Проектирование рельсовой колеи

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«Белорусский Государственный Университет Транспорта»

Кафедра «Строительство и эксплуатация дорог»

Курсовой проект

по дисциплине: «Содержание и ремонт железнодорожного пути»

Выполнил:

студент группы СП-31

Синявский Д.П.

Проверил: ассистент Романенко В.В.

Гомель 2008

Оглавление

Введение

Исходные данные

. Выбор типа верхнего строения пути

1.1 Определение типа верхнего строения пути

1.1.1 Определение класса пути

.1.2 Назначение типа верхнего строения пути

. Проектирование рельсовой колеи

.1 Определение ширины колеи в кривой и характеристика вписывания в неё локомотива ТЭ3

2.1.1 Определение оптимальной ширины колеи

2.1.2 Определение минимальной ширины колеи

2.2 Определение возвышения наружного рельса

.3 Определение длины переходной кривой и элементов для её разбивки

.4 Определение числа и порядка укладки укороченных рельсов

3. Расчёт и проектирование одиночного обыкновенного стрелочного перевода

3.1 Определение длины крестовины, прямой вставки и радиуса переводной кривой

3.1.1 Определение длины крестовины

.1.2 Определение длины прямой вставки

.1.3 Определение радиуса переводной кривой

3.2 Определение длины остряков и рамного рельса

3.2.1 Определение длины остряков

.2.2 Определение длины рамного рельса

3.3 Расчёт теоретической и полной длин стрелочного перевода

.4 Расчёт ординат переводной кривой

.5 Определение длины рельсовых нитей стрелочного перевода

.6 Определение длины усовиков и контррельсов

.7 Проектирование эпюры стрелочного переводы и схемы его разбивки

Список использованной литературы

Введение

Железнодорожный транспорт Республики Беларусь имеет исключительное значение в жизни обеспечения отраслевой экономики и реализации транспортных услуг для населения Республики Беларусь. На долю транспорта приходится около 75% грузооборота и около 50% пассажирооборота. Железная дорога является стратегическим объектом любого государства.

Одним из важнейших технических средств железнодорожного транспорта является железнодорожный путь. Железнодорожный путь - это система, предназначенная для безопасного, бесперебойного движения поездов с заданными и перспективными скоростями и осевыми нагрузками на рельсы. Он состоит из верхнего строения пути и нижнего строения пути.

Интенсификация работы железных дорог еще более увеличит загруженность пути. Поэтому путь должен быть особенно прочным, устойчивым и надежным, чтобы беспрепятственно пропускать поезда по установленному графику с заданными скоростями, без сбоев в движении.

Конструкция пути, организация, машинизация, автоматизация и технология производства путевых работ должны наилучшим образом соответствовать нагрузкам от колесных пар подвижного состава, скоростям движения и грузонапряжённости линии с учетом климатических и инженерно-геологических условий. Кроме того, путь должен иметь достаточные резервы для дальнейшего повышения скоростей движения, нагрузок от колесных пар и грузонапряжённости.

Главными направлениями для улучшения железнодорожного пути являются:

увеличение сроков службы и долговечности верхнего строения пути;

создание и внедрения современной системы контроля и прогнозирования;

совершенствование конструкции верхнего строения пути для повышения на дёжности и работоспособности в условиях повышения скоростей подвижного состава.

Конструкция пути, методы его содержания и ремонта, а также организация ведения путевого хозяйства должны развиваться и совершенствоваться темпами, опережающими темпы развития других отраслей железнодорожного транспорта.

Исходные данные

1.      Локомотив ТЭ3.

2.      По кривой в среднем в сутки обращаются поезда:

3. Радиус кривой и угол её поворота R0 = 920 м; β = 19°10'.

. Расстояние от стыка рельса до начала переходной кривой в0 = 9,0 м.

. При проектировании стрелочного перевода принять:

.1 Крестовина сборная типа общей отливки с изнашиваемыми частями усовиков;

.2 Марка стрелочного перевода 1/16; тип рельса Р65; начальный угол остряка βн = 0°56';

.3 Скорости движения по стрелочному переводу: по прямому пути 110 км/ч.

1. Выбор типа верхнего строения пути

.1 Определение типа верхнего строения пути

.1.1 Определение класса пути

Выбор типов верхнего строения пути зависит от многих факторов:

от грузонапряжённости;

от нагрузки подвижного состава на рельсы;

от максимальной скорости движения поездов;

от метеорологических факторов и местных условий.

Запишем формулу для определения грузонапряженности:

 Г = 365 (Qск . nск + Qпас . nпас + Qгр . nгр) . α. 10-6 , (1)

где Qск - масса скорого поезда, т;

Qпас - масса пассажирского поезда, т;

Qгр - масса грузового поезда, т;

nск - число пар скорых поездов, шт;

nпас - число пар пассажирских поездов, шт;

nгр - число пар грузовых поездов, шт;

α - поправочный коэффициент, равный 1,08.

При Qск = 720 т; Qпас = 970 т; Qгр = 2400 т; nск = 4 шт; nпас = 8 шт; nгр = 8 шт;

α = 1,08

Г= 365 (720. 4·2 + 970. 8. 2 + 2400. 2. 8) . 1,08. 10-6 = 23,5 млн.т.км брутто/км в год.

Согласно приказу №450Н класс пути устанавливают по таблице (таблица 2).

Таблица 2. Классификация верхнего строения пути в зависимости от грузонапряженности и скорости движения подвижного состава.

Исходя из расчетной грузонапряженности и скоростей движения поездов, по таблице 2 назначаем 2-ой класс верхнего строения пути.

На основании выбранного класса пути назначим его конструкцию.

1.1.2 Назначение типа верхнего строения пути

Для второго класса пути:

. Конструкция верхнего строения пути: бесстыковой путь на железобетонных шпалах;

. Типы и характеристики верхнего строения пути:

1) рельсы Р65, новые;

) скрепления новые, типа КБ, СБ - 3;

) шпалы новые железобетонные;

) эпюра шпал: в прямых и кривых R>1200 м - 1840 шт/км, в кривых   R<1200 м - 2000 шт/км;

) балласт щебёночный, с толщиной слоя под железобетонными шпалами 35см.

