Рис 2.12 Пример выполнения расчета верхнего строения пути и исходные данные

для расчета при осевой нагрузке 20 т/ось.

Результаты расчетов напряжений при проходе 4-х осных вагонов в прямом участке пути приведены на рис 2.13

Рис 2.13 Расчет напряжений при проходе 4-х осных вагонов в прямом участке пути

График зависимости напряжений в кромке подошвы рельса при разных осевых нагрузках приведен на рис 2.14

Рис 2.14 График зависимости напряжений в кромке подошвы рельса

Из графика видно, что при рассматриваемых скоростях 30 км/час, 60 км/час, 90 км/час и осевых нагрузках от 20 до 30 т/ось, применяемый тип рельсов Р-65 соответствует условиям эксплуатации и не превышает допускаемого значения в 2400 кг/см .

График зависимости напряжений на смятие в прокладке при железобетонной шпале при разных осевых нагрузках приведен на рис 2.15.

Рис 2.15 График зависимости напряжений на смятие в прокладке при железобетонной шпале

Из графика следует, что при скорости движения 90 км/час и Рос=20 т/ось,

23 т/ось, 25 т/ось, 27 т/ось, 30 т/ось значения напряжений на смятие в прокладках при выбранных скоростях не превышают допускаемые значения, что соответствует условиям эксплуатации.

Произведен расчет допускаемого напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне при разных скоростях и осевых нагрузках. График допускаемого напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне приведен на рис 2.16.

Рис 2.16 График допускаемого напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне

По графику видно, что напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне не превышают допускаемого значения 5 кг/см , что соответствует условиям эксплуатации.

Произведен расчет допускаемого напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне и приведен в виде графика на рис. 2.17

Рис 2.17 График зависимости напряжений сжатия на основной площадке земляного полотна

Из графика следует, что состояние основной площадки земляного полотна в подрельсовой зоне полностью не удовлетворяет условию эксплуатации при скорости 90 км/час и осевой нагрузке более Рос =23 т/ось. В связи с этим рекомендуем при проектировании капитального ремонта пути рассмотреть вопрос об усилении земляного полотна георешеткой, приведенной на рис. 2.18.

Рис. 2.18 Георешетка

1. Проектирование продольного профиля и плана линии

3.1 Характеристика существующего профиля и плана

Проектирование капитального ремонта пути производится на участке четного пути Украина – Белогорск с 7857 КМ ПК4 по 7864 КМ ПК10, протяженность 7,7 км.

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ПРОФИЛЯ:

На выбранном участке пути имеется 2 искусственных сооружения:

- труба ЖБТ ПК78576 + 02,00 м

- труба ЖБТ ПК78637 + 49,00 м

Наибольший мах спуск – 12,9‰ км 7860 пк1

Наибольший мах подъем – 10,4 ‰ км 7863 пк2

Наибольшая разница перелома профиля 7‰ км 7857 пк5-6

На участке имеется 7 кривых:

- кривая ПК78588+92,00 - ПК78598+70,00; левая; R- 645 м.; угол поворота - 81º59'; h – 60 мм, дина переходной L – 55 м.;

- кривая ПК78598+90,00 - ПК78608+56,00; правая; R- 649 м.; угол поворота - 83º21'; h – 60 мм, дина переходной L – 60 м.;

- кривая ПК78626+30,00 - ПК78629+20,00; правая; R- 1001 м.; угол поворота - 12º13'; h – 60 мм, дина переходной L – 65 м.;

- кривая ПК78629+73,00 - ПК78632+81,00; левая; R- 1190 м.; угол поворота - 12º19'; h – 60 мм, дина переходной L – 65 м.;

- кривая ПК78639+25,00 - ПК78641+10,00; левая; R- 333 м.; угол поворота - 23º41'; h – 60 мм, дина переходной L – 100 м.;

- кривая ПК78641+80,00 - ПК78643+30,00; правая; R- 706 м.; угол поворота - 8º21'; h – 50 мм, дина переходной L – 60 м.;

- кривая ПК78644+01,00 - ПК78646+51,00; левая; R- 590 м.; угол поворота - 19º39'; h – 50 мм, дина переходной L – 60 м.;

3.2 Требования к продольному профилю

Руководящий уклон нового участка пути железной дороги должен выбираться [8] на основании технико-экономических процессов в зависимости от топографических условий, размера, характера и темпа роста нагрузок, перевозок, с расчетной массой поездов, мощностью локомотива и основными параметрами проектирования дороги, длин станционных путей и уклонов линий.

