, в зависимости от вида, характера дефекта и местных условий. Если плети предназначены для сварки между собой (при устройстве бесстыкового пути длиной в блок-участок или перегон), то они укладываются с небольшими вставками, как правило, длиной порядка 6,25 м.

Для варианта 1 рассмотрим сварку двух плетей при температуре на ?t = 250С ниже температуры закрепления плети с помощью вставки длиной lвст = 6,25 м.

, = 41,24 тс, NПРСМ = 70 тс

Отсюда длина раскрепленного конца плети

= 98,08 + 58,4 = 156,48 м.

Общее удлинение раскрепленного конца плети

?lр = б lр?t = 11,8.10-6.156,48.25 = 46,16 мм;

?lобщ = 10 + 46,16 = 56,16 мм.

С учетом укорочения рельсов при сварке на 40 мм разница между необходимым удлинением плети и укорочением при сварке составляет 16,16 мм, поэтому растягиваем конец плети ПРСМ на 16,16 мм, и производим сварку.

6. Расчет рельсовой колеи

Определение возвышения рельса в кривой

Возвышение устраивается в кривых участках пути радиусом 4000 м и менее. Максимальная величина возвышения не должна превышать 150 мм. Перерасчету подлежат возвышения в кривых, в которых наблюдается повышенный износ рельсов по одной из ниток, интенсивные расстройства по ширине колеи и направлению в плане, допускаемые скорости по возвышению и его отводу соответствуют друг другу, начало и конец отводов по кривизне и возвышению не совпадают более чем на 10 м, реализуемые скорости на 10-15% отличаются от максимальных, установленных дорожным приказом, или от ранее принятых при расчете возвышения, в том числе и из-за введения длительных ограничений скорости, а также в кривых на участках запланированных капитальных работ.

Величина возвышения в круговой кривой определяется начальником дистанции пути и утверждается начальником железной дороги.

Величина возвышения в кривой, мм, определяется по следующим формулам:

Для пассажирского поезда:

; (20)

для грузового поезда:

; (21)

для потока поездов:

, (22)

где Vmax пас и Vmax гр - максимальные скорости, км/ч соответственно пассажирского и грузового поезда, установленные в кривой по приказу начальника дороги;

- приведенная скорость поездопотока, км/ч;

R - радиус кривой, м.

Из полученных величин возвышения принимается большее и округляется до значения, кратного 5 мм.

Точное значение приведенной скорости поездопотока для расчета возвышения по формуле (3) определяется по формуле

, (2.21)

где n- число поездов, отобранных из общего поездопотока для определения приведенной скорости потока;

Qi - масса 1-го поезда;

Vi - фактическая скорость движения i-го поезда.

На перегонах без резких переломов профиля допускается определение по формуле

(23)

где К - коэффициент перехода к приведенной скорости от скоростей, взятых по режимным картам вождения поездов или полученным по тяговым расчетам;

Vхп и Vхг - ходовые скорости пассажирских и грузовых поездов;

Гпас и Ггр - годовые грузонапряженности брутто в пассажирском и грузовом движении по отчетным данным.

Коэффициент К определяется для одной - двух кривых участка сравнением скоростей по скоростемерным лентам и соответственно по режимным картам или тяговым расчетам. Для среднесетевых условий коэффициент перехода к режимным картам составляет 0,92, а к тяговым расчетам - 0,85.

В зависимости от конкретных параметров пути в кривой, в том числе от интенсивности износа обеих рельсовых нитей, полученная расчетом величина возвышения при необходимости может корректироваться в пределах, не допускающих превышения нормативов предельных непогашенных ускорений, которые для пассажирских поездов составляют 0,7 м/с2, а для грузовых 0,3 м/с2.

Проверку производят по формуле

. (24)

Рекомендуемое значение расчетной минимальной скорости грузовых поездов V р min гр= 45 км/ч. Если нп -0,3 м/с2, то должен быть проверен уровень реализуемых максимальных скоростей грузовых и пассажирских поездов в кривой, что может быть сделано по специальной методике, утвержденной МПС, с учетом закладываемых в график движения резервов времени хода по участку пути. Максимальные скорости движения по кривой в приказе по дороге следует привести в соответствие с реализуемыми, не допуская избытка величины возвышения в кривой.