2. Проектирование рельсовой колеи

.1 Определение ширины рельсовой колеи в кривой и характеристика вписывания в неё локомотива ТЭ3

.1.1 Определение оптимальной ширины колеи

Оптимальной шириной рельсовой колеи называется ширина при свободном вписывании с учетом допуска на сужение колеи для двухосных и трехосных жестких баз с поперечными разбегами, или без поперечных разбегов осей.

Для локомотива ТЭ3 принимаем следующие исходные данные:

а) диаметр колеса - 1050 мм;

б) длина жёсткой базы - 4200 мм;

в) поперечный разбег осей - ∑η = 1,5 мм.

Для экипажей с трехосной жесткой базой, имеющих поперечные разбеги осей оптимальная ширина рельсовой колеи определяется по формуле

Sопт = qmax + fн + 4 мм - ∑η,  (2)

где qmax - максимальная ширина колесной пары, 1509 мм;

fн - наружная стрела изгиба рельсовой нити, отсчитываемая от хорды,  проведенной от точки касания набегающего колеса по линии   рабочих граней гребней колес, мм;

4 мм - допуск на сужение рельсовой колеи;

∑η - сумма поперечных разбегов колёсных пар, мм;

Рисунок 2.1 - Схема определения наружной стрелы изгиба

Стрела изгиба наружной рельсовой нити определяется формулой

fн = (λ + Вн)2/2R,  (3)

где λ - длина жёсткой базы, равная 4200 мм;

 R - радиус заданной кривой, (R = 920 м);

Вн - расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки   касания гребня колеса с наружным рельсом, мм.

 Вн=,  (4)

где r - радиус катания колеса, 525 мм;

 t - расстояние от поверхности среднего круга катания головки рельса до   точки прижатия гребня к рельсу, принимаемое равным 10 мм;

R - радиус кривой, м;

S - ширина рельсовой колеи, мм;

 τ - угол наклона внутренней образующей гребня к горизонту, равный для  локомотива 70°, tg70° = 2,747477.

Вн =  = 7 мм ;

 fн = (4200 + 7)2/2.920000 = 10 мм.

Следовательно,

Sопт = 1509 + 10 + 4 = 1523 мм> Sуниф = 1520 мм.

Так как Sопт > Sунифи свободное вписывание не обеспечивается, то необходимо определить минимальную ширину рельсовой колеи.

Схема для определения оптимальной ширины рельсовой колеи на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 - Cхема свободного вписывания экипажа с трёхосной жесткой базой с поперечными разбегами осей

2.1.2 Определение минимальной ширины колеи

Минимальная ширина рельсовой колеи соответствует заклиненному вписыванию.

Рисунок 2.3 - Схема заклиненного вписывания экипажа с трехосной  жесткой базой с поперечными разбегами осей

Ширина рельсовой колеи, необходимая для обеспечения заклиненного вписывания трехосной тележки, имеющей поперечные разбеги, в кривую определяется по формуле

 Sз = qmax + fн + fв + 4мм - ∑η≤Smax,  (5)

где ∑η - сумма поперечных разбегов осей, мм; ∑η = 1,5 + 14 = 15,5 мм;

fв - внутренняя стрела изгиба рельсовой нити, отсчитываемая от хорды,   проведенной через точки касания колес с внутренней нитью кривой, мм.

Наружная и внутренняя стрелы изгиба рельсовой нити определяются по формулам:

fн = (λ + bн)2/2R;  (6)

fв = (λ - bв)2/2R,  (7)

гдеbв - расстояние от геометрической оси второй колесной пары до точки   касания гребня колеса с внутренним рельсом, мм;

 λ - расстояние от центра вращения экипажа до геометрической оси первого  колеса, мм; λ = L0/2 = 4200/2 = 2100 мм;

Величины bн и bв определим по формулам:

bн = λ. (r + t) . tg τ /[R +(S0/2) - (r + t) . tg τ]; (8)в = λ. (r + t) . tg τ /[R - (S0/2) - (r + t) . tg τ], (9)

По выражениям (6) и (7), (8) и (9) определим:

bн=2100 . (525+10) . 2,747477/[920000+(1520/2)-(525+10) . 2,747477] = 4 мм;

bв=2100 . (525+10) . 2,747477/[920000-(1535/2)+(525+10) . 2,747477] = 4 мм;

fн = (2100+4)2/2 . 920000 = 2 мм;

fв = (2100-4)2/2 . 920000 = 2 мм.

Так как ∑η > fн и ∑η > fв, тогда все три оси касаются внешней и наружной нитей.

По выражению (5) минимально допустимая ширина рельсовой колеи

Sз =1509+2+2+4-15,5=1501 мм.

В таком случае ширина колеи принимается по ПТЭ в зависимости от радиуса кривой, т.е. 1520 мм.

путь колея перевод локомотив

2.2 Определение возвышения наружного рельса

Рисунок 2.3 - Схема возвышения наружного рельса

Возвышение наружного рельса определяется из следующих 3-х условий:

- приблизительно одинакового износа наружного и внутреннего   рельса;

- обеспечения комфортабельности езды пассажиров;

для устойчивости экипажа в кривой.

Расчет возвышения из первого условия определяется по формуле

 h=12,5 . К . Vср2/R, (10)

где 12,5 - коэффициент, учитывающий различия в размерности;

 Vср2 - средневзвешенная скорость движения поезда, км/ч;

 R - радиус кривой, 920 м;

 К - коэффициент смещения экипажа относительно оси пути, равный 1.

Средневзвешенная квадратическая скорость движения поездов рассчитывается по формуле

 Vср2=, (11)

Где Vгр, Vпас,Vск - скорость движения грузовых, скорых и пассажирских  соответственно, км/ч.

При Qск = 720 т; Qпас = 970 т; Qгр = 2400 т; nск = 4 шт; nпас = 8 шт; nгр = 8 шт; Vск = 150 км/ч; Vпас = 90 км/ч; Vгр = 70 км/ч.

