Методичка по ЖДП 1

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Путь и железнодорожное строительство»

А.К. Гавриленко О.В. Голубев

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ

Расчет и проектирование основных параметроврельсовой колеи

Екатеринбург

2006

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Путь и железнодорожное строительство»

А.К. Гавриленко О.В. Голубев

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ

Расчет и проектирование основных параметроврельсовой колеи

Методические указания к курсовому проекту для студентов ΙΙΙ – ΙV курсов специальности 270204 – «Строительство железных дорог, путь

и путевое хозяйство»

Екатеринбург

2006

УДК 625.1 (075.8)

Методические указания составлены по дисциплине «Железнодорожный путь» в соответствии с учебной программой на базе учебной литературы и нормативных документов по проектированию и расчету рельсовой колеи, а также методических пособий УрГУПСа и других высших учебных заведений.

В указаниях изложены методы выбора конструкции пути и расчета рельсовой колеи. Порядок изложения материала соответствует последовательности написания и расчетов в курсовом проекте.

Указания предназначены для студентов всех форм обучения строительного факультета специальности 270204 – «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство».

Методические указания обсуждены и одобрены на заседании кафедры «Путь и железнодорожное строительство» Уральского государственного университета путей сообщения 3.10.2006, протокол № 2.

Авторы: А.К. Гавриленко, ассистент кафедры «Путь и железнодорожное строительство», УрГУПС, О.В. Голубев, ассистент кафедры «Путь и железнодорожное строительство», УрГУПС

Рецензент: В.С. Саблин, доцент кафедры «Путь и железнодорожное строительство», канд. техн. наук,УрГУПС

© Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2006

Оглавление
Введение......................................................................................................................	4
1. УСТАНОВЛЕНИЕ КЛАССА И КОНСТРУКЦИИ ВЕРХНЕГО
СТРОЕНИЯ ПУТИ.....................................................................................................	5
1.1. Установление класса пути..................................................................................	5
1.2. Выбор конструкции верхнего строения пути...................................................	6
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕИ В КРИВОЙ................................	9
2.1. Определение возвышения наружного рельса в кривой...................................	9
2.2. Расчет основных элементов для разбивки переходной кривой....................	11
2.2.1. Устройство переходных кривых...................................................................	11
2.2.2. Назначение длины переходных кривых.......................................................	14
2.3. Укладка укороченных рельсов.........................................................................	17
2.3.1. Расчет укорочения рельсов ...........................................................................	17
2.3.2 Расчет количества и порядка укладки укороченных рельсов.....................	18
2.4. Определение ширины колеи в кривой............................................................	25
2.4.1. Определение оптимальной ширины колеи в кривой ...............................	26
2.4.2. Определение минимально допустимой ширины колеи...........................	27
Приложение 1 ...........................................................................................................	31
Приложение 2 ...........................................................................................................	39
Приложение 3 ...........................................................................................................	40
Приложение 4 ...........................................................................................................	42
Библиографический список.....................................................................................	44

3

Введение

Железнодорожный путь — инженерное сооружение, предназначенное для безопасного и бесперебойного движения поездов с заданными и перспективными нагрузками от колесных пар подвижного состава на рельсы и скоростями движения. На безопасность движения поездов влияет множество факторов, одним из которых является состояние железнодорожного пути. Поэтому элементы пути требуют определенного расчета.

Порядок изложения материала в данных указаниях соответствует последовательности написания и расчетов в курсовом проекте, который состоит из трех частей:

1часть. Установление класса, типоразмеров и конструкции верхнего строения пути

Впервой части на основании «Технических условий на работу по ремонту

ипланово-предупредительной выправке пути» по исходным данным студент устанавливает класс пути, выбирает тип рельсов и конструкцию пути.

2часть. Расчеты рельсовой колеи

Во второй части выполняются расчет возвышения наружного рельса в кривой, расчет основных элементов для разбивки переходной кривой, расчет и раскладка укороченных рельсов в кривой и определяется ширина рельсовой колеи в кривой.

Исходные данные (приложение 1, таблица 1) к курсовому проекту выбираются по номеру в списке журнала или выдаются на отдельном бланке преподавателем. Образец титульного листа пояснительной записки представлен в приложении 2.

4

1. УСТАНОВЛЕНИЕ КЛАССА И КОНСТРУКЦИИ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ

1.1. Установление класса пути

Система ведения путевого хозяйства основана на классификации путей в зависимости от грузонапряженности и скоростей движения поездов – главных факторов, влияющих на перевозочный процесс и работу пути. Реализация системы ведения путевого хозяйства должна обеспечивать безотказную работу пути и его сооружений при обеспечении требований ресурсосбережения, в соответствии с требованиями Положения о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации [1] (далее Положения).

По грузонапряженности все пути делятся на 5 групп, обозначенных буквами; по допускаемым скоростям – на 7 категорий, обозначенных цифрами. Классы пути, представляющие собой сочетание групп и категорий, обозначены цифрами. Первая цифра означает класс пути, следующая за ней буква – группу, цифра после группы – указывает на категорию пути. Например, запись 1В3 означает: 1-й класс, группа В, категория 2-я. Классификация железнодорожных путей в зависимости от эксплуатационных условий приведена в приложении 3 (табл. 1).

Определение класса пути на участке должно осуществляться по максимальной допускаемой скорости движения для пассажирских и грузовых поездов, без учета отдельных километров и мест, по которым уменьшена максимальная скорость из-за кривых малого радиуса (R<350м), состояния пути или искусственных сооружений, или по другим причинам.

После того как класс пути установлен, необходимо определиться с конструкцией, типом и элементами верхнего строения пути. Эти параметры также нормируются Положением ([1], стр.3-7) и приведены в приложении 3 (табл. 2).

5

1.2. Выбор конструкции верхнего строения пути

Конструкция верхнего строения пути, а также типы и характеристики его основных элементов принимаются в зависимости от класса пути по таблице 2 приложение 3.

Наиболее распространенной конструкцией является звеньевой путь, наиболее перспективной и активно внедряемой – бесстыковой путь.

Звеньевой путь на деревянных шпалах практически не имеет ограничений по сферам применения. Согласно техническим условиям [2] укладка звеньевого пути на деревянных шпалах допускается только при обосновании и согласовании с Департаментом пути и сооружений.

Основная конструкция на путях 1-4 классов – бесстыковой путь на железобетонных шпалах. Эксплуатация звеньевого пути на железобетонных шпалах разрешается только для 5-го класса пути из-за большой его жесткости и интенсивного выхода рельсов по дефектам контактно-усталостного характера, особенно в стыках (см. табл. 2 приложение 3).

Тип принимаемых в курсовом проекте железобетонных шпал – Ш-1-1. Тип деревянных шпал для главных путей – IА.

Тип промежуточного скрепления зависит от конструкции пути и вида шпал [3, стр.26-36]. При звеньевом пути на деревянных шпалах в основном применяется смешанное скрепление ДО или раздельное скрепление КД. Бесстыковой путь на деревянных шпалах укладывается с применением раздельного скрепления типа КД.

Типовым промежуточным скреплением для железобетонных оснований (железобетонные шпалы, плиты, малогабаритные рамы) является раздельное клеммно-болтовое скрепление типа КБ. Реже применяются другие виды скреплений – типа ЖБР и АРС.

Конструкция и размеры балластной призмы должны соответствовать типовым поперечным профилям (Рис. 1.1, таблица 1.1).

Крутизна откосов балластной призмы при всех видах балласта должна быть 1:1,5, а песчаной подушки - 1:2.

Поверхность балластной призмы должна располагаться: при деревянных шпалах – ниже верха шпалы на 3 см; при железобетонных шпалах - в одном уровне с верхом средней части шпал.

Дополнительные требования к проектированию балластной призмы в кривых участках пути согласно [4]:

1. Ширину основной площадки земляного полотна нужно увеличивать с наружной стороны кривой в зависимости от радиуса кривой R:

при R =3000 – 4000 м уширение 0,2 м;

при R = 2500 – 1800 м уширение 0,3 м;

при R = 1500 – 700 м уширение 0,4 м;

при R = 600 м и менее уширение 0,5 м.

6

Из щебня при деревянных шпалах

Из щебня при железобетонных шпалах

Рис. 1.1. Поперечные профили балластной призмы

7

Кроме того, ширину основной площадки земляного полотна в кривых увеличивают на размер габаритного уширения междупутий в соответствии с ГОСТ 9238-83.

2. Толщина балластной призмы в кривой измеряется под внутренней рельсовой нитью. Нормируемые минимальные размеры балластной призмы приведены в табл. 1.1.

	Основные размеры балластной призмы			Таблица 1.1
	Толщина балласта под	Ширина	Толщина	Минимальная
Класс	шпалой без учета	плеча	песчаной	ширина обо-
пути	песчаной подушки hщ,	призмы	подушки hп,	чины земляно-
	см	d, см	см	го полотна, см
1 и 2	35/40	40/45	20	50
3	35/40	35/40
4	25/30	25/40		40
5	20/20	20/40	15	40

Примечание: в числителе значения для звеньевого пути при деревянных шпалах; в знаменателе - для бесстыкового пути на железобетонных шпалах.

Всоответствии с принятой по таблице 2 приложения 3 конструкцией пути

иподрельсового основания в произвольном масштабе на листе формата А4 вычерчивается поперечный профиль промежуточного скрепления с указанием всех его элементов и поперечный профиль балластной призмы в кривой для однопутного участка и в прямой для двухпутного участка.

8

2.ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕИ В КРИВОЙ

2.1.Определение возвышения наружного рельса в кривой

Рельсовая колея определяется своей шириной, положением рельсовых нитей по уровню и подуклонкой рельсов. При движении подвижного состава по кривой появляется центробежная сила J (см. рис. 2.1). Она создает дополнительное давление колес на наружную рельсовую нить, в связи с чем рельсы на ней изнашиваются быстрее, возникают отбои рельсовых нитей, появляется непогашенное центробежное ускорение, при больших значениях которого пассажиры испытывают неприятное ощущение.

Чтобы компенсировать действие силы J и ограничить центробежное ускорение на кривых вводят возвышение наружного рельса h.

При проектировании железнодорожных линий возвышение h определяется по формуле:

h =12,5 К	V2
	ср	, мм , (2.1)
	R

где К - коэффициент увеличения возвышения наружного рельса, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону по отношению к оси пути;

Vср — средневзвешенная по

тоннажу скорость, км/ч; R – радиус кривой, м.

На участках, где реализуемые скорости движения поездов превышают 120 км/ч, коэффициент К принимается равным 1,2; при скоростях движения до 120 км/ч – К=1,0.

Рис. 2.1. Расчетная схема для определения возвышения наружного

рельса в кривых: h– возвышение наружного рельса в кривой радиуса R; S0 – расстояние между двумя осями рельсов (S0 = 1600мм); G — вес экипажа; J – центробежная сила; N, Т — составляющиевеса экипажа G;

α– уголнаклона полотна пути.

9