Устройство и эксплуатация железнодорожного пути

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Ростовский государственный университет путей сообщения

РГУПС

Кафедра: «Путь и путевое хозяйство»

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Устройство и эксплуатация железнодорожного пути»

Выполнил:                                                      

Принял:                                                           

г. Ростов-на-Дону

2014

Содержание

Введение………………………………………………………………………...4

  1.  Расчет одиночных обыкновенных стрелочных переводов………….….6

    1.1 Определение расчетных характеристик стрелок………………….....6

    1.2 Определение линейных размеров стрелки………………………......9

    1.3 Линейные размеры крестовины и контррельсов…………………....11

    1.4 Основные осевые размеры стрелочного перевода……………….....16

    1.5 Расчет ординат переводной кривой…………………………………..18

    1.6 Определение длины рельсов соединительной части перевода……..20

2 Организация снегоборьбы на станции…………………………………......22

  Заключение………………………………………………………………….....35

  Список использованной литературы…………………………………………36

Введение

Стрелочный перевод — это наиболее широко распространнёное устройство соединения путей, которые предназначены для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Другими словами, стрелочный перевод позволяет подвижному составу переходить с главного пути на один (или более) примыкающий путь.

Стрелочный перевод состоит из:

- рамные рельсы (рельсы с боков стрелки, идущие без разрывов).

- стрелка

- переводная кривая и соединительная прямая (соединительные участки пути, которые соединяют остряки с крестовиной).

- крестовина устанавливается в месте пересечения рельсовых нитей:

-сердечник

-усовики

- предельный столбик — путевой знак в виде столбика окрашенного в специальные сигнальные цвета в зависимости от классификации пути, устанавливаемый в месте, за которым размещенный на пути подвижной состав будет находится в габарите, обеспечивающем безопасный пропуск по соседнему пути.

      Отложение снега на железнодорожных путях может привести не только к снижению скоростей , а следовательно к нарушению графика движения, но и к полной остановке поездов на перегоне. попадание снега на путь приводит к повышенному сопротивлению движению поезда , что влечёт за собой повышенный расход топлива и электроэнергии .

              Наличие снега на путях станции затрудняет трогание с места поездов, осложняет поездную и маневровую работу; затрудняет работу составительских бригад , создавая недопустимые по технике безопасности условия их работы .

              Особенно большой вред причиняет снег на стрелочных переводах, где он может служить причиной неплотного прилегания остряка к рамному рельсу  . Запрессовка желобов крестовины и контррельса снегом может стать причиной разрыва болтов и схода подвижного состава.

              Борьба со снегом на железных дорога осуществляется по двум направлениям

а) не допустить отложения метлевого снега на путь;

б) очистка путей от снега.

По каждому направлению применяются различные средства и способы борьбы со снегом.

 

  1.  Расчет одиночных обыкновенных стрелочных переводов.

1.1 Определение расчетных характеристик стрелок.

Начальный угол остряка по боковому направлению, при котором ударное воздействие колеса на остряк  в момент их встречи не будет больше допустимого,  определяется из выражения:

,

где  - максимальная заданная скорость движения поезда на боковой путь, км/ч;

        - характеристика ударного воздействия колеса по рельсу;

       - максимальное вероятное значение зазора между гребнем колеса и рельсом, м ;

             - внезапно появляющееся ускорение, м/с2 .

Радиус остряка в начальной его части в зоне возможных ударов:

.

м.

В современных стрелочных переводах применяют остряки секущего типа двойной кривизны. Границу перехода очертания остряка с радиуса  к радиусу  рекомендуется расположить в конце боковой строжки кривого остряка, где его сечение максимальное (рис.1).

Радиус переводной кривой, который одновременно является радиусом корневой части остряка, подбирается таким образом, чтобы при въезде экипажа на переводную кривую, независимо от направления движения (пошерстное или противошерстное), величина горизонтального поперечного ускорения не была допустимой.

На основании вышесказанного,  радиус переводной кривой

,

где  - допустимое значение постоянно действующего непогашенного ускорения, м/с2 (из таблицы задания).