 Vср2=км/ч.

Рассчитаем возвышение наружного рельса по формуле (10)

h = 12,5.1.7431/920 = 101 мм.

Расчёт возвышения из второго условия определяется по формуле

 h = 12,5.Vmax2/R-115, (12)

где Vmax2 - максимальная скорость поезда, км/ч;

 115 - недостаток возвышения наружного рельса при котором возникает   непогашенное ускорение равное 0,7м/с2.

h = 12,5.1502/920 - 115 = 349 мм.

На основании того, что h = 349 мм>hптэ = 150 мм, то принимаем максимальное значение h = 150 мм.

2.3 Определение длины переходной кривой и элементов для её   разбивки

Переходная кривая - это кривая переменного радиуса, которая соединяет прямые участки с круговыми кривыми или круговые кривые разного радиуса.

Переходные кривые необходимы для:

. Обеспечения плавного входа подвижного состава в кривую;

. Отвода возвышения наружного рельса;

. Отвода уширения рельсовой колеи.

Длинна переходной кривой назначается из следующих условий:

Обеспечение от схода колёс с внутренней рельсовой нити  определяется по формуле

l0 = 1000 . h,(13)

гдеh - возвышение наружного рельса;

l0 = 1000 . 150 = 150000 мм = 150 м.

По допустимой скорости подъёма колёс по парному рельсу определя- ется по формуле

l0 = 10 . Vmax . h,(14)

 l0 = 10 . 150. 150 = 225000 мм = 225 м.

3 По ограничению величины непогашенного ускорения в единицу вре-  мени определяется по формуле

l0 ≥ Vmax3/46,66ΨR,  (15)

где Ψ=0,8 м/с2

l0 = 1503/46,66·0,8. 920 = 98 м.

Для дальнейших расчётов принимаем длину переходной кривой равной 190м.

Определим параметр переходной кривой С по формуле

С = l0 . R,  (16)

С = 190 . 920 = 174800 м2 .

Разбивка переходной кривой возможна при выполнении условия

2φ0 ≤ β;  (17)

φ0 = l02/2С,  (18)

φ0 = 1902/2 . 174800 = 0,10 рад ≈ 6° 11'

Условие выполняется, т.е. 2 . 6°11' ≤ 19°10'.

Разбивка переходных кривых может осуществляться следующими способами:

1)  сдвижка центра кривой;

2)      уменьшение радиуса без изменения центра кривой;

)        смещение центра и изменение радиуса кривой.

Для осуществление разбивки кривой необходимо вычислить основные её элементы (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 - Схема разбивки переходных кривых способом сдвижки переходной кривой вовнутрь

Определим вид переходной кривой и координаты для её разбивки в прямоугольной форме. В качестве переходной кривой можно применить кривую, разбиваемую по закону кубической параболы в соответствии с выражением:

у = х3/(6С),(19)

Сведём все подсчёты в таблицу 3.

Таблица 3. Ординаты переходных кривых

Определим расстояние от начала переходной кривой до проекции нового центра круговой кривой по формуле

m = x0 - Rsinφ0, (20)

где х0 - абсцисса, соответствующая полной длине переходной кривой, м.

Произведём расчет при существующих данных:

m = 190 - 920·sin 6°11'= 91 м.

P = y0 - R(1-cos φ0),(21)

где у0 - ордината конца переходной кривой, м; у0 = 6,540 м.

Р = 6,540 - 920. (1 - cos6°11') = 1,19 м.

Расстояние m0 от начала переходной кривой (от точки А) до первоначального положения тангесного столбика Т0 находим по формуле

m0 = m + Ptgβ/2,(22)

где m - расстояние от начала переходной кривой до отнесённого тангесного столбика;

m0 = 91 + 1,19· tg 19°10'/2 = 91,21 м.

Вычислим длину оставшейся части круговой кривой после устройства переходных кривых по формуле

lкк = ,(23)

lкк = ((3.14 . 920)/180)(19°10' - 2· 6°11') = 19 м.

2.4      Определение числа и порядка укладки укороченнях рельсов

Укладка укороченных рельсов по внутренней нити кривой имеет целью установление рельсовых стыков на одной нити в соответствии с положением рельсовых стыков на другой нити и вызвана тем, что длина кривой по внутренней нити меньше, чем по наружной . Это означает, что стыки правой и левой нитей располагаются на одной нормали к оси пути, т.е. по наугольнику.

Ввиду большой трудности обеспечить точное совпадение по наугольнику стыков внутренней и наружной нитей допускают некоторое их несовпадение, иначе пришлось бы иметь рельсы равной длины.

Принято пять типов укорочений рельсов Кi :

К1 = 40 мм, К2 = 80 мм, К3 = 120 мм для рельсов длиной 12,5 м и К2 = 80 мм,

К4 = 160 мм для рельсов длиной 25 м. При этом несовпадение стыков допускают на величину, не превышающую половины укорочения К1.

Рисунок 2.5 - Расчётная схема для определения укорочения внутренней рельсовой нити кривой

Расчёт укороченных рельсов.

Исходные данные: рельсы типа Р65, R0 = 920 м, β=19°10', S1 = 1600 мм, l0 = 190 м, b1 = 9 м, C = 174800 м2, длина рельсов lр =12,5 м.

Угол φ0 = 0.10 рад = 6°11'.

Длина переходной кривой по наружной рельсовой нити определяется по формуле

l0 = 2 . Rн . φ0;  (24)н = R + S1/2, (25)

н = 920 + 1,6/2 = 920,8 м.

При существующих данных рассчитаем длину переходной кривой по наружной нити

l0 = 2 . 920,8 . 0,10 = 184,16 м.

Длина оставшейся части круговой кривой после устройства переходных кривых равна  lкк = 19 м.

Укорочение переходной кривой определяется по формуле

  епк = S1l02/(2С), (26)

епк = (1600 . 1902)/(2 . 174800) = 165,2 мм.

Укорочение рельсов на круговой кривой определяется по формуле:

 екк = S1 . lкк/R,  (27)

екк = (1600 . 19)/920 = 33 мм.

