73

РОСЖЕЛДОР

Государственное образовательное учреждение

высшего образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

(РГУПС)

П.Н. Щербак

РЕКОНСТРУКЦИЯ И УСИЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ

ИНФРАСТРУКТУРЫ

Учебно-методическое пособие

Ростов-на-Дону

2017

УДК 625(07)+06

Рецензенты:

директор научно-производственного предприятия ООО «Транс-Триботехника» доктор технических наук, профессор В.В. Шаповалов

доктор технических наук, профессор каф. «ТМТ» РГУПСа И.А. Майба

Щербак, П.Н.

Реконструкция и усиление железнодорожной инфраструктуры: учебно-методическое пособие / П.Н. Щербак; ФГБОУ ВО РГУПС. - Ростов н/Д, 2017. – 105 с.: ил. – 25. Библиогр.: с.104

Учебно-методическое пособие по дисциплине «Реконструкция и усиление железнодорожной инфраструктуры» разработано в соответствии с рабочей программой дисциплины и требованиям ФГОС ВПО и предназначено для освоения дисциплины. Содержит указания для выполнения заданий курсовой работы и практических работ. Учебно-методическое пособие выполнено на базе литературных источников и нормативных документов.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов обучающихся по специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» специализации №2 «Управление техническим состоянием железнодорожного пути».

Учебно-методическое пособие одобрено к изданию Учебно-методическим советом специальности 23.05.06 - Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей и кафедрой «Путь и путевое хозяйство» РГУПС.

© Щербак П.Н., 2017

© ФГБОУ ВО РГУПС, 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание на выполнение курсовой работы…………….……………………. .3

1 Реконструкция продольного профиля …………………………………… 3

1.1 Определение отметок низа балласта……………………………..… .4

1.2 Определение отметок расчетной головки рельса ………………..…4

1.3 Нанесение проектной линии …………………………………….…...6

1.4 Пример решения задачи по реконструкции продольного профиля 11

2 Реконструкция плана существующего пути ……………………………. 15

2.1 Реконструкция плана существующего пути при увеличении

радиусов кривых………………………………………………………… 16

2.1.1 Теоретическая часть ……………………………………………….17

2.2 Пример расчета увеличения радиуса кривой ……………………….18

3 Реконструкция поперечного профиля …………………………………. 19

3.1 Первый тип поперечных профилей ……………………………… .. 20

3.2 Второй тип поперечных профилей ………………………………….22

3.3 Третий тип поперечных профилей ……………………………..…...23

3.4 Примеры решения задач ……………………………………………. 25

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 ……………………………………………..…………….33

ПРИЛОЖЕНИЕ2 ……………………………………………..……………. 71

ПРИЛОЖЕНИЕ3 …………………………………………..……………..…73

ПРИЛОЖЕНИЕ4 ……………………………………………..……………. 81

Литература …………………………………………..……………………… 82

Задание на выполнение расчетно-графической работы

Расчетно-графическая работа состоит из трех задач:

1. Реконструкция продольного профиля. Варианты заданий даны в приложении 1. Отчетность: утрированный продольный профиль с ведомостью.

2. Реконструкция плана существующего пути. Варианты заданий даны в приложении 2. Отчетность: расчеты и графическая часть (профильная схема и совмещенная угловая диаграмма).

3. Реконструкция поперечного профиля земляного полотна. Варианты заданий даны в приложении 3. Отчетность: расчеты и графическая часть (чертеж поперечного профиля реконструкции земляного полотна)

Вариант задания для выполнения расчетно-графической работы студентом выбирается из приложений 1, 2, 3 в соответствии с порядковым номером в журнале учебной группы.

Прежде чем приступить к проектированию соответствующего задания по реконструкции железнодорожного пути, необходимо изучить соответствующие разделы учебников [2, 3] и поясняющую часть разделов данного учебно-методического пособия.

1 Реконструкция продольного профиля

Проектирование продольного профиля ведется из условия обеспечения плавности, безопасности и бесперебойности движения, в соответствии с действующими нормами [1] и заключается в нанесении линии проектной головки рельса (ПГР) в соответствии с нормативными требованиями и с учетом указанных допущений и особенностей. На основании отметок существующей головки рельса (СГР) и типа верхнего строения пути перед нанесением линии ПГР определяются отметки низа балласта (НБ) и вспомогательной линии расчетной головки рельса (РГР).

Для удобства работ по проектированию реконструкции продольного профиля составляется утрированный продольный профиль, который вычерчивается в горизонтальном масштабе 1:10000 (1 см соответствует 100 м на местности), вертикальный масштаб равен 1:100 (1 см соответствует 1 м высоты) или 1:200 – в пересеченной местности и при больших перепадах высот. Последний масштаб позволяет значительно уменьшить число ступеней (разрывов) на продольном профиле, затрудняющих чтение и его проектирование. Вертикальный масштаб 1:100 позволяет точнее контролировать положение проектной линии и величины подъемок и срезок. Образец выполнения и размеры строк ведомости утрированного продольного профиля представлены в приложении 4.

Для проектирования реконструкции продольного профиля применяют те же нормы, что и для новых линий, и только в обоснованных случаях в целях сохранения постоянных устройств допускается применение предусмотренных строительными нормами льготных норм.

