Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

метод_зал_колія_Обхід_VII

.pdf
Скачиваний:
18
Добавлен:
27.04.2021
Размер:
2.24 Mб
Скачать

Поправочний коефіцієнт k1 знаходиться в межах 0,5÷0,85. В додатку Б наведені значення коефіцієнтів k1 в залежності від місця розташування кривих на перегоні та ряду експлуатаційних умов.

Максимальні швидкості руху пасажирських і вантажних поїздів – це швидкості поодиноких поїздів кожної категорії у відібраній для аналізу сукупності поїздів, або швидкості які реалізуються в кривих згідно з тяговими розрахунками. Це можуть бути і заплановані допустимі швидкості, якщо вони близькі до результатів тягових розрахунків.

Мінімальна розрахункова швидкість руху вантажних поїздів при опрацюванні масиву швидкостемірних стрічок приймається як різниця між середньозваженою швидкістю поїздів і одним середньоквадратичним відхиленням швидкостей від середньозваженої швидкості S.

Vmin Vср S

(4.7)

При визначенні підвищення з використанням тягових розрахунків мінімальна швидкість може бути визначена за допомогою коефіцієнта k2, як частина від середньозваженої швидкості.

V

k

k V тяг k V

(4.8)

min вант

 

2 1 ср

2 ср

 

Як і коефіцієнт k1, цей коефіцієнт залежить від місця розташування кривої і ряду експлуатаційних умов. Значення його приймається від 0,4 до 0,85. Менше значення відноситься до зон станцій, більше до основної частини перегонів. В додатку Б наведені значення коефіцієнтів k2 в залежності від місця розташування кривих на перегоні та ряду експлуатаційних умов.

Конкретні значення коефіцієнтів k1 та k2 під час виконання курсової роботи вибираються студентом самостійно з відповідним обгрунтуванням.

4.4 Перевірка рекомендованого підвищення і рекомендації щодо допустимих швидкостей руху

Можливість застосування рекомендованого підвищення або необхідність коригування існуючого в колії підвищення, як і можливість подальшої дії встановленої допустимої швидкості доцільно перевірити за умовою неперевищення допустимих непогашених прискорень нп min нп нп max .

Розрахунок величин фактичних непогашених прискорень виконується для максимальних і мінімальних швидкостей за формулою

нп

 

V

2

 

0.00613h

 

ф

 

(4.9)

 

2

 

 

 

3.6

 

R

 

де Vф - фактична (або планована) максимальна або мінімальна швидкість

руху пасажирських і вантажних поїздів, км/год; h - підвищення, що оцінюється, мм.

Якщо при рекомендованому підвищенні зовнішньої рейки непогашені прискорення будуть більші ніж допустимі, доцільно перш за все уважно розібратися за яких показників порушується непогашене прискорення.

При співставленні одержаних величин прискорень з допустимими можливі кілька варіантів співвідношень. Якщо перевищено норматив

[αнп пас]=0,7 м/с2 або [αнп вант]=0,3 м/с2 то доцільно розглянути варіант збільшення підвищення зовнішньої рейки, або знизити максимальну швидкість

пасажирських або відповідно вантажних поїздів.

Якщо ж непогашене прискорення у повільних поїздів виявиться менше мінімально допустимого, наприклад -0,5 м/с2 (мінімальне допустиме -0,3 м/с2), то доцільно розглянути варіант зниження підвищення (воно більше максимального), або розглянути варіанти підвищення швидкості повільних поїздів.

В усіх варіантах при зміні швидкості руху поїздів одної категорії доцільно уточнити значення середньозваженої швидкості і відповідно розрахункового підвищення. При суттєвому його відхиленні від попереднього значення виникає потреба в повторенні всього комплексу розрахунків.

У випадках обмеження максимальних швидкостей нова допустима швид-

кість руху розраховується за формулою

 

Vдоп 3.6 R ([нп ] 0.00613 hрек ),

(4.10)

де [нп ] - допустиме прискорення для відповідних категорій поїздів, м/с2.

В окремих випадках для зменшення або усунення обмежень найбільшої допустимої швидкості в кривих, що виникли при розрахунках з дозволу Укрзалізниці норма непогашеного прискорення для пасажирських поїздів може бути підвищена до наведених 0,7 м/с2 [4, 5, 9].