В кривых, расположенных на участках рекуперативного торможения, рекомендуется для компенсации действия продольных сжимающих сил увеличивать полученное расчетом возвышение на величину до 20%, а кривых, расположенных на руководящих подъемах и близких к ним, для компенсации продольных растягивающих сил уменьшать полученное расчетом возвышение на величину до 15%. При этом должны соблюдаться нормативы по предельным непогашенным ускорениям.

Расчет основных элементов для разбивки переходной кривой

Длина переходной кривой l0 зависит от принятого уклона отвода возвышения i, скорости движения, допустимой величины нарастания горизонтальных ускорений, допустимой скорости подъема колеса по наружному рельсу и т.д.

Допускаемое в различных эксплуатационных условиях значения отвода возвышения i, скорости подъема колеса по наружному рельсу, величины нарастания непогашенных поперечных ускорений , величины непогашенных ускорений нп приводятся в нормативных документах 3-5 .

В курсовом проекте допускается применять следующие нормативы: i = 0,001; нп = 0,7 м/с2; = 0,4 м/с3, скорость подъема колеса по наружному рельсу - 28 мм/с = 1/10 км/ч.

Из условия непревышения допустимого уклона i отвода возвышения наружного рельса, длина переходного участка, м равна

l01 = h0 / i, (25)

l01 = 0,025 / 0,001=25,

где: h0 - окончательно принятая величина возвышения наружного рельса, м;

При скорости подъема колеса по наружному рельсу 28 мм/с = 1/10 км/ч h0/l0 = 1/(10 Vmax). Отсюда

l02 = 10 ?h0?Vmax, (26)

l02 = 10 ?0,025?90=22,5

где: h0 - окончательно принятая величина возвышения наружного рельса, м;

Vmax - наибольшая скорость движения поезда по кривой, км/ч.

При = 0,4 м/с3

l03 = нп Vmax/(3,6), (27)

l03 = 0,7*90/(3,6*0,4)=43,75

где: нп - величина непогашенного ускорения, м/с2;

Vmax - наибольшая скорость движения поезда по кривой, км/ч;

- величина скорости нарастания непогашенных поперечных ускорений, м/с3.

Наибольшая из l01, l02 и l03 длина переходной кривой сравнивается со значением длины переходной кривой l0, устанавливаемой СТНЦ-01-95 в зависимости от заданной величины радиуса R, категории линии и зоны скорости.

На новых скоростных железных дорогах, а также линиях I и II категорий длины переходных кривых l определяются из:

, (28)

l03 = 43,75> =22,5

где Vmax - скорость движения км/ч, наиболее быстроходного поезда в данной кривой;

h0 - возвышение наружного рельса, мм.

В трудных и особо трудных условиях, а также при проектировании дополнительных главных путей и усиления (реконструкции) существующих линий допускается принимать

, (29)

Наибольшая из длин l01, l02, l03 и l0 принимается за окончательное значение длины переходной кривой l0, то есть 43,75 м. Затем устанавливается новое значение крутизны отвода возвышения наружного рельса

, (30)

где h0 - величина рассчитанного в разделе 1 возвышения наружного рельса, мм;

l0 - окончательное значение длины переходной кривой, м.

Подсчитывается параметр кривой

C= R? l0. (31)

C= 1000*43,75=43750 м2

После установления длины переходной кривой определяются необходимые величины для разбивки переходной кривой (рисунок 4):

Рисунок 3. Схема для расчета разбивки переходной кривой способом сдвижки круговой кривой вовнутрь.

Величина сдвижки p круговой кривой к центру

, (32)

расстояние m от тангенсного столбика сдвинутой круговой кривой до начала переходной кривой по формуле

, (33)

значение абсциссы X0 и ординаты Y0 для конца переходной кривой по формулам:

; (34)

. (35)

=0,78

Подсчет промежуточных ординат для Х=10м и 20м производится по формуле

. (36)

Полная длина кривой определяется следующим образом

, где . (37)

Определение ширины колеи в кривой кривой

Согласно исходным данным к части III проекта (см. таблицу1.1) необходимо определить для заданного экипажа оптимальную и минимально допустимую ширину колеи в кривой радиуса R.

