Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения
А. Л. Рыков Н. В. Кащеева
ОБЩИЙ КУРС ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Екатеринбург
2011
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Управление эксплуатационной работой»
А. Л. Рыков Н. В. Кащеева
ОБЩИЙ КУРС ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Методические указания к практическим занятиям для студентов 1 и 2 курсов всех форм обучения специальностей
190701 – «Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожный транспорт)»,
080507 – «Менеджмент организации»,
080400 – «Управление персоналом», 080109 – «Бухгалтерский учет, анализ и аудит»,
190401 – «Эксплуатация железных дорог»,
190700 – «Технология транспортных процессов»,
280102 – «Безопасность технологических процессов и производств»,
280202 – «Инженерная защита окружающей среды»,
280700 – «Техносферная безопасность»
100100 – «Сервис»
3-е издание, исправленное
Екатеринбург
2011
УДК 656.224/.225(07) Р94
Рыков, А. Л.
Р94 Общий курс железных дорог : метод. указания / А. Л. Рыков, Н.В. Кащеева. – Екатеринбург : УрГУПС, 2011. – 47 с.
Приведена рекомендуемая тематика практических занятий со студентами первого и второго курса всех форм обучения по дисциплине«Общий курс железных дорог», даны за-
дания по шести расчетно-графическим работам, выполняемым студентами на практических занятиях, а также необходимые справочные материалы, которые могут быть использованы при выполнении работ.
Предназначены для студентов всех форм обучения специальностей190701 –
«Организация перевозок и управление на транспорте(железнодорожный транспорт)» 080507 – «Менеджмент организации», 080400 – «Управление персоналом», 080109 –
«Бухгалтерский учет, анализ и аудит», 190401 – «Эксплуатация железных дорог», 190700 – «Технология транспортных процессов», 280102 – «Безопасность технологиче-
ских процессов и производств», 280202 – «Инженерная защита окружающей среды», 280700 – «Техносферная безопасность», 100100 – «Сервис».
УДК 656.224/.225(07)
Рекомендованы к изданию на заседании кафедры «Управление эксплуатационной ра-
ботой», протокол № 9 от 11.04.2011г.
Авторы: А. Л. Рыков, доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой», канд. техн. наук, УрГУПС
Н. В. Кащеева, ассистент кафедры «Управление эксплуатационной работой», УрГУПС
Рецензент: С. А. Плахотич, зав. кафедрой «Станции, узлы и грузовая работа», канд. техн. наук, УрГУПС
©Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2011
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение……………………………………………………………………… |
4 |
Практическое занятие 1. Габариты на железных дорогах.………….……. |
5 |
Практическое занятие 2 . Поперечный профиль земляного полотна.….... |
14 |
Практическое занятие 3. Рельсы.…………………………………………… |
19 |
Практическое занятие 4 . Стрелочные переводы.…………………………. |
25 |
Практическое занятие 5 . Электровозы.…………………….……………… |
31 |
Практическое занятие 6 . Расчет массы состава поезда.….………..……… |
37 |
Литература………………..………………………………………………….. |
47 |
3
ВВЕДЕНИЕ
Железнодорожный транспорт РФ имеет исключительно большое значение для жизнеобеспечения экономики и реализации социально значимых услуг по перевозке пассажиров.
Железнодорожный транспорт во многих промышленно развитых странах среди других видов транспорта занимает ведущее место. Это объясняется его универсальностью – возможностью обслуживать производящие отрасли хозяй-
ства и удовлетворять потребности населения в перевозках вне зависимости от погоды, практически во всех климатических условиях и в любое время года.
Именно поэтому, несмотря на относительно бурное развитие автомобильного,
воздушного и трубопроводного транспорта, железнодорожный транспорт оста-
нется основным средством перевозок грузов и массовых перевозок населения.
Имея современные виды локомотивов и вагонов, мощный рельсовый путь, ис-
пользуя современные средства автоматики, телемеханики и вычислительной техники, железнодорожный транспорт, наряду с другими отраслями промыш-
ленного производства, входит в экономический потенциал каждой страны.
Перспективным направлением в развитии железнодорожного транспорта является высокоскоростной наземный транспорт, способный соперничать с воздушным транспортом.
Задачей дисциплины «Общий курс железнодорожного транспорта» явля-
ется изучение комплекса технических устройств, обеспечивающего беспере-
бойную работу железнодорожного транспорта при оказании услуг по переме-
щению пассажиров и продукции различных видов промышленности.