м.

Согласно рис.1 центральный угол , стягивающий дугу АБГ, определяется из формулы

где   - ширина головки остряка, =76 мм (табл. 2.1)

,

 

Рис. 1. Схема для определения марки крестовины

Характеристики остряковых рельсов

Тип остряковых рельсовМасса1 м, кгРазмеры, ммвысота рельса, hрширина подошвы, вnвысота головки, h0ширина головки, в0ОР65ОР5083,864,514011214014045,542,77672,9

1.2 Определение угла крестовины

Согласно рис. 2.1 проекция контура АБГЛЦ на вертикальную ось будет равна ширине колеи Sн на крестовине:                     (2.5) где α – угол крестовины, подлежащий определению;      d – прямая вставка между концом переводной кривой и математическим          центром крестовины. Обозначим:                  .                              (2.6) м.      Величина прямой вставки равна:                                                                              (2.7) где Д = а + Д';       а – часть прямой вставки между концом переводной кривой и передним стыком крестовины, равная 500-1500 мм (рис. 2.2); Д = 1000+316=1316 мм.      Д' и G – величины, зависящие от конструкции крестовины, приведенные в табл. 2.2. Рис. 2.2. Схема для расчета прямой вставки Подставляя формулы (2.6) и (2.7) в выражение (2.1), производя несложные упрощения, получим                                                    (2.8) Таблица  2.2 Данные для определения величины прямой вставки, мм

Расчетная величинаКонструкция крестовиныТип рельсовР50Р65Д′Сборная из рельсов и сборная с литым сердечникомЦельнолитая356416316406GСборная из рельсов и сборная с литым сердечникомЦельнолитая2636828368

Разделим обе части этого равенства на Д и обозначим:                                                                    (2.9) φ=1,56842395 cos φ=0.00237237 Получим:    или                     . Используя известные тригонометрические преобразования, окончательно будем иметь:                    .                                   (2.10) (φ-α)=1.50428444 Тогда угол α=0,06413954 tgα=0,06422764 Марку крестовины определим по формуле:                     М = 1/N,                                            (2.11) где N= 1/tgα – число марки, крестовины которого округляем до величины 0,5.   N= 1/0,06422764=15.57 Принимаем марку крестовины 1/16 Зная марку крестовины, определяем tgα, и далее угол крестовины α tgα=0,0625 α=0,06241881 α/2=0,03120941 sinα=0,06237829 cosα=0,99805258 sinα/2=0,03120434 cosα/2=0,99951303 Величина прямой вставки равна:

1.3 Определение линейных размеров стрелки

Определяем полный стрелочный угол:

;

где  . - расстояние от центра вращения остряка до его конца (для накладочного типа =0). Когда =0, принимаем βн=β.

Проекцию кривого остряка на прямой рамный рельс находим по формуле:

,

м.

Длина переднего вылета рамного рельса определяется по формуле:

,

где  - расстояние между осями стыковых шпал (брусьев), с=420мм=0,42м;

      - зазор в стыке, равный 7 мм;

      - расстояние между осями смежных брусьев, равное 550 мм;

    - выступ остряка относительно оси переводного бруса, равный 41 мм;

      - количество пролетов величиной  (для крестовины 1/16).

м.

Длину концевого вылета находим по формуле:

,

Значения ,, те же самые:

м.

Длина рамного рельса равна сумме обоих вылетов и проекции остряка на рамный рельс:

,

м.

1.4 Линейные размеры крестовины и контррельсов

Полная длина крестовины

,

где h – передний выступ крестовины, мм;

     p – концевой выступ крестовины, мм.

,

,

где   - ширина подошвы рельса, равная 150 мм;

           - ширина головки рельса, равная 75 мм;

         2V – расстояние между подошвами рельсов, обусловленное длиной болта и возможностью его постановки, равное 173 мм;

          - длина накладки, равная 400 мм;

           - расстояние от торца накладки до оси первого болтового отверстия, равное 80 мм ;

        - минимальный зазор между кромками подошвы рельсов, равный 10 мм;

         - стыковой зазор, мм (для всех видов крестовины =0);

        - число марки крестовины (N=16)

Ширина желоба у контррельса определяется по формуле:

,

где  - минимальная ширина колеи на крестовине, равная 1512 мм;

        - расстояние между рабочими гранями сердечника и контррельса, равное 1474 мм.

