Виды ремонтов пути. Возвышение наружного рельса. Капитальный ремонт подъездного железнодорожного пути. Деформации земляного полотна. Устройство пути на прямолинейных и криволинейных участках. Конструкция одиночного обыкновенного стрелочного перевода.
За последние годы выполнены значительные работы по усилению и совершенствованию путевого хозяйства, основными направлениями которых являются увеличение мощности пути за счет укладки тяжелых рельсов, железобетонных шпал, щебеночного и асбестового балластов; увеличение протяженности бесстыкового пути; повышение оснащенности путевого хозяйства современными машинами, механизмами и автоматизация путевых работ. Это обеспечивает достаточно плотное прижатие выкружки гребня колеса к боковому закруглению головки рельса и предотвращает вкатывания на рельс гребня колеса. Во избежание значительной концентрации местных напряжений и образования закалочных трещин при остывания рельса сопряжения боковых и нижних граней головки рельса и всех граней подошвы рельса выполняются по кривым радиуса 2-4 мм. Для того чтобы лучше центрировать положение колеса на рельсе, от средней части поверхности катания, очерченной пологой кривой, сделан переход к поверхности радиуса 80 мм, а затем к боковым закруглениям, радиусы которых увеличены в 1975 году с 13 до 15 мм, т.е. приняты равными радиусу выкружки гребня неизношенного колеса вагона. Их основное назначение: воспринимать давление от рельсов и передавать на балластный слой; сохранять неизменность ширины колеи и совместно с балластом - правильность и неизменность положения колеи в пространстве.Текущее содержание пути - комплекс организационно-технических мер, обеспечивающих исправное состояние железнодорожного пути: осмотры, контроль состояния элементов верхнего строения пути, искусственных сооружений и земляного полотна и выполнение путевых работ. Все работы по текущему содержанию пути и надзор за сооружениями выполняют путевые бригады, бригады по содержанию искусственных сооружений и земляного полотна, работники, осуществляющие дефектоскопию рельсов, обходчики железнодорожных путей и искусственных сооружений, дежурные по переездам. Все работы производятся в одном темпе, равном темпу ведущей работы, группы монтеров пути вступают в работу и заканчивают ее последовательно одна за другой. I группа - деформации основной площадки: балластное корыто - углубление под шпалой в глинистых грунтах, из которых сложена основная площадка, заполненная балластными материалами; балластное ложе - углубление под несколькими шпалами в глинистых грунтах основной площадки, вытянутое вдоль пути, иногда имеющее продольный уклон; балластный мешок - значит, углубление (несколько метров вдоль пути) в глинистых грунтах земляного полотна, не имеющее стока; балластные гнезда - балластные мешки или ложа, имеющие один или несколько отростков-карманов, заполненные балластными материалами; выпирание грунтов в выемке - оседание или поднятие основной площадки вследствие резкого изменения напряженного состояния в пластичных грунтах; пучины - искажения положения рельсовых нитей в продольном и поперечном профилях в виде горбов, впадин, перепадов вследствие неравномерного морозного пучения грунтов; весенняя пучинная просадка - интенсивное нарастание местных искажений рельсовой колеи в продольном и поперечном профилях в результате осадок (просадок) оттаивающих грунтов земляного полотна под поездными нагрузками на участках с большим (более 40-60 мм) равномерным пучением. IV группа - деформации основания земляного полотна: оползень - скольжение масс грунта по подстилающему грунту в сторону понижения рельефа без опрокидывания и падения; оседание основания насыпи - медленное вертикальное перемещение земляного полотна без боковых смещений, вызываемое уплотнением слабых толщ, залегающих под подошвой насыпи; провалы - быстропротекающие деформации земляного полотна (на болотах с торфяной коркой, над карстовыми пустотами, в местах суффозионного разрушения основания), приводящие, как правило, к полному или частичному его разрушению; просадка над горной выработкой - вертикальное перемещение основания земляного полотна, вызываемое сдвижением горных пород в местах шахтной добычи полезных ископаемых.
План
Текущее содержание пути.
