Основы устройства и эксплуатации железнодорожного пути

Государственное Общеобразовательное Учреждение Высшего  Профессионального Образования

Дальневосточный Государственный Университет Путей Сообщения

Кафедра: «Железнодорожный путь,

основания и фундаменты»

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Основы устройства и эксплуатации железнодорожного пути»

Выполнил: Устюжанина Т.Е.

   Проверил: Смолева С. В.

Хабаровск

2011

Содержание курсовой работы

Введение

1. Верхнее строение пути

1.1 Определение грузонапряженности на заданном участке

1.2 Назначение группы, категории и класса пути

1.3 Назначение конструкции, типа и характеристики верхнего строения пути

2. Построение поперечных профилей земляного полотна

2.1 Поперечные профили земляного полотна на перегоне

2.2 Поперечные профили станционных путей

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

3.1 Определение длины прямой вставки и радиуса переводной кривой

3.2 Определение осевых размеров стрелочного перевода

3.3 Определение места постановки предельного столбика

3.4 Определение ординат для разбивки переводной кривой стрелочного перевода

3.5 Расчет нестандартных рубок, входящих в стрелочный перевод

3.6 Вычерчивание схемы обыкновенного стрелочного перевода

4.Расчет элементов стрелочной улицы и длин путей станционного парка.

5. Организация очистки путей от снега на станции…………...……………...……19

5.1 Характеристика способа очистки путей от снега……………………….....19

5.2 Определение объема снега, подлежащего уборке…………………………19

5.3 Определение продолжительности очистки станции от снега…………….20

6. Определение необходимой продолжительности «окна» при усиленном капитальном ремонте пути.

6.1 Определение фронта работ в «окно»

6.2 Расчет длин рабочих поездов технологического комплекса

6.3 Расчет продолжительности «окна»

6.4 График производства работ в «окно»

Список литературы              29

Приложение………………………………………………………………………………….30

Введение

Железнодорожный путь – сложный комплекс линейных и сосредоточенных инженерных сооружений и обустройств, расположенных в полосе отвода, образующих дорогу с направляющей рельсовой колеёй. Железнодорожный путь состоит из верхнего и нижнего строения пути.

К верхнему строению относятся рельсы, шпалы, рельсовые скрепления, балластный слой (балластная призма). Рельсошпальная решётка состоит из двух рельсов, уложенных и прикреплённых к поперечным балкам — шпалам. Шпалы или плиты обычно укладываются на балластный слой, который может быть двухслойным или однослойным. Чаще используется двухслойная балластная призма, состоящая из основного слоя — щебня твёрдых пород, и расположенной под ним песчаной или песчано-гравийной подушки. Однослойная балластная призма может быть из щебня, песчано-гравийной смеси, отходов асбестового производства, песка, ракушечника, шлака. На мостах различаются балластная конструкция (на пролёте устраиваются специальные корыта для размещения балласта) и безбалластная — когда мостовые брусья или плиты крепятся непосредственно на мостовые конструкции.

К нижнему строению относятся земляное полотно и искусственные сооружения (мосты, трубы, путепроводы и т. д.).

В данной курсовой работе были назначены группа, категория и класс пути, а также построены поперечные профили земляного полотна на основе исходных данных.

В работе был произведен расчет и построена схема стрелочного перевода, укладываемого в стесненных условиях (когда было необходимо уменьшить теоретическую длину типового перевода).

Был произведен расчет элементов стрелочной улицы и длин путей станционного парка, после этого была построена внемасштабная схема стрелочной улицы.

В заключение была определена необходимая продолжительность «окна» при усиленном капитальном ремонте пути и построен график производства работ в «окно».

1. Верхнее строение пути

1.1 Определение грузонапряженности на заданном участке

Железнодорожный путь состоит из верхнего строения, воспринимающего усилия от колес подвижного состава и направляющего их движения и нижнего строения (земляное полотно), служащего основанием для верхнего строения, а также искусственных сооружений (мостов, тоннелей, водопропускных труб, путепроводов и т. д.).

