Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Сибирский государственный университет путей сообщения

Факультет «Управление процессами перевозок»

Кафедра «Путь и путевое хозяйство»

«Устройство железнодорожного пути и организация путевых работ»

Курсовая работа по дисциплине «Пути сообщения»

Пояснительная записка

КР-УПП-16-Д-108-2017

Руководитель: преподаватель Разработал: студент гр. Д-215

________________ Акимов С.С. ___________ Манзурова Д. С.

(подпись) (подпись)

________________ ___________________

(дата проверки) (дата сдачи на проверку)

Краткая рецензия:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________ ________________

(запись о допуске к защите) (подпись преподавателя)

__________________ ________________

(оценка по результатам защиты) (подпись преподавателя)

Новосибирск

2017

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

В системе железнодорожного транспорта одно из ведущих мест принадлежит путевому хозяйству, к которому относятся: железнодорожный путь с многочисленными сооружениями, а также комплекс хозяйственных предприятий, призванных обеспечивать его надежную работу.

Главной задачей путевого хозяйства является обеспечение безопасного и бесперебойного движения поездов с установленными скоростями и нагрузками от колесной пары на рельсы, а также эффективность использования подвижного состава. Это достигается за счет широкого применения современных путевых машин, обеспечивающих стабильное положение пути, расширения функциональных возможностей эксплуатируемых путевых машин, оборудования и нахождения технологических и организационных решений при выполнении ремонтов пути. Необходимо выполнять заданные объемы ремонтных работ в заданные сроки с наименьшими затратами труда и денежных средств для обеспечения движения поездов с максимально возможными скоростями.

Курсовая работа включает в себя следующие разделы:

1. Выбор конструкции верхнего строения пути. Построение поперечных профилей основной площадки землеполотна и балластной призмы.

2. Определение основных размеров обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стесненных условиях.

3. Разработка календарного графика ремонтов пути и организации основных работ по капитальному ремонту.

4. Организация работ по очистке станционных путей от снега.

1 Выбор конструкции верхнего строения пути. Построение поперечных профилей основной площадки земляного полотна и балластной призмы

1.1 Классификация железнодорожной линии и пути

Система ведения путевого хозяйства основана на классификации линий и путей в зависимости от грузоподъемности, максимально установленных скоростей движения поездов с учетом специализации линии и факторов, оказывающих влияние на нагруженность пути и продолжительность межремонтных сроков [1].

Структура обозначения (кода) железнодорожного пути общего пользования включает в себя класс и специализацию линии, класс группу и подгруппу пути.

1. Класс и специализация железнодорожной линии

Все железнодорожные линии подразделяются на 5 классов. Основными критериями классификации железнодорожных линий являются:

- годовая приведенная грузонапряженность по железнодорожной линии (поездо-участку), млн т км брутто/ км в год;

- средняя максимальная скорость движения грузовых и пассажирских поездов по железнодорожной линии (поездо-участку), км/ч.

Классы железнодорожных линий приведены в

В целях определения нормативных затрат на содержание инфраструктуры для железнодорожных линий приняты следующие технико-эксплуатационные критерии, определяющие специализацию линий:.

В целях определения нормативных затрат на содержание инфраструктуры для железнодорожных линий приняты следующие технико-эксплуатационные критерии, определяющие специализацию линий:

- размеры движения грузовых поездов, в т. ч. грузовых поездов с массой состава 6300 т и более, пар поездов в сутки;

- размеры движения пассажирских и пригородных поездов, пар поездов в сутки;

- установленная скорость движения высокоскоростных и скоростных пассажирских поездов, км/ч.