Введение
На рубеже нового этапа социально-экономической модернизации Казахстана динамичное развитие и эффективное функционирование транспортного комплекса являются одним из ключевых условий для достижения высоких и устойчивых темпов экономического роста, обеспечения национальной безопасности и обороноспособности страны, повышения уровня жизни населения, рациональной интеграции в мировую экономику и, соответственно, вхождения в число 50-ти наиболее конкурентоспособных стран мира.
Железнодорожный транспорт Республики Казахстан имеет важное значение в жизнеобеспечении многоотраслевой экономики и реализации социально значимых услуг по перевозке грузов и пассажиров. На его долю приходится более 80% грузооборота и 40% пассажирооборота, выполняемых транспортом общего пользования.
Железнодорожный путь как инженерное сооружение, предназначенное для пропуска по нему поездов с установленной скоростью, представляет собой основу железнодорожного транспорта. От его состояния зависят непрерывность и безопасность движения поездов, эффективное использование главнейших технических средств железных дорог и в конечном счете сам перевозочный процесс.
За последние годы выполнены значительные работы по усилению и совершенствованию путевого хозяйства, основными направлениями которых являются увеличение мощности пути за счет укладки тяжелых рельсов, железобетонных шпал, щебеночного и асбестового балластов; увеличение протяженности бесстыкового пути; повышение оснащенности путевого хозяйства современными машинами, механизмами и автоматизация путевых работ.
Одним из важнейших технических средств железнодорожного транспорта является железнодорожный путь. Он состоит из верхнего и нижнего строения пути. На рисунке 1 приводится структурная схема железнодорожного пути.
От состояния железнодорожного пути зависит непрерывность и безопасность движения поездов, объемы перевозок, а также эффективность использования подвижного состава.
Земляное полотно на всем протяжении сети в основном удовлетворяет требованиям перевозочного процесса, однако на 10,3% эксплутационной длины оно имеет дефекты и деформации, негативно влияющие на перевозочный процесс.
Железнодорожный путь работает в сложных условиях, на него действуют поездные динамические нагрузки, непредсказуемо изменяющиеся природные факторы, температура, атмосферные осадки, ветра и т.д. Все это нужно учитывать и предусматривать при проектировании и расчетах железнодорожного пути.
1. Выбор верхнего строения пути
1.1 Рельсы
Тип рельсов определяется массой рельса длиной 1 м, значение которого округлено проставляется после буквы Р. Так 1 м рельса Р75 имеет массу 74,44 кг (табл. 1.1).
На рисунке 1.1 показаны поперечные профили различных типов рельсов.
Поверхность катания головки рельса делается слегка выпуклой для большей центральности передачи давлений от колес. Переход к боковым граням головки рельса осуществляется по кривой радиуса R=13-15 мм, близкого к радиусу выкружки гребней колес локомотивов и вагонов. Это обеспечивает достаточно плотное прижатие выкружки гребня колеса к боковому закруглению головки рельса и предотвращает вкатывания на рельс гребня колеса. Во избежание значительной концентрации местных напряжений и образования закалочных трещин при остывания рельса сопряжения боковых и нижних граней головки рельса и всех граней подошвы рельса выполняются по кривым радиуса 2-4 мм. Переход от головки и подошвы к шейке рельса, через которую головка передает давление от колес подвижного состава на подошву, а последняя - на подрельсовые опоры, делается особенно плавным; мало того, сама шейка имеет криволинейное очертание.
Для снижения контактных напряжений радиус средней части поверхности катания головки рельсов типов Р50 и Р65 шириной 20мм принят 500мм; стрела выпуклости на этом участке равна 0,1 мм.
Стрела головки рельса независимо от ее первоначального очертания по мере износа приобретает очертание, соответствующим конкретным условиям работы рельса.
Для того чтобы лучше центрировать положение колеса на рельсе, от средней части поверхности катания, очерченной пологой кривой, сделан переход к поверхности радиуса 80 мм, а затем к боковым закруглениям, радиусы которых увеличены в 1975 году с 13 до 15 мм, т.е. приняты равными радиусу выкружки гребня неизношенного колеса вагона. Это сделано для обеспечения наиболее плотного прилегания к новому рельсу неизношенного вагонного колеса при его набегании на рельс и предотвращения вползания колеса на него. Кроме того переход R=13 мм и R=15 мм увеличивает плавность очертания головки рельса, что направлено на снижение остаточных напряжений в головке, возникающих при остывании рельса после проката.
В настоящее время в Казахстане используются рельсы типов Р75, Р65, Р50 и Р43. Среди них в основном используются рельсы типа Р65 (87,7%).
Рисунок 1.1 Поперечные профили рельсов
Таблица 1.1 Характеристики рельсов, применяемых в Казахстане
Углерод, применяемый в оптимальных размерах, обеспечивает общую прочность рельсов на изгиб, твердость и износостойкость. С повышением содержания углерода увеличивается хрупкость рельсов. Марганец и кремний повышают твердость и износостойкость. Фосфор создает хладноломкость стали. Сера создает красноломкость, повышающую повреждаемость рельсов при их изготовлении. Мышьяк повышает твердость и износостойкость стали.
Распределение металла по сечению должно обеспечивать возможность доброкачественного изготовления рельсов. Для повышения срока службы рельсов, что имеет чрезвычайно важное значение для линий с высокой грузонапряженностью, производится термическая обработка (закалка) рельсов, увеличивающая этот срок в полтора раза.
1.2 Шпалы
Подрельсовые основания могут выполняться в виде отдельных опор (шпал), продольных лежней, рам и плит. Их основное назначение: воспринимать давление от рельсов и передавать на балластный слой; сохранять неизменность ширины колеи и совместно с балластом - правильность и неизменность положения колеи в пространстве. В подавляющем большинстве случаев применяются шпалы.
Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл. На сети железных дорог мира преобладают деревянные шпалы (80-85%).
Шпалы укладывают в путь в строго определенном порядке. Схема расположения шпал на звене (рис. 1.2.1) называется эпюрой шпал. На эпюре обозначено: l - длина рельса, a - промежуточный пролет, c - стыковой и b - предстыковой. Принято b = a; при известном с будет а = где n - число шпал на звене.
Рисунок 1.2 - Схема расположения шпал на звене
Поперечное сечение деревянных шпал устанавливается исходя из следующих соображений: 1) верхняя постель шпалы должна быть достаточной для размещения на ней путевых подкладок (однако нецелесообразно, чтобы подкладки были уже верхней постели шпал во избежание образования замкнутых вдавленостей древесины под подкладкой, способствующих задерживанию влаги; лучше даже, если подкладки будут несколько свисать со шпалы);
2) нижняя постель должна быть достаточно широкой, чтобы давление на балласт было умеренным, и не должна быть чрезмерной, чтобы можно было легко уплотнять балласт под шпалами (например, подбивкой);
3) толщина шпал должна обеспечивать ей необходимые моменты инерции и сопротивления с учетом износа и гниения шпал и производства необходимого ремонта их в период эксплуатации;
4) форма шпал должна быть такой, чтобы при выработке их из бревен (тюлек) отходы древесины были минимальными и могли быть употреблены для других целей.
Шпалы по действующему стандарту (рис. 1.3) делятся на обрезные, у которых пропилены все четыре стороны, и необрезные, у которых пропилены только постели. И те и другие в зависимости от размеров делятся на три типа. Шпалы I типа предназначены для главных путей, II типа - для станционных и подъездных путей, III типа - для малодеятельных путей промышленных предприятий. По качеству древесины шпалы делятся на два сорта.
Наилучшей форой деревянных шпал является прямоугольная.
Рисунок 1.3 - Стандартные деревянные шпалы
Для железобетонных шпал применяют предварительно напряженный бетон. Их армируют стержневой, прядевой и проволочной арматурой. Железобетонные шпалы делятся на цельнобрусковые и составные.
Современная железобетонная шпала - цельнобрусковая из предварительно напряженного железобетона, армированная высокопрочной проволокой, должна соответствовать требованиям ГОСТ 10629-88 и ТУ 5864-019-11337151-95.