Практическое занятие 1 Габариты на железных дорогах
1.Габариты приближения строений и подвижного состава
Габаритом приближения строений железных дорог называется пре-
дельное поперечное перпендикулярное оси пути очертание, внутрь которого помимо подвижного состава не должны заходить никакие части сооружений и устройств, а также лежащие около пути материалы, запасные части и оборудо-
вание, за исключением частей устройств, предназначенных для непосредствен-
ного взаимодействия с подвижным составом (вагонные замедлители и др.).
Государственным стандартом установлены следующие железнодорожные габариты для линий со скоростями движения поездов не свыше 160 км/ч:
а) габарит приближения строений С для путей, сооружений и устройств общей сети железных дорог и подъездных путей от станции примыкания до территории промышленных предприятий (рис. 1.1);
б) габарит приближения строений С для путей, сооружений и устройств
п
на территории заводов, фабрик, мастерских, депо, речных и морских портов,
грузовых дворов, складов и др. промышленных предприятий, а также для пу-
тей, сооружений и устройств между территориями промышленных предпри-
ятий, в том числе для существующих путей, сооружений и устройств на терри-
тории предприятий Министерства путей сообщения.
Габаритом подвижного состава железных дорог называется предельное поперечное перпендикулярное оси пути очертание, в котором, не выходя нару-
жу, должен помещаться установленный на прямом горизонтальном пути, как в порожнем, так и в нагруженном состоянии подвижной состав, имеющий мак-
симальные нормируемые допуски и износы, за исключением бокового накло-
нения на рессорах:
а) габарит подвижного состава Т, допускаемого к обращению по отдель-
ным участкам реконструированных линий общей сети железных дорог, подъ-
5
ездным путям промышленных предприятий, сооружения и устройства на кото-
рых отвечают соответственно требованиям габарита С(с очертанием поверху для неэлектрифицированных линий) и габарита Сп (рис. 1.2);
б) габарит подвижного состава 1–Т, допускаемого к обращению по всем путям общей сети железных дорог, подъездным путям и путям промышленных предприятий;
в) габарит подвижного состава 1–ВМ, 0–ВМ, 02–ВМ, О3–ВМ, допускае-
мого к обращению как по всей сети железных дорог колеи 1520 (1524) мм, так и по железным дорогам зарубежных стран колеи 1435 мм.
На станциях |
На перегонах |
Рис. 1.1. Габарит приближения строений С
Габаритные расстояния по высоте принимаются от уровня верха головки рельса, горизонтальные расстояния – от оси пути. Очертание I – II – III уста-
новлено для перегонов на электрифицированных линиях, а также для путей на станциях (в пределах искусственных сооружений), на которых не предусматри-
вается стоянка подвижного состава. Очертания Iа – IIа – IIIa –IVa – для осталь-
ных путей станций.
7
—Х— линия приближения сооружений и устройств для путей, электри-
фикация которых исключена даже при электрификации данного участка желез-
нодорожной линии;
¾ · ¾ линия приближения зданий, сооружений и устройств (кроме про-
летных строений мостов, тоннелей, галерей и платформ), расположенных с внешней стороны крайних путей перегонов и станций, а также у отдельно ле-
жащих путей на станциях;
¾ · · ¾ линия приближения фундаментов зданий и опор, подземных тросов, кабелей, трубопроводов и других, не относящихся к пути сооружений на перегонах и станциях, за исключением инженерных сооружений и устройств СЦБ в местах расположения сигнальных и трансляционных точек;
Габаритные расстояния по высоте принимаются от уровня верха головки рельса, горизонтальные расстояния – от оси пути. Очертание I – II – III уста-
новлено для перегонов, а также для путей на станциях(в пределах искусствен-
ных сооружений), на которых не предусматривается стоянка подвижного -со става. Очертание Iа – IIа – IIIа – IVа – для остальных путей станций. Ширина габарита приближения строений С составляет4 900 мм. Размер 1 100 мм озна-
чает расстояние от головки рельса до пола высокой пассажирской платформы, а
размер 1 920 мм – расстояние от оси пути до края высокой платформы. Для низкой платформы эти размеры составляют соответственно200 и 1 745 мм. В
габарите на перегонах на расстоянии от оси пути1 745 мм предусмотрен уступ высотой 1 070 мм от головки рельса для перил на мостах, эстакадах и других искусственных сооружениях.
