Проектирование и расчеты верхнего строения пути

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ"

 

 

Кафедра: «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей».

 

 

 

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

 

по дисциплине: «Железнодорожный путь».

На тему: «Проектирование и расчеты верхнего строения пути».

 

 

 

                     

 

 

 

Выполнил: студентка 5 курса

Шифр:

 

 

 

 

 

 

Саратов 2015 г

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Исходные данные.

 

1.Часть I. Определение класса железнодорожного пути, конструкции, типа и характеристик его верхнего строения.

 

2.Часть II. Определение условий укладки бесстыкового пути.

 

3.Часть III.  Расчеты рельсовой колеи.

 

4.Литература.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные

Наименование данных	Значение показателя
Часть 1
Грузонапряженность, млн.ткм/км брутто в год	70
Максимальная скорость движения поездов км/ч:
- пассажирских	120
- грузовых	70
Часть 2
Тип рельсов	Р50
Род балласта	Асбестовый
Радиус кривой, м	600
Локомотив	ТЭ – 3
Скорость движения, км/ч	60
tmax max,° C	60
tmin min,° C	-31
tфакт,° C	-4
Длина плети, м	750
Часть 3
Радиус кривой, м	1300
Максимальная скорость движения по кривой, км/ч:
- грузовых	74
- пассажирских	95
Приведенная скорость поездопотока, км/ч	55
Угол поворота линии β, град	36
Единица подвижного состава	ВЛ60
Зона скорости	Первая

 

         

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть I

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ КЛАССА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ, КОНСТРУКЦИИ,

ТИПА И ХАРАКТЕРИСТИК ЕГО ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ

 

          Современная система ведения путевого хозяйства основана на классификации пути  в зависимости от грузонапряженности и  скоростей движения поездов.                                 

          Железнодорожный  путь классифицируется в зависимости  от сочетаний грузонапряженности и максимальных допускаемых скоростей движения пассажирских и грузовых поездов.

          По грузонапряженности  пути разделяют на 6 групп, обозначаемых буквами (А, Б, В, Г, Д, Е); по допускаемым скоростям - на 8 категорий, обозначаемых цифрами (1-7)., и высокоскоростные.  Классы пути обозначают цифрами.

          Принадлежность  пути соответствующему классу,  группе и категории обозначается сочетанием буквы и цифр. Например, 1Б2 означает, что путь принадлежит 1 классу, входит в группу Б и категорию 2.

          Классификация  железнодорожного пути приведена  в табл.2 [I].

          При  определении класса пути  необходимо  учитывать  следующие дополнения.      

1. На железнодорожных линиях федерального (общесетевого) значения пути должны быть не ниже 3класса.
2. Непрерывная длина пути соответствующего класса, как правило, не должна быть менее длины участка движения с одинаковыми на всем протяжении грузонапряженностью и установленными скоростями пассажирских или грузовых поездов (в зависимости от того, какая из них соответствует более высокому классу), без учета отдельных километров и мест, по которым уменьшена установленная скорость из-за кривых малого радиуса, временно неудовлетворительного технического состояния пути или искусственных сооружений, либо по другим причинам.    
3. В зависимости от количества пассажирских и пригородных графиковых поездов путь должен быть не ниже:            

          1 класса - более 100поездов в сутки;

          2  класса - 31-100 поездов в сутки;

          3 класса - 6-30 поездов в сутки;

       4. На двухпутных  и многопутных участках классы  путей устанавливаются одинаковыми  с классом пути, имеющим большую  грузонапряженность, при условии, если  разница в грузонапряженности  не превышает 30%. При большей разнице  класс каждого из путей устанавливается по фактическому сочетанию грузонапряженности и установленной скорости.

         Пути, предназначенные  для движения подвижного состава  с опасными грузами, не должны  быть ниже 4 класса.