мм( с допусками ±2).

Рисунок 3 – Концевые вылеты рамного рельса и расклада брусьев на стрелке

Рис. 4. Сборная крестовина с литым сердечником

       

Ширина желоба на крестовине:

,

где  - расстояние между рабочими гранями усовика и контррельса.

Подставляя значения, имеем:

мм(с допусками ±2).

мм.

Длина усовика крестовины представляет собой сумму отдельных его частей:

,

где                                           ,

где  - длина передней части крестовины;

      - ширина желоба в горле крестовины, равная 68 мм;

         - угол крестовины.

м.

,

где  - желоб между сердечником крестовины и усовиком, равный 53 мм;

      - определяется из выражения

.

,

где   - число марки крестовины.

,

где =βн.

м.

Длину участка  примем равной 0,17м.

.

Полная длина контррельса определяется по формуле:

,

где  - длина средней части контррельса , находится по формуле:

,

где  - желоб в горле крестовине, равный 68 мм;

      - ширина сердечника, равная 50мм.

м.

,

где  - ширина желоба у контррельса, равная 38 мм;

     - угол отгиба контррельса. .

м.

м.

1.5 Основные осевые размеры стрелочного перевода

Теоретическая длина стрелочного перевода определим по формуле:

,

где  - проекция кривого остряка на прямой рамный рельс, равная 9,9992 м.

     d – величина прямой вставки (d=5,844)

Практическая длина перевода определяется по формуле:

,

где  - длина концевой части крестовины(3,76м);

    - длина переднего вылета рамного рельса(5,665м).

Расстояние от центра перевода до математического центра крестовины:

,

где  - ширина колеи на крестовине(1520 мм);

- число марки крестовины.

м.

Расстояние от начала остряков до центра перевода находится по формуле:

.

м.

1.6 Расчет ординат переводной кривой

Начальная ордината  при =0 (против корня остряка) будет равна

 

=.

.

м.

 Начиная с =0, значения последующих абсцисс принимаем равными последовательно:

м; м;м и т.д., а конечную абсциссу находим по формуле:

.

Текущие ординаты находим по формуле:

,

где  - угол соответствующий определенной абсциссе и определяемой по формуле

.

Расчет удобно вести в табличной форме (табл. 3).

Таблица 3 – Определение ординат переводной кривой

, м/=000,020673710,999786280,13200221=20,003603600,024277310,999705260,17696466=40,007207210,027880920,999611250,22914073=60,010810810,031484520,999504240,28853243=80,014414410,035088120,999384220,35514209=100,018018020,038691730,999251190,42897232=120,021621620,042295330,999105150,51002599=140,025225230,045898940,998946090,59830628=160,028828830,049502540,998774000,69381663=180,032432430,053106140,998588870,79656079=200,036036040,056709750,998390710,90654277=220,039639640,060313350,998179491,0237668923,1460,041704580,062378290,998052581,0942035

1.7 Определение длины рельсов соединительной части перевода

Для того чтобы правильно назначить  длину рельсов в соединительной части перевода, необходимо предварительно рассчитать длины рельсовых нитей ,,,:

,

где  - практическая длина перевода;

       - длина рамного рельса;

        - зазор в концевом стыке рамного рельса, равный 6 мм.

,

где  - ширина головки рельса;

     - длина прямой вставки перед крестовиной;

     - длина передней части крестовины;

    - зазор в конце остряка, равный 5 мм;

     - зазор у переднего стыка крестовины.

,

где  - проекция кривого остряка на прямой рамный рельс.

,

где  - ширина колеи у остряка;

     - ширина колеи на переводной кривой;

      - длина концевой части крестовины;

       - ширина головки рельса.