Таблица 1.1 – Классы железнодорожных линий

Годовая приведенная грузонапряженность, млн т км брутто/ км в год	Класс железнодорожной линии при технической скорости движения поездов, км/ч (в числителе – пассажирские, в знаменателе – грузовые)
	Более 110 Более 90	77-110 77-90	66-76 54-76	55-65 49-53	44-54 43-48	33-43 33-42	23-32 23-32	22 и менее
Более 150	-	1	1	1	1	1	1	2
81-150	-	1	1	1	1	2	2	3
51-80	-	1	1	1	2	2	3	4
26-50	1	1	2	2	3	3	4	4
11-25	1	1	2	3	3	4	4	5
5-10	1	2	3	3	4	4	5	5
5 и менее	-	2	3	4	4	5	5	5

Специализация железнодорожных линий определяется по Таблица

Таблица 1.2 – Специализация железнодорожных линий

Специализация железнодорожных линий	Условные обозначения	Параметры специализации железнодорожных линий, единица измерения
Высокоскоростная железнодорожная линия	В	Установленная скорость движения пассажирских поездов более 200 км/ч
Скоростная железнодорожная линия	С	Установленная скорость пассажирских поездов от 141 до 200 км/ч включительно
Железнодорожная линия с преимущественно пассажирским движением	П	Суммарные размеры движения пассажирских и пригородных поездов по поездо-участку более 60 % общего количества пар поездов в сутки в соответствии с нормативным графиком движения поездов
Железнодорожная линия с преимущественно грузовым движением	Г	Размеры грузового движения более 60 % общего количества пар поездов в сутки в соответствии с нормативным графиком движения поездов
Особо грузонапряженная железнодорожная линия	О	Железнодорожная линия с приведенной грузонапряженностью более 150 млн т км брутто/ км в год
Железнодорожная линия с тяжеловесным грузовым движением	Т	Норма массы грузового поезда в нормативном графике движения поездов 6300 т и более; доля размеров движения поездов массой 6300 т и более – 15 % и более от суммарных размеров движения грузовых поездов по линии
Малоинтенсивные линии	М	Суммарные размеры движения пассажирских и грузовых поездов 8 и менее пар поездов в сутки; приведенная грузонапряженность 5,0 и менее млн т км брутто/ км в год

Согласно исходным данным железнодорожная линия относится к 2 классу, специализации «П» - железнодорожная линия с интенсивным пассажирским движением.

2. Определение подгруппы, группы и класса пути

В соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства [1] железнодорожные пути классифицируются с учетом грузонапряженности конкретного пути (группы А – Е) и допускаемых по нему скоростей движения пассажирских и грузовых поездов (подгруппы С1, С2, 1 – 6) [1]. Классы путей, представляющие собой сочетание групп и подгрупп, обозначаются цифрами.

Принятые на железных дорогах ОАО «РЖД» сочетания классов, групп и подгрупп представлены в Таблица . При этом подгруппа пути определяется по наибольшей скорости пассажирского или грузового поезда.

Таблица 1.3 – Классы железнодорожных путей

Группа пути	Грузонапряженность, млн т км брутто/ км в год	Подгруппа пути – установленные скорости движения поездов, км/ч (числитель – пассажирские, знаменатель – грузовые)
		С1	С2	1	2	3	4	5	6
		201-250 100	141-200 100	121-140 91-100	101-120 81-90	81-100 71-80	61-80 61-70	41-60 41-60	40 и менее
А	Более 80	1	1	1	1	1	2	2	3
Б	51-80	1	1	1	1	2	2	3	3
В	26-50	1	1	1	2	2	3	3	4
Г	11-25	1	1	1	2	3	3	4	4
Д	6-10	1	1	2	3	4	4	4	5
Е	5 и менее	-	-	-	-	4	4	5	5

Согласно принятой классификации железнодорожных путей с грузонапряженностью 10 млн т км брутто/ км в год, скоростями движения пассажирских поездов 105 км/ч, грузовых – 85 км/ч, относится к 3 классу, группе Д, подгруппе 2. Полный код пути в соответствии с принятой структурой обозначения железнодорожного пути - 2П3Д2.

2. Выбор конструкции верхнего строения пути

Конструкция верхнего строения пути должна воспринимать нагрузки от колес подвижного состава, обращающегося по пути, и передавать ее через конструктивные элементы на основную площадку земляного полотна в пределах норм допускаемого воздействия.

