1Выбор типа верхнего строения пути

1.1Определение класса путей

Железнодорожные пути классифицируются в зависимости от сочетания грузонапряжённости и допускаемых скоростей движения пассажирских и грузовых поездов, интенсивности пассажирского движения и значимости конкретного участка железной дороги в международном сообщении.

Согласно исходным данным максимальная скорость пассажирских поездов – 130 км/ч, грузовых – 60 км/ч.

Грузонапряжённость участка определяется по формуле

Г = 365 (N_ск^. n_ск + N_пас^. n_пас + N_гр^. n_гр)^. α ^. 10^-6 , (1.1)

где Nск – масса одного скорого поезда, т;

Nпас – масса одного пассажирского поезда, т;

Nгр – масса одного грузового поезда, т;

nск – количество скорых поездов, шт.;

nпас – количество пассажирских поездов, шт.;

nгр – количество грузовых поездов, шт.;

α – поправочный коэффициент;

365 – количество дней в году.

При nск =10шт; nпас=14шт; nгр=34шт; N_ск =550 т; N_пас =1050 т; N_гр =1950 т, α=1,1:

Г=365 (550^. 10 + 1050^. 14 + 1950^. 34)^. 1,1^. 10^-6 = 35 млн т км брутто/км в год.

Согласно [1, таблица 1.1] принимаем класс пути - I.

1.2Назначение типа верхнего строения пути на двухпутном участке

Выбор типа ВСП определяется в зависимости от принятого класса пути. Типовая конструкция пути определяется [1, таблица 1.2]

Для первого класса пути:

1. Конструкция ВСП: бесстыковой путь на железобетонных шпалах.

2. Типы и характеристика ВСП:

• Рельсы Р65, новые;

• Скрепления новые, типа КБ, СБ-3;

• Шпалы новые железобетонные;

• Балласт щебеночный с толщиной слоя 35 см под железобетонными

шпалами;

• Эпюра шпал: в прямых и кривых R > 1200 м – 1840 шт./км, в кривых R ≤

1200 м – 2000 шт./км.

2Проектирование рельсовой колеи

2.1Определение ширины колеи в кривой и характеристика

вписывания в нее заданного локомотива

Оптимальная ширина колеи должна обеспечивать минимальное сопротивление движению поездов и минимальный износ рельсов и колес, не допускать искажения положения колеи в плане, не превышать максимально допустимую величину.

Для локомотива ВЛ60 принимаем следующие исходные данные:

• диаметр колеса – 1250 мм;

• длина жёсткой базы – 4600 мм.

Для экипажей с трехосной жесткой базой, не имеющих поперечные разбеги осей оптимальная ширина рельсовой колеи определяется по формуле

S_опт =q_max+ f_н + 4мм, (2.1)

где q_max – максимальная ширина колесной пары, мм;

f_н – наружная стрела изгиба рельсовой нити, отсчитываемой от хорды,

проведённой от точки касания набегающего колеса по линии рабочих

граней гребней колес, мм;

Схема для определения оптимальной ширины колеи показана на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Схема свободного вписывания экипажа с трехосной жесткой базой без поперечных разбегов осей

Стрела изгиба наружной рельсовой нити определяется по формуле

f_н = (λ + В_н)²/2R, (2.2)

где λ – длина жёсткой базы;

R – радиус заданной кривой;

В_н– расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки

гребня колеса с наружным рельсом, мм.

В_н=(r + t)tg / [R + S/2 – (r + t)]tg, (2.3)

где r –радиус катания колеса;

t –расстояние от поверхности среднего круга катания головки рельса до

точки прижатия гребня к рельсу;

R – радиус кривой, м;

S – ширина рельсовой колеи;

τ– угол наклона внутренней образующей гребня к горизонту, равный для

локомотива 70°.

При λ=4600 мм, R=630 м, r=625 мм, t=10 мм, S=1520 мм, tg70°=2,747477, q_max=1509 мм:

В_н=4,6·(0,625+0,01)·2,747477/[630+0,76 – (0,625+0,01)·2,747477)]=12,8 мм;

f_н =(4600+12,8)²/2^.630000 = 16,9 мм;

S_опт =1509+16,9+4=1529,9 мм<S_max=1535 мм.

Так как S_опт<S_maxсвободное вписывание обеспечивается.

Рассмотрим заклиненное вписывание трехосной тележки.

S_з =q_max+ f_н + 4 мм , (2.4)

Стрела изгиба наружной рельсовой нити определяется по формуле (2.2).

Схема для определения ширины колеи показана на рисунке 2.2

Рисунок 2.2– Схема заклиненного вписывания экипажа с трехосной жесткой базой без поперечных разбегов осей