методички / 4234_EI

4 234		МИНИСТЕРСТ ВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
		ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВ О ЖЕЛЕЗНО ДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Ф ЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРС ТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧ РЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАР СКИЙ ГОСУДАРС ТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТ ЕЙ СОО БЩЕНИЯ »

Кафедра «Технологии грузовой и коммерческой работы, станции и узлы»

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ СТАНЦ ИИ И УЗЛЫ

М етодические указания к п рактическим и лабораторны м работам для обучающихся по спец иальности 23.05.0 4 «Экспл уатация железных дорог»

очной и заочной фо м обуче ния

Составители: А. Б. Фокеев А. В . Варламов Н. Н . Мазько А.В. Эрлих И.Р. Андриа нова

Самара

2017

1

УДК 656.21

Железнодорожные станции и узлы : методические указания к практическим и лабораторным работам для обучающихся по специальности 23.05.04 «Эксплуатация железных дорог» очной и заочной форм обучения / А. Б. Фокеев, А. В. Варламов, Н. Н. Мазько, А.В. Эрлих, И.Р. Андрианова. – Самара : СамГУПС, 2017. – 76 с.

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Железнодорожные станции у узлы» и содержат теоретические материалы и практические задачи для углубленного изучения дисциплины «Железнодорожные станции у узлы».

Выполнение практических и лабораторных заданий позволит подробно изучить разделы, которые не входят в рамки выполнения курсовой работы и проектов по дисциплине «Железнодорожные станции у узлы»: расчет основных параметров стрелочных переводов, соединений станционарных путей и стрелочных улиц; расчет путевого развития на участковых станциях; расчет высоты горок различной мощности и анализ профилей спускной части горки трудного и легкого путей; разработка конструкций горловин, расчет путевого развития и изучение основных устройств на пассажирских и пассажирских технических станциях и т.д.

Утверждены на заседании кафедры 13.02.2017 г., протокол № 8. Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

Составители: Анатолий Борисович Фокеев, к. т. н., доцент Александр Васильевич Варламов, к. т. н., доцент Наталья Николаевна Мазько, к. т. н., доцент Антон Владимирович Эрлих, к. т. н., доцент Ирина Ревазовна Андрианова, ст. преподаватель

Рецензенты: Александров В. И., к. т. н., доцент СамГУПС; Солдаткин В.И., к. т. н., доцент СамГУПС

Под радакцией составителей

Подписано в печать 03.04.2017. Формат 60×90 1/16. Усл. печ. л. 4,75. Заказ 35.

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2017

2

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой дисциплины «Железнодорожные станции и узлы».

Практические и лабораторные занятия являются базой для формирования у обучающихсяследующих компетенций:

-ПК-19. Знать: технические и технологические нормы проектирования станций и узлов в различных условиях; методы проектирования отдельных элементов и основных схем станций и узлов; методы выполнения технико-экономических расчетов по выбору наиболее эффективных решений. Уметь: пользоваться нормативно-справочной литературой, используемой при проектировании объектов транспортной инфраструктуры; проектировать элементы транспортной инфраструктуры; разрабатывать техникоэкономическое обоснование проекта и выбирать рациональное техническое решение. Владеть: методами проектирования объектов транспортной инфраструктуры в соответствии с техническими и технологическими нормами проектирования в различных условиях; методами расчета параметров устройств раздельных пунктов; методами выполнения технико-экономических расчетов по выбору наиболее эффективных решений.

-ПК-20. Знать: устройство и техническое оснащение раздельных пунктов и транспортных узлов; взаимное расположение и методы расчета основных элементов; способы увязки проектных решений с передовой технологией работы станций и узлов; методы увеличения пропускной и перерабатывающей способности станций и узлов. Уметь: разрабатывать схемы раздельных пунктов; разрабатывать проекты реконструкции и строительства раздельных пунктов; производить расчет пропускной и перерабатывающей способности станций и узлов, а также их отдельных элементов. Владеть: методами проектирования основных элементов станций и узлов; методами расчета пропускной и перерабатывающей способности станций и узлов; методами расчета пропускной и перерабатывающей способности отдельных элементов станций и узлов.

-ПК-21. Знать: порядок разработки проектов строительства железнодорожных станций и входящего в их состав комплекса необходимых устройств. Требования нормативных документов по проектированию станционных устройств; основы геодезии, топографические карты и планы; определение загрузки железнодорожных станций в целом и отдельных их подсистем. Уметь: разрабатывать масштабные планы станций с соответствующим комплексом устройств; проектировать план, продольный и поперечный профиль станционных путей; определять объемы работ по выполненным проектам. Владеть: методами масштабного графического отображения объектов транспортной инфраструктуры; методиками определения мощности и загрузки станционных устройств; методами расчета строительной стоимости проектируемых железнодорожных станций.