1.1 Определение отметок низа балласта

Отметка НБ определяется по формуле

, (1.1)

где СГР – отметка существующей головки рельса;

– высота существующего рельса с учетом толщины подкладки и прокладки, м (таблица 1.1);

– высота существующего балласта с учетом высоты шпалы, м (по условию задачи), т.е. .

где - высота существующей шпалы, м (таблица 1.2),

- толщина существующего балласта под шпалой, м (см. ведомость задания)

Т а б л и ц а 1.1 – Высота рельсов

Тип рельса	Высота рельса, м
Р 50	0,17
Р 65	0,20
Р 75	0,22

Отметки НБ подсчитываются на каждом пикете за исключением участков, на которых располагаются мосты с безбалластной проезжей частью. На основании подсчитанных отметок тонкой пунктирной линией на утрированный профиль наносится линия низа балласта (см. приложение 5).

1.2 Определение отметок расчетной головки рельса

Для удобства выбора проектного положения головки рельса (ПГР) используют условную расчётную головку рельса (РГР). Линия РГР представляет собой положение головки рельса, которое получилось бы при соблюдении проектной мощности (высоты) верхнего строения пути. Рекомендуется по возможности придерживаться следующих ограничений, накладываемые на отметки ПГР:

1 Отметки ПГР не должны быть ниже отметок РГРmin, которые являются нижней границей диапазона. Отметка РГРmin устанавливается относительно низа балласта (НБ) и определяется по формуле

, (1.2)

где  – высота проектируемого рельса, м (таблицу 1.1);

– высота проектируемой шпалы, м (таблица 1.2);

– толщина проектируемой песчаной подушки итолщина слоя

балласта под шпалой, м (таблица 1.5).

2 Изменение отметок головки рельса при реконструкции профиля не должно приводить к избыточной толщине балласта, поскольку увеличение толщины балластного слоя сопровождается увеличением ширины балластной призмы. Ширина балластной призмы может увеличиваться только до определённого предела, пока обеспечивается минимальная допускаемая ширина обочин земляного полотна, составляющая по современным нормам [1] 0,5 м с каждой стороны. Чтобы проектная балластная призма размещалась в пределах существующей основной площадки земляного полотна необходимо определить отметки граничной линии по формуле (1.3). Линия , как правило, наносятся в местах больших подъемок и толщин существующего балласта. Поэтому при проектировании профиля отметки ПГР не должны превышать отметок верхней границы . В случае, если ПГР окажется выше , возникает необходимость в уширении основной площадки существующего земляного полотна за счёт боковых присыпок грунта на откосах, что трудоёмко и технологически сложно.

Т а б л и ц а 1.2 – Толщина шпал

Тип шпал	Толщина шпал, см
Железобетонные	20,0
Деревянные	18,0

Отметки определяются следующим образом:

, (1.3)

где m – заложение откоса балластной призмы;

– ширина существующей основной площадки, м;

– ширина проектной балластной призмы, м, выбираем согласно

заданной категории (см. задание) по таблице 1.3;

– наименьшая ширина обочины,  = 0,5 м [1].

Таблица 1.3 – Ширина балластной призмы

Категория железнодорожной линии	Ширину балластной призмы поверху на прямых однопутных участкахне менее, м
Скоростные и особогрузонапряженные, 1, 11	3,85
111	3,65
1V	3,45

Ширину земляного полотна поверху (основной площадки) железных дорог на прямых участках пути в пределах перегонов следует принимать по нормам, приведенным в таблице1.4.

Таблица 1.4 – Ширина земляного полотна на прямых участках

Категория железнодорожной линии	Число главных путей	Ширина земляного полотна на прямых участках пути, м, при использовании грунтов
		глинистых, крупнооб­ломочных с глинистым заполнителем, скаль­ных легко выветривающихся и выветриваю­щихся, песков недре­нирующих, мелких и пылеватых	скальных слабовывет­ривающихся, круп­нообломочных с песчаным заполните­лем и песков дрени­рующих* (кроме мелких и пылеватых)
Скоростные и особогрузонапряженные, I	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

Т а б л и ц а 1.5 – Мощность верхнего строения пути

Показатели	Мощность верхнего строения пути на железнодорожных линиях категорий
	скоростные	особогрузонапряженные	I	II	III	IV
Тип рельсов	Р75 –Р65	Р75	Р75 –Р65	Р65	Р65	Р50
Род шпал	Деревянные 1-го типа или ж/б	Деревянные 1-го типа или ж/б	Деревянные 1-го типа или ж/б	Деревянные 1-го типа или ж/б	Деревянные 1-го типа или ж/б	Деревянные, ж/б
Толщина слоя балласта под шпалой, см, щебеночного на балластной подушке из песка, на пути с деревянными шпалами (числитель)	30/20	35/20	30/20	30/20	25/20	25/20
То же с железобетонным	35/20	40/20	35/20	35/20	30/20	30/20

Отметки РГР подсчитываются на каждом пикете и плюсовой точке за исключением участков, на которых располагаются мосты с безбалластной проезжей частью. На основании подсчитанных отметок тонкой линией на утрированный профиль наносится линия расчетной головки рельса.