Общее укорочение на внутренней нити определяется по формуле

еп = епк + екк,  (28)

еп = 165,2 + 2 . 33 = 231,2 мм.

Потребное укорочение одного рельса определяется по формуле

Kp = S1lр/R,  (29)

Кр = (1600 . 12,5)/920 = 21,7 мм. Принимаем Кр = 40 мм.

Общее число укороченных рельсов N по формуле

 N = еп/Кр,  (30)

N = 231,2/40 = 5,78 ≈ 6 рельсов.

Определим значения забегов b1, b2, b3, b4 при укладке по наружной кривой рельсов длиной 12,5 м (с учётом зазора 10 мм - 12,51 м). По заданию b1 = 9 м. На первой переходной кривой полностью укладывается:

n1 = (184,16 - 9)/12,51 = 14 рельсов (в остатке 0,02 м);

Пятнадцатый рельс зайдёт на круговую кривую на величину:

b2 = 12,51 - 0,02 = 12,49 м;

На круговой кривой разместится:

n2 = (19 - 12,49)/12,51 = 0,48 рельса ( в остатке 6,51 м );

Шестнадцатый рельс зайдёт на вторую переходную кривую на величину:

b3 = 12,51 - 6,51 = 6 м;

На второй переходной кривой разместится:

n3 = (184,16 - 6)/12,51 = 14 рельсов ( в остатке 3,02 м);

Тридцать первый рельс зайдёт на прямую на длину:

b4 = 12,51 - 3,02 = 9,49 м;

Общее количество рельсов нормальной длины на наружной нити будет:

N = n1 + n2 + n3 +2 = 14+0+14+2 = 30 рельсов;

Общая длина наружной нити кривой:

L = 2 . 184,16 + 19 = 387,32 м;

При этом тридцать первый рельс заходит на прямую на величину:

b4 = 12,51 . 31 + 9 - 387,32 = 9,49 м.

Этот расчёт служит контролем правильности вычислений.

Расчет укороченных рельсов сводим в таблицу 3.

Òàáëèöà 3 - Ðàñ÷¸ò ïîðÿäêà óêîðî÷åííûõ ðåëüñîâ

. Ðàñ÷¸ò è ïðîåêòèðîâàíèå îäèíî÷íîãî îáûêíîâåííîãî ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà

Ñîãëàñíî çàäàíèþ íà êóðñîâîé ïðîåêò òðåáóåòñÿ ïðîèçâåñòè ðàñ÷¸ò ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà òèïà Ð65 ìàðêè 1/16 ñ öåëüíîëèòîé êðåñòîâèíîé è íà÷àëüíûì óãëîì îñòðÿêà βí = 0°56'.

3.1      Îïðåäåëåíèå äëèíû êðåñòîâèíû, ïðÿìîé âñòàâêè è ðàäèóñà ïåðåâîäíîé êðèâîé

3.1.1 Îïðåäåëåíèå äëèíû êðåñòîâèíû

Ðèñóíîê 3.1 - Ðàçìåðû êðåñòîâèíû ïî ðàáî÷èì ãðàíÿì ðåëüñîâ

Ðàçìåðû êðåñòîâèíû n è m ïî ðàáî÷èì ãðàíÿì ãîëîâîê ðåëüñîâ (ðèñóíîê 3.1) äëÿ öåëüíîëèòîé êðåñòîâèíû âû÷èñëÿåì ïî ôîðìóëàì:

n = ln/2 + d1/2tg(α/2) - x ≈ ln/2 + d1N - x; (31)

m = d2/2tg(α/2) ≈ d2N,(32)

ãäån è m - ñîîòâåòñòâåííî äëèíà ïåðåäíåé è õâîñòîâîé ÷àñòåé êðåñòîâèíû, ìì;

 lí - äëèíà íàêëàäêè, (lí = 800 ìì);

 x - ðàññòîÿíèå îò òîðöà íàêëàäêè äî îñè ïåðâîãî áîëòîâîãî îòâåðñòèÿ, ìì (õ = 80 ìì);

 N - ìàðêà êðåñòîâèíû;

 d1 - ðàññòîÿíèå ìåæäó ðàáî÷èìè ãðàíÿìè óñîâèêîâ, èçìåðåííîå ïî îñè   ïåðâîãî áîëòîâîãî îòâåðñòèÿ, îáåñïå÷èâàþùåå ïîñòàíîâêó áîëòà èçíóòðè óñîâèêîâ, ìì (d1 = 250 ìì);

 d2 - ðàññòîÿíèå ìåæäó ðàáî÷èìè ãðàíÿìè ñåðäå÷íèêà êðåñòîâèíû â å¸ õâîñòå, (d2 = 230 ìì).

Òîãäà ïðè ñóùåñòâóþùèõ äàííûõ: N = 16, d1 = 250 ìì, d2=230 ìì, õ = 80 ìì ïðîèçâîäèì ðàñ÷¸òû:

n = 800/2+250/2tg0,93 - 80 = 4320 ìì;

 m = 230/(2tg0,93) = 3680 ìì.

3.1.2 Îïðåäåëåíèå äëèíû ïðÿìîé âñòàâêè

Ðèñóíîê 3.2 - Ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà

Äëèíà ïðÿìîé âñòàâêè îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

Ê = n + 1000 ìì, (33)

Ê = 4320 + 1000 = 5320 ìì.

.1.3 Îïðåäåëåíèå äëèíû ðàäèóñà ïåðåâîäíîé êðèâîé

Ïðèìåì ðàäèóñ ïåðåâîäíîé êðèâîé, ðàâíûì ðàäèóñó îñòðÿêà:

R = R0.

Ðàäèóñ ïåðåâîäíîé êðèâîé îïðåäåëèì èç ôîðìóëû

R = ,(34)

ãäåÊ - äëèíà ïðÿìîé âñòàâêè, ìì;

 S0 - øèðèíà ðåëüñîâîé êîëåè, ìì, S0 = 1520 ìì;

 βí - íà÷àëüíûé óãîë îñòðÿêà, βí = 0º56', ños βí = 0,999867.

sinα = 0,062379; cosα = 0,998052.

Ïðîèçâåä¸ì ðàñ÷¸ò

R=654624,64 ìì.

3.2     
Îïðåäåëåíèå äëèíû îñòðÿêîâ è ðàìíîãî ðåëüñà

3.2.1 Îïðåäåëåíèå äëèíû îñòðÿêîâ

Ðèñóíîê 3.3 - Äëèíà êðèâîãî îñòðÿêà

Äëèíà êðèâîãî îñòðÿêà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

l0 = (π/180) . R . φ = 0,017453. R . φ. (35)

Ïðè ýòîì

φ = β - βí ;(36)

β = arcos(cosβí - y0/R); (37)0 = t + br + z, (38)

ãäå y0 - îðäèíàòà â êîðíå îñòðÿêà;

t - ìèíèìàëüíûé æåëîá ìåæäó ðàáî÷åé ãðàíüþ ðàìíîãî ðåëüñà è íåðàáî÷åé ãðàíüþ êðèâîãî îñòðÿêà â îòâåäåííîì ïîëîæåíèè (ïðèíèìàåòñÿ 64 ìì);

 br - øèðèíà ãîëîâêè îñòðÿêà, ðàâíàÿ 72 ìì;

 z - ñòðåëà èçãèáà êðèâîãî îñòðÿêà, èçìåðåííàÿ äî åãî ðàáî÷åé ãðàíè îò ãîðèçîíòàëè, ïðîâåäåííîé èç êîðíÿ îñòðÿêà â ìåñòå ìèíèìàëüíîãî æåëîáà  ìåæäó ðàáî÷åé ãðàíüþ ðàìíîãî ðåëüñà è íåðàáî÷åé ãðàíüþ îñòðÿêà.

Âåëè÷èíó z ìîæíî îïðåäåëèòü ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè äëÿ ïðàêòè÷åñêèõ ðàñ÷¸òîâ ïî ñëåäóþùåìó ïðèáëèæåííîìó ñîîòíîøåíèþ:

z/zò ≈R/Rò ,  (39)

ãäå z è zò - ñòðåëû èçãèáà êðèâîãî îñòðÿêà ñîîòâåòñòâåííî ïðîåêòèðóåìîãî è òèïîâîãî ñòðåëî÷íûõ ïåðåâîäîâ;

R è Rò - ðàäèóñû ïåðåâîäíûõ êðèâûõ ñîîòâåòñòâåííî ïðîåêòèðóåìîãî è òèïîâîãî ñòðåëî÷íûõ ïåðåâîäîâ.

Äëÿ ñòðåëî÷íûõ ïåðåâîäîâ ñ øèðèíîé êîëåè 1520 ìì òèïà Ð65 ìàðêè 1/16 ïðè

Rò = 300 ì è zò = 65 ìì, R = 654,62464 ì ðàññ÷èòàåì z:

z = (65 . 654,62464)/300 = 141,83 ìì.

Òîãäà

ó0 = 64 + 72 + 141,83 = 278 ìì;

β = arccos(0,999867 - 278/654624,64) = 1°54'49'';

φ = 1º54'49'' - 0°56' = 0°58'49''.

Òîãäà äëèíà êðèâîãî îñòðÿêà ðàâíà:

l0 = 0,017453 . 654624,46 . 0°58'49'' = 11199,83 ≈ 11200 ìì.

l0' = R . (sinβ - sinβí), (40)

' = 654624,64 . (0,03339 - 0,01628) = 11200,63 ≈ 11201 ìì.

3.2.2 Îïðåäåëåíèå äëèíû ðàìíîãî ðåëüñà

Ðàñ÷¸òíàÿ ñõåìà äëÿ îïðåäåëåíèÿ äëèíû ðàìíîãî ðåëüñà ïðåäñòàâëåíà íà ðèñóíêå 3.4

Ðèñóíîê 3.4 - Ñõåìà äëÿ îïðåäåëåíèÿ äëèíû ðàìíîãî ðåëüñà

Äëèíà ðàìíîãî ðåëüñà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

 lpp = q + l0’ + q1,  (41)

ãäå lpp - äëèíà ðàìíîãî ðåëüñà, ìì;

 q è q1 - ñîîòâåòñòâåííî ïåðåäíèé è çàäíèé âûñòóïû ðàìíîãî ðåëüñà, ìì;

l0’ - äëèíà ïðÿìîãî îñòðÿêà, ìì;

Ïåðåäíèé è çàäíèé âûñòóïû ðàìíîãî ðåëüñà îïðåäåëÿþò èç óñëîâèÿ ðàñêëàäêè øïàë è áðóñüåâ ïîä ñòðåëêîé. Íà ó÷àñòêå q óêëàäûâàþò øïàëû ñ ïðîë¸òîì à, çàòåì êëàäóò äâà áðóñà ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó íèìè 600 - 675 ìì äëèíîé ïî 3,50 ì ïðè ýëåêòðè÷åñêîé öåíòðàëèçàöèè ñòðåëîê, çà íèìè óêëàäûâàþò áðóñüÿ ñ ðàññòîÿíèÿìè ìåæäó íèìè 500 - 550 ìì.

Ðàçìåðû ïåðåäíåãî è çàäíåãî âûñòóïîâ ðàìíîãî ðåëüñà îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëàì:

q = c1 + n . a - m0; (42)

q1 = δ + c1 + n1 . a + c/2 ,(43)

ãäån è n1 - ÷èñëî ïðîë¸òîâ ïîä q è q1, n = 4 è n1 = 3 (äëÿ ïåðåâîäà ìàðêè 1/16);

 a - ðàññòîÿíèå ìåæäó îñÿìè áðóñüåâ, ðàâíîå 520 ìì;

 δ - ñòûêîâîé çàçîð, ïðèíèìàåòñÿ ïðè ãèáêîì îñòðÿêå 8 ìì;

 c1 - êîíñîëüíûé âûëåò ðåëüñà, ðàâíûé 210 ìì;

c - ñòûêîâîé ïðîë¸ò, ðàâíûé 420 ìì;

m0 - çàáåã îñòðèÿ îñòðÿêà çà îñü ôëþãàðî÷íîãî áðóñà, ðàâíûé 41 ìì.

Òîãäà

q = 210 + 4 . 520 - 41 = 2249 ìì,

q1 = 8 + 210 + 3 . 520 + 420/2 = 1988 ìì.

Ïðè l0’ = 11201 ìì:

lpp = 2249 + 11201 + 1988 = 15438 ìì.

Ðèñóíîê 3.5 - Ñõåìà ðàñïîëîæåíèÿ îñòðèÿ îñòðÿêà íà ôëþãàðî÷íîì áðóñå

3.3      Ðàñ÷¸ò òåîðåòè÷åñêîé è ïîëíîé äëèí ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà

Òåîðåòè÷åñêàÿ äëèíà ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

LÒ = R(sinα - sinβí ) + Ê . cosα, (44)

Ïðè R = 654624,64 ìì, Ê = 5320 ìì:

Lò = 654624,64 . (0,062379 - 0,01628) + 5320 . 0,998052 = 35487 ìì.

Ïîëíàÿ äëèíà ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

LÏ = q + LÒ + m. (45)

Ïðè q = 2249 ìì è m = 3680 ìì:

LÏ = 2249 + 35487 + 3680 = 41416 ìì.

Îñåâûå ðàçìåðû ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëàì:

bo = So/(2tg(α/2));(46)

àî = LÒ - bo;(47)

à = àî + q;(48)

b = bo + m,(49)

ÏðèSo = 1520 ìì; tgα/2 = 0,031220:

bo = 1520/(2 . 0,031220) = 24343 ìì;

ÏðèLò = 35487 ìì:

àî = 35487 - 24343 = 11144 ìì;

Ïðèq = 2249 ìì:

à = 11144 + 2249 = 13393 ìì;

Ïðèm = 3680 ìì:

b = 24343 + 3680 = 28023 ìì.

Ïðîâåðèì ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ à è b:

à + b = 13393 + 28023 = 41416 ìì,

41416 ìì = 41416 ìì.

Ðèñóíîê 3.6 - Ñõåìà äëÿ îïðåäåëåíèÿ îñåâûõ ðàçìåðîâ ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà

3.4      Ðàñ÷¸ò îðäèíàò ïåðåâîäíîé êðèâîé

Îðäèíàòû ïåðåâîäíîé êðèâîé îïðåäåëÿþòñÿ â ñëåäóþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè. Íà÷àëî êîîðäèíàò ðàñïîëàãàåòñÿ íà ðàáî÷åé ãðàíè ðàìíîãî ðåëüñà ïðîòèâ êîðíåâîãî ñòûêà îñòðÿêà. Èç íåãî îòêëàäûâàþòñÿ àáñöèññû õi, ÷åðåç êàæäûå 2000 ìì è âû÷èñëÿþò ñîîòâåòñòâóþùèå èì îðäèíàòû ói.

Ðàñ÷¸òíàÿ ñõåìà îïðåäåëåíèÿ îðäèíàò ïåðåâîäíîé êðèâîé ïðåäñòàâëåíà íà ðèñóíêå 3.7.

Ðèñóíîê 3.7 - Ñõåìà ðàñ÷¸òà îðäèíàò ïåðåâîäíîé êðèâîé

Êîíå÷íàÿ àáñöèññà íàõîäèòñÿ ïî ôîðìóëå

Xê = R(sinα - sinβ),(50)

Ïðè R = 654624,64 ìì; sinα = 0,062379 è sinβ = 0,03339:

Xê = 654624,64 (0,062379 - 0,03339) = 18977 ìì.

Îðäèíàòû ïåðåâîäíîé êðèâîé îïðåäåëÿþòñÿ ïî ôîðìóëå, ïðåäëîæåííîé Â.È. Ïîëòîðàöêèì

yn = yo + xn . sinβ + xn2/(2R )+ Δ,(51)

ãäå yn - îðäèíàòû ïåðåâîäíîé êðèâîé, ñîîòâåòñòâóþùèå ñâîèì àáñöèññàì, ìì;

yo - îðäèíàòà â êîðíå îñòðÿêà, ìì;

xn - àáñöèññû ïåðåâîäíîé êðèâîé, êðàòíûå 2000 ìì;

β - ñòðåëî÷íûé óãîë, äîëè ãðàä;

Δ - ïîïðàâêà äëÿ ñîîòâåòñòâóþùåé îðäèíàòû.

Δ = (Rsinβ + xn)4/8R3,(52)

Êîíå÷íàÿ îðäèíàòà ïðîâåðÿåòñÿ ïî ôîðìóëå

yê = S0 - Ê . sinα,(53)

Ïðè S0 = 1520ìì; Ê = 5320 ìì è sinα = 0,062379:

yê = 1520 - 5320 . 0,062379 = 1188,14 ìì.

Ðàñ÷¸òû ïî îïðåäåëåíèþ ïðîìåæóòî÷íûõ îðäèíàò ón ïåðåâîäíîé êðèâîé ñâîäèì â òàáëèöó 6.

Òàáëèöà 6 - Ðàñ÷¸ò îðäèíàò ïåðåâîäíîé êðèâîé ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà

3.5 Îïðåäåëåíèå äëèíû ðåëüñîâûõ íèòåé ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà

Ðàñ÷¸òíàÿ ñõåìà äëÿ îïðåäåëåíèÿ äëèíû ðåëüñîâûõ íèòåé ïðåäñòàâëåíà íà ðèñóíêå 3.8

Ðèñóíîê 3.8 Ñõåìà äëÿ îïðåäåëåíèÿ äëèíû ðåëüñîâûõ íèòåé

Äëèíó ðåëüñîâûõ íèòåé è äëèíó ðóáîê ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëàì

l1 = LÏ - lpp - δ;(54)

l2 = (π/180) . (R + br/2) . (α - βí) + Ê - n - l0 - 2δ;(55)

l3 = LÒ - l0'- n - 2δ;(56)

l4 = q - Sîñòð . sinβí + (π/180) . (R - Sïð - br/2) . (α - βí) + Ê + m - lpp ;(57)

ln'' = ln - ln' - δ;(58)