-ПСК-1.6. Знать: технологию работы железнодорожных станций и узлов; специализацию станций в узле и организацию вагонопотоков; мероприятия по комплексной механизации и автоматизации станционных процессов; схемные решения станций и узлов по изоляции маршрутов приема и отправления поездов от маневровой работы; специализацию головных и узловых участков для изоляции маршрутов грузового и пассажирского движения. Уметь: разрабатывать варианты реконструкции железнодорожных станций и узлов; предлагать технические и технологические мероприятия по увеличению пропускной способности транспортных коридоров, линий, участков и станций; разрабатывать мероприятия по внедрению скоростного и высокоскоростного движения поездов. Владеть: методами и методиками разработки экономически обоснованных предложений по развитию и реконструкции железнодорожных станций и узлов; методами и методиками

3

по комплексной механизации и автоматизации станционных процессов; методами проектирования объектов инфраструктуры для внедрения скоростного и высокоскоростного движения.

Практические работы по дисциплине выполняются в 5 семестре ДФО и в 7 семестр ЗФО

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1

РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ

Цель работы: научиться определять основные параметры стрелочных переводов.

Задача 1.1. Определить полную длину обыкновенных одиночных стрелочных переводов марок 1/11 и 1/9 (рисунок 1.1) и симметричного марки 1/6 (рисунок 1.2) на прие- мо-отправочных путях. Тип рельсов Р65.

α – угол крестовины; Rпер – радиус переводной кривой (по наружной нити); m – расстояние от оси передних стыков рамных рельсов до начала остряков; a0 – расстояние от начала остряков до центра перевода; а – расстояние от оси передних стыков рамных рельсов до центра перевода; b0 – расстояние от центра перевода до математического центра крестовины; b – расстояние от центра переводов до торца крестовины; q1 – расстояние от центра крестовины до ее заднего стыка; h – прямая вставка перед крестовиной

Рисунок 1.1 – Схема обыкновенного стрелочного перевода

Рисунок 1.2 – Схема симметричного стрелочного перевода

4

Полная длина стрелочных переводов

-обыкновенного: Lп = m+a0 +b;

-симметричного: Lп = m + a0 + b0` + q1 cos α2 .

Задача 1.2. Определить расстояние между центрами смежных стрелочных переводов марки 1/11 на приемо-отправочных путях в стесненных условиях в различных вариантах укладки (рисунок 1.3). Тип рельсов Р65.

В зависимости от назначения путей и скорости движения поездов по ним длина вставки f(если она устраивается) в схемах I, II, III равна 25,00; 12,50; 6,25; 4,50 м.

Рисунок 1.3 – Схемы взаимного расположения стрелочных переводов

При ответвлении двух параллельных путей в одну (схема IV) и в разные (схема V) стороны расстояние между центрами переводов зависит от ширины междупутья:

	LIV .V	=	e		.
			sin	α

Задача 1.3. Для условий задачи 1.2 определить длину прямой вставки f в схемах IV и V (см. рисунок 1.3).

Расстояние между центрами стрелочных переводов:

LIV = b1 + f4 + a2; LV = b1 + f5 + b2; LIV, V = e/sinα . Следовательно:fIV = e/sinα – (b1 + a2);fV = e/sinα – (b1 + b2).

Задача 1.4. На приемо-отправочных путях в нормальных условиях необходимо уложить стрелочный перевод марки 1/9 на хорде кривой AFD (рисунок 1.4) и определить расчетные элементы. Тип рельсов Р65; радиус существующей кривой R = 300 м, сопрягающей кривой r = 272 м; длина, необходимая для укладки перевода, Lп = 38 м.

L

L

Из прямоугольного треугольника OO1M следует, что

2 O O = sin ϕ

или sinϕ =

,

2(R − r)

1

L

откуда ϕ = arcsin

.

2(R − r)

Расстояние f = OF – r – OM. OM = (R – r) cosφ.

Тогда F=R –r – (R – r) cosφ; AF = FD =

π

Rϕ 0

; AB = CD =

π

Rϕ 0 .

180

180

5

Тангенс сопрягающей кривой: T1 = rtg ϕ2 .

Координаты точек B и F относительно точки A:

y1 = r (1 – cos φ); x1 = r sin φ; y2 = R (1 – cos φ); x2 = R sinφ.

Рисунок 1.4 – Схема укладки обыкновенного стрелочного перевода в кривой

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2

РАСЧЕТ СОЕДИНЕНИЙ СТАНЦИОННЫХ ПУТЕЙ

Цель работы: научиться рассчитывать основные параметры соединений станционных путей.

Задача 2.1. Рассчитать одиночное конечное соединение приемо-отправочных путей в нормальных условиях с искривлением одного пути (рисунок 2.1). Расстояние между осями путей е = 5,30 м, марка стрелочного перевода 1/9, радиус сопрягающей кривой R = 200 м. Тип рельсов Р65.

Координаты вершины угла поворота: х = e/tgα; у = е;

Расстояние T от начала или конца кривой до вершины угла поворота (тангенс кри-

вой): T = Rtg α2 . Длина кривого участка пути: K =	πRα 0
	180 .

Длина вставкимежду концомстрелочногоперевода и началом кривой: f = e/sin α – (b + T) должна быть не менее длины прямого участка для разгонки уширения колеи в кривой P и прямой вставки за торцом крестовины K0 (P зависит от назначения пути, радиуса кривой и ширины колеи в прямых и кривых участках, K0 – от марки крестовины и типа рельсов).

Рисунок 2.1 – Схема одиночного соединения двух путей с искривлением одного из них

6

Задача 2.2. Рассчитать одиночное сокращенное соединение путей перроного парка, между которыми сооружена высокая платформа (рисунок 2.2). Расстояние между осями путей e = 10 м, угол крестовины α = 6° 20' 25", расстояние до начала кривой l = 24 м, радиус сопрягающих кривых R = 200 м. Прямая вставка между обратными кривыми d0 = 15 м.

В расчет элементов соединения вводим вспомогательный угол ψ. Из треугольника

OO1E (см. рисунок 2.2) tg ψ = d0/2R.

Полная длина соединения:L = АВ + ВС, где АВ = x0 и BC = DO1 = (y0 + R – е) tg γ (из треугольника ODO1). Координаты: х0 = lcosα – Rsin α; у0 = lsin α+ Rcos α.

Рисунок 2.2 – Схема одиночного сокращенного соединения путей

Из треугольника ОDO1: cos γ =	OD	=	y0 + R − e			.
	OO
			d	0	cos ecψ
	1

Тогда L = x0 + (y0 + R – е) tgγ.

Углы поворота: φ1 = γ – ψ ;φ = γ – ψ – α.

Задача 2.3. Рассчитать раздвижку путей с параллельным смещением одного из них при переходе от междупутья 5,30 м к междупутью 7,50 м (рисунок 2.3) для размещения пассажирской платформы. Радиус сопрягающей кривой R = 3000 м. Прямая вставка между концами круговых кривых d0 = 75 м. Переходные кривые не устраиваются.

Проецируя на вертикальную ось контур AO2O1B, получим O1O2 cos (α + β) = 2R – u.

	Но O1O2 = 2R/cosφ;			tgφ = d0/2R, откуда
	(2R/cosφ) cos		(β +	φ) = 2R – u, т.е. cos (β + φ) = [(2R – u)/ 2R] cosφ;
	cos( β + ϕ ) = (1 −	u	) cos ϕ .
		2R

7

Рисунок 2.3 – Схема раздвижки путей с параллельным смещением одного из них при изменении величины междупутья

Определим угол β. Находим T = Rtg	β	и K =	πRβ0 .
	2		180

L = 2T + (2T + d0) cos β; L = 2R sin β + d0 cos β.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3

ПОСТРОЕНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО И ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТАНЦИИ

Цель работы: разработать продольный и поперечный профиль промежуточной станции.

Задача 3.1. Построить продольный профиль промежуточной станции в соответствии с выданным планшетом.

Продольный профиль строится по оси I-го главного пути в пределах уклоноуказателей на стандартной сетке в горизонтальном масштабе 1:10000, вертикальном – 1:200.Отметки земли определяются по планшету путем интерполяции между горизонталями в каждом пикете и в местах установки уклоноуказательных знаков.

Затем наносятся проектные отметки в местах установки уклоноуказателей; соединяя эти отметки, получим линию бровки земляного полотна по I-му главному пути.

На продольном профиле вычерчивается линия земли и линия бровки земляного полотна. Построение начинается от условного уровня, за который принимается верхняя линия сетки, отметка условного уровня принимается на 6–8 метров меньше минимальной отметки земли.Затем подсчитываются рабочие отметки, которые являются разностью между отметками земли и проектными отметками бровки земляного полотна. Для насыпей рабочие отметки пишутся выше проектной линии, для выемок – ниже.

Для пропуска воды через станцию при необходимости устраивают водопропускные трубы отверстием 1,0–2,0 м. Их укладывают в так называемых «седлах», т. е. ямах.

8

На продольном профиле показывается ситуация (план станции), подсчитываются проектные уклоны и расстояния между точками перелома (при необходимости, если таковые на станции имеются), показывается пикетаж, километраж, условно изображается план I-го пути (обычно прямая линия). Пример проектирования продольного профиля показан на рисунке 3.1.

Задача 3.2. Построить поперечный профиль промежуточной станции.

Поперечный профиль вычерчивается в месте с наибольшим расположением путей, рекомендуемый горизонтальный и вертикальный масштаб – 1:200.