         Класс путей  седьмой категории (см. табл. 2) (1) определяется установленными на этих путях скоростями:

         Приемо-отправочные  и другие станционные пути, предназначенные  для сквозного пропуска поездов  со скоростями более  40км/ч, а  также горочные пути относятся к 3классу. Станционные пути, не предназначенные для сквозного пропуска поездов, при установленных скоростях 40км/ч, а также специальные пути, предназначенные для обращения подвижного состава с опасными грузами, сортировочные и подъездные пути со скоростями движения 40км/ч относятся к 4 классу. Остальные станционные и подъездные пути относятся к 5 классу.

          Сортировочные  и горочные пути на сортировочных  станциях относятся к 4 классу.

          Главные  пути, где установлены скорости  движения пассажирских поездов  более 140км/ч, относятся к внеклассным путям.

          В зависимости  от класса пути устанавливаются  технические условия и нормативы  на укладку и ремонт пути.

          Предусмотрены  три конструкции верхнего строения  пути: бесстыковой путь на железобетонных  шпалах и звеньевой путь на железобетонных и на деревянных шпалах.

          При  этом в регионах, где позволяют  климатические условия, на путях 1-4 классов рекомендуется преимущественно  применять бесстыковой путь,  а на путях пятого класса-звеньевой  путь на железобетонных шпалах.

          В  зависимости  от класса устанавливаются типы  и характеристики верхнего строения пути (см. табл. 1)

Таблица 1

Нормативы по конструкциям, типам и элементам пути для путей различных классов

Классы путей
1	2	3	4	5
Конструкция верхнего строения пути
Бесстыковой путь на железобетонных шпалах				Звеньевой путь на железобетонных шпалах
Типы и характеристика верхнего строения пути
Рельсы Р65, новые, термоупрочненные, категории В и Т1	Рельсы Р65, новые, термоупрочненные, категории Т1 и Т2	Рельсы старогодные 1 группы годности, Ι и ΙΙ группы годности репрофилированные	Рельсы старогодные Р65 ΙΙ и ΙΙΙ группы годности	Рельсы старогодные Р65 ΙΙΙ группы годности
Скрепления новые		Скрепления новые и старогодные (в т.ч. отремонтированные), укладываемые в объемах, установленных «Техническими условиями на ремонт и плановопредупредительную выправку пути»
Шпалы железобетонные новые 1 сорта		Шпалы железобетонные старогодные
Балласт щебеночный с толщиной слоя: 40 см – пол железобетонными  шпалами; 35 см -  под деревянными  шпалами			Балласт щебеночный с толщиной слоя под шпалой: 30 см под железобетонными; 25 см под деревянными.	Балласт всех типов с толщиной слоя под шпалой не менее 20 см.
Размеры балластной призмы – в соответствии с типовыми поперечными профилями
Конструкции и типы стрелочных переводов
Р65 новые, рельсовые элементы закаленные. Брусья железобетонные			Рельсы и металлические части старогодные. Брусья железобетонные – новые и старогодные
Земляное полотно и искусственные сооружения
Земляное полотно, искуственные сооружения и их обустройства должны удовлетворять максимальным допускаемым осевым нагрузкам и скоростям движения поездов в зависимости от групп и категорий путей.

 

1. Применение звеньевого пути на деревянных шпалах согласовывается с Департаментом пути и сооружений МПС России, при этом на главных путях 1 – 3 классовдеревянные шпалы должны быть Ι типа.
2. В зависимости от баланса на железной дороге старогодных рельсов Ι и ΙΙ групп годности допускается по согласованию с Департаментом пути и сооружений укладка:

- на путях 2 класса групп Г  и Д старогодных репрофиллированных  рельсов Ι группы годности;

- на путях 3 класса – новых  рельсов категории Т1 и Т2.

3. Для звеньевого пути на деревянных шпалах – не легче Р50.
4. При недостатке старогодных железобетонных шпал: новые железобетонные 1 сорта – на путях 3 класса, новые 2 сорта – на путях 4 и 5 класса, при недостатке железобетонных шпал 2 сорта – новые шпалы 1 сорта, при недостатке новых и старогодных железобетонных шпал – новые деревянные.
5. По согласованию с Департаментом пути и сооружений МПС России допускается на путях 3 – 5 классов укладка асбестового балласта.
6. По согласованию с Департаментом пути и сооружений допускается укладка деревянных брусьев.

          На путях 1 и 2 классов укладываются рельсы Р65 (новые, термоупрочненные, категории В, Т1 и Т2, новые скрепления, шпалы новые железобетонные 1сорта).

         Эпюра шпал: в прямых и кривых радиусами  более 1200м- 1840 шт/км, в кривых радиусами 1200м и менее -2000 шт/км.

         Балласт  щебеночный или асбестовый с толщиной слоя под деревянными шпалами 40см.

          На путях 3класса укладываются рельсы Р65 новые или старогодные в соответствии с табл. 3. Скрепления и шпалы новые и старогодные, отремонтированные в соответствии с Техническими условиями на применение старогодных материалов верхнего строения. Эпюра и группа шпал такие же, как на путях 1 и 2 классов.

          Балласт  щебеночный или асбестовый с  толщиной слоя под деревянными  шпалами 35см и под железобетонными  шпалами 40см.

          На путях 4 класса укладываются старогодные рельсы 2 и 3 группы годности в соответствии с техническими условиями на применение старогодных материалов верхнего строения. Скрепления и шпалы старогодные, как правило, отремонтированные. Эпюра шпал такая же, как на путях 1-3 классов. Допускается укладка новых шпал второго сорта. Допускается чередование деревянных и железобетонных шпал (по специальному согласованию с МПС).

          Балласт  щебеночный, асбестовый или гравийно-песчаный  с толщиной слоя под деревянными шпалами 25см и под железобетонными шпалами 30см.

         На путях 5 класса рельсы, скрепления и шпалы-старогодные, рельсы 3группы годности, в т.ч. непригодные к укладке в пути 3 и 4 классов. Рельсы не легче Р50.

          Допускается  чередование старогодных железобетонных и деревянных шпал по схемам, устанавливаемый службой пути дороги. Эпюра шпал: в прямых и кривых радиусами более 650м-1440шт/км; в кривых радиусами 650м и менее-1600шт/км.

 

        Согласно грузонапряженности 70 млн.т.брутто, согласно скорости пассажирских и грузовых поездов- 120/70 км/ч, категория -2, группы –Б, соответственно класс пути - 1Б2.

 

1 классу путей соответствует  бесстыковой путь на железобетонных  шпалах; рельсы Р65, новые, термоупрочненные, категории Ви Т1; скрепления новые; шпалы железобетонные новые сорта 1; балласт щебеночный с толщиной слоя  40 см; стрелочные переводы: Р65, рельсовые элементы закаленные, брусья железобетонные.

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть II

 

 

2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ УКЛАДКИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ

 

Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [Т] для данных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебаний температуры ТА.

          Если  по расчету ТА £ [Т] то бесстыковой путь можно укладывать.

          Значение  ТА определяется как алгебраическая разность наивысшей tmax max и наинизшей tmin min температур рельса, наблюдавшихся в данной местности (при этом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участках превышает на 20°С наибольшую температуру воздуха):

ТА = tmax max - tmin min

          Амплитуда  допускаемых изменений температур  рельсов:

[T] = [Dty]+[Dtp]-[Dtз],

где [Dtз] - минимальный  интервал  температур, в  котором окончательно закрепляются рельсовые плети, [Dtз] = 1O°C;

       [Dty] - допускаемое повышение температуры рельсов по  сравнению с  температурой их закрепления,  определяемое устойчивостью против выброса пути при действии сжимающих продольных сил;

        [Dtp] - допускаемое понижение температуры рельсовых  плетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии  растягивающих  продольных сил.

Выполним расчет.

1. В соответствии  второй части исходных данных на проектируемом участке пути уложены рельсы Р50 на асбестовый балласт, радиус кривой 600 м. Используется тепловозная тяга локомотива ТЭ - 3 со скоростью движения 60 км/ч. Наивысшая температура рельса, наблюдающаяся в данной местности  tmax max = 60 °C, наименьшая температура tmin min = - 31 °C.