Одновременно поперечное сечение шпалы имеет трапецеидальное очертание с шириной по верху 160 - 170 - 182 мм, а по низу 250 - 300 мм. Точное развитие опорной поверхности у шпалы снижает давление на балласт и его деформации, особенно у краев балластной призмы, где сопротивление выдавливанию балласта наименьшее. При этом увеличивается сопротивляемость пути сдвигу в поперечно направлении и выбросу, что особенно важно для бесстыкового пути
1.3 Соединение и пересечения рельсовых путей
Подавляющая часть стрелочных переводов - одиночные обыкновенные стрелочные переводы. Такой перевод состоит из четырех основных частей: 1) стрелка с переводным механизмом;
2) острая крестовина с контррельсами;
3) соединительная часть (между стрелкой и крестовиной);
4) комплект переводных брусьев.
Стрелка состоит из двух рамных рельсов и двух остряков с соответствующими корневыми устройствами и скреплениями. Крестовина состоит из сердечника и двух усовиков. Тангенс угла ? крестовины называется маркой крестовины и стрелочного перевода и обозначается 1/N, где N - число марки. Математическим центром или математическим острием С острой крестовины называется точка пересечения продолжения рабочих кантов сердечника крестовины. Горлом, или горловиной, крестовины называют сечение, где расстояние между рабочими кантами усовиков минимально (место первого перегиба усовиков). Промежуток от горла до практического острия крестовины, на котором гребни колес не направляются рельсовыми нитями, называется вредным пространством. Направление колес на этом участке осуществляется контррельсами, являющимися при этом непременным дополнением к крестовине.
По форме в плане крестовины обыкновенных переводов могут быть прямолинейные и криволинейные. В обыкновенном стрелочном переводе крестовина имеет криволинейное направление на боковой путь (по продолжению переводной кривой). При одной и той же длине стрелочного перевода криволинейные крестовины дают возможность увеличить радиус переводной кривой (например, со 190 до 300 м при марке 1/9). Устройство их сложнее, чем прямолинейных крестовин. Кроме того необходимо иметь отдельно крестовины с левым и правым криволинейным кантом, а для симметричных переводов - двумя криволинейными кантами. В криволинейной крестовине маркой называется тангенс угла между касательными к ее рабочим кантам в ее конце.
Теоретической длиной Lt одиночного обыкновенного стрелочного перевода называется расстояние, измеренное от острия остряка до математического центра острой крестовины. Полной (практической) длиной Lп называется расстояние от начала рамных рельсов до конца крестовины.
1.4 Балластный слой
Основным назначением балластного слоя является: 1) обеспечивать устойчивость рельсошпальной решетки в пространстве под воздействием как вертикальных, так и горизонтальных поперечных и продольных сил без накопления или с минимальным накоплением остаточных деформаций;
2) передавать давления, воспринимаемые от шпал, на возможно большую площадь основной площадки земляного полотна наиболее равномерно;
3) участвовать в обеспечении достаточной упругости подрельсового основания;
4) дренирование атмосферных вод или исключение их проникновения в балласт.
Балластный слой должен обладать необходимой несущей способностью в любой метеорологической обстановке, не допускать появления выплесков и разжижений, предохранять основную площадку от увлажнения. Материал для балласта должен быть прочным и устойчивым под нагрузкой, не дробиться и не крошиться под уплотнением, быть атмосфероустойчивым, не пылить при проходе подвижного состава, не размываться водой, не прорастать травой, обладать диэлектрическими свойствами, быть долговечным и дешевым. Расходы по устройству и содержанию, ремонту пути в части балластного слоя, должны быть минимальными.
Материалами для балласта служат: гравий, песок, шлаки, ракушка и т.д. Большое распространение получает асбестовый балласт.
Поперечные профили наиболее часто встречающихся типов балластного слоя указаны на рисунке 1.4. Однослойная балластная призма из гравийного и песчано-гравийного балласта имеет плечо е = 20 см и толщину слоя под шпалой а = 35 см; для призмы из асбестового балласта или щебня соответственно е = 25 см и а = 45 см при деревянных шпалах и а = 50 см - при железобетонных шпалах и легком типе верхнего строения. При более тяжелых типах эти размеры увеличиваются: для каждого типа е увеличивается на 10 см и а - на 5 см.
