Устройство железнодорожного пути и организация путевых работ

 

 

 

Таблица 1.3 Типовые поперечные профили балластной призмы

Класс пути	Толщина слоя балласта в  подрельсовой зоне (в кривых – по внутренней нити)без учета балластной подушки, см	Ширина плеча призмы, см	Толщина балластной подушки, см	Минимальная ширина обочины  земляного полотна, см
1 и 2	35/40	40/45	20	50(40)
3	35/40	35/40
4	25/30	25/40		40
5	20/20	20/40	15	40
Примечание: 1. В числителе  значения звеньевого пути на деревянных шпалах; в знаменателе - для бесстыкового пути на железобетонных шпалах 2.Крутизна отскоков балластной  призмы при всех видах балласта  должна быть 1:1,5, а песчаной подушки -1:2. 3. В скобках приведена  ширина обочины на участках, где  ее увеличение связано с работами  по переустройству земляного  полотна или изменением отметок  пути более чем на 15 см. 4. Расстояние между заложением  откоса призмы и балластной  подушки на уровне основной площадки земляного полотна должно быть 15 см.

Согласно таблице спроектируем поперечник балластной призмы в масштабе 1:50. (смотреть рисунок 1.1)

 

 

2 Расчет основных параметров и разбивочных размеров обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стесненных условиях

 

1. Принципиальная схема обыкновенного  стрелочного перевода

 

Основными элементами современного одиночного обыкновенного перевода является: стрелка, комплект крестовинной части, соединительные пути, подрельсовое основанием.

 

1 – Рамные рельсы;

2 – Остряки;

3 – Переводной механизм;

4 – Сердечник крестовины;

5 – Усовики крестовины;

6 – Контррельсы;

7 – Соединительные пути по прямой;

8 – Соединительные пути на боковое направление;

I - Зона стрелки; 

II - Соединительные пути;

 III - Зона крестовины

Рисунок 2.1 - Принципиальная схема обыкновенного стрелочного  перевода

 

 

2. Расчетная геометрическая схема обыкновенного  стрелочного перевода.

 

Основными характеристиками обыкновенно стрелочного перевода являются (рисунок 2.2)

Рисунок 2.2 - Расчетная геометрическая схема обыкновенного стрелочного

перевода

α – угол между рабочими гранями крестовины;

tg α = 1/N – марка крестовины;

ЦП – центр стрелочного  перевода, т.е. точка пересечения  осей прямого и бокового путей;

С – математический центр  крестовины, т.е. точка пересечения  рабочих граней сердечника;

β_н – начальный угол криволинейного остряка;

β – полный стрелочный угол;

L_п – полная длина перевода;

L_т – теоретическая длина перевода;

a, b – большие полуоси перевода;

a₀, b₀ – малые полуоси перевода;

R₀ – радиус криволинейного остряка;

R – радиус переводной кривой;

l₀ – длина криволинейного остряка;

l₀^' – длина прямолинейного остряка;

q -  передний вылет рамного рельса;

l_pp – длина рамного рельса;

n – передний вылет крестовины;

m – задний вылет крестовины;

y₀ – ордината в корне остряка;

К – прямая вставка;

S₀ – ширина колеи в стрелочном переводе.

 

3. Расчет основных параметров и разбивочных размеров обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стесненных условиях.

 

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

 

Поскольку требуемое укорочение стрелочного перевода 1000 мм (более 250 мм), то следует выполнить перерасчет его основных параметров и разбивочных размеров.

 

Таблица 2.1 Основные характеристики заданного стрелочного перевода

Тип рельсов стрелочного  перевода	Р65
Марка крестовины 1/N	1/11
Длина криволинейного остряка  l0, мм	8300
Начальный угол остряка βн, рад	0,0079488
Радиус остряка R0, мм	300000
Передний вылет рамного  рельса q, мм	2765
Длина рамного рельса lpp, мм	12500
Передний вылет крестовины n, мм	2950
Задний вылет крестовины m, мм	2550
Полная длина стрелочного  перевода Ln, мм	33363

 

Величины основных тригонометрических функций приведены в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 Основные тригонометрические функции

tgα=1/11	α	sinα	cosα	tgα =
0.09090909	0,090659	0.09053486	0.995893	0.09090822	0.0453606

 

Теоретическая длина стрелочного  перевода L_т с учетом уменьшения его длины на ∆, определяется по формуле:

                                          L_т = L_п – q - m - ∆                                                (2.1)  

L_т = 33363 – 2765 – 2550 – 1000 = 27048 мм

При этом практическая длина  стрелочного перевода после его  укорочения станет равной