ãäåSîñòð è Sïð - ñîîòâåòñòâåííî øèðèíà êîëåè â íà÷àëå îñòðÿêîâ è â ïåðåõîäíîé êðèâîé, äëÿ ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà òèïà Ð65 ìàðêè 1/16 ñ øèðèíîé êîëåè 1520 ìì, Sîñòð = 1521 ìì;

δ - ñòûêîâîé çàçîð, ïðè ãèáêèõ îñòðÿêàõ ïðèíèìàåòñÿ ðàâíûì 8 ìì;

 ln' - äëèíà ðåëüñîâ çà êîðíåì îñòðÿêîâ, ïðèíèìàåìàÿ ðàâíîé 12500  èëè 25000 ìì;

l1 = 41416 -15438 - 8 = 25970 ìì,

l1'' = 25970 - 12500 - 8 = 13462 ìì.

l2 = (3,14/180) . (654624,64 + 72/2) . (3,576889 - 0,933333) + 5320 - 4320 - 11200 - 2 . 8 = 19974 ìì,

l2'' = 19974 - 12500 - 8 = 7466 ìì.

l3 = 35487 - 11201 - 5320 - 2 . 8 = 18950 ìì,

l3'' = 18950 - 12500 - 8 = 6442 ìì.

l4 = 2249 - 1521 . 0,01628 + (3,14/180) . (654624,64 - 1520 - 72/2) . (3,576889 -0,933333) + 5320 + 3680 - 15438 = 25973 ìì,

l4'' = 25973 - 12500 - 8 = 13465 ìì.

3.6 Îïðåäåëåíèå äëèíû óñîâèêîâ è êîíòððåëüñîâ

Ðàçâ¸ðíóòûå äëèíû êîíòððåëüñîâ è óñîâèêîâ ñîîòâåòñòâåííî ñîñòàâëÿþò

lk = lp + 2(l + l1 + l2);(59)

ly = ly' + lp + ly'' + ly''',(60)

ãäålp - äëèíà ðàáî÷åé ÷àñòè êîíòððåëüñà, ìì;

 l - ó÷àñòêè ðàáî÷åé ÷àñòè êîíòððåëüñà, ïðèíèìàåì 200 ìì;

l1 - äëèíà ïåðâîé îòîãíóòîé ÷àñòè êîíððåëüñà, ìì;

l2 - äëèíà âòîðîé îòîãíóòîé ÷àñòè êîíððåëüñà, ïðèíèìàåì 150 ìì;

 ly' - äëèíà ïåðâîé îòîãíóòîé ÷àñòè óñîâèêà, ìì;

ly'' - äëèíà âòîðîé îòîãíóòîé ÷àñòè óñîâèêà, ìì;

ly''' - äëèíà òðåòüåé îòîãíóòîé ÷àñòè óñîâèêà, ïðèíèìàåì 150 ìì.

Íåèçâåñòíûå âåëè÷èíû îïðåäåëèì ïî ôîðìóëàì

lp = 114N;(61)

l1 = 20/sinβó;(62)' = n - 64N;(63)'' = 18/ sinβó;(64)

sinβó = (Vòïð / Vïð) . sinβóò , (65)

ãäå Vòïð = 160 êì/÷; Vïð = 140 êì/÷; sinβóò = 0,0099648.

Òîãäà  sinβó = (160/140) . 0,0099648 = 0,0113769; lp = 114 . 16 = 1824 ìì;

l1 = 20/0,0113769 = 1758 ìì;

ly' = 4320 - 64 . 16 = 3296 ìì;

ly'' = 18/0,0113769 = 1582 ìì.

Îïðåäåëÿåì äëèíû êîíòððåëüñîâ è óñîâèêîâ ïî ôîðìóëàì (59) è (60)

lk = 1824 + 2(200 + 1758 + 150) = 6040 ìì;

ly = 3296 + 1824 + 1582 + 150 = 6852 ìì.

3.7 Ïðîåêòèðîâàíèå ýïþðû ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà è ñõåìû åãî ðàçáèâêè

Íà îñíîâå âåëè÷èí, ïîëó÷åííûõ ðàñ÷åòîì, ïðîåêòèðóåì ýïþðó ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà â ìàñøòàáå 1:100 â ïðîäîëüíîì íàïðàâëåíèè è 1:50 â ïîïåðå÷íîì. Ýïþðà ñîñòîèò èç ñõåìû óêëàäêè áðóñüåâ è ñõåìû ðàçáèâêè ïåðåâîäà. Âíà÷àëå íà ÷åðòåæ íàíîñèì îñü ïðÿìîãî ïóòè ïåðåâîäà è îòìå÷àåì íà íåé öåíòð ïåðåâîäà, îò íåãî â ïðèíÿòîì ìàñøòàáå îòêëàäûâàåì îñåâûå ðàçìåðû à, b, à0 è b0. Îïðåäåëÿåì

ïîëîæåíèå ìàòåìàòè÷åñêîãî öåíòðà êðåñòîâèíû, õàðàêòåðèçóåìîå âåëè÷èíàìè b0

è S0/2, îòëîæåííûìè â ìàñøòàáå.

Èç ìàòåìàòè÷åñêîãî öåíòðà êðåñòîâèíû îïèñûâàåì äóãó ðàäèóñîì, ðàâíûì S0/2 è, ïðîâåäÿ ê íåé êàñàòåëüíóþ èç öåíòðà ïåðåâîäà, íàõîäèì íàïðàâëåíèå îñè áîêîâîãî ïóòè. Çàòåì âû÷åð÷èâàåì â ðàáî÷èõ ãðàíÿõ ðåëüñîâ ñòðåëî÷íûé ïåðåâîä è îòìå÷àåì íà íåì ñòûêè. Íàðóæíàÿ íèòü ïåðåâîäíîé êðèâîé íàíîñèòñÿ íà ÷åðòåæå ïî âû÷èñëåííûì çíà÷åíèÿì îðäèíàò, âíóòðåííÿÿ - íà îñíîâå çàäàííîé øèðèíû êîëåè.