  1.  Организация снегоборьбы на станции

Снегоборьба на перегоне и станции предназначена для обеспечения безопасного и бесперебойного движения поездов в зимнее время.

Снегоборьба определяется по «Инструкции по снегоборьбе на железных дорогах России».

Интенсивность снеговетрового потока определяется по формуле:

,

где С - коэффициент пропорциональности, равный 0,013г·с2/см4;

     V – скорость ветра, м/с.

Количество снега, приносимого к железной дороге, определяется по формуле:

qг,

где t – продолжительность ветра, мин;

     i – интенсивность переноса снега, г/см2·мин.

Расчеты производятся по каждому направлению ветра, затем суммируются, и получается одно значение на направление, т.е.

∑ qг.

Площадь поперечного сечения снежного вала равна:

,

где d – плотность снега, равная 0,3 г/см3.

Расчет производим в табличной форме (табл. 1).

Таблица 1 – Расчет количества снега, приносимого к железной дороге

Направление ветраСкорость ветра, V, м/сИнтенс-сть снега, i, г/см2Общая прод-сть ветра, t, мин.Кол-во снега, принес-го к защите, qг, г/см2Общее кол-во снега, принес-го к защите, Q, г/см2Объем снега, принес-го к защите, ω, м3/мПроцент от общего объема по всем румбам12345678С1543,875150065812,5128753,3434,89С1435,672140049940,8С1013100013000С-В1763,8691700108577,3195647,4657,39С-В1328,561130037129,3С-В1435,672140049940,8В1435,672140049940,8490942,416418,66В1875,8161800136468,8В22138,4242200304532,8Ю-В1653,248160085196,8248622,4839,44Ю-В1875,8161800136468,8Ю-В1222,464120026956,8Ю1117,303110019033,3104562,9353,98Ю1653,248160085196,8Ю40,832400332,8Ю-З1653,248160085196,8461990,115417,52Ю-З23158,1712300363793,3Ю-З1013100013000З1875,8161800136468,8652974,421824,8З24179,7122400431308,8З1653,248160085196,8С-З1328,561130097129,3350191,411713,31С-З22138,4242200304532,8С-З99,4779008529,3

Под углом атаки α на Розе переноса снега строим расположение железной дороги, начиная с северного направления.

Так как снег не падает перпендикулярно к оси пути, объем задержанного снега определяется по формуле:

,

где α – угол атаки.

Расчет производим в табличной форме  (табл. 2).

Таблица 2 – Расчет объема задержанного снега

РумбОбъем снега, м3/мВосточное направлениеЗападное направлениеУгол атаки α°sinαОбъем снега, м3/мУгол атаки α°sinαОбъем снега, м3/м12345678С43400,64327,649С-В65850,99664,74В164500,766125,624Ю-В8350,8772,21Ю35400,64322,505Ю-З154850,996153,384З218500,766166,988С-З11750,87101,179∑ω290,22444,67

По данным расчета таблицы 3 определяем степень снегозаносимости по каждому направлению:

- Восточное направление – среднезаносимые места – от 100 до 300 м3/м;

- Западное направление – сильно заносимые места – от 300 до 600 м3/м.

По табл. 3 выбираем средства защиты пути от снежных заносов.

Таблица 3 – Характеристика пути по степени снегазаносимости с указанием рекомендуемых видов защиты и способов их размещения

Степень заносимостиЗащита пути от снежных заносовСильно заносимые местаПолосные лесонасажденияДва ряда заборов от 4,2 до 5,2 м с расстоянием между ними 60-90 мЗабор высотой от 5,2 до 6,2 м и щитовая линия со стороны полня на расстоянии 60-80 м от негоДва ряда щитов с расстоянием между ними 50-60 м Среднезаносимые местаПолосные лесоснабженияДва ряда щитов с расстояниями между ними 50-60 м

  1.  Лесополосы.

При отсутствии данных о средней рабочей высоте живой защиты ширина ее может быть определена по формуле:

,

где А – коэффициент метельности, принимаемый для районов с сильными метелями А=6, с метелями средней силы А=5.

