Задание

комплексной контрольной работы

по дисциплине «Конструкция железнодорожного пути»

для специальности 2-37 02 34 «Железнодорожный путь и путевое хозяйство»

Задание 1

Назовите назначение железнодорожного пути.

Железнодорожный путь как инженерное сооружение предназначен для пропуска по нему поездов с установленной скоростью, представляет собой основу железнодорожного транспорта. От его состояния зависят бесперебойность и безопасность движения поездов, эффективное использование главных технических средств ж. д. и в конечном счёте сам перевозочный процесс.

Опишите его общее устройство.

Жд путь состоит из ВСП и НСП. ВСП: рельсы, рельсовые скрепления с противоугонными приспособлениями, рельсовые опоры(шпалы, брусья, железобетонные рамы, плиты или блоки),балластный слой. НСП: з.п. с водоотводными и укрепительными устройствами и искусственные сооружения (мосты, путепроводы, трубы для пропуска воды, тоннели и др.)

Приведите виды конструкций земляного полотна.

Насыпи,выемки,полунасыпи,полувыемки,полунасыпи-полувыемки,нулевые места.

Используя схемы, спрогнозируйте принципы применения данных видов земляного полотна.

Насыпи применяются в пониженных местах, где требуется досыпать грунт. Выемки применяются в повышенных местах, где требуется срезать грунт.

При сооружение з.п.на косогорных участках может получиться полунасыпь, полувыемка или полунасыпь-полувыемка.

Нулевые места получаются при переходе з.п. из насыпи в выемку и там, где з.п. на коротком протяжении проходит в уровне с земной поверхностью,которую только планируют, но не срезают и не досыпают.

Задание 2

Дайте определение земляному полотну, как части железнодорожного пути.

З.п.- основной элемент НСП; комплекс инженерных сооружений из грунта, получаемых в результате обработки земной поверхности при строительстве ж/дороги.

Объясните назначение земляного полотна и охарактеризуйте условия его работы

З.п. предназначено для укладки на него ВСП, восприятия нагрузок от подвижного состава, передаваемых через элементы ВСП и равномерного их распределения на нижележащий естественный грунт и для обеспечения устойчивости пути.

З. п. работает в сложных условиях, находясь под воздействием поездной динамической нагрузки, веса ВСП, собственного веса грунта, атмосферных и других факторов. Этим и определяются основные требования к земляному полотну

Приведите требования к земляному полотну.

1.оно должно быть прочным, устойчивым и долговечным

2.иметь минимальные расходы на его сооружение, содержание и ремонт

3.должно обеспечивать возможность широкой механизации работ.

Смоделируйте, чем эти требования достигаются.

Выполнение этих требований достигается : правильным выбором грунтов для насыпи и их тщательным уплотнением при постройке, приданием з.п. очертаний способствующих надёжному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок, систематическим контролем и своевременным ремонтом з.п.

Задание 3

Назовите виды водоотводных сооружений при насыпи.

Водоотводные сооружения при насыпи: водоотводные канавы и резервы

Вычертите схему поперечного профиля насыпи.

Укажите на вычерченной схеме основные конструктивные элементы.

1; 9.водоотводные устройства

2 берма

3.откос насыпи

4.бровка з.п.

5.основная площадка

6.сливная призма

7.тело насыпи

8.подошва насып

10.основание насыпи.

Обоснуйте назначение основных элементов насыпи.

Насыпь отсыпают в пониженных местах. Основная площадка служит для размещения ВСП. Сливная призма должна обеспечивать быстрый отвод воды с основной площадки за счёт своей выпуклой формы. Берма-для повышения устойчивости откосов насыпи. Водоотводные устройства- для отвода воды от тела насыпи; из резервов берётся грунт для отсыпки насыпи, а затем они служат для отвода воды

Задание 4

Дайте определение поперечного профиля земляного полотна.