5ПРОЕКТУВАННЯ ПЕРЕХІДНИХ КРИВИХ

ІРОЗРАХУНОК ЇХ РОЗБИВКИ

5.1Призначення і форма перехідних кривих

Перехідні криві призначені для сполучення прямих ділянок і кругових кривих залізничної колії, а також кругових кривих різного радіуса між собою. Можна не влаштовувати перехідні криві у випадку сполучення прямих з круговою кривою радіусом 3000 м і більше, або двох кругових кривих при різниці в їх кривизні не більше 1/3000 [7].

Перехідні криві повинні забезпечувати:

-плавний перехід рухомого складу з одної ділянки на іншу, тобто відсутність раптової появи відцентрових сил в зоні переходу;

-плавний відвід підвищення зовнішньої рейки і розширення колії в кри-

вій.

Докладний виклад і обґрунтування вимог до перехідних кривих наведені

впідручнику [1].

При лінійному законі зміни кривизни і підвищення зовнішньої рейки, прийнятому на наших залізницях, перехідна крива описується рівнянням радіоідальної спіралі.

l

С

Сk ,

(5.1)

 

 

 

 

де l - відстань від початку перехідної кривої;

, k - радіус і кривизна перехідної кривої на відстані l від її початку;

С - параметр перехідної кривої.

 

При l =lo (lo - повна довжина перехідної кривої)

 

R i С lО R .

(5.2)

Рівняння радіоідальної спіралі в прямокутній системі координат має вигляд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

2

 

x

4

 

 

 

 

293x

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

(5.3)

 

 

 

 

 

 

 

6c

 

35

 

c

2

 

237000c

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В параметричній формі його можна представити так

 

 

 

 

 

 

l

4

 

 

 

l

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

3

 

 

1

 

 

 

 

l

4

 

 

 

 

l

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x l

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21120c4

 

 

 

40c

2

 

3456c

4

 

 

 

 

 

 

 

2c

3

 

168c

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Часто обмежуються лише першим членом ряду в рівняннях (5.4). тоді,

прийнявши x l маємо

 

 

 

y

x3

,

(5.5)

6С

 

 

 

що являє собою рівняння кубічної параболи.

Як показали дослідження Г.М.Шахунунца рівнянням (5.5) можна користуватись, коли кут повороту перехідної кривої менше 24˚5'41'' та

R ≥ 1,6025/9.

(5.6)

5.2 Вибір довжини і параметра перехідної кривої

Довжина перехідної кривої визначається рядом умов, зв'язаних з відводом підвищення зовнішньої рейки в межах перехідної кривої, наявності зазорів між гребенями коліс і рейками, необхідністю забезпечення практичної можливості розбивки і подальшого утримання перехідної кривої.

Наведемо тут лише два критерії вибору довжини перехідної кривої, що дають найбільше її значення.

1. Недопущення сходу коліс з рейок у випадку заклинювання ресор при жорсткій колії. В цьому випадку довжина перехідної кривої (lо, м) визначається з умови

l

h

,

(5.7)

О i

де h - підвищення зовнішньої рейки, мм; [i] - максимальний ухил відводу підвищення, який забезпечує безпеку від сходу коліс з рейок внутрішньої нитки, ‰.

Для найбільш довгобазних існуючих візків (L=4,6 м) та встановленої ПТЕ висоті гребеня колеса m=28 (30) мм, максимальний ухил не повинен перевищувати 6,5 ‰.

2. Обмеження вертикальної складової швидкість підняття (спуску) колеса по зовнішній рейці. Ця складова не повинна бути більше допустимої.

При малій довжині перехідної кривої взаємодія колеса і рейки зовнішньої нитки в межах відводу підвищення зовнішньої рейки близька до ударної. Щоб не допустити цього обмежують вертикальну складову швидкості під-

няття колеса величиною f .

 

На наших

залызницях

для нормальних умов прийнято значення

f 28 мм / с

або 1/10

км/год, у важких умовах допускається

f35 мм / с 18 км / год .

Увідповідності з цими значеннями довжина перехідної кривої для нор-

мальних і важких умов експлуатації відповідно визначається за формулами

l0

10Vmax h

,

(5.8)

l

0

8V

h

 

 

max

 

 

 

 

де lo і h в м, Vmax - в км/год.