Расстояние от оси пути до линии приближения строений(вновь строя-
щихся зданий, заборов, опор контактной сети и линий связи) установлено 3100
мм. Не допускается укладывать фундаменты, трубопроводы, кабели и другие,
не относящиеся к пути сооружения, в пределах 1 000 мм от уровня головки рельсов по вертикали и на протяжённости 2 900 мм от оси пути по горизонтали.
Габаритом погрузки называется предельное перпендикулярное оси пути очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться погруженный на открытый подвижной состав груз (с учетом упаковки и крепления) при нахож-
дении подвижного состава на прямом горизонтальном пути и совмещении в од-
ной вертикальной плоскости продольных осей подвижного состава и пути.
Пространство между габаритом приближения строений и габаритом под-
вижного состава (включая и габарит погрузки), а также между габаритами смежных подвижных составов предназначено для смещений подвижного соста-
ва, которые вызываются отклонениями в состоянии отдельных элементов пути,
колебаниями и боковыми наклонениями подвижного состава на рессорах.
Установленные стандартом габаритные нормы должны применяться:
а) при строительстве новых железных дорог, сооружений, устройств и по-
стройке подвижного состава;
б) при работах по реконструкции линий, сооружений, устройств, модер-
низации подвижного состава.
Размеры габаритов приближения строений и расстояния между осями пу-
тей даны для прямых участков пути. В кривых участках пути размеры габари-
тов приближения строений и расстояния между осями путей увеличиваются из условия прохода вагона (принятого за расчетный) длиной 24 м с направляющей базой 17 м, с учетом максимально возможных скоростей движения поездов на перспективу.
9
Рис. 1.2. Совмещенные габариты приближения строений С и подвижного состава Т
2. Габаритные расстояния до основных сооружений и устройств
Расстояния между осями путей на прямых участках между, мм: |
|
– главными путями на перегонах двухпутных линий……………... |
4100 |
– вторым и третьим путями на перегонах трехпутных и четых- |
|
путных линий………………………………………………..... |
5000 |
– главными путями на станциях………………………………………. |
5300 |
– приемоотправочными и сортировочными путями……………….. |
5300(4800) |
– второстепенными путями…………………………………………… |
4100(4500) |
– путями, на междупутье которых устанавливаются |
|
опоры контактной сети………………………………………………… |
6500 |
Расстояния от оси крайнего пути до путевых и сигнальных знаков, мм:
в выемках (кроме скальных) и на выходах из них………………… |
5700 |
в остальных местах………………………………………………….. |
3100 |
до знаков, не превышающих уровня головки рельса |
2180 |
Расстояния от оси крайнего пути до опор контактной сети, мм: |
|
на перегонах и станциях…………………………………………….. |
3100 |
в сильно заносимых выемках……………………………………….. |
5700 |
на существующих электрифицированных линиях и в особо трудных условия на вновь электрифицируемых линиях:
– на перегонах………………………………………………………... |
2750 |
– на станциях…………………………………………………………. |
2450 |
Расстояния до проводов контактной сети от верха головки рельса, мм: |
|
минимальное: |
|
– на перегонах………………………………………………………... |
5750 |
– на станциях…………………………………………………………. |
6250 |
максимальное на перегонах и станциях……………………………. |
6800 |
3. Классы габаритной проходимости и степени негабаритных грузов
Под классами габаритной проходимости понимают:
– поперечное перпендикулярное оси пути очертание, ограничивающее пространство, минимально необходимое для пропуска подвижного состава оп-
ределенного габарита или негабаритного груза соответствующей степени нега-
баритности;
–расстояние между осями смежных путей, минимально необходимое для скрещения подвижного состава соответствующих габаритов;
–расстояние от оси пути до внутреннего края опор контактной сети, мачт светофоров и отдельно стоящих столбов, характеризующее условия прохода снегоочистителей и путевых машин.
11
Перевозимые по железным дорогам грузы(на открытом подвижном со-
ставе) должны вписываться в габарит погрузки. Грузы, которые выходят за га-
барит погрузки, называются негабаритными. В зависимости от места выхода за габарит погрузки грузы могут иметь боковую, верхнюю или нижнюю нега-
баритность.
Кгрузам с боковой негабаритностью относятся такие, которые выходят за габарит погрузки на высоте от 1230 до 4000 мм от уровня головки рельса.
Кгрузам с нижней негабаритностью относятся такие, которые превыша-
ют габарит погрузки в пределах высоты до 1200 мм от головки рельса.