Выправка продольного профиля проектируется с максимально возможным спрямлением элементов, по нормативам, приведенным в табл. 3.1 (в соответствии с табл. 8.1 «Технических условий на работы по реконструкции (модернизации) и ремонту железнодорожного пути», утвержденных распоряжением ОАО «РЖД» от 18.01.2013 г. № 75р [8]).

Таблица 3.1

Нормативы для проектирования продольного профиля

«Примечание. В числителе приведены рекомендуемые значения, в знаменателе – допускаемые».

Из приведенных значений нормативов, применяемых для проектирования продольного профиля, выбираем для данных условий эксплуатации при второй категории пути, а именно: ‰, ‰ при длине приемоотправочных путей 1050 м, =200 м, =10000 м.

При алгебраической разности уклонов более, указанных в табл.3.1 длину разделительных площадок и элементов переходной крутизны следует пропорционально уменьшать, но не менее чем до 25 м.

Уменьшенную длину элементов определяют по формуле [8, стр.24]:

где: и – алгебраические разности уклонов, ‰, по концам профиля, причем и .

Допускаемые нормы не следует применять:

в углублениях профиля (ямах), ограниченных хотя бы одним тормозным спуском;

на уступах, расположенных на тормозных спусках.

В случае, когда использование вышеуказанных норм приводит к необходимости переустройства земляного полотна или искусственных сооружений, допускается применять нормы, указанные в таблице 3.1. относящиеся к категории пути на одну ступень ниже.

Смежные элементы продольного профиля следует сопрягать в вертикальной плоскости кривыми радиусов, приведенных в таблице 3.1.

При разности уклонов смежных элементов менее 2,8‰ и R_в = 10 км, вертикальные кривые можно не устраивать [16, п.10.1.5].

Вертикальные кривые следует размещать вне переходных кривых, вне пролетных строений мостов и путепроводов с безбалластной проезжей частью, стрелочных переводов. При этом наименьшее расстояние Т, м, от переломов продольного профиля до начала или конца переходных кривых и концов пролетных строений следует определять по формуле [8 стр. 25]:

где: – алгебраическая разность уклонов на переломе профиля, ‰.

Требования к проектированию многорадиусных кривых приведены на рис. 3.1

Рис 3.1 Требования к проектированию многорадиусных кривых

Исправление продольного профиля следует предусматривать за счет срезок балласта при глубокой очистке и за счет подъемки пути на балласт.

В условиях ремонта пути с глубокой очисткой щебня и понижением отметки до 15 см временная разность уровней головок рельсов смежных путей допускается не более 15 см, а в местах, где исключена возможность заноса пути снегом или песком, временную разность уровней головок рельсов допускается в обоснованных случаях увеличивать до 25 см.

Расчет утрированного продольного профиля выполнен на ПК в программе CORREX. Утрированный продольный профиль приведен на рис. 3.2, 3.3, 3.4 и на плакате.

Рис 3.2 Исходные данные для расчета утрированного продольного профиля.

Рис 3.3 План участка с 7857 КМ ПК4 по 7864 КМ ПК10

Рис 3.4 Продольный профиль участка с 7857 КМ ПК4 по 7864 КМ ПК10

Результаты расчета элементов продольного профиля приведены в табл. 3.2

Таблица 3.2

Расчет элементов продольного профиля

3.3 Требования к плану линии

При производстве работ по капитальному и среднему ремонту пути должны быть запроектированы выправка круговых и переходных кривых с постановкой в проектное положение, а также исправление других искажений пути в плане, как правило, в пределах существующей основной площадки земляного полотна.

В местах, где имеет место ограничение скоростей движения из-за недостатка возвышения или местного уменьшения радиуса кривой, должна производиться выправка положения пути в плане и профиле при условии, что это не связано с переустройством земляного полотна, искусственных сооружений, перестановкой опор контактной сети более 5% от общего количества опор на ремонтируемом участке и при этом обеспечивается рациональный режим движения поездов.