З двох значень lo, знайдених за формулами (5.7) і (5.8), вибирають більше значення довжини перехідної кривої.

При проектуванні одноколійних ділянок та зовнішній колії двоколійних ліній при швидкості руху до 100 км/год рекомендується визначати lо виходячи з ухилу відводу i=1‰ за формулою:

lо 1,0h .

(5.9)

При швидкості руху 140 км/год lо=2,0h, а в складних умовах lо=1,43h.

Довжина перехідної кривої lвн на внутрішній колії двоколійної ділянки визначається за формулою

l

 

24Rd l

2

,

(5.10)

вн

 

 

з

 

 

де R - радіус кривої, м; d - розширення міжколійя в кривій (встановлюється згідно ін-

струкції по застосуванню габаритів [10]), м; lз - довжина перехідної кривої зовнішньої колії, м.

У таблиці 5.1 наведені рекомендовані та гранично допустимі значення ухилів відводу підвищення в залежності від швидкості руху поїздів які застосовуються при поточному утриманні колії.

 

 

Таблиц я 5.1

Ухили відводів підвищення зовнішньої рейки в кривих

 

 

 

Рекомендовані

Гранично допустимі

Встановлена швидкість руху

поїздів, км/год

 

 

0,5

0,7

140

0,7

1,0

120

0,8

1,2

110

1,0

1,4

100

1,2

1,6

90

1,4

1,9

80

1,6

2,3

70

1,9

2,7

60

2,2

3,0

50

2,5

3,1

40

2,8

3,5

25

3,0

4,5

15

 

Більше 4,5

Закриття руху поїздів

Знайдене у розрахунках значення довжини перехідної кривої доцільно округлити до величини кратної 10 м. Мінімальна довжина перехідних кривих повинна бути не менше 20 м.

По значенню радіуса кругової кривої і довжіні перехідної кривої знаходять параметр перехідної кривої С=loR.

5.3 Розрахунки розбивки перехідних кривих

Розбивка перехідних кривих може бути здійснена такими способами:

зміщення центра кривої без зміни радіуса;

зменшення радіуса без зміни центра кривої;

способом М. В. Харламова.

Найбільше розповсюдження одержав перший і останній з названих способів. Звичайно метод зміщення центра застосовується на нових лініях. В умовах експлуатації його можна використовувати при можливості здійснення потрібних зміщень колії. На діючих лініях частіше користуються способом М. В. Харламова, оскільки він дає можливість розбивки перехідних кривих при найменших зміщеннях колії.

Нижче приводиться розрахунок розбивки кривої способом зміщення центра.

Для здійснення розбивки цільно знати основні елементи

(рис. 5.1):

Tc - сумарний тангенс кри-

вої;

Бс - сумарна бісектриса;

Kc - повна довжина кривої

зперехідними кривими;

m -

відстань

від

початку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перехідної кривої до проекції но-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вого центра кривої;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m0 -

відстань

від

початку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перехідної кривої до тангенсного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стовпчика кругової кривої;

 

 

 

Рис. 5.1. Основні елементи перехідної кривої:

p -

зміщення

кругової

 

 

 

ППК – початок перехідної кривої; КПК – кінець

 

 

 

 

 

 

 

перехідної кривої; СК – середина кривої;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кривої в нове положення.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВУ –вершина кута повороту.

 

Кут повороту перехідної кривої 0

знаходять за формулою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l02

 

 

l0

.

 

 

 

 

(5.11)

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2С 2R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відстані m та p визначаються за формулами

 

 

 

 

 

 

 

 

m x0 R sin 0 ,

 

 

 

 

(5.12)

 

 

p y

0

R 1 cos

0

y

0

 

2R sin 2

0

,

(5.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де x0 -

абсциса, що відповідає повній довжині перехідної кривої (рис.5.1);

y0 - ордината кінця перехідної кривої; визначається за формулою (5.4)

при l l0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приблизні значення m, p можуть бути отримані з виразу

 

 

 

 

 

p

 

 

l02

 

,

 

m

l0

.

 

 

 

 

(5.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24R

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Розбивка перехідних кривих можлива лише при умові

 

 

 

 

 

R 20 Lmin ,

 

 

 

 

(5.15)

де - кут повороту лінії;

R - радіус кривої;

о

- кут повороту лінії в межах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

перехідної кривої; Lmin - мінімальна допустима довжина кругової кривої, що

залишається між двома перехідними кривими.

