Основы устройства и эксплуатации железнодорожного пути

 

                                                                                                           Таблица 2.1

 

Ширина основной площадки земляного полотна новых линий на прямых участках пути

 

Вид грунта насыпи	Ширина основной площадки B, в зависимости от категории железнодорожных линий, м
	Скоростные и особо грузонапряженные, двухпутные участки, I	I и II	III	IV
Глинистые и другие недренирующие	11,7 (7,6+4,1)	7,6	7,3	7,1
Скальные, крупнообломочные и песчаные дренирующие	10,7 (6,6+4,1)	6,6	6,3	6,2

 

Исходя из того, что вид грунта насыпи крупнообломочный, для IV категории пути принимаем ширину основной площадки B=6,2м. При этом, ширину основной площадки на двухпутных линиях увеличивают на размер междупутья 4,1м. Поэтому, принимаем основную площадку 2-х путной линии шириной равной

 

                                м                                               (2.1)

 

На раздельных пунктах основную площадку и верхнюю поверхность балластного слоя высотой до 12м для двухпутных линий делают двухскатной. Откосы насыпей на дренирующих грунтах в пределах верхних 6 метров имели крутизну 1:1,5, от 6 до 12 метров – 1:1,75.

Обочины предназначены для того, чтобы обеспечить удаленность поездной нагрузки от края основной площадки, предохранить балласт от осыпания на откосы земляного полотна создать удобство для производства путевых работ. На обочинах размещают путевые знаки и сигналы. Ширина обочин на эксплуатируемой сети должна быть не менее 0,45 м.

Для того чтобы вода возможно быстрее и дальше оттекала от земляного полотна, в поперечном профиле производятся планировки и даются поперечные уклоны в сторону поля:

 

А) У насыпей - бермам(2-4%)

 

Б) У выемок – банкетам (2-4%)

 

Ширина бермы принимается не менее 3 м для надежной защиты подошвы насыпи от непосредственного действия текущей по продольной канаве или резерву воды и для возможности пропуска по берме машин. Принимаем ширину бермы, равной 4 м с поперечным уклоном 3%.

Все элементы земляного полотна тщательно планируют и защищают от различных вредных воздействий. В обычных случаях крутизна откосов канав, банкетов и кавальеров, а также откосов резервов и кюветов принимается не больше 1:1,5, полевые откосы кюветов должны иметь крутизну откосов выемки.

Для выемки ширина банкета проектируется с шириной не менее 1м.

Кавальер – это специально спланированные отвалы грунта, предусматривающиеся в случаях непригодности или экономической нецелесообразности использования грунта из выемок для насыпей, а также при отсутствии в непосредственной близости от выемки пониженных мест рельефа, которые могут использоваться для непригодного или излишнего грунта. Поперечный профиль выемки вычертили с двумя кавальерами, при этом с левой стороны выемки чертим нагорную канаву глубиной 0,6м.

Масштаб поперечных профилей 1:100 (Приложение, Рис 2.1)

 

 

2. Поперечные профили станционных путей

 

Согласно рис 2.2 ширина основной площадки на станции определяется:

 

                               ,                                                  (2.2)

 

Где =4.9м-расстояние между осями станционных путей; -количество путей на станции; -расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна, принимается равным 3,5м.

Исходя из того что количество путей на станции составляет 7 штук, расстояние между осями которых принимаем 5,3м, ширина основной площадки:

 

                     

 

 

Основная площадка на станции устраивается односкатной, двускатной или пилообразной. В нашем случае принимаем двускатную основную площадку. Условная высота насыпи в центре станционного парка равна 5.5м. Длина железобетонных шпал 1-го сорта равна 2,7м

Крутизна откосов основной площадки принимается равной 1:1.5. Слева от площадки располагаем берму шириной 3м, а также водоотводную канаву глубиной 0,6м и шириной 0,4м. Крутизна откосов канавы 1:1.5. На станционных путях применяется конструкция дренажа с целью водоприема и водоотведения с целью осушения балласта, на котором расположены станционные пути.

 

Масштаб профиля 1:100 (Приложение, Рис 2.2).

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

 

    Стрелочный перевод  – устройство, служащие для перевода  подвижного состава с одного  пути на другой. Стрелочный перевод  состоит из стрелки, крестовины  и соединительных путей между  ними.

Подавляющая часть стрелочных переводов – одиночные обыкновенные стрелочные переводы. Такой перевод состоит из 4-х основных частей:

 

1. Стрелки с переводным механизмом
2. Острой крестовины с контррельсами
3. Соединительной части
4. Комплекта переводных брусьев

 

Стрелка – часть стрелочного перевода, состоящая из двух рамных рельсов, двух остряков и связи между остряками, предназначенных для направления подвижного состава на прямой или  боковой путь, и переводного механизма. При наличии крестовин с подвижным сердечником в понятие стрелки входит и крестовина.

Боковой путь – путь, при следовании на который подвижной состав отклоняется по стрелочному переводу.