Верхнее строение пути состоит из рельсов, шпал, скреплений, балласта и дополнительных  элементов в виде противоугонов, стяжек и других элементов, а также стрелочных переводов и мостового полотна. Самый ответственный элемент – рельсы.

Установлены следующие типы рельсов: Р43,Р50. Р65,Р75 соответственно массой 44,65; 51,67; 64,72; 74,41 кг в одном метре. Буква Р означает слово “Рельс”, а цифра – приблизительную массу одного метра рельса. Наибольшее распространение имеют рельсы типа Р65. Каждый рельс имеет головку, шейку и подошву. В зависимости от типа стали рельсы бывают I и II групп. Железнодорожный путь бывает стыковой и бесстыковой.

Для передачи нагрузки от рельсов к балластному слою и земляному полотну используются шпалы. Рельсы опираются на опоры – шпалы, (полушпалы в метро), плиты, рамы, через прокладки. Шпалы бывают деревянные, железобетонные, и металлические. Деревянные шпалы легки, упруги, дешевы. Шпалы укладывают под рельсы на определенном расстоянии одну от другой. Схема их укладки на длине звена называется эпюрой шпал.

Шпалы укладывают на балласт, который воспринимает нагрузку от рельсов и передает ее на земляном полотно. Кроме того балласт дренирует (пропускает) воду. В качестве железнодорожного балласта используется щебень фракций 25 - 60 мм, гравий, песок. Примерные поперечные размеры балластных призм выбираются в зависимости от типа верхнего строения пути.

Балластная призма должна обеспечивать вертикальную и горизонтальную устойчивость рельсошпальной решетки при воздействии на нее поездной нагрузки, равномерное распределение давления от шпал на возможо большую площадь основной площадки земляного полотна, иметь, возможно, большую равноупругость вдоль и поперек пути и обеспечивать наименьшую неравномерность остаточных деформаций при эксплуатации железнодорожного пути.

Грузонапряженность – количество выполненных тонно-километров и пассажиро-километров на 1 км эксплуатационной длины.

Грузонапряженность для каждого из путей участка определялась по формуле:

                Г = 365 (Qгр * nгр + Qп * nп + Qск * nск)/1000,          (1.1)

где 365 – количество дней в году; Qгр, Qп, Qск - соответственно масса брутто грузовых, пассажирских и скорых поездов, тыс.т.; nгр, nп, nск -  соответственно количество грузовых, пассажирских и скорых поездов.

Грузонапряженность равна:

Г=365* (1,0*6+3,0*16+0)/1000=19,71 млн ткм брутто/км в год,

1.2 Назначение группы, категории и класса пути

В соответствии с приказом №12-Ц от 16.08.1994 «О переходе на новую систему ведения путевого хозяйства на основе повышения технического уровня и внедрения ресурсосберегающих технологий» железнодорожные пути классифицируются в зависимости от сочетания грузонапряженности и максимальных допускаемых скоростей движения пассажирских и грузовых поездов.

Согласно таблице 2.1 Положения о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах РФ, утвержденного 27.04.2001 г. по грузонапряженности все пути разделяются на 5 групп, обозначенных буквами (Б. В, Г, Д, Е), по допускаемым скоростям – на 7 категорий, обозначенных цифрами. Классы, представляющие собой сочетание групп и категорий путей, обозначены цифрами. Всего 5 классов.

Принадлежность пути соответствующему классу, группе и категории обозначается сочетанием цифр и буквы. Первая цифра – класс пути, цифра после буквы – категория пути.

В курсовой работе, на основании заданных условий движения, в соответствии с таблицей 1.1 (из методических указаний) были назначены группа, категория и класс пути.

Определение класса пути на участке движения осуществлялось по максимальной допускаемой скорости для пассажирских и грузовых поездов в соответствии с приказом начальника дороги об установлении скоростей, без учета отдельных километров и мест, по которым уменьшена максимальная скорость из-за кривых малого радиуса, состояния пути, искусственных сооружений или по другим причинам.