Якщо немає конкретних даних або умов, приймають Lmin 30 м , у важ-

ких умовах Lmin 15

м . Можна допустити Lmin 0 м при умові, що сума

уклонів відводів підвищення зовнішньої рейки i

i

2

, не перевищує

1

V .

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

10

max

Значення решти елементів кривої визначаються за відомим формулами

 

 

m

 

m ptg

 

,

 

 

 

 

 

 

(5.16)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

R p tg

 

m ,

 

 

 

 

 

 

(5.17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бc

R sec

 

1 p sec

 

,

 

 

(5.18)

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K

 

l

 

R

,

 

 

 

 

 

 

(5.19)

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для розбивки на місцевості перехідної кривої і зміщеної кругової кривої доцільно обчислити координати окремих точок вказаних кривих за наведеними вище рівнянням.

На практиці значення координат визначають по таблицях для розбивки залізничних кривих. При відсутності таблиць координати перехідної кривої x і y , можна визначати за формулами (5.4), приймаючи довжину відрізків

від початку перехідної кривої кратну 10 або 20.

При виконаннї курсової роботи на першому етапі визначаються тільки основні параметри перехідних кривих (φo, m, p). Детальні розрахунки розбивки доцільно зробити під час загальної компоновки всього об'їзду і внесення можливих при цьому поправок в прийняті рішення.

6 РОЗРАХУНКИ КІЛЬКОСТІ І ПОРЯДКУ УКЛАДКИ УКОРОЧЕНИХ РЕЙОК В КРИВИХ ДІЛЯНКАХ КОЛІЇ

6.1 Методика розрахунків

На залізницях України прийнято (крім кривих малого радіуса), що стики на правій і лівій нитці знаходяться на одній нормалі до осі колії. Відхилення в розміщенні стиків при укладці колії не повинно перевищувати 1 см (в кривих ділянках колії зверх половини прийнятого укорочення рейок). В процесі експлуатації величина розбіжності стиків повинна бути не більше 8 см [5].

В кривих ділянках колії довжина внутрішньої рейкової нитки менша зовнішньої внаслідок різниці в радіусах кривизни цих ниток. Для виконання вимог норм [5] в кривих ділянках колії вкладають спеціальні укорочені рейки по внутрішній нитці. При довжині рейок 25 м стандартна величина укоро-

чення становить 80, 160 мм. На ділянках, що експлуатуються є рейки довжиною 12,5 м, для яких встановлено укорочення 40, 80 і 120 мм.

Необхідна величина укорочення рейок внутрішньої нитки кривої визначається за формулою

 

eп S1 ,

(6.1)

де S1 -

відстань між серединами головок рейок. ( S1 1600 мм );

 

β -

кут повороту кривої, рад.

 

Доцільно зазначити, що загальне укорочення внутрішньої рейкової нитки не залежить від форми елементів, що складають криву, бо сума кутів, що відповідають кожному елементу, дорівнює загальному куту повороту кривої.

В тих випадках, коли крива складається з перехідних і кругової кривих, повний кут повороту становить

 

 

 

β=β1+2φo,

 

(6.2)

де

β

LКК

- центральний кут в межах кругової кривої

L

, що залишається

 

 

1

R

 

kk

 

 

 

 

 

після влаштування перехідних кривих;

φо - кут повороту в межах перехідної кривої, φо=l2о/2C= lо/2R.

Довжина кругової кривої після влаштування перехідних кривих визнача-

ється за формулою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LКК R 20 .

 

 

(6.3)

Укорочення внутрішньої нитки кривої підраховується за формулами:

- для перехідної кривої

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

S

lО2

S

 

lЗ2

, де

R

R 0,5S , l

 

2 R , С l R ; (6.4)

 

 

 

 

ПК

1 2С

1 2СЗ

 

З

 

 

1

 

З

О З З З З

- для кругової кривої

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e S

 

L

S

LКК З

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КК

 

,

(6.5)

 

 

 

 

 

 

 

R

R

 

 

 

 

 

 

КК

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

З

 

 

 

У формулах (6.4, 6.5) та у наступних індекс "з" вказує на те, що змінні визначаються не для осі колії, а для зовнішньої нитки кривої.