Íà ñõåìå ðàçáèâêè ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà óêàçûâàåì îñíîâíûå ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû ñòðåëî÷íîãî ïåðåâîäà (Ïðèëîæåíèå À). Ïîä ñõåìîé ïåðåâîäà ðàçìåùàåì ñïåöèôèêàöèþ äëèí ðåëüñîâ.

Èìåÿ ïîëîæåíèå ðåëüñîâûõ ñòûêîâ, ïðîåêòèðóåì ðàñêëàäêó áðóñüåâ ïîä ñòðåëî÷íûì ïåðåâîäîì (Ïðèëîæåíèå Á).  ñòûêàõ áðóñüÿ ðàçìåùàåì íà ðàññòîÿíèè ñòûêîâîãî ïðîëåòà, à íà îñòàëüíîé ÷àñòè ïåðåâîäà - ñîãëàñíî âûáðàííûì âåëè÷èíàì ïðîëåòîâ ïîä ñòðåëêîé è êðåñòîâèíîé.

Íà ó÷àñòêå ïåðåâîäà ïåðåä îñòðÿêàìè óêëàäûâàåì øïàëû. Çàòåì êëàä¸ì äâà áðóñà äëèíîé â 3,50 ì ñ ðàññòîÿíèåì ìåæäó îñÿìè 600 ìì. Çà íèìè ðàçìåùàåì ãðóïïàìè ïåðåâîäíûå áðóñüÿ äëèíîé îò 3,00 äî 5,50 ì ÷åðåç 250 ìì.

Áðóñüÿ ïîä ñòðåëêîé è äî öåíòðà ïåðåâîäà ðàñïîëàãàåì ïåðïåíäèêóëÿðíî îñè ïðÿìîãî ïóòè òàê, ÷òîáû èõ êîíöû ëåæàëè íà øíóðîâîé ëèíèè, ïàðàëëåëüíîé îñè ïðÿìîãî ïóòè ïåðåâîäà. Âûñòóï áðóñà çà ðàáî÷óþ ãðàíü ãîëîâêè ðåëüñà ïðÿìîãî ïóòè ïðèíèìàåì ðàâíûì 613 ìì. Áðóñüÿ ïîä êðåñòîâèíîé ðàçìåùàåì ïåðïåíäèêóëÿðíî áèññåêòðèñå åå óãëà. Íà ó÷àñòêå îò öåíòðà ïåðåâîäà äî ïåðåäíåãî ñòûêà êðåñòîâèíû îñóùåñòâëÿåòñÿ ïîñòåïåííûé ïîâîðîò áðóñüåâ äî ïîëîæåíèÿ, ïåðïåíäèêóëÿðíîãî áèññåêòðèñå óãëà êðåñòîâèíû.

Çà êðåñòîâèíîé áðóñüÿ óêëàäûâàþòñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà ïîÿâèòñÿ âîçìîæíîñòü ðàçìåñòèòü øïàëû. Íà ïðîòÿæåíèè 5 - 6 ïðîëåòîâ ïåðåä øïàëàìè ïðîèçâîäèòñÿ ïîâîðîò áðóñüåâ äî ïîëîæåíèÿ, ïåðïåíäèêóëÿðíîãî îñè ïðÿìîãî ïóòè ïåðåâîäà.

Äëèíà áðóñüåâ îïðåäåëÿåòñÿ ãðàôè÷åñêè. Êîãäà âûñòóï áðóñà çà ðàáî÷óþ ãðàíü ðåëüñà áîêîâîãî ïóòè ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå 513 ìì, òî ïåðåõîäèì ê íîâîé ãðóïïå áðóñüåâ. Áðóñüÿ âû÷åð÷èâàþòñÿ â îñÿõ.

Ïîä ñõåìîé óêëàäêè áðóñüåâ ðàçìåùàåì ñïåöèôèêàöèþ áðóñüåâ è óêàçûâàåì ðàñêëàäêó ïåðåâîäíûõ áðóñüåâ.

Ñïèñîê èñïîëüçîâàííîé ëèòåðàòóðû:

1. Øàõóíÿíö Ã.Ì. Æåëåçíîäîðîæíûé ïóòü. Ì.: «Òðàíñïîðò», 1967.

. Àìåëèí Ñ.Â. Ñîåäèíåíèÿ è ïåðåñå÷åíèÿ ðåëüñîâûõ ïóòåé. Ì.; «Òðàíñïîðò», 1968.

. Øàõóíÿíö Ã.Ì. è äð. Ïðîåêòèðîâàíèå æåëåçíîäîðîæíîãî ïóòè. Ì., «Òðàíñïîðò», 1972. - 320 ñ.

4. Àìåëèí Ñ.Â., Åëñàêîâ Í.Í. Ñîåäèíåíèÿ è ïåðåñå÷åíèÿ ïóòåé. Ë., 1977.

. Ñèìîí À.ß., Ïóòðÿ Í.Í., Åëñàêîâ Í.Í. Ñîâðåìåííûå ñòðåëî÷íûå ïåðåâîäû. Ì., «Òðàíñïîðò», 1977.

. Ñìûêîâ Å.Ê. Ðàñ÷åòû ñòðåëî÷íûõ ïåðåâîäîâ. Ãîìåëü, ÁåëÈÈÆÒ, 1986. - 69 ñ.

7. ÑíèÏ II-39-76 .×àñòü Ï. Íîðìû ïðîåêòèðîâàíèÿ. Ãëàâà 39. Æåëåçíûå äîðîãè êîëåè 1520ìì. Ì.; «Ñòðîéèçäàò», 1977.

8. Ïàìÿòêà ïî îôîðìëåíèþ äèïëîìíûõ è êóðñîâûõ ïðîåêòîâ. Ãîìåëü, 1975.

. Áóáëèêîâ Í.Â., Êîâòóí Ï.Â. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ ê ïðîåêòèðîâàíèþ è ðàñ÷¸òó ðåëüñîâîé êîëåè. Ãîìåëü, 1996. - 53 ñ.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru