240-1609 (Капитальный ремонт пути на щебеночном балласте с укладкой железобетонных шпал с применением машин тяжелого типа), страница 2

В кривых участках путь работает более напряженно, чем в прямых. Объясняется это тем, что при движении состава по кривой на рельсы передаются дополнительные силы: неуравновешенная часть центробежной силы и силы рамного давления от вписывания жесткой базы подвижного состава в колею.

Влияние этих дополнительных сил на работу пути и экипажа во многом зависят от состояния кривых в плане. При непостоянной кривизне круговой кривой и неплавном изменении кривизны в переходных кривых возникают большие горизонтальные неуравновешенные силы, вызывающие резкие боковые толчки подвижного состава, дополнительные напряжения в элементах пути, а следовательно, и большие его расстройства.

Положение рельсовой колеи в плане в кривой характеризуется стрелами изгиба кривой, измеряемыми от хорды определенной длины. Идеально поставленная круговая кривая на всем своем протяжении в любой точке должна иметь одну и ту же стрелу изгиба, мм,

f = 1000 x a² / 8 x R

где а - хорда , м;

R - радиус, м

При текущем содержании состояние кривых участков главных и приемо-отправочных путей признается удовлетворительным, если разность стрел изгиба рельсовых нитей в соседних точках, отстоящих друг от друга на расстояние 10 м , при хорде 20 м не привышает следующих значений ( при скоростях движения поездов 120 км/час и менее ); при радиусе более 650 м -8 мм; 650 - 401 м - 10мм; 400м и менее - 12 мм. Отклонение от равномерного нарастания стрел на переходных кривых должно быть не более 6 мм .

Правильное содержание кривых в плане заключается в пеиодической проверке кривизны измерением стрел , в сравнении полученных стрел с паспортными и в случае расхождения, с учетом допусков , в приведении стрел к паспортным выправкой (рихтовкой) кривых.

Допуски в содержании пути в плане установлены из совокупного рассмотрения прочности и стабильности как колеи, так и пути в целом. Каждому отступлению в плане соответствует определенная величина дополнительного поперечного ускорения Da_нп ; оно должно быть не более 0,15 - 0,17 м/сек².

Отсюда оценивать отступления в плане ( при измерении стрел изгиба от хорды длиной 20 м в точках через 10 м ) можно по величине дополнительных поперечных ускорений по формуле :

Da_нп = ±0.0000015 x v² x Df £ [0.15 - 0.17].

Выправка кривых осуществляется по предварительному расчету. Все существующие расчеты выправки основаны на предположении, что сдвижка кривой из некоторого первоначального положения в другое, проектное, происходит по траектории эвольвенты или развертки. Поэтому сдвижка е из старого “сбитого” (натурального) полжения данной точки кривой в новое , проектное, положение представляет собой разность эвольвент натурной Е_н и проектной Е_п кривых, или е = Е_н - Е_п .

Величина эвольвенты Е_п с достаточной для практических целей точностью может быть определена через стрелы изгиба f. Например, эвольвента точки 4

E₄ = 8f₀ + 6f₁ + 4f₂ + 2f₃ = 2 x (4f₀ + 3f₁ + 2f₂ + 1f₃ ) = 2 х å₀³ å₀³ f_i

В общем виде длина эвольвенты любой точки кривой

E_n = 2 x å^n-1₀å^n-1₀ x f_i

Чтобы найти велечину сдвижки в точке n, достаточно определить разность эвольвент натурной и проектной кривых:

e_n = E_н - E_п = 2 x å^n-1₀ å^n-1₀ f_i - 2 x å^n-1₀å^n-1₀F_i =2 x å^n-1₀å^n-1₀(f_i - F_i ),

где F_i - стрелы изгиба соответствующих точек проектной кривой.

Отсюда вытекает, что разница в величинах эвольвент , т.е. сдвижка любой точки кривой из сбитого (натурного) положения в проектное равна удвоенной сумме сумм разностей натурных и проектных стрел кривой, взятых по всем точкам от начала кривой до рассматриваемой точки. В таком виде вывод расчетной формулы впервые дан профессором П.Г. Козийчуком.

Между сдвижками и стрелами кривой существует определенная зависимость. Уменьшение стрелы изгиба в точке n на величину e_n приводит к увеличению стрел в смежных точках n-1 и n+1 на величину e_n /2 . А следовательно, когда точки n, n-1 и n+1 будут сдвинуты соответственно на e_n, стрела изгиба в точке n изменится и станет равной :

F_n = f_n + e_n - (e_n-1 + e_n+1) / 2

В расчетах выправки кривых используется также зависимость между величинами стрел, измеренных от одинаковых хорд, и углом поворота кривой.

Угол поворота на протяжении всей кривой (в радианах) будет равняться :

Ðj = 2 x ( f₀ + f₁ + f₂ + f₃ + …) / l = 2 x åⁿ₀ f_i / l

Так как общий угол j поворота каждой данной кривой остается постоянным независимо от того , правильно стоит кривая или часть ее сдвинулась наружу, а часть внутрь, и кривая каждый раз разбивается на деления одинаковой длины, т.е. длина хорд постоянно равна l, то из приведенной зависимости вытекает, что сумма стрел всегда будет одной и той же.

В самом деле, если измеренные стрелы до выправки обозначить f_i, а после выправки F_i, будем иметь

j = 2 x åⁿ₀ f_i / l и j = 2 x åⁿ₀F_i / l

Отсюда

2 x åⁿ₀f_i / l = 2 x åⁿ_oF_i / l , т.е. åⁿ₀f_i = åⁿ₀F_i.

На отечественных дорогах применяется ряд способов расчета выправки кривых, в которых величины сдвижек подсчитываются по разности эвольвент. Эти способы отличаются друг от друга приемами определения проектных стрел. На основе изучения и практического сопоставления различных способов расчета выправки кривых Главным управлением пути МПС рекомендованны для практического применения на сети дорог графические и графо- аналистические способы, разработанные инженерами М. А. Макуровым, А. Т. Крагелем, М. Д. Поликарповым, а так же способ последовательного приближения с применением прибора доцента И. Я. Туровского.

Ниже подробно рассматривается способ инженера М. Д. Поликарпова, получивший наибольшее распространение. Исходные материалы для расчета выправки кривой получают при ее съемке, которая заключается в измерении стрел изгиба. Для этого кривую по наружной нити и примыкающие к ней прямые размечают на равные деления длинной 10 метров ( при радиусах кривой менее 400 м принимают пятиметровые деления) . Разметку и нумерацию точек ведут в направлении нарастания километров. Метки наносят белилами на шейке рельса с внутренней его стороны. Это обеспечивает промер и рихтовку кривых всегда в одних и тех же точках. Разметку начинают и кончают на явно выраженных прямых с таким расчетом, чтобы на прямых получилось три - четыре метки. Нулевую метку деления увязывают с существующим пикетажем.

Стрелы измеряют в каждой деления при хорде, равной двум делениям. Шнур, применяемый в качестве хорды должен быть тонким, крепким, без узлов в местах касания к рельсу, длинной несколько больше двух делений. Шнур прижимают к незакругленной части рабочей грани головки рельса против меток, смежных с той, где измеряют стрелу.Перед измерением стрелы колебание шнура останавливают. Стрелы отсчитывают по стороне шнура, обращенной к рельсу, с точностью до 1 мм.

Результаты промеров и “привязки” мест промеров к километрам и пикетам записывают в журнал съемки кривой. Для обеспечения необходимой точности расчетов стрелы измеряют дважды.

Расчет выправки кривых не имеет сразу прямого решения, а выполняется поэтапно методом последовательного приближения. Первый этап расчета заключается в том, что на основании имеющихся натурных стрел задают расчетные стрелы, при которых кривая будет правильной, и проверяют, удовлетворяет она требованиям, предъявляемым к выправленной кривой, или нет. В последнем случае, что, как правило, и бывает на практике, проводят второй этап расчета кривой, который состоит в том, что в первый вариант расчетных стрел вносят коррективы, позволяющие прийти к удовлетворительному решению.

Полученные расчетные и натурные стрелы заносят в специальную расчетную таблицу.

В гр. 4 вписывают разности между натурными и расчетными стрелами. Если натурная стрела больше расчетной, то разность пишется со знаком плюс; если меньше - со знаком минус. Алгебраическая сумма данных гр.4 должна равняться нулю.

В гр. 5 вписывают нарастающим итогом алгебраическую сумму разностей стрел для каждой точки деления. В первой строке гр. 5 проставляют нуль, во второй строке число второй строки гр. 4 ,к нему прибавляют число третей строки гр. 4 и результат записывается в третью строку гр. 5 и т.д. В последней строке гр. 5 должен получиться нуль. Затем подсчитывают итог - разность между положительными и отрицательными числами гр. 5.

В гр. 6 нарастающим итогом записывают сумму сумм ( расчетный полусдвиг) разностей стрел. Во второй строке пишут нуль, к нему прибавляют число второй строки гр. 5 и результат записывают в третью строку гр. 6, затем к полученному прибавляют число третей строки гр. 5 и результат записывают в четвертую строку гр. 6 и т.д. Величина полусдвига в последней строке гр. 6 должна равняться итогу гр. 5, что является контролем подсчета гр. 6.