                                               L_пу = L_п - ∆.                                                     (2.2)

                                        L_пу = 33363 – 1000 = 32363 мм                                 

Определяем угол между  рабочими гранями крестовины:

                                                    tgα = 1/N

α = arctg1/N

α = arctg

= arctg0,090909= 5.194428°=0,09065989 рад

 

Спроектировав расчетный  контур AC (смотреть рисунок 2.2) на вертикальную и горизонтальную оси, получим систему уравнений:

 

S₀ = y₀ + R(cosβ – cosα) + Ksinα;

L_т = l₀^’ + R(sinα – sinβ) + Kcosα,                                   (2.3)

где S₀ – ширина колеи по прямому направлению стрелочного перевода;

R – радиус переводной кривой по рабочей грани упорной нити стрелочного перевода после укорочения его длины. Остальные обозначения прежние.

Решив систему уравнений, определим радиус переводной кривой R и длину прямой вставки K.

                                     R = ;                        (2.4)

                                     K = .                              (2.5)

В уравнениях (2.3) - (2.4) еще  не определенными являются y₀, l₀’, и β.

Полный стрелочный угол:

                                          β = β_н + .                                                        (2.6)

β = 0,0079488+

= 0,035615467 рад

Ордината в корне остряка  вычисляется по формуле:

                                     y₀ = R₀(cosβ_н – cosβ).                                               (2.7)

y₀ = 300000·(0,9999684 – 0,99936584)=180,8 мм

Проекция криволинейного остряка на рамный рельс по формуле:

                                    l₀^’ = R₀(sinβ – sinβ_н).                (2.8)

l₀^’ = 300000·(0,0356079 –0,00794872) = 8297,8 мм

 

Определяем радиус переводной кривой R:

R =

= 240226,6 мм

Определяем длину прямой вставки K:

K =

=5578мм

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

                                          ,                                                           (2.9)

                                             a₀ = L_т - b₀ .                                                 (2.10)

a₀ = 27048 - 16754,5 =10293,5 мм

Соответственно большие  полуоси:

                                        a = a₀ + q,                                                         (2.11)

a = 10293,5 + 2765 = 13058,5 мм

                                        b = b₀ + m.          (2.12)

b = 16754,5 + 2550= 19304,5 мм

 

2.3.2 Определение ординат  для разбивки переводной кривой  стрелочного перевода.

 

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

Рисунок 2.3 – Расчетная схема для определения ординат переводной кривой

Координаты конца переводной кривой определяются по формулам:

                                         x_k = R(sinα – sinβ),                                             (2.13)

                                         x_k = 240245,03 (0,090535– 0,0356079)=13195.96 мм                                    

                                       у_k = y₀ + R(cosβ – cosα).                                     (2.14)

у_k = 180,8 + 240226,6 (0,9993658– 0.995893)=1015 мм

Координаты промежуточных  точек определяются следующим образом. По оси абсцисс значения x_i  назначаются с шагом 2000 мм от x₀ = 0 до x_k, а ординаты у определяются по формуле:

                                     y_i = y₀ + R(cosβ – cosγ_i),                                        (2.15)

где γ_i определяется из зависимости

                                      sin γ_i = sinβ + .                                                   (2.16)

Расчеты приведем в табличной форме (таблица 2.2).

 

Таблица 2.2 – Расчет ординат  переводной кривой

xi, мм		sin γi = sinβ +	cosγi	yi = y0 + R(cosβ – cosγi)
0	0	0,035607938	0,9993658	180,8
2000	0,0083255	0,04393411	0,9990345	260,4
4000	0,01665095	0,052258884	0,9986336	356,7
6000	0,02497642	0,060584358	0,9981631	469,7
8000	0,033302	0,068909831	0,9976229	599,5
10000	0,0416274	0,077235304	0,9970129	746,0
12000	0,0499528	0,085560778	0,99633295	909,4
13195,96	0,0549278	0,090535746	0,9958932	1015

 

Проверка:

у_k = S₀ –Ksinα                             

у_k = 1520 – 5576,8 * 0.09053486= 1015 мм

 

2.3.3 Определение длин рельсовых  нитей стрелочного перевода

 

Исходными данными для  определения длин рельсовых нитей  укороченного

стрелочного перевода являются основные размеры рамных рельсов, остряков, крестовины и всего стрелочного перевода, приведенные в таблице 2.1.

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

                                   l₁=L_ПУ-l_pp-δ₁                                                                          (2.17)