Ширина колеи на кривой определяется расчетом по вписыванию экипажа в заданную кривую, исходя из следующих условий:

- ширина колеи должна быть оптимальной, т.е. обеспечивать наименьшее сопротивление движению колес, наименьшие износы колес и рельсов;

- ширина колеи должна быть больше минимально допустимой Smin.

Оптимальная ширина рельсовой колеи Sопт на кривой радиусом R из условия вписывания тележки с трехосной жесткой базой L0 определится следующим образом (см. рисунок 2.4).

Рисунок 4. Расчетные схемы вписывания трехосной жесткой базы

Обозначим ширину колесной колеи:

К=(Т+2q+2), (38)

где Т - насадка колес, мм;

q- толщина гребня колеса, мм;

- утолщение гребня выше расчетной плоскости, равное для вагонных колес 1 мм, для локомотивных колес 0;

На рис. 5 обозначены:

0 - центр вращения экипажа;

- расстояние от центра вращения экипажа до геометрической оси первого колеса (в данном случае = L0),

b1 - расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом;

fн - стрела изгиба наружного рельса (при ходе АВ);

- сумма поперечных разбегов колесных пар заданного экипажа.

При = 0 S = K+ fн, (39)

При 0 S = K+ fн - . (40)

Поскольку экипажем, требующим наибольшей ширины колеи, будет тот, который имеет Кmax, а допуск на сужение равен 4 мм, то

Sопт = Кмах + fн - + 4, (41)

fн ( + b1)2/2R; b1 , (42)

где r - радиус качения колеса, м;

- угол наклона образующей гребня колеса к горизонту

(для вагонного колеса 600, для локомотивного 700);

При определении минимально допустимой ширины Smin (см. рисунок справа) за расчетную принимается схема заклиненного вписывания экипажа, при которой наружные колеса крайних осей жесткой базы ребордами упираются в наружный рельс кривой, а внутренние колеса средней оси - в рельс внутренней нити.

S'min= Kmax+ fн - (43)

К полученной на основании такой расчетной схемы ширине колеи прибавляется min - минимальный зазор между боковой рабочей гранью рельса и гребнем колеса на прямом участке пути:

Smin= Kmax+ fн - + min, (44)

fн ( + b1)2/2R; b1 ; = L0/2. (45)

Необходимые для расчета величины приведены в табл. 12 и 13.

На железных дорогах установлена следующая ширина рельсовой колеи на кривых участках пути, мм: Для железобетонных шпал - 300 м и более.

при радиусах кривой 350 м и более - 1520;

то же 349 - 300 м - 1530;

299 и менее - 1535.

Если ширина колеи Smin меньше ширины колеи, устанавливаемой для кривой данного радиуса согласно ПТЭ, то за окончательную принимается ширина колеи по ПТЭ. Во всех случаях она должна быть меньше Smax = 1548 мм.

Определить Sопт и Smin при вписывании электровоза ТЭЗ в кривую. R = 1100 м. Скорости на участке установлены до 120 км/ч.

Sопт = К мах + fн - + 4;

fн ( + b1)2/2R;

b1 ;

= L0.

Из таблицы 12 имеем: Кмах= 1509 мм,

Из таблицы 13: = L0 = 4400 мм, r = 600 мм; = 6 мм,

;

;

Sопт = 1509 + 9,71 -6 + 4 = 1517 мм;

S'min = Kmax + fн -

С учетом необходимости обеспечить минимальный зазор плоучим

Smin = Kmax + fн - + min.

Из таблицы 12: min = 7 мм; = 2100 мм;

;

Smin = 1509 + 2 - 12 + 7 = 1506 мм.

Согласно ПТЭ в кривой R = 1000 м устанавливается ширина колеи 1520 мм.

Список использованной литературы

1. Крейнис З.Л., Селезнева Н.Е., Бесстыковой путь. Устройство, техническое обслуживание, ремонт. 2-е изд., перераб. и доп.-- М.: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2012. -- 472 с. -- ISBN 978-5-89035-683-3.

2. Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО "Российские железные дороги". Утверждено Распоряжением ОАО "РЖД" от 31.12.2015 № 3212р

3. Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути. Утверждено Распоряжением ОАО "РЖД" от 14.12.2016 № 2544/р

Приложения

Таблица 1. Повышение температуры рельсовой плети tу,0С, допускаемое по условию устойчивости пути