3 Проектирование рельсовой колеи
3.1 Особенности устройства рельсовой колеи на кривых участках
возвышение наружной рельсы над внутренней
увеличение ширины колеи
укладка укороченных рельсов по внутренней рельсовой нити
усиление пути: увеличение кол-ва шпал на 1 км
устройство переходных кривых
Особенности в прямых участках:
постоянство ширины рельсовой колеи (1520+8-4)
подуклонка рельсов (1:20)
рельсы должны быть на одном уровне (макс. Разница 6 мм)
Прямые и круговые кривые во избежание внезапного появления центробежной силы должны плавно сопрягаться с помощью переходных кривых. Основное назначение переходных кривых заключается в обеспечении плавного изменения центробежных сил при входе экипажей в круговую кривую и выходе из нее.
Рисунок 3.1 – Схема переходной кривой
3.2 Расчет возвышения наружной рельсовой нити
Согласно исходным данным, радиус круговой кривой R = 1900 м.
За счет возвышения наружной рельсовой нити над внутренней подвижной состав наклоняется внутрь кривой, в связи с чем происходит перераспределение нагрузок на рельсовые нити и нейтрализуется отрицательное влияние центробежного ускорения на путь и пассажиров.
Величина возвышения наружной рельсовой нити над внутренней в кривых определяется из следующих двух условий:
обеспечение одинакового срока службы рельсов обеих нитей по их механическому износу (технико-экономическое требование);
недопущение чрезмерных силовых воздействий на пассажиров (комфортабельность езды).
Из условия равномерного износа рельсов обеих нитей возвышение h, мм, определяется по формуле
(3.1)
где 12,5 - переводной коэффициент; R - радиус кривой, м.
Тогда для пассажирских поездов:
(3.2)
для грузовых
(3.3)
Значение υприв определяется по формуле:
(3.4)
По формуле (3.1)
Из трех значений возвышения, полученных по формулам (3.1), (3.2) и (3.3) следует выбрать большее и округлить кратно 10 мм – принимаем h = 60 мм.
В качестве переходных кривых чаще всего используют радиоидальные спирали
и реже - кубические параболы
Так же плавно изменяется центробежное ускорение, а следовательно, и центробежные силы, благодаря чему снижается их отрицательное воздействие на пассажиров, путь и подвижной состав.
Учитывая,
что для конца переходной кривой
и,
параметр
переходной кривой определяется как
(3.2)
Отвод возвышения наружной нити устраивают обычно прямолинейным. Значение уклона i отвода определяется из условий обеспечения безопасности движения экипажей и плавности нарастания центробежных ускорений.
Длину переходной кривой определяют по формуле:
(3.3)
Здесь h = возвышение наружной рельсовой нити над внутренней см. п.2.2.
Длина переходной кривой должна быть не менее 20 м и кратной 10 м – принимаем 70 м,
тогда по
формуле (3.2):
Разбивку переходных кривых на местности обычно производят со сдвижкой ранее намеченной круговой кривой внутрь (рисунке 3.2) на величину ρ, определяемую по формуле
(3.4)
Рисунок 3.2 - Схема разбивки переходных кривых методом сдвижки круговой кривой внутрь
Угол поворота φ0 на протяжении переходной кривой определяется по формуле:
(3.5)
Определяют величину lкк:
(3.7)
согласно исходным данным β=37°=0,65 рад.
Для осуществления разбивки переходной кривой необходимо вычислить ее геометрический параметр по формуле (3.2) и определить вид.
Кубическую параболу применяют при условии
(3.8)
Координаты такой кривой определяют по формуле
(3.9)
Таблица 2.3 - Координаты переходной кривой по кубической параболе
-
10
20
30
40
50
60
70
0,0013
0,01
0,0338
0,0802
0,1566
0,2707
0,4298
Здесь хк - конечная абсцисса, ук - конечная ордината переходной кривой.
Расстояние т0 от тангенсного столбика (точка Т0 на рисунке 3.2) бывшей круговой кривой до начала переходной кривой подсчитывают по формуле
м
(3.10)
где
м
Полная длина новой кривой (с переходными кривыми) определяется по формуле
(3.11)
Суммированный тангенс новой кривой
(3.12)
Суммированная биссектриса
(3.13)
Полученные параметры переходной кривой и элементы для ее разбивки характерны для всех четырех поворотов обходного пути. Разбивку переходных и круговых кривых на местности производят геодезическими способами.