Негабаритность грузов подразделяется на:
–боковую негабаритность пяти степеней – 0, I, II, III, IV;
–верхнюю негабаритность трех степеней – 0, II, III,
–нижняя негабаритность степеней не имеет и допускается в исключи-
тельных случаях.
Грузы, которые при погрузке на подвижной состав выходят за пределы очертания негабаритности IV или III степени на высоте более 3600 мм, а также имеющие высоту более 5300 мм, относятся к сверхнегабаритным.
В зависимости от степени негабаритности принимаются те или иные ме-
ры предосторожности:
–специальные проверки правильности и надежности закрепления груза;
–специальное сопровождение груза, систематическая проверка его поло-
жения на подвижном составе во время перевозки;
–ограничение скорости движения;
–ограничение или запрещение движения по соседним путям;
–пропуск впереди негабаритного груза контрольной рамы, точно повто-
ряющей его очертания и т. п.
Контрольные вопросы
1. Что называется габаритом приближения строений?
2. Какой габарит приближения строений применяется на железных доро-
гах общей сети?
З. Что называется габаритом подвижного состава?
4.Для чего предназначено пространство между габаритом приближения строений и габаритом подвижного состава?
5.Что называется габаритом погрузки?
6.Какие грузы называются негабаритными?
7.Виды негабаритности.
8.Что понимают под классами габаритной проходимости?
Задание
1. Вычертить габарит приближения строений С в масштабе1:50 (в каран-
даше):
1 вариант – для электрифицированных линий на перегоне;
2 вариант – для электрифицированных линий на станции; 3 вариант – для линий, электрификация которых исключается.
2. Вычертить совмещенные габариты строений С и подвижного состава Т.
Литература
1. Инструкция по перевозке негабаритных и тяжеловесных грузов на же-
лезных дорогах государств-участников СНГ ДЧ-1835 .– М., 2001.
2. Ефименко Ю.И. Общий курс железных дорог: учеб. пособие – М.: Ака-
демия, 2005.
13
Практическое занятие 2 Поперечный профиль земляного полотна
Земляное полотно – это инженерная конструкция, выполненная из грун-
та, на которой размещается верхнее строение пути. Земляное полотно должно обеспечивать устойчивость пути и защиту его от воздействия атмосферных и грунтовых вод.
Поперечным профилем земляного полотнаназывается разрез плоско-
стью, перпендикулярной его продольной оси.
1. Типовой нормальный поперечный профиль насыпи
Рис. 2.1. Нормальный поперечный профиль насыпи
Поверхность земляного полотна, на которую укладывают верхнее строе-
ние пути, называется основной площадкой.
Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна. Полоса земли, на которую опирается насыпь, является её основанием. Высотой насыпи h считается расстояние от уровня бровок до ее основания. Горизонтальная проекция линии откоса l называется его заложени-
ем, а отношение высоты откосаh к заложению, которое обозначается 1: n, –
крутизной откоса. Крутизна откоса насыпей принимается в соответствии с тре-
бованиями СНиП: для насыпей высотой до 6 м – 1:1,5, для насыпей высотой от
6 до 12 м в верхней части – 1:1,5, в нижней – 1:1,75.
Линия пересечения откоса насыпи с основанием называется подошвой на-
сыпи
Полоса земли от подошвы откоса до водоотводной канавы или резерва называется бермой. Со стороны будущего второго пути на однопутных линиях ширина бермы принимается не менее 7,1 м, а с противоположной стороны — не менее 3 м. Берма имеет уклон в сторону поля 0,02–0,04.
Рис. 2.2. Очертание основной площадки земляного полотна:
а– однопутной линии; б – двухпутной линии; 1 – основная площадка; 2 – балластный слой; 3 – шпала; В – ширина основной площадки
На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции шири-
ной по верху 2,3 м и высотой 0,15 м, а на двухпутных – форму равнобедренного треугольника высотой 0,2 м. Минимально допустимая ширина основной пло-
щадки однопутных линий приведена в табл. 2.1. На двух- и, многопутных ли-
15
ниях ширина основной площадки увеличивается на расстояние между осями крайних путей (на двухпутных линиях – на 4,1м, а на трехпутных – на 9,1м).
Таблица 2.1
Ширина основной площадки земляного полотна (В), м
|
|
Категория линий |
|
||
Грунты |
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Скальные, крупнообломочные и песчаные, |
6,6 |
|
6,6 |
6,4 |
6,2 |
кроме мелких и пылевидных песков |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Остальные |
7,6 |
|
7,6 |
7,3 |
7,1 |
|
|
|
|
|
|
Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грун-
та, осуществляется продольными водоотводными канавами шириной по дну и глубиной не менее 0,6 м, которые при поперечном уклоне местности до0,04
сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне– только с нагорной стороны.