Так как грузонапряженность равна: 19,71млн. ткм брутто/км в год,

следовательно, класс, категория и группа пути – 3Г2.

1.3 Назначение конструкции, типа и характеристики верхнего строения пути

Каждому классу путей соответствует конструкция верхнего строения пути, тип и его характеристика. На основании выбранного класса пути в соответствии с техническими условиями на укладку и ремонт пути (таблица 1.2 из методических указаний), в курсовой работе были назначены конструкция и тип верхнего строения пути:

1)               Конструкция верхнего строения пути – бесстыковой путь на железобетонных шпалах.

2)               Типы и характеристика верхнего строения пути: рельсы Р50, новые, термоупрочненные, категории Т1 и Т2; скрепления новые; шпалы железобетонные, новее 1 сорта; балласт щебеночный с толщиной слоя 40 см; размеры балластной призмы – в соответствии с типовыми поперечными профилями.

3)               Виды работы при замене верхнего строения пути – усиленный капитальный ремонт пути

4)               Конструкции  и типы стрелочных переводов – Р50 новые; рельсовые элементы закаленные. Брусья железобетонные новые.

5)               Виды работ по замене стрелочных переводов – усиленный капитальный ремонт стрелочных переводов

6)               Земляное полотно и искусственные сооружения.  Земляное полотно, искусственные сооружения и их обустройство удовлетворяют максимальным допускаемым осевым нагрузкам и скоростям движения поездов в зависимости от групп и категорий путей.

Конструкция и размеры балластной призмы соответствуют техническим условиям, предусмотренным приказом  МПС № 12-Ц и типовым поперечным профилям балластной призмы для класса и группы пути:

      Ширина плеча балластной призмы (l) 40см;

      Толщина балластной подушки (б) 20см;

      Толщина балласта под шпалой (а) (была выбрана из таблицы 1.2 в методических указаниях) 40см;

      Минимальная ширина обочины земляного полотна (в) 45 см.

Крутизна откосов балластной призмы при всех видах балласта была принята 1:1,5, для песчаной подушки – 1:2.

После этого был вычерчен поперечный профиль балластной призмы на прямом участке пути со всеми размерами (рис. 1- см. приложение), в масштабе 1:50.

2. Построение поперечных профилей земляного полотна

2.1 Поперечные профили земляного полотна на перегоне

Ширина основной площадки вновь проектируемого земляного полотна (В=7,3 м.) была принята в зависимости от вида грунта и категории дороги.

Откосы насыпей из глинистых не переувлажненных грунтов в пределах верхних 6 метров имели крутизну 1:1,5, от 6 до 12 метров – 1:1,75.

Откосы выемок высотой до 12 метров устраиваются с постоянной крутизной по высоте – 1:1,5.

Водоотводная канава у насыпи (рис. 2.1.(а)- см. приложение) была показана с одной стороны (т.к. поперечный уклон местности равен 0,05).

Поперечный профиль выемки был вычерчен с кавальером (рис. 2.1.(б)- см. приложение). Масштаб поперечных профилей 1:100.

2.2 Поперечные профили станционных путей

Ширина основной площадки на станции была определена по формуле

Вс = М’ (nп – 1) + 2Мо,                            (2.1)

где М’ = 5,1 м – расстояние между осями станционных путей; nп – количество путей на станции; М0 – расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна, было принято равным 3,5 м. Тогда ширина основной площадки равна:

Вс = 5,1 (9-1) + 2*3,5=47,8 м.

Основная площадка на станции устраивается односкатной, двускатной или пилообразной. Для курсовой работы была принята пилообразная основная площадка (рис. 3- см. приложение).

В курсовой работе, в зависимости от заданного количества станционных путей, междупутных расстояний, поперечного уклона местности был выбран поперечный профиль земляного полотна (рис. 3- см. приложение), была определена ширина основной площадки, и профиль был вычерчен в масштабе 1:100.