Диплом (Проект укладки бесстыкового пути на участке Сибирцевской дистанции пути)

ВВЕДЕНИЕ

В настоящем дипломном проекте разработан технологический процесс капитального ремонта железнодорожного пути с укладкой бесстыкового пути на перегоне Сибирцево-Вассиановка Сибирцевской дистанции пути. Сибирцевская дистанция пути относится к Дальневосточной железной дороге и обслуживает железнодорожный путь Транссибирской магистрали с 9107 километра по 9113 километр. Железнодорожная станция Сибирцево находится на этом участке и является узловой станцией. Так же Сибирцевская дистанция пути имеет два ответвления: Сибирцево-Турий рог и Сибирцево-Новочугуевка. Рассматриваемый участок принадлежит направлению Сибирцево-Новочугуевка.

Подвижной состав, проходящий по этому участку, преимущественно грузового сообщения, так как Новочугуевский район богат ценными породами древесины, но так же имеются и пассажирское сообщение.

Данный участок находится у удовлетворительном состоянии и нуждается в ремонте, в связи с чем и был разработан данный дипломный проект.

В первой главе данного дипломного проекта я выполняю расчеты пути на прочность и устойчивость: определяю максимальную вертикальную динамическую нагрузку на рельс от колеса, устойчивость против поперечного сдвига пути напряжения в балласте, на основной площадке земляного полотна и элементах ВСП, эквивалентные нагрузки на путь, коэффициент устойчивости против вкатывания гребня колеса на рельс.

Во второй главе рассматриваем вопросы проектирования плана и профиля пути. Анализируем отступления плана и профиля рассматриваемого участка пути от требований нормативов, проектируем продольный профиль пути. Определяем параметры кривых в соответствии с условиями эксплуатации данного участка пути.

В третьей главе выполнен проект технологического процесса капитального ремонта пути. Капитальный ремонт пути производится с целью замены верхнего строения пути, выработавшего свой ресурс, и восстановления несущей способности балластной призмы. Технологический процесс капитального ремонта пути разрабатывается для определения строгого порядка выполнения таких операций, как доставка материалов и рабочих к месту работ, правильная расстановка машин и обслуживающих их работников. Правильно разработанный технологический процесс позволяет минимизировать затраты труда рабочих и более эффективно использовать технику, а следовательно позволяет существенно снизить расходы. Так же в этой главе приведена таблица стоимости работ на капитальный ремонт пути из расчета на 1 километр пути.

В четвертой главе составлен проект по организации укладки плетей. Укладка бесстыкового пути должна производится после стабилизации земляного полотна в соответствии с разработанным проектом, в котором указаны длины укладываемых плетей и границы укладки. Так же в этом пункте я построил график производства работ по укладке плетей, разработал технологический процесс укладки плетей и рассчитал ведомость затрат труда.

В пятой главе рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности.

1 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ

1.1 Определение группы, категории и класса пути

Железнодорожные линии классифицируются по двум основным критериям: - грузонапряженность (измеряется в миллионах тонн брутто на километр пути в год);

- скорость движения поездов (километров в час) [1,8]

Так же при классификации путей учитываются и иные факторы, которые влияют на продолжительность сроков между ремонтами и нагруженность железнодорожной линии.

Проектируемый участок находится между станциями Сибирцево и Вассиановка принадлежащих Сибирцевской дистанции пути ДВЖД. Участок имеет протяженность 12 километров, однопутный, звеньевой, с деревянными шпалами, неэлектрофицированный.

Скорость пассажирских и грузовых поездов равна и составляет 60 км/ч [9], грузонапряженность равна 1,8 млн. тонн брутто на километр пути в год. Проанализировав эти данные определяем, что данный участок пути относится к 4 классу пути. Для данного пути, согласно нормативной документации, принимается бесстыковая конструкция пути состоящая из старогодных рельс типа Р65 второй и третьей группы годности и сваренных в рельсовые плети длиной до 800 метров; железобетонных старогодных шпал эпюрой 1840 штук на километр пути; новых и старогодных (в том числе отремонтированных) скреплений ЖБР-Ш; а так же щебеночного балласта (с толщиной слоя не менее 30 см ниже подошвы шпалы).

Рассматриваемый участок имеет несколько типовых искусственных сооружений: железобетонные мосты – 4 шт.; железобетонные курглые трубы – 3 шт.; а так же один переезд.

1.2 Проведение расчетов пути на прочность и устойчивость

1.2.1 Общие сведения

В основе требований, предъявляемых к конструкции ВСП, лежат условия обеспечения прочности ВСП, устойчивости и его экономичности. Расчеты пути на прочность производят для определения минимально необходимого типа ВСП, а целесообразный тип ВСП определяется технико-экономическими расчетами [2].

Методика расчетов ВСП на прочность и устойчивость служит для решения задач:

- по определению максимально допустимых скоростей движения подвижного состава;

- по определению напряжений и деформаций в элементах ВСП от воздействия подвижного состава по заданному плану и профилю;

- по проектированию новых конструкций ВСП;

- по анализу причин потери прочности и устойчивости пути;

- по определению возможности работоспособности пути до очередного капитального ремонта пути.

Современная методика расчетов применима для всех конструкций ВСП с длиной рельс 25 метров.

Все силы, действующие на путь, делятся на два типа: статические (это вертикальные силы, которые передаются колесами подвижного состава рельсам при стоянке и определяются его массой и числом осей) и динамические силы, которые напрямую зависят от скорости движения поездов и представляют алгебраическую сумму сил, каждая из которых вызвана определенным видом колебаний состава и центробежными силами.

Динамические силы, в свою очередь, так же делятся на два типа:

- вертикальные, в основном состоящих из сил инерции необрессоренных масс (которые возникают из-за колебаний колес, вызванных дефектами поверхности катания колес и неровностями пути);

- горизонтальные, которые возникают между поверхностью головки рельса и гребнем колеса.

Устойчивость и прочность рельса зависит от полной поперечной силы (боковой), передаваемой ему колесом.

1.2.2 Расчет пути на прочность подрельсового основания

Вертикальная динамическая максимальная нагрузка от колеса на рельс определяется по формуле [7]

, (1.1)

где – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг;

– среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг;

 – нормирующий множитель, который определяет вероятность появления максимальной динамической вертикальной нагрузки, =2,5.

Среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс определяем по формуле

, (1.2)

где – статическая нагрузка колеса на рельс, кг [7, прил.1 табл.1] =11500 кг для локомотива 2ТЭ10В;

– динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс, возникающая за счет колебания кузова на рессорах, кг.

Динамическая нагрузка колеса на рельс с использованием эмпирических зависимостей динамических прогибов рессорного подвешивания от скоростей движения V определяется по формуле

, (1.3)

где – жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм [7, прил.1 табл.1] =109 кг/мм;

– динамический прогиб рессорного подвешивания, мм [7, прил.1 табл.3].

Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс S от вертикальных колебаний, кг, определяется по формуле композиции законов распределения его составляющих

, (1.4)

где – среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, кг, определяется по следующей формуле

, (1.5)

– среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изолированной неровности пути, кг, определяется по формуле

, (1.6)

, (1.7)

или после подстановки получаем

, (1.8)

где ₁ – коэффициент, учитывающий род шпал: для железобетонных шпал ₁=0,931;

 – коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновение динамической неровности, зависящий от типа рельсов, для рельсов Р65 =0,87;

 – коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпалы на образование динамической неровности пути, принимается для железобетонных шпал =0,322.

 – коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности пути, для щебня =1,0;

– расстояние между осями шпал, =0,55 м для эпюры шпал 1840 шт/км;

– модуль упругости рельсового основания, кг/см² [7, прил.1 табл.6] =1100 кг/см²;

К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см^-1 , рассчитывается по формуле

, (1.9)

q – вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг [7, прил.1 табл.1] q = 2230 кг;

V – скорость движения экипажа, км/ч.

Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренной массы при движении колеса с плавной непрерывной неровностью на поверхности катания определяется по формуле

, (1.10)

, (1.11)

где ₀ – коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса и участвующей во взаимодействии массы пути (для железобетонных шпал ₀=0,403);

– коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания колес, принимаемый для электровозов, тепловозов, моторвагоного подвижного состава и вагонов равным 0,23;

d – диаметр колеса, d =105 см [7, прил.1 табл.1];