Если насыпь возводится из местного грунта, взятого рядом с насыпью, то для отвода воды от полотна используются образующие при этом углубления,
называемые резервами. Глубина резерва принимается от0,5–2 м. Дно резерва шириной до 10 м имеет уклон в сторону поля 0,02–0,04, а при большей ширине
– двухсторонний уклон к середине.
2. Типовой нормальный поперечный профиль выемки
Рис. 2.3. Поперечный профиль выемки с кавальером
Основная площадка в выемке имеет те же размеры, что и при насыпи. С
каждой стороны основной площадки в выемках устраиваются кюветы, которые,
как правило, имеют глубину 0,6 м, ширину по дну 0,4 м и крутизну откосов с полевой стороны, равную крутизне откосов выемки. Крутизна откосов кюветов в суглинках и тощих глинах принимается1:1, а в остальных случаях– 1:1,5.
Маленькая забанкетная канава имеет глубину0,3 м и ширину по дну0,3 м.
Крутизна откосов забанкетной канавы принимается1:1,5. За кавальером, а при его отсутствии за банкетом, устраивается нагорная канава глубиной0,6 и ши-
риной по дну 0,6 м. Крутизна откосов канав, банкетов, кавальеров должна быть не больше 1:1,5. Обрез устраивается шириной не менее 5 м, а со стороны второ-
го главного пути не менее 9,1 м.
Задание
1. Вычертить (в карандаше) поперечный профиль земляного полотна на перегоне (масштаб 1:100).
17
2. Указать на чертеже названия элементов земляного полотна и водоот-
водных устройств, величины и направления уклонов, крутизну откосов, основ-
ные размеры.
Исходные данные
Вид поперечного про- |
Высота |
Категория |
Число |
Род |
насыпи |
||||
филя |
h, м |
линии |
путей |
грунта |
|
|
|
|
|
Насыпь (без резерва) |
2 |
I |
1 |
Скальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыпь (без резерва) |
2 |
I |
2 |
Глинистый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыпь (без резерва) |
2 |
II |
1 |
Круп. обл. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыпь (без резерва) |
2 |
I |
2 |
Глинистый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыпь (с резервом) |
4 |
III |
1 |
Щебенистый |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Насыпь (с резервом) |
3 |
II |
1 |
Скальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выемка (без кавальера) |
3 |
III |
2 |
Мелкий песок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выемка (без кавальера) |
2 |
III |
1 |
Крупнообломочный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выемка (с кавальером) |
5 |
I |
1 |
Скальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выемка (с кавальером) |
4 |
II |
2 |
Скальный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начинать работу следует с нанесения линии поверхности земли и оси главного пути. По заданной высоте насыпи определяется расположение линии бровок земляного полотна. Далее, откладывается расстояние от оси пути до правой, а затем до левой бровок земляного полотна, и вычерчивается основная площадка. Выдерживая необходимые величины крутизны откосов, следует вы-
чертить поперечный профиль земляного полотна в одну, а затем в другую сто-
рону. Закончить работу следует нанесением на чертеж водоотводных сооруже-
ний.
Литература
1. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Феде-
рации (ПТЭ) ЦРБ-756.– М., 2000.
2. Шахунянц Г. М. Железнодорожный путь. – М.: Транспорт, 1987.
Практическое занятие 3 Рельсы
Рельсы предназначены для направления движения колес подвижного со-
става, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы. Кроме того, рельсы используются на участках с автоблокировкой как проводники сигнального тока,
а при электротяге – обратного тока.
Для надежной работы рельсы должны быть достаточно прочными, долго-
вечными, износоустойчивыми, твердыми и в то же время нехрупкими, так как они воспринимают ударно–динамическую нагрузку. Материалом для рельсов служит высокопрочная углеродистая сталь. В зависимости от массы и попереч-
ного профиля рельсы подразделяются на типы: Р50, Р65 и Р75. Буква «Р» озна-
чает «Рельс», а цифра – округленную массу одного метра в килограммах. До
1962 года в путь укладывались также рельсы типа Р43.
Поскольку наибольшее воздействие на рельс оказывает вертикальная на-
грузка, стремящаяся изогнуть его, наиболее рациональной формой рельса счи-
тается двутавровая, обеспечивающая одновременно и меньший расход металла
(рис. 3.1)
19