Рисунок 1.4 - Балластная призма
1.5 Ширина рельсовой колей
Рельсовая колея определяется своей шириной, положением рельсовых нитей по уровню и подуклонкой рельсов.
Верх головок рельсов обеих нитей на прямых участках пути должен быть в одном уровне; разрешается отклонения 5 мм. Допускается содержание на всем протяжении прямой одной рельсовой нити на 5 мм выше другой для снижения виляющего движения экипажей на прямых.
На рисунке 1.5 показана колесная пара, находящаяся на рельсовой колее. В связи с тем, что ширина колесной пары q меньше ширины колеи S, на прямой между рельсовыми нитями и гребнями колес образуются зазоры, обеспечивающие возможность виляющего движения колесной пары (тележки, экипажа) на прямой. Этому способствует коничность колес, составляющая в средней части поверхности катания колеса 1:20, изза чего и рельсы на прямых участках стоят не вертикально, а с наклоном внутри колеи также 1:20.
Рисунок 1.5 - Расположение колесной пары на рельсовой колее
Рельсовая колея своим геометрическим очертанием и положением в пространстве должна надежно обеспечивать безопасность и бесперебойность движения поездов с установленными скоростями и строго соответствовать ходовым частям подвижного состава и, в частности, колесным парам.
Шириной колеи называется расстояние между внутренними гранями головок рельсов, которое измеряют на 13 мм ниже поверхности катания колес по головке рельса.
Самой распространенной в мире стала так называемая «стефенсоновская» (она же «европейская», она же «стандартная» (по английски - Standard gauge, а по немецки - Normalspur) колея: 1435 мм. Общая протяженность линий «нормальной» свыше 720 тысяч километров - расстояние кратное 18 экваторам земли. Впервые такая колея была применена Джорджем Стефенсоном на его первой железной дороге, а затем распространилась на большую часть Европы и, наконец, стала де-факто стандартом.
Предельные отклонения на прямых и в кривых по уширению 6 мм; по сужению -4 мм. На участках, где установлена скорость 50 км/ч и менее, допускаемые отклонения не должны превышать по уширению 10 мм, по сужению -4 мм.
На линиях с колеей 1524 мм допускаемые отклонения на прямых и кривых участках пути не должны превышать по уширению 6 мм, по сужению -4 мм.
На существующих линиях до их перевода на колею 1520 мм допускается следующая ширина колеи, мм: - на прямых и кривых радиусом 350м и более - 1524;
- в кривых радиусом 349-300 м - 1530;
- в кривых радиусом 299 и менее - 1540.
На некоторых участках с колеей 1524 мм может допускаться следующая ширина колеи, мм, в кривых при радиусах: - 650-450 м - 1530;
- 449-350 м - 1535;
- 349м и менее - 1540.
На участках со скоростями движения 140 км/ч и менее отводы отклонений по ширине колеи не должны превышать 1 мм на 1 м пути, а при скоростях более 140 км/ч - 1 мм на 1,5 м пути. Уширение получают сдвижкой внутренней нити в пределах переходной кривой.
Определение ширины колеи. Оптимальная ширина рельсовой колеи определяется по следующей формуле:
(1.1) где - максимальная ширина колесной пары, =1509 мм;
- величина стрелы изгиба
- поперечный разбег, мм
(1.2) мм
Определим расстояние от оси колесной пары до точки касания гребня с рельсом;
(1.3)
- длина жесткой базы, =3000 мм
АВ=2( b)=2(3000 25,04)=6050 мм (1.4)
(1.5)
Таким образом, требуемая минимальная допустимая ширина рельсовой колеи кривой радиусом 210 м, полученная расчетом для пропуска электровоза ВЛ80С не противоречит требованиям ПТЭ. стрелочный деформация земляной полотно
2. Виды ремонтов пути. Путь и путевое хозяйство
На сети ЖД дорог принята структура управления путевым хозяйством.