Повне укорочення en внутрішньої нитки для кривої, яка складається з кругової кривої LКК і двох однакових перехідних кривих довжиною l0 дорівнює

en ekk 2enk .

(6.6)

Загальне укорочення на круговій і перехідних кривих можна підрахувати,

підставляючи в формули (6.4) і (6.5) параметри по осі колії або по зовнішньої нитці. В цьому випадку формула (6.6) після підстановки значень буде мати вигляд

 

 

 

L

e

S

 

КК

 

n

1

 

R

 

 

 

 

2

 

 

L

 

l 2

 

 

 

 

l0

 

 

КК З

 

О З

 

 

 

 

S1

 

 

 

 

.

(6.7)

С

R

С

 

 

 

 

 

З

 

 

З

 

Розрахунки кількості і порядку укладки укорочених рейок в кривій виконується в наступній послідовності.

Знаходять довжину кругової кривої, що залишилась після влаштування перехідних кривих за формулою (6.3).

Підраховують повне укорочення внутрішньої нитки за формулою (6.6)

або (6.7) і визначають кількість укорочених рейок N за формулою

 

N

en

,

(6.8)

 

 

ki

 

де ki - прийнята величина стандартного укорочення рейки.

Якщо N не являється цілим числом, приймають найближче більше ціле. В межах однієї кривої доцільно вкладати рейки однією (однаковою) ве-

личиною укорочення. Це дозволяє мати у щокілометровому запасі для кривої ділянки колії укорочені рейки з одним укороченням.

Критерієм придатності того чи іншого стандартного укорочення для кри-

вої заданого радіуса може бути така залежність

 

k

 

 

S1lн

,

(6.9)

i

 

 

 

RЗ

 

 

 

 

 

де lн - довжина стандартних (не укорочених) рейок в кривій з урахуванням зазорів в стиках.

При довжині рейок 25 м можна вкладати укорочені на 160 мм рейки в кривих радіусом R 250 м , а на 80 мм - в кривих R 500 м .

Далі визначають порядок укладки укорочених рейок.

Всі розрахунки доцільно виконувати в табличній формі (див. табл. 6.1). Розрахунки і заповнення таблиці виконуються в такому порядку.

1. Встановлюють положення перших стиків А1, А2 , А3 , А4 на перехід-

них і круговій кривих і на наступній прямій (див.рис.6.1) та визначають відповідні відстані до них bi .

Рис. 6.1.

2. Записують в графу 1 таблиці 6.1 номери ланок колії, що повністю або частково розташовані на відповідній кривій. В другій графі вказують місце знаходження ланки колії - перша перехідна, кругова або друга перехідна крива, а в третій - довжина рейок зовнішньої нитки кривої з врахуванням стикових зазорів. Величина стикових зазорів залежить від температури і в курсовій роботі приймається 8 10 мм . На стиках перехідних кривих з прямою і кру-

говою кривою в третій графі відповідно місцю розміщення окремо вказується кожна частина довжини рейки.

3.В графі 4 записують наростаючим підсумком суму довжин рейок на кожній ділянці кривої, що являється контролем для графи 3. Сума довжин рейок в кінці перехідної кривої повинна дорівнювати довжині зовнішньої нитки перехідної кривої, в кінці кругової - довжині кругової кривої по зовнішній рейковій нитці.

4.В графу 5 записують потрібні укорочення, підраховані за формулами (6.4) і (6.5) відповідно для рейок, розміщених на ділянці першої перехідної кривої і кругової кривої.

Розрахунки потрібних укорочень в межах другої перехідної кривої виконують по формулі

 

S

l

З

x

2

 

 

e e

 

1

 

i

 

 

,

(6.10)

 

 

 

 

 

i n

 

 

2CЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де xi - відстань від кінця перехідної кривої до відповідного cтика, тобто сума довжин рейок на ділянці другої перехідної кривої по графі 4.

5.В графу 6 записують місце фактичної укладки укороченої рейки і величину її укорочення. Місце укладання встановлюється з урахуванням вимог п.7.

6.В графі 7 дається сума фактичних укорочень, тобто сума величин гра-

фи 6.

7.В графу 8 записують різницю величин граф 5 і 7. Ця різниця за абсолю-