Поперечным профилем называется поперечный разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси, выполненный на всю ширину полосы отвода.

Вычертите схему поперечного профиля выемки.

Укажите на вычерченной схеме основные конструктивные элементы выемки.

1.основная площадка з.п.

2.сливная призма

3.бровка основной площадки

4.кюветы

5.откосы выемки

6.бровка откоса выемки

7.обрез

8.банкет

9.забанкетная канава

10.кавальер

11.нагорная канава

Обоснуйте назначение основных элементов выемки.

Выемка устраивается в повышенных местах. Сливная призма должна обеспечивать быстрый отвод воды с основной площадки. Основная площадка предназначена для размещения на ней ВСП. Кюветы собирают воду с основной площадки и откосов выемки. Банкет препятствует стоку воды с обреза на откос выемки. Забанкетная канава отводит воду с поверхности банкета вдоль пути. Для перехвата и отвода притекающих к выемке поверхностных вод с верховой стороны устраивают нагорную канаву. Если вынутый при устройстве выемки грунт непригоден для насыпи или экономически нецелесообразно его перемещение, то его отсыпают в кавальеры.

Задание 5

Дайте определение основной площадки земляного полотна.

Основной площадкой з.п. называется верхняя спланированная поверхность земляного полотна между его бровками, на которую укладывается ВСП.

Вычертите форму основной площадки земляного полотна одно - и двухпутных линий из дренирующего и недренирующего грунта.

а)форма основной площадки з.п. однопутных линий из недренирующего грунта.

б) форма основной площадки з.п. однопутных линий из дренирующего грунта.

в)форма основной площадки з.п. двухпутных линий из дренирующего грунта.

г) форма основной площадки з.п. двухпутных линий из недренирующего грунта.

Укажите её размеры.

b-ширина основной площадки,м;

e-ширина междупутья,м (е=4,1м-для двухпутных перегонов)

Размеры основной площадки зависят от категории ж.д.линии, числа путей и рода грунта.

Значение b для прямых участков пути принимаются по таблице

Категория жд линии	Число главных путей	Ширина земляного полотна на прямых участках пути, при использовании грунтов,м
		Глинистые грунты, пески недренирующие мелкие и пылеватые	Скальные, крупнообломочные, крупно- и среднезернистые пески
Скоростные и особогрузонапряжённые	2	11,7	10,7
I и II	1	7,6	6,6
III	1	7,3	6,4
IV	1	7,1	6,2

Обоснуйте, как зависит форма основной площадки земляного полотна от рода грунтов, из которых она отсыпается.

Форма основной площадки з.п. должна обеспечивать быстрый отвод воды, попадающей на неё при фильтрации через балласт и на обочины. При сооружении земляного полотна в недренирующих грунтах её устраивают трапецеидальной формы на однопутных линиях, а на двухпутных -треугольной формы с высотой призмы 0,2м, обусловливая тем самым быстрый отвод воды.

При возведении земляного полотна из раздробленных скальных, дренирующих крупнообломочных и дренирующих песчаных грунтов основную площадку устраивают горизонтальной, так как вода не понижает несущую способность этих грунтов.

Задание 6

Каково назначение верхнего строения пути?

ВСП предназначено для восприятия и упругой передачи на основную площадку з.п. динамического воздействия колёс подвижного состава и направления колёс по рельсовой колее.

Опишите элементы в.с.п., их взаимосвязь, предъявляемые к ним требования.

Основными элементами ВСП являются рельсы со скреплениями и противоугонами, рельсовые опоры(чаще всего в виде шпал) и балластный слой, мостовое полотно, стрелочные переводы и ряд специальных устройств.

Рельсы, соединённые между собой стыковыми скреплениями, а со шпалами-промежуточными скреплениями, образуют вместе путевую (рельсошпальную) решётку; шпалы заглублены в балластный слой, который опирается на основную площадку з.п. На мостах при устройстве проезжей части без балласта рельсы опираются на деревянные мостовые брусья или железобетонные плиты.