Поперечный профиль выполняется на стандартной сетке с нанесением осей путей и крайних точек поперечника. Далее методом интерполяции между горизонталями на плане станции находятся отметки земли в месте рассматриваемого сечения.

Поперечные профили бывают трех видов: односкатные, двускатные и многоскатные (пилообразные). На промежуточных станциях обычно проектируются двускатные, с уклонами, направленными в разные стороны, на однопутных линиях от оси междупутья I-го главного пути и предполагаемого II-го главного, на двухпутных промежуточных станциях – в междупутье между I и II главными путями. Для определения проектных отметок земляного полотна и точки перелома профиля рассчитывается проектная отметка по оси I-го главного пути.

За счет сливной призмы отметка по оси I-го главного пути выше, чем бровки, на однопутных линиях на 0,15 м, на двухпутных на 0,13 м. Если сечение совпадает с пикетом, то отметка по оси I-го главного пути складывается из проектной отметки бровки земляного полотна (берется из продольного профиля) и высоты сливной призмы. Так же берется и отметка I-го главного пути, если станция расположена на площадке.

Поперечный уклон поверхности земляного полотна зависит от рода грунта, климатических и других условий, можно принять 0,02–0,01. По этому уклону и расстоянию от оси I -го главного пути до точки перелома профиля определяем проектную отметку точки перелома профиля. В пределах проектируемой станции необходимо предусмотреть водоотводные сооружения для надежного отвода воды, поступающей с «поля», с поверхности земляного полотна и балластной призмы.

При расположении земляного полотна станции на насыпи для отвода поверхностных вод, поступающих к земляному полотну, устраивают водоотводные канавы.

Между подошвой откоса насыпи и бровкой канавы сооружают берму шириной не менее 3-х метров с уклоном 0,02–0,04 в сторону канавы.

Продольные водоотводные канавы необходимо предусматривать с нагорной стороны насыпей.

На местности с поперечным уклоном менее 0,02 ‰ при высоте насыпей не менее 1,5 м, на участках с переменной сторонностью поперечного уклона вод оотводные канавы необходимо проектировать с двух сторон.

Минимальные размеры поперечного сечения канав определяются по расходу воды, но при этом глубина и ширина канавы по дну должны быть не менее 0,6 м. Откосы канав проектируются с уклоном 1:1,5. Дну канав придается продольный уклон в сторону пониженного места или искусственных сооружений не менее 3 ‰.

При расположении земляного полотна в выемке устраивают кюветы с продольным уклоном, равным уклону земляного полотна, но не менее 2 ‰.

Минимальная глубина кюветов в обычных условиях 0,6 м, ширина по дну не менее 0,4 м. Крутизна откосов кювета 1:1,5.

Пример построения поперечного профиля представлен на рисунке 3.2.

9

													Продольный профиль
	44
Масштабы:
горизонтальный - 1:10000 42		1,9	1,62	1,3	1,03	0,8	0,57	0,29																		0,26	0,57	0,81	1,04	1,29	1,6	1,94	2,03
вертикальный - 1:200	40								0
36	38									0,34	0,7	1,11	1,53	1,97	2,39	2,63	2,66	2,51	2,12	1,69	1,36	1,08	0,8	0,49	0,11
Ситуация
Проектные отметки		39,4																																39,4
бровки земляного полотна
Проектные уклоны																		0,0
																	3000
Отметки земли		37,5	37,78	38,1	38,37	38,6	38,83	39,11	39,4	39,74	40,1	40,51	40,93	41,37	41,79	42,3	42,6	41,91	41,52	41,09	40,76	40,48	40,2	39,89	39,51	39,14	38,83	38,59	38,36	38,11	37,8	37,46		37,37
Расстояния
Пикеты			1	2	3	4	5	6	7	8	9		1	2	3	4	5	6	7	8	9		1	2	3	4	5	6	7	8	9
Ïëàí I ïóòè
Километры												59										60											61
						Рисунок 3.1 – Продольный профиль I-го главного пути

										Поперечный профиль на ПК601
Масштаб - 1:200	43							12	11	7	5	III	I			II	IV
	41	à																				á
													0,02			0,02		1
																		:1			1,5
	39			1															,
																			5		1:
				:1		1,5
					,
					5	1:
35	37
Проектные отметки			40,26	38,036		38,036	38,636	38,706	38,802	39,144	39,25	39,38	39,53		39,583	39,53	39,38	39,31	38,71		38,71	39,87
Проектные расстояния		1,66	3,34		0,6 0,9			3,5	4,8	17,1	5,3	6,5	7,5	2,65	2,65	7,5	3,5	0,9		0,6 1,74		3,26
Отметки земли		40,27																				39,85
Расстояния											74
									Рисунок 3.2 – Поперечный профиль на КМ60 ПК1 (с кюветами)

10