Самостійна робота № 11 Ознайомлення із структурою управління, технічним оснащенням та технологією метрополітену.

1. Метрополітен – поза вулична електрична залізниця, призначена для перевезення пасажирів і є одним із самих популярних та зручних видів міського пасажирського транспорту.

До комплексу споруд, пристроїв і облаштування метрополітенів входять : колії і колійне господарство, тунелі, рухомий склад, станційне господарство, пристрої сигналізації, централізації, блокування і зв’язку, пристрої електропостачання, ескалаторне господарство, пристрої тунельної вентиляції, водопостачання, опалення, водовідводу, каналізації, відбудовні і протипожежні засоби.

Лінії метрополітену поділяються на підземні, наземні, надземні.

Підземні є основними і найбільш розповсюдженим видом ліній метрополітенів; вони можуть бути мілкого (на відстані 8-12 м від поверхні землі) і глибокого (20 м – і більше) закладення. Як правило, будують метрополітени мілкого закладення. При несприятливих геологічних і гідрогеологічних умовах, а також наявності щільної багатоповерхової забудови застосовують глибоке закладення.

Наземні лінії метрополітенів розміщають на поверхні землі. Будують їх зазвичай як кінцеві ділянки лінії в порівняно малонаселених районах міста, найчастіше у виїмках, з урахуванням можливості перебудови в майбутньому з розвитком міста в підземні.

Надземні лінії розміщують на естакадах. Вони споруджуються у важких топографічних умовах міста, при перетині рік, залізничних і автомобільних шляхів.

Метрополітени будують у містах з населенням більше 1 млн. чол.., (Київ 1960 рік, Харків 1975 рік, Дніпропетровськ 1982 рік).

2. Технічні засоби і принцип експлуатації метрополітенів і залізниць аналогічні. Ширина колії метрополітенів – 1520 мм на прямих ділянках колії і на кривих радіусом 400 м і більше. Відхилення від ширини колії не повинні перевищувати при розширенні +6 мм і звуженні -4 мм. На кривих радіусом 99 м і менше відхилення при розширенні повинні бути не більше 2 мм. На кривих передбачається підвищення зовнішньої рейки над внутрішньою, яке залежить від радіуса кривої і розрахункової швидкості руху на ній і не має перевищувати 120 мм.

Робота метрополітенів здійснюється в суворій відповідності з графіком руху поїздів. Діють Правила технічної експлуатації метрополітенів (ПТЕ), Інструкція із сигналізації, інструкція з руху поїздів і маневрової роботи.

Для керівництва окремими галузями господарства в метрополітенах є служби: руху, рухомого складу, колії, сигналізації і зв’язку, електропідстанцій і мереж, тунельних споруд, санітарно-технічна, ескалаторна, матеріально-технічного постачання.

До складу лінійних підприємств метрополітену входять заводи з ремонту рухомого складу й ескалаторів, електродепо, об’єднані майстерні.

У плані лінії метрополітену проектують уздовж основних магістралей за найкоротшими напрямками, при цьому радіус кривих на головних коліях приймається не менше 600 м, а на складних інженерно-геологічних, гідрологічних та інших важких умовах – не менше 300 м. При радіусі 1400 м і менше криві сполучаються з прямими ділянками головних колій перехідними кривими. Станції метрополітенів розташовують на прямих ділянках і в окремих випадках на кривих з радіусом не менше 800 м. На службових і паркових коліях радіуси кривих приймаються відповідно 150 і 75 м, а у важких умовах – 100 і 60 м.

Лінії метрополітену поділяються на окремих перегони довжиною 1 -2 км, на межах яких розташовуються станції. Перегони в свою чергу складаються з окремих блок-ділянок, обмежених світлофорами або ізолюючими рейковими стиками. Біля кожного світлофора в створі з ізолюючими стиками встановлюється автостоп для попередження проїзду поїздом заборонного сигналу. На лініях, обладнаних системами автоматики, контроль швидкості руху поїзда і зупинка його здійснюються автоматично пристроями, розташованими безпосередньо на рухомому складі. Відстань між світлофорами визначається з урахуванням забезпечення максимальної розрахункової пропускної спроможності за установленої швидкості руху, прийнятої довжини составів і передбаченої тривалості стоянок поїздів на станціях. Ця відстань має бути не менше гальмівного шляху.

Станції метрополітену призначаються для обслуговування пасажирів та здійснення маневрової роботи. Станції проектують з острівними платформами довжиною, що перевищує розрахункову довжину поїзда не менше, ніж на 6 м при тунельних і закритих наземних ділянках і не менше 10 м при відкритих наземних ділянках. Ширина платформ приймається 10-12 м, висота від рівня головок рейок – 1100 мм.

Живлення тягових двигунів моторних вагонів метрополітену здійснюється від третьої рейки, яка називається контактною, по якій струмоприймач вагона ковзає під час руху. Контактна рейка розташовується уздовж рейкової колії, з лівого боку по ходу поїзда.

Для обороту рухомого складу і переходу його на інші лінії передбачають спеціальні колії і сполучені з’єднання. Залежно від числа составів, що підлягають обороту або відстою, приймають схему з однією тупиковою колією або з двома коліями; Корисна довжина цих колій має перевищувати розрахункову довжину поїзда не менше, ніж на 40 м. Оборот рухомого складу на кінцевій станції може бути виконаний за допомогою петлевого пристрою. Для переходу поїздів з однієї лінії метрополітену на іншу передбачають спеціальні сполучні з’єднання.

На лініях метрополітенів будують наземні депо для технічного обслуговування ТЕ-1, ТЕ-2, ТЕ-3, ТЕ-4 і поточних ремонтів ТР-1, ТР-2, ТР-3 рухомого складу, його екіпірування і відстою. Капітальний і середній ремонти вагонів здійснюються на заводах, а також у спеціалізованих ремонтних депо.

3. Безпечне проходження поїздів на лініях метрополітенів забезпечується дотриманням установлених габаритів.

Габарит рухомого складу, за межі якого не повинна виходити жодна частина його, має висоту 3700 мм і ширину у верхній частині 3070 мм.

Габарит наближення обладнання являє собою граничний, поперечний, перпендикулярний осі колії контур, усередині якого не повинні розміщатися ніякі частини обладнання, за винятком пристроїв, безпосередньо взаємодіючих з рухомим складом.

Габарит наближення будівель для одноколійних перонних тунелів кругового обрису й одно і двоколійних тунелів прямокутного обрису для прямих ділянок колії на перегонах і станціях. Усередину цих габаритів не повинні заходити ніякі частини споруд і будівельних конструкцій. Біля нижньої , правої за ходом поїзда, частини габариту, протилежної контактній рейці, є виступ для розміщення службової доріжки, якою проходить обслуговуючий персонал. Відстань 2450 мм від осі колії передбачено для поручнів на мостах і підпірних стінах на наземних ділянках ліній метрополітенів.

У габариті наближення будівель на станціях для розміщення високої пасажирської платформи враховується місце висотою:

на головних коліях двоколійних ліній:

у тунелях 3400 мм;

на мостах і естакадах 3700 мм;

на наземних ділянках 4000 мм;

на коліях обороту составів і в місцях укладання перехресних з’їздів 4000 мм;

на паркових коліях:

для рухомого складу 4200 мм;

на деповських коліях 4500 мм.

На кривих ділянках відстані між осями суміжних колій, між віссю колії і габаритами наближення будівель і обладнання встановлюється залежно від радіуса кривих і підвищення зовнішньої рейки над внутрішньою.

4. На відкритих наземних ділянках метрополітену, а також у місцях розташування стрілочних переводів і перехресних з’їздів будують колії на баластовій основі. У тунелях і на закритих наземних ділянках колії укладають на бетонній основі, що дозволяє утримувати їх у чистоті. У бетонний шар утоплюють шпали з перевищенням над ним на 1 см. Поверхні бетонного шару додають поперечний ухил 0,003 убік водовідвідного лотка, що влаштовується в середині колії між рейками шириною 0,7 – 0,9 м і глибиною 0,5 – 0,6 м від рівня головок рейок.

Як рейкові опори застосовують дерев’яні або залізобетонні шпали довжиною 2,7 м. У межах підземних станцій колії укладають на дерев’яних шпалах довжиною 0,9 м. На 1 км головної колії укладається на прямих ділянках у тунелях 1680 шпал, на наземних ділянках – 1840 шпал, у кривих тунелях – 1840 шпал на і на поверхні – 2000 шпал. На головних коліях застосовують рейки типів Р50 і Р65, на інших коліях – Р43. У тунелях на прямих і кривих ділянках колії радіусом 300 м і більше рейки зварюють у пліті довжиною до 300 м. На наземних ділянках, і у тунелях на кривих радіусом менше 300 м укладають рейки довжиною 25 м, а на стрілочних переводах і на паркових коліях використовують рейки довжиною 12,5 м.

Скріплення рейок зі шпалами на головних коліях, укладених на бетонній основі, - роздільне, на інших коліях – нероздільне. Стики рейок нормальної довжини розташовують у висячому положенні; їх з’єднують накладками за допомогою болтів.

Головні колії метрополітенів обладнують протиугонами, а на кривих ділянках при радіусі 300 м і менше установлюють контррейки.

На метрополітенах застосовують стрілочні переводи з марками хрестовин не крутіше 1/9 на всіх коліях, крім паркових, не крутіше 1/5 на паркових та інших.

Біля головних колій з правого боку за напрямком руху встановлюють постійні колійні і сигнальні знаки. Граничні стовпчики розташовують на середині міжколійя, а граничні рейки – у міжколійї в таку місці, де відстань між осями збіжних колій складає в тунелях і на наземних ділянках 3400 мм, а на паркових коліях, призначених для рухомого складу залізниць, - 4100 мм.

5. Рухомий склад метрополітенів складається із суцільнометалевих моторних вагонів типів Д-Е, 81-717 і 81-714. На кожній осі моторного вагона встановлюється тяговий двигун. Вагони обладнані струмоприймачами для нижнього струмознімання з контактної рейки. Вагони обладнуються пневматичними, електричними ручними гальмами.

У салонах передбачається люмінесцентне освітлення, примусова вентиляція. Вагони обладнуються автозчепами і пристроями електропневматичного керування дверима поїзда з будь-якої кабіни. В усіх вагонах передбачені пристрої гучномовного оповіщення пасажирів і екстрений зв'язок з машиністом, пристрої радіозв’язку з поїзним диспетчером.

6. В системі електропостачання метрополітенів трифазний струм напругою 68 кВ від енергосистеми міста надходить по високовольтній лінії на тягову , тяговознижувальну або об’єднану підстанцію і звідти після перетворення за допомогою трансформатора і кремнієвого випрямляча до місць споживання. Тягова підстанція призначена для живлення тягових навантажень, об’єднана – для живлення тягових, силових і освітлювальних навантажень. Передача електроенергії споживачам може здійснюватися і за допомогою знижувальних тягових підстанцій, на яких напруга змінного струму 6-10 кВ, що надходить від найближчої тягової підстанції, знижується до 380,220 і 127 В.

Живлення контактної рейки електричним струмом здійснюється від шин постійного струму тягової підстанції. Зворотнім проводом служать колійні рейки, від яких струм повертається на тягову підстанцію. Струм від контактної рейки через струмоприймач вагона надходить до тягових двигунів, що перетворюють електричну енергію в механічну, яка через передачу надає рух колісним парам вагонів. Контактна мережа кожної головної колії живиться постійним струмом напругою 825 В.

Робоча поверхня контактної рейки піднімається над верхом головки ходових рейок на 160±6 мм. Відстань від робочої грані найближчої ходової рейки до сої контактної рейки складає 690±8 мм. Для захисту людей від випадкового ураження струмом контактна рейка на всій довжині зверху і з боків закривається захисним коробом, виготовленим з дерева або іншого ізоляційного матеріалу. Контактна рейка має бути електрично ізольована від ходової рейки і конструкцій тунелів. Щоб уникнути викидання контактну рейку закріплюють протиугонами.