В данном дипломном проекте расчет выправки кривой производился на компьютере программой, созданной А. А. Лебедевым, старшим научным сотрудником ВНИИЖТ, отделение организации и механизации путевых работ.

7.ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ В “ОКНО” И ПОСЛЕ

Работы по капитальному ремонту пути на щебеночном балласте делятся на подготовительные, основные и отделочные.

Выполняются эти работы в следующем порядке:

Подготовительные работы выполняются на перегоне и на производственной базе.На производственной базе выгружают новые материалы, собирают новые и разбирают старые звенья с отгрузкой материалов в соответствии с типовым технологическим процессом №15 .На перегоне на участке 1150 метров подготовительные работы выполняются в течении двух дней ( смотри график распределения работ по дням, участок №2 ). В первый день 27 монтеров пути ( бригада №1, бригада №2 и 3 человека бригады №3 ) срезают обочину земляного полотна, а 14 монтера пути ( бригады №5, 2 человека бригады №2 и 1 человек бригады №3) опробуют и смазывают стыковые болты, закрепляют шпалы и приступают к разборке железобетонного переездного настила с укладкой временного при помощи автокрана. В конце дня 6 монтеров пути ( 6 человек бригады №5 ) вместе с машинистом подготавливают место для въезда на пути и выезда с них машины БМС

На этом подготовка участка к производству основных работ заканчивается.

Основные работы.

Основные работы производятся на участке протяженностью 1150 метров в “окно” продолжительностью 211 минут ( 3 часа 31 минута ) и после обеденного перерыва в течении 281 минут ( 4 часа 41 минута ).

Во время закрытия перегона работы выполняют 44 монтера пути( бригады № 1-4) и 28 машинистов. После обеденного перерыва основные работы заканчивают 14 монтеров пути (10 человек бригады №2 и 4 человека бригады №3 ) и 1 машинист. 30 монтеров пути (бригады № 1,4, 2 человека бригады №2 и 4 человека бригады №3) переходят на отделочные работы.

Работы, выполняемые в “окно”.

Работы в “окно” выполняются поточным методом в темпе ведущей машины - путеукладчика УК-25/9. Первым на перегон отправляется путеразборочный поезд, состоящий из локомотива ( в голове ) ,двух моторных платформ, четырехосных платформ и путеразборочного крана УК-25/9 ( в хвосте поезда ); вторым - путеукладочный поезд, в голове которого находится путеукладочный кран УК-25/9, затем четырехосные платформы, загруженные пакетами новых звеньев, и локомотив; третьим - груженные хоппер- дозаторные вертушки; четвертой - выправочно- подбивочно- отделочная машина ВПО-3000, оборудованная рихтовочным устройством, с тепловозом во главе. После прохода последнего графикового поезда по участку работ и ограждения места работ сигналами остановки 13 монтеров пути ( 13 человек бригады №1 ) подготавливают место для зарядки машины ВПО-3000;8 монтеров пути (8человек бригады №2) разбирают временный переездной настил и очищают щебень в местах препятствий для работы БМС; 4 монтера пути (4 человека бригады №2) и 2 машиниста разболчивают стыки электрогаечными ключами с установкой штырей ОПМС-8 в каждом стыке. После снятия напряжения, заземления контактной сети и разболчивания стыков на протяжении, равном длинне путеразборочного поезда, вступает в работу кран УК-25/9. Обслуживают путеразборочный поезд 8 монтеров пути бригады №3 и 4 машиниста, которые снимают штыри и накладки в стыках, укладывают накладки и болты на звенья, снимают и грузят старые звенья.

Вслед за разборкой пути на балластную призму выезжает машина БМС, которую обслуживают 4 машиниста, и производит очистку щебня с планировкой щебеночного слоя, после чего укладывают новые звенья путеукладочным краном УК-25/9. Путеукладочный поезд обслуживают 7 монтеров пути (6 человек бригады №4 и 1 человек бригады №1) и 5 машинистов, из них один монтер пути устанавливают нормальные стыковые зазоры. Постановка пути на ось производится одновременно с укладкой звеньев. Вслед за проходом головной части путеукладочного поезда 11 монтеров пути (11 человек бригады №1) и 2 машиниста устанавливают накладки, сболчивают стыки электрогаечными ключами; 2 монтера пути бригады №1 и 2 машиниста выгружают щебень из хоппер- дозаторов по всей ширине балластной призмы. После выгрузки щебня по участку работ проходит машина ВПО-3000,оборудованная рихтовочным устройством, и производится сплошная рихтовка пути и подбивка шпал. Машину ВПО-3000 обслуживают 8 машиниста.