Крестовина состоит из сердечника и двух усовиков. Она обеспечивает пересечение гребня колес рельсовых головок, а контррельсы направляют гребни колес в соответствующие желоба при проходе колесной пары по крестовине. Точка пересечения рабочих граней сердечника крестовины называется ее математическим центром, а самое узкое место между усовиками – горло крестовины: промежуток между боковыми гранями усовика и сердечником представляет собой желоб для перехода колесных гребней. Угол, образуемый рабочими гранями сердечника, называется углом крестовины. Отношение ширины сердечника крестовины в ее корне к длине сердечника до математического центра, называется маркой крестовины. Таким образом, характеризует крутизну угла относительно бокового пути от основного: чем меньше угол крестовины, тем плавне ход поездов на боковой путь. Марка крестовины выражается в виде дроби:

 

                                                    1/N = tg α.                                                    (3.1)

                                                          

    где: α – угол  крестовины,            N – целое число.

 

В настоящее время большее число стрелочных переводов с марками 1/9 и 1/11. С 1962 года начат выпуск стрелочных переводов марок 1/18 и 1/22, дающих возможность пропускать поезда по ответвлению со скоростью 80 и 120 км/ч соответственно.

    Стрелочный перевод  был рассчитан с высокой точностью, при расчете линейных размеров их значения были округлены до 1 мм., значения углов в градусном исчислении до 1 секунды, тригонометрические функции и радианные меры углов до шестого знака после запятой.

Наименование	Обозначение	Р65 1/11
Марка крестовины	1/N	1/11
Стрелочный угол	β	2о02’26”
Длина остряков, мм: Прямолинейного криволинейного	ℓ’o ℓo	8298 8300
Проекция остряка на вертикаль, мм	u	181
Длина рамного рельса, мм	ℓрр	12500
Передний вылет рамного рельса, мм	q	2765
Угол крестовины	α	5о11’40”
Длина передней части крестовины, мм	n	2950
Длина задней части крестовины, мм	m	2550
Полная длина перевода, мм	Lp	33363

 

                                                                                      Таблица 3.1

Основные характеристики обыкновенного стрелочного

перевода конструкции Р65 марки 1/11

 

 

 

1.  Определение длины прямой вставки и радиуса переводной кривой.

 

    На основании исходных данных теоретическая длина  стрелочного перевода определяем по формуле

 

                                    Lt = L’p – q – m;    L’p = Lp – У,                                        (3.1)

 

    где L’p – полная длина стрелочного перевода с учетом уменьшения его длины (величина уменьшения У была определена заданием и равнялась 435 мм.); q – передний вылет рамного рельса; m -  длина хвостовой части крестовины; Lp – полная длина стрелочного перевода (берем из таблицы 3.1).

Определим теоретическую длину стрелочного перевода

 

                                        L’p = 33363-451=32912мм

 

                                      Lt = 32912-2765-2550=27597мм.

 

    Прямая вставка (К) – это расстояние между математическим центром крестовины и концом переводной кривой (согласно рис. 3.1 методических указаний*1 – расстояние ВС ).

 

    Для определения  прямой вставки вычисляем коэффициенты А1, А2, В1, В2 по формулам:

 

А1 = (S0 – u) / (cos β – cos α);

 

        B1 = sin α / (cos β – cos α);                             (3.2, a)

 

A2 = (Lt-L0’) / (sin α – sin β);

 

B2 = cos α / (sin α – sin β).

 

 

Найдем тригонометрические значения синусов и косинусов для заданных углов

 

         

       

 

Находим коэффициенты

 

              

 

              

 

                  

 

                   

 

    Далее определили  длину прямой вставки К и  радиус переводной кривой по  рабочей грани упорной нити Rпр а также произведем проверку ширины колеи по направлению стрелочного перевода, по формулам

 

                                                                          (3.2, б)

 

где: S0 – ширина колеи по прямому направлению стрелочного перевода;

 S0 =1520 мм. ; u – расстояние между рабочими гранями рамного рельса и остряка в его корне; Rпр  - радиус переводной кривой по рабочей грани упорной нити;

 α – угол крестовины; β – стрелочный перевод; K – длина прямой вставки.

Допускается различие между S0 и 1520 в сотых долях миллиметра;

Находим, что

 

       

 

Проверка была выполнена правильно. Значения 1520 и  S0  совпадают.

 

2. Определение осевых размеров стрелочного перевода

 

    Осевые размеры  стрелочного перевода а0 и в0 необходимы для разбивки его на местности. Они откладывались от центра стрелочного перевода О, то есть от точки пересечения оси прямого пути и оси бокового пути, по направлению прямого пути. Значения а0 и в0 определяем по формулам

 

                                         

                                                     (3.3)

 

                                               a0 = Lt – b0                         (3.4)                                                                              

 

     где 1/N – марка стрелочного перевода.

    Получаем числовые значения осевых размеров:

 

b0 = 1520*11=16720                                              (3.3)

 

a0 = 27194 – 16720=10474   

 

3. Определение места постановки предельного столбика

 

    Расстояние от центра стрелочного перевода до предельного столбика вычисляем по формуле

                                                      

                                             (3.5)                                                                                       

 

    где М – минимальное  расстояние между осями путей, принятое 4,1 м.

 

    Численное значение  этого расстояния получаем следующим

 

                                               

 

4. Определение ординат для разбивки переводной кривой стрелочного перевода

 

Начало координат для разбивки переводной кривой расположено на рабочей грани рамного рельса против корня остряка, точка О0                                  

Координаты точек в конце переводной кривой определяем по формулам:

                   

                                  хk = Rпр (sin α – sin β)

                          yk = y0 + Rпр (cos β – cos α),                                             (3.6)                   

 

    где y0 – начальное значение ординаты переводной кривой в точке х0 = 0, y0 = u.