Основные предприятия путевого хозяйства - это дистанции пути, обязанность которых текущее содержание пути, земляного полотна, искусственных сооружений, а также частичный их ремонт, и путевые машинные станции, выполняющие основные объемы ремонтных работ на этих объектах. При необходимости часть контингента привлекается на снегоборьбу.
Главные производственные подразделения дистанций пути и ПМС- околотки, отделенческие и укрепленные или специализированные бригады ремонтных колонн. Руководят этими подразделениями дорожные мастера и бригадиры пути.
Дистанции пути имеют производственные базы, являющиеся основой механизированного способа работ, выполняемых этими предприятиями.
Дистанции пути имеют мастерские, где производится техническое обслуживание и ремонт средств механизации, изготовляется и ремонтируется путевой инструмент, материалы ВСП. В мастерских имеются гаражи для автотранспорта, помещение для отстоя и ремонта снегоуборочной техники и путевых машин, кроме того, гаражи для автотранспорта, дрезин, шпалоподбивочных машин, хранения другой техники строятся на участках и околотках. Для ремонта и обслуживания дефектоскопных и путеизмерительных средств также отводятся специальные помещения. Для выгрузки, хранения и комплектации материалов ВСП, кроме балласта, имеются механизированные дистанционные или участковые базы, которые оснащаются кранами грузоподъемностью 5 т. За базой закрепляются средства для транспортировки материалов к месту работ и вывозки оттуда старогодных. Для хранения горючесмазочных материалов на станции оборудуются специальные пункты.
На производственных базах МПС выполняется большой комплекс работ: разгрузка и хранение материалов, сборка и разборка путевой решетки, ремонт шпал, средств механизации, формирование укладочных и разборочных поездов. В настоящее время базы оснащены полуавтоматическими линиями для сборки новой и старогодной путевой решетки, разборки снятых с пути звеньев.
Вывод
В данном курсовом проекте были проведены расчеты и осуществлена проверка: - выбраны ВСП: рельсы Р75, промежуточное крепление типа КБ, балласт щебеночный, шпалы деревянные заменены на железобетонные;
- отвод возвышения наружного рельса зависит от максимальной скорости движения поезда;
- длина переходной кривой зависит от возвышения наружного рельса и уклона отвода (l0 =60 м);
- потребное количество укороченных рельсов принимается;
- определение количества и порядок укладки укороченных рельсов на микрокалькуляторе и на ПК совпадают, так как марка крестовины принимается стандартной;
- при капитальном ремонте вычисляется время на проведение основных работ: смена рельсошпальной решетки;
- продолжительность «окна»;
- стоимости калькуляции стандартные, но экономия произойдет за счет замены рельсов на более легкие и изменения эпюры шпал на участках пути;
Цель курсового проекта состоит в том, чтобы получить основные сведения по проектированию, выбору элементов ВСП, ознакомиться со способами ремонта пути, ремонтными машинами, рассчитать необходимое количество укороченных рельсов и способ их укладки.
В качестве графической части курсового проекта был выполнены демонстрационные листы формата А1.
Список литературы
1. Правила технической эксплуатации железнодорожного транспорта. К.: Техника, 1987, 159 с.
2. Пособие для изучения правил технической эксплуатации железнодорожного транспорта. М.: Транспорт, 1977, 607 с.
3. Амелин С.В., Андреев Г.Е. Устройство и эксплуатация пути. М.: Транспорт, 1986, 238 с.
4. Шахунянц Г.М. железнодорожный путь. М.: Транспорт, 1987, 479 с.
5. Тихомиров А.А. Содержание и ремонт железнодорожного пути. М.: Транспорт, 1987, 440 с.
6. Крейнис З.Л., Чернышев М.А., Железнодорожный путь М.: Транспорт,1985,302 с
7. Амелин С.В., Андреев Г.Е., Устройство и эксплуатация пути. М.: Транспорт,1986, 238 с.
8. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь. М.: Транспорт, 1987,479 с.
9. З.Л.Крейнис, Н.П.Коршикова Техническое обслуживание и ремонт железнодорожного пути. М.:УМК МПС России, 2001-768 с.
Размещено на .ur
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