Для восточного направления: м.

Для западного направления: м.

  1.  Щитовая линия.

Планируемое число n перестановок щитов в предстоящую зиму на каждом заносимом участке рассчитывается по формуле:

,

где 25 – средняя снегосборность щитовой линии после установки и последующих перестановок щитов, м3/м.

Для восточного направления: .

Для западного направления: .

  1.  Решетчатые заборы.

Потребная высота однорядного забора определяется по формуле:

,

где 0,33 – снегосборность забора.

Для западного направления:

Для восточного направления:

В начале каждого года составляется оперативный план снегоборьбы, включающий в себя очередность очистки станционных путей, выбор снегоуборочной машины, определение объема снега на станции и продолжительность очистки.

Общая продолжительность времени уборки снега со станционных путей одной машиной определяется по формуле:

,

где  - время, затраченное снегоуборочной машиной для выполнения одного рейса по сбору, транспортировке и разгрузке снега, мин.;

       - число рейсов машины.

Объем снега, подлежащий уборке, можно определить по формуле:

,

где  - коэффициент уплотнения снега, при уборке снега снегоуборочной машиной =0,3;

       - площадь станции, м2;

      - толщина снежного покрова, =0,6 м.

Общая площадь станции:

,

где  - площадь 1,2,3 станции, м2.

,

где  - полезная длина станционных путей, м., м., м.;

      - средняя ширина междупутья, =5,1 м.;

      - количество путей.

м2;

м3.

Число рейсов снегоуборочной машины СМ-2:

,

где qм – емкость кузова машины, м3.

,

где n – количество вагонов в поезде с емкостями для снега, n=4;

    qn - емкость промежуточного вагона, qn =125 м3;

    qk – емкость концевого вагона, qk =90 м3.

м3.

.

Время, затраченное на рейс снегоуборочной машиной СМ-2:

,

где  - время загрузки, мин,

,

где  - длина пути, в пределах которого машина полностью загружается снегом, м,

,

где  - ширина захвата крыльев машины, =5,1 м;

      - показатель занятости пути, = 0,1;

      - скорость загрузки машины снегом, =5 км/ч=5000 м/ч.

м.;

мин.

       - время движения машины на разгрузку и обратно, мин,

,

где  - расстояние до места разгрузки =3200 м.;

      - транспортная скорость, =20 км/ч=333,3 м/мин.

мин.

      - время выгрузки машины, =10 мин;

  - время, необходимое для приведения машины в рабочее и транспортное состояние, =20 мин.

мин.;

мин.

Определяем необходимое число машин с учетом коэффициента чистого времени их работы :

,

где  - заданный срок выполнения работ, =1440мин.

.

При Nм<1 результат округляем до 1, .

На основе приведенных расчетов составляется «Технологический график работы снегоуборочной машины».

Заключение

В ходе выполнения данной расчетно-графической произведены все необходимые расчеты по стрелочному переводу марки 1/13. Выполнены расчеты по определению длины крестовины, раскладке брусьев под крестовиной, определен радиус переводной кривой, длины остряков, вычислена длина рамного рельса, теоретическую и полную длины стрелочного перевода, рассчитаны ординаты переводной кривой, длины рельсовых нитей стрелочного перевода. Построен чертеж эпюры стрелочного перевода в масштабе 1:50. Помимо этого, произведены расчеты по организации уборки снега. Описаны возможные и рекомендуемые способы очистки от снега на перегонах и   станциях.                                                                Список использованной литературы:

  1.  Расчеты и проектирование железнодорожного пути / Под ред. В.В.Виноградова и А.М.Никонова.  ̶  М.: Маршрут, 2003
  2.  Елсаков Н.Н. Практическое руководство по текущему содержанию стрелочных переводов, глухих пересечений, башмакосбрасывателей.  ̶  М.: Транспорт, 2000

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Расчетно-графическая работа. Кафедра: «Путь и путевое хозяйство». Расчет одиночных обыкновенных стрелочных переводов. Организация снегоборьбы на станции. Пути сообщения

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok