ПЗ_Microsoft Word 2003 (Выполнение реконструкции (модернизации) верхнего строения пути в многосуточное закрытие перегона на весь период работ), страница 3

За весь 2016 год из пути было изъято 75,839 тысяч штук шпал и уложено 72,458 тысяч штук новых и 623 штуки старогодных шпал.

На станционных и специальных путях уложено 111,814 тысячи штук шпал, из них: 105,857 тысячи штук – деревянные, 5,232 тысяч штук – железобетонные и 725 штуки – железобетонные переложенные.

На главном пути балластный слой составляет щебень. 1,477 километра пути с толщиной балласта менее 25 сантиметра. 130,664 километра пути эксплуатируется с загрязненностью балласта более 30%, что составляет 43,67% от развернутой длины дистанции. Протяженность главного пути с наличием разделительного слоя составляет 83,092 километра, из них на 1,227 километре пути в качестве разделительного слоя уложен пенополистирол и 81,865 километра геотекстиля.

На станционных путях 71,442 километра пути на щебеночном балласте и 4,245 километров на гравийном и песчано-гравийном балласте. 3,441 километра подъездных путей лежит на щебеночном балласте, а 1,179 километра на гравийном и песчано-гравийном балласте.

1.5 Определение конструкции верхнего строения пути

В зависимости от условий эксплуатации (класса линий) «Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО «РЖД»», утвержденная распоряжением ОАО «РЖД» от 31декабря 2015 года № 3212р [1], является основой для разработки нормативов устройства и содержания инфраструктурных объектов железнодорожного транспорта.

Классификация железнодорожных линий основывается на следующих критериях:

- годовая приведенная грузонапряженность по железнодорожной линии (поездо-участку), млн. ткм брутто/км;

- техническая скорость движения грузовых поездов по железнодорожной линии (поездо-участку), км/ч;

- техническая скорость движения пассажирских (в том числе пригородных) поездов по железнодорожной линии (поездо-участку), км/ч.

При определении класса железнодорожной линии берется наибольшая фактическая техническая скорость грузовых и пассажирских поездов по поездо-участку в отчетном году за календарный месяц на одном из направлений движения.

Железнодорожные линии, состоящие из нескольких поездо-участков, классифицируются по средним величинам технической скорости и грузонапряженности.

Железнодорожные линии подразделяются на 5 классов на основе двух критериев: интервалов скоростей движения и приведенной грузонапряженности (таблица 1.3).

Таблица 1.3

Классы железнодорожных линий

Согласно «Сводной ведомости классов и специализации железнодорожных линий ОАО «РЖД»» от 31.12.2015 года №3188р [2], линия имеет 1 класс и специализацию «О» - особо грузонапряженная линия (железнодорожная линия с приведённой грузонапряженностью более 150 млн. т км брутто/км).

В целях оптимизации эксплуатационных расходов путевого комплекса железнодорожные пути классифицируются с учетом грузонапряженности конкретного пути (группы А, Б, В, Г, Д, Е) и допускаемых по нему скоростей движения пассажирских и грузовых поездов (подгруппы С₁, С₂, 1, 2, 3, 4, 5, 6), а также дополнительных критериев, учитывающих условия эксплуатации (таблица 1.4).

Таблица 1.4

Классы железнодорожных путей

Примечание: На участках со сложным планом пути, на которых протяженность кривых с радиусом менее 350 метров составила более 20% всего протяжения или протяженность всех кривых – более 40%, при прочих равных условиях класс пути повышается на один класс.

Класс пути четного пути 1А3, нечетного 1Б3.

Таким образом код обозначения железнодорожного пути общего пользования четного пути 1О1А3, нечетного пути 1О1Б3.

Характеристика верхнего строения пути после ремонта.

Для первого класса при капитальном ремонте пути приведены следующие технические требования и нормативы:

- конструкция верхнего строения пути – бесстыковой путь на железобетонных шпалах.

- рельсы – Р65, категория 370 ИК, новые, термоупрочненные [3];

- скрепления – новые ЖБР-65 Ш [4].

- шпалы – железобетонные, новые, I сорта.

- эпюра шпал в прямых 1840 штук на километр, в кривых радиусом 1200 метров и менее – 2000 штук на километр

- балласт щебеночный I категории с толщиной слоя 40 сантиметров под шпалами, плечо балластной призмы 45 сантиметров.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ

2.1 Методика расчета напряжений в элементах верхнего строения пути

Результаты расчета нагрузок и напряжений в элементах верхнего строения пути от воздействия на него подвижного состава применены в соответствии с ЦПТ-52/14 «Методикой оценки воздействия подвижного состава на путь» [5] для:

- установления условий обращения нового или модернизированного подвижного состава самостоятельно или в комплексе с результатами испытаний и других исследований;

- проведения технико-экономических расчетов по выбору параметров основных элементов верхнего строения пути для заданных условий эксплуатации;

- расчетов по установлению рациональных скоростей движения подвижного состава в различных условиях эксплуатации [5].

Конструкция верхнего строения пути и экипажной части подвижного состава должны находиться в исправном состоянии, соответствующем требованиям "Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации" и действующим техническим нормам.

Принимается условие, что силы, действующие на путь, независимы друг от друга.

В качестве оценочных критериев прочности пути были приняты [5]:

[σ_к] - допускаемые напряжения растяжения в кромке подошвы рельса, обусловленные его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия колес подвижного состава (из условия непревышения допускаемого количества отказов рельсов за период нормативной наработки);

[σ_ш] - допускаемые напряжения на смятие в прокладках под подкладками, осредненные по площади подкладки (из условия непревышения допускаемого износа шпал и прокладок под подкладками за период нормативной наработки);

[σ_б] - допускаемые напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне (из условия непревышения допускаемой интенсивности накопления остаточных деформаций в балласте);

[σ_з] - допускаемые напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне (из условия непревышения допускаемой интенсивности накопления остаточных деформаций на основной площадке земляного полотна).

На рисунке 2.1изображена схема передачи вертикальной нагрузки от колеса подвижного состава на основании пути

Рисунок 2.1 Схема передачи вертикальной нагрузки от колеса на основание пути.

2.2 Определение допустимых значений напряжения в элементах верхнего строения пути

Нормы (оценочные критерии) допустимого воздействия подвижного состава на железнодорожный путь приняты в соответствии с ГОСТ Р 55050-2012 «Железнодорожный подвижной состав. Нормы допустимого воздействия на железнодорожный путь и методы испытаний» [6] и представлены в табл. 2.1

Таблица 2.1

Оценочные критерии прочности пути

2.3 Оценка влияния напряжений при проходе локомотива ВЛ80^к

В данном разделе производится расчет оценки напряжений верхнего строения пути при проходе локомотива ВЛ80^к в прямом и кривом участке пути. Для облегчения, расчет выполняется при помощи электронной вычислительной машины в программе «Sigma 2003», созданной студентом Дальневосточного государственного университета путей сообщения Паженцевым Яковом Владимировичем, по исходным данным, которые мы определили в первой главе. В данной программе будут произведено три расчета. Для первого расчета исходные данные берутся из прямого участка пути, для второго из кривого участка с радиусом 350 метров и для третьего варианта исходные данные взяты для участка кривой с радиусом 700 метров.

Исходные данные для первого варианта расчета:

• Участок пути – прямой;

• Тип подвижного состава – локомотив ВЛ80^к;

• Тип рельсов – Р65;

• Износ рельсов – 6 мм.;

• Модуль упругости – 1500 кг/см²;

• Тип шпал – железобетонные;

• Эпюра шпал - 1840 шт./км;

• Тип балласта – щебеночный;

• Толщина балласта под шпалой – 40 см.

Исходные данные для второго варианта расчета:

• Участок пути – кривой, R=350 м.;

• Тип подвижного состава – локомотив ВЛ80^к;

• Тип рельсов – Р65;

• Износ рельсов – 6 мм.;

• Модуль упругости – 1670 кг/см²;

• Тип шпал – железобетонные;

• Эпюра шпал - 2000 шт./км;

• Тип балласта – щебеночный;

• Толщина балласта под шпалой – 40 см.

Исходные данные для третьего варианта расчета:

• Участок пути – кривой, R=700 м.;

• Тип подвижного состава – локомотив ВЛ80^к;

• Тип рельсов – Р65;

• Износ рельсов – 6 мм.;

• Модуль упругости – 1670 кг/см²;

• Тип шпал – железобетонные;

• Эпюра шпал - 2000 шт./км;

• Тип балласта – щебеночный;

• Толщина балласта под шпалой – 40 см.

Интерфейс программы, на которой был произведен расчет напряжений в элементах верхнего строения пути, представлен на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2. Снимок экрана, с изображением интерфейса программы по расчету напряжений в элементах верхнего строения пути «Sigma 2003».

После ввода исходных данных в программу «Sigma 2003» выполняется расчет, скриншот окна с расчетом приведен на рисунке 2.3. Получившиеся данные можно распечатать, конвертировать в программу MS Excel, а также, по получившемуся результату, построить график.

Рисунок 2.3. Снимок окна программы «Sigma 2003» с результатом расчета напряжений в элементах верхнего строения пути при проходе локомотива BЛ80^кнапрямом участке пути.

Допускаемые напряжения растяжения в кромке подошвы рельса, обусловленные его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия колес подвижного состава. График зависимости напряжений в кромке подошвы рельса приведен на рис 2.4.

Рисунок 2.4. График зависимости напряжения растяжения в кромке подошвы рельса, обусловленные его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия колес подвижного состава от скорости движения локомотива ВЛ80^к.

Из графика видно, что скорость и напряжение растяжения в кромке подошвы рельса линейно зависимы, вследствие чего при увеличении скорости увеличивается напряжение. При скорости 100 км/ч напряжение растяжения являются максимальными, соответственно с ними и нужно сравнивать допустимые напряжения растяжения в кромке подошвы рельса. В прямом участке пути эти напряжение составляет806,557 кг/см , в кривых участках пути при радиусе 350 метров 1024,84кг/см , а при радиусе 700 метров – 981,518кг/см , что меньше допускаемого динамического значения напряжения растяжения в кромке подошвы рельса([σ_к]= 2400 кг/см ). По полученным результатам можно сделать вывод, чем меньше радиус, тем напряжения растяжения в кромке подошвы рельса выше. Наименьшее напряжение в кромке подошва рельса на прямом участке пути. Напряжение в кривом участке пути выше, чем в прямом участке пути, так как рельс испытывает дополнительные нагрузки в продольном профиле и плане пути. Применяемый рельс типа Р65 соответствует условиям эксплуатации для локомотива ВЛ80^к.

Произведен расчет допускаемого напряжения на смятие в прокладке под подкладкой на железобетонной шпале, осредненные по площади подкладки. График зависимости напряжений на смятие в прокладке при железобетонной шпале приведен на рис 2.5.