В местах разветвления и соединения путей укладывают стрелочные переводы, опорами для металлических частей которых служат переводные брусья.

Рельсы, шпалы и другие элементы ВСП типизированы: для каждого типа установлены стандарты, определяющие их конструкцию, размеры, качество материала.

Требования к ВСП: конструкция ВСП должна быть прочной, устойчивой, стабильной, износостойкой, экономичной, в любых эксплуатационных условиях обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с установленными скоростями.

Объясните необходимость устройства песчаной подушки между слоем из щебня и основной площадкой земляного полотна. Укажите толщину песчаной подушки.

Подушка предназначена для экономии щебня, чтобы выдержать проектную толщину балластного слоя, а также для предотвращения деформаций основной площадки з.п. крупными фракциями щебня и для избежания проникновения грунта в щебёночный слой. Используется при сложении основной площадки з.п. из недренирующих грунтов.

Толщина песчаной подушки при всех классах пути 20см.

Смоделируйте основные факторы, влияющие на выбор типа и конструкции верхнего строения пути.

На выбор типа и конструкции верхнего строения пути влияют максимально допускаемые скорости движения пассажирских и грузовых поездов и грузонапряжённость линии.

Задание 7

Назовите назначение рельсов.

Назначение рельсов –создавать поверхности с наименьшим сопротивлением для качения колёс подвижного состава, непосредственно воспринимать силовые воздействия колёс, упруго передавать их на остальные части пути; направлять колёса по колее; на участках с автоблокировкой рельсы служат проводниками сигнального тока, а на участках с электротягой- обратного тягового тока.

Объясните предъявляемые к ним требования.

Рельсы должны быть: прочными, долговечными, износостойкими, твёрдыми, но в тоже время вязкими (нехрупкими), т.к. они воспринимают ударно-динамические нагрузки.

Укажите основные размеры рельса Р - 65 на рисунке.

b=75мм, H=180мм, h=105мм, e=18мм, m=11,2мм, B=150мм.

Обоснуйте, почему за основу рельса принята балка в форме двутавра.

При движении подвижного состава на рельс действуют вертикальные и горизонтальные силы. Основными силами определяющими очертание рельсов являются вертикальные силы, вызывающие изгиб рельса как балки лежащей на упругих опорах.

Лучшей балкой работающей на изгиб является двутавр. За эту основу и принят профиль рельса, только верхняя полка двутавра выполнена в виде массивной головки и приспособлена для катания по ней колёс, а нижняя имеет форму удобную для прикрепления рельса к опорам.

Задание 8

Приведите виды износа рельсов.

Различают следующие виды износов рельсов:

1.вертикальный, h

2.горизонтальный (боковой), d

3.приведенный, a

Дайте определение каждому виду износа.

Вертикальный износ-величина истирания головки рельса по высоте.

Горизонтальный износ – величина истирания боковой рабочей грани головки рельса, измеренная на 13мм ниже поверхности катания.

Сумму вертикального и половины бокового износа называют приведенным износом

Объясните, используя схему, как определяется каждый из видов износа.

Вертикальный износ определяется как разность между высотой рельса по ГОСТу и высотой рельса, измеренной штангенциркулем по оси рельса.

Боковой износ определяется как разность между шириной головки по ГОСТу на уровне 13-15мм ниже поверхности катания и фактической шириной головки, измеренной на том же уровне.

Приведенный износ определяется как сумма вертикального и половины бокового износа a=h+d/2

Обоснуйте, как можно продлить срок службы рельсов.

Для продления срока службы рельсов при изготовлении их подвергают термическому упрочнению: применяют поверхностную закалку токами высокой частоты с последующим охлаждением водовоздушной смесью, объёмную закалку с охлаждением в масле или с охлаждением в расплаве солей. Применяют также добавление хрома в состав рельсовой стали, что повышает срок службы рельсов примерно в 1,5 раза.

Задание 9

Приведите породы дерева, из которых изготавливают деревянные шпалы.

Шпалы изготавливают из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра и берёзы

Используя схемы, назовите виды деревянных шпал.

По форме поперечного сечения деревянные шпалы изготавливают 3 видов:

1.обрезные - пропиленные со всех 4 сторон

2.полуобрезные, у которых пропилено 3 стороны

3.необрезные - пропилены только 2 стороны, верхняя и нижняя пласти

Опишите типы деревянных шпал и на каких участках они укладываются.

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливаются 3 типов:

I -для главных путей 1 и 2 классов, а также для путей 3 класса при грузонапряжённости >50 млн.т.км брутто/км в год или скоростях движения поездов более 100км/ч

II -для главных путей 3 и 4 классов, подъездных путей с интенсивной работой, приёмоотправочных и сортировочных путей на станциях.

III -для путей 5 класса

Укажите основные размеры для I типа шпал.

Тип шпалы	Толщина, h	высота бокового пропила обрезной шпалы, h	ширина пласти			длина
			верхней		нижней B1
			b	b’
I	180+/-5	150	180	210	250+/-5	2750+/-20

Обоснуйте преимущества и недостатки деревянных шпал.

Преимуществами деревянных шпал является упругость материала, простота прикрепления рельсов, хорошие электроизолирующие свойства.

Недостатки: малый срок службы, механический износ, гниение, растрескивание, большой расход строевой древесины на их изготовление. На изготовление 1840 шпал, укладываемых на 1 км пути требуется вырубить почти 2 га леса в возрасте 80-100 лет. Средний срок службы деревянной шпалы около 17 лет.

Задание 10

Укажите назначение рельсовых опор.

Рельсовые опоры предназначены воспринимать от рельсов вертикальные и горизонтальные: поперечные и продольные динамические силы, упруго перерабатывать и передавать их на балластный слой; обеспечивать стабильность ширины колеи и изоляцию рельсовых нитей на участках с автоблокировкой.

Дайте определение понятию «эпюра шпал».

Эпюра шпал –количество и порядок расположения шпал по длине пути (обычно на 1 км).

Объясните, какие бывают эпюры шпал и укажите условия их применения.

Основных эпюр 3:

-1600 шт./км

-1840 шт./км

-2000 шт./км

В прямых и кривых участках пути R>1200м -1840шп./км, в кривых R=1200м и менее -2000шт/км; на путях 5-го класса в прямых и кривых R >650м -1440шт./км, в кривых R=650м и менее-1600шт./км.

Обоснуйте преимущества и недостатки железобетонных шпал.

Преимуществом ж.б. шпал является большой срок службы, экономия строевого леса и большая прочность на сжатие. Кроме того, ж.б. шпалы лучше обеспечивают равноупругость пути. При ж.б.шпалах наблюдается большая плавность движения поездов, создаются лучшие условия для работы бесстыкового пути, повышается стабильность рельсовой колеи.

Недостатком ж.б. шпал является их большая жёсткость, что требует применения амортизирующих прокладок. Другой недостаток –повышенная электропроводность и необходимость дополнительно применять изолирующие элементы. Ж.б. шпалы требуют большой осторожности при погрузке, перевозке, выгрузке.

Задание 11

Назовите виды промежуточных рельсовых скреплений для деревянных шпал.

1.Костыльное смешанное скрепление ДО.

2.Раздельное скрепление Д2 (шурупно- клеммное).

3.Раздельное скрепление Д4 (с упругими клеммами). -нераздельные (в которых рельс вместе с подкладкой прикрепляют к шпале одними прикрепителями);

-раздельные (рельс прикрепляют к подкладке одними прикрепителями, а подкладку к шпале- отдельно другими);

-смешанные, в конструкции которых есть элементы нераздельного и раздельного видов