Нормативно-технические требования к конструкции верхнего строения пути в прямых и кривых радиусом более 1200 м приведены в Приложение А (Таблица А.1 – Нормативно-технические требования к типам, конструкциям и элементам верхнего строения пути общего пользования в зависимости от класса пути и специализации линий) и дифференцированы по классам пути.

Общие нормативно-технические требования к конструкциям, типам и элементам верхнего строения пути в кривых радиусом 1200 м и менее должны быть дифференцированы по радиусам кривых (Приложение А, Таблица А.2 - Нормативно-технические требования к типам, конструкциям и элементам верхнего строения пути в кривых радиусом 1200 м и менее).

В соответствии с классификацией железнодорожного пути выбор категории рельсов производится в зависимости от характеристики (класса, группы, подгруппы и специализации) пути по Таблица А.3 - Рекомендуемые для определенных классов, групп, подгрупп и специализации путей категории рельсов Р65 по ГОСТ 51685-2013(Приложение А) [1].

Таким образом, принимается следующая конструкция железнодорожного пути и его элементов:

- бесстыковой путь на железобетонных шпалах. Допускается по согласованию с Центральной дирекцией инфраструктуры ОАО «РЖД» (далее – ЦДИ) или владельцем инфраструктуры применение звеньевого пути на деревянных шпалах на путях 1-3 классов, групп В, Г и Д;

- рельсы Р65, старогодные I группы годности репрофилированные. В регионах с холодным климатом рекомендуется применять на путях 1 -3 классов рельсы типа Р65 преимущественно низкотемпературной надежности категорий 350 НН по ГОСТ Р 51685-2013. При недостатке старогодных железобетонных шпал при капитальном ремонте путей 3-5 классов допускается применять новые железобетонные шпалы;

- скрепления новые и старогодные, в т.ч. отремонтированные;

- шпалы старогодные железобетонные, новые деревянные;

- эпюра шпал: в прямых 1840 шт./км, в кривых радиусом 1200 м и менее - 2000 шт./км;

- балласт: щебень II категории по ГОСТ Р 54748-2011;

- размер балластной призмы: толщина слоя не менее 40 см под железобетонными шпалами.

1.3 Проектирование поперечных профилей основной площадки земляного полотна и балластной призмы

Спланированная поверхность, являющаяся основанием для верхнего строения пути, называется основной площадкой земляного полотна (ОПЗП). Основная площадка характеризуется шириной и формой. Проектирование основной площадки земляного полотна заключается в определении ее размеров и формы, которые назначаются исходя из норм и требований по обеспечению устойчивости насыпи.

Ширина основной площадки В, м, определяется из условий размещения на ней верхнего строения пути и обочин с учетом категории линии, вида грунта насыпи, числа путей и радиуса кривой [3] по формулам:

- на двухпутном прямолинейном участке:

(1.1)

- на двухпутном криволинейном участке:

(1.2)

где b - нормативная ширина основной площадки земляного полотна на прямолинейном однопутном участке, м;

∆b - уширение (ОПЗП) на криволинейном участке (в наружную сторону), м;

M - междупутное расстояние на прямых участках пути, м;

- габаритное расширение междупутного расстояния на криволинейных участках пути, м.

Ширина земляного полотна (в уровне основной площадки) на прямых участках пути в пределах перегонов принимается по нормам, приведенным в [3] и представлена в

.

Таблица 1.4 – Ширина основной площадки b на прямых участках пути, м

Категория железной дороги	Число главных путей	Ширина земляного полотна на прямых участках пути, м, при использовании грунтов
		глинистых, крупнообломочных с глинистым заполнителем, скальных выветривающихся и легко выветривающихся, песков недренирующих, мелких и пылеватых песков	скальных слабовыветривающихся, крупнообломочных с песчаным заполнителем и песков дренирующих (кроме мелких и пылеватых)
Скростные магистрали, магистрали с преимущественно пассажирским движением и осбогрузонапряженные магистрали	2	12,0	12,0
I	2	11,7	10,7
I и II	1	7,6	6,6
III	1	7,3	6,3
IV	1	7,1	6,2
Подъездные пути	1	6,1 – 7,1	5,8 – 6,5

Расстояние между осями железнодорожных путей на перегонах двухпутных железнодорожных линий на прямых участках (M) должно быть не менее 4100 мм [48].

Величина уширения земляного полотна в кривых участках пути в зависимости от радиусов принимается по [3] и приведена в

В целях определения нормативных затрат на содержание инфраструктуры для железнодорожных линий приняты следующие технико-эксплуатационные критерии, определяющие специализацию линий:5.

Таблица 1.5 – Уширение основной площадки ∆b на кривых участках, м

Радиус кривой	Уширение
3000 и более	0,2
2500 – 1800	0,3
1500 – 700	0,4
600 и менее	0,5

Значения габаритного уширения междупутного расстояния в кривых участках пути для соответствующих радиусов представлены в

В целях определения нормативных затрат на содержание инфраструктуры для железнодорожных линий приняты следующие технико-эксплуатационные критерии, определяющие специализацию линий:6.

Таким образом, ширина основной площадки земляного полотна в прямом участке пути, определяемая по формуле 1.1 составит:

7,6 + 4,1 м = 11,7 м.

Таблица 1.6 – Уширение междупутья ∆m в пределах кривых участков двухпутных линий, м

Радиус кривой	Габаритное уширение	Радиус кривой	Габаритное уширение
3000 и более	0,02	600	0,22
2000 – 1800	0,04	500	0,24
1500	0,08	400	0,28
1200	0,15	350	0,30
1000	0,17	300	0,34
800	0,19	250	0,38
700	0,20	200	0,46

В кривом участке пути при радиусе R = 400 м ширина основной площадки, определяемая по формуле 1.2 составит:

Основная площадка земляного полотна также характеризуется формой. При недренирующих грунтах (глинистые, мелкие и пылеватые пески) основная площадка выполняется в виде призмы, называемой сливной призмой, для обеспечения стока атмосферной воды, проникающей через балластный слой. При двухпутном (однопутном) участке пути сливная призма в перечном очертании выполняется в виде треугольника (трапеции) с высотой 0,2 м (0,15 м) [3].

Очертание основной площадки земляного полотна из недренирующих грунтов в прямой и кривой R = 400 м на двухпутном участке приведены на рисунках 1.1 и 1.2 соответственно.

Рисунок 1.1 – Очертание основной площадки земляного полотна из недренирующих грунтов в прямой на двухпутном участке

Рисунок 1.2 - Очертание основной площадки земляного полотна из недренирующих грунтов в кривой R=400 м на двухпутном участке

Применяемый вид балласта и размеры балластной призмы зависят от класса, подгруппы и специализации пути и должны соответствовать параметрам, приведенным в Таблица - 1.1 – Параметры балластной призмы

Таблица - 1.1 – Параметры балластной призмы

Характеристика пути	Обозначение специализации линий	Вид балласта	Толщина слоя балласта, см	Ширина плеча балластной призмы, см
Путь скоростной подгруппы С1	С	Щебень I категории по ГОСТ Р 54748 - 2011	Не менее 35/40	40/45
Путь особогрузонапряженный, Г>80 млн т км бр/ км в год	О
Путь скоростной подгруппы С2	С	Щебень I и II категории по ГОСТ Р 54748 - 2011
Путь 1 и 2 классов	П или Г	Щебень II категории по ГОСТ Р 54748 - 2011
Путь с тяжеловесным движением	Т		-/40	-/45
Путь 3 класса			30/35	35/40
Путь 4 класса			25/30	25/40
Путь 5 класса	Г	Все виды щебня твердых пород фракций 25 – 60 мм	20/20	20/40
Пути малодеятельные	М

Примечание к таблице 1.7: в числителе приведены значения для звеньевого пути на деревянных шпалах, в знаменателе – для бесстыкового пути на железобетонных шпалах.

Для пути класса 1 и специализации линии «П» балластная призма будет иметь следующие размеры: толщина щебеночного балласта в подрельсовой зоне h_б = 35 см (в кривых по внутренней нити) без учета песчаной подушки; ширина плеча балластной призмы b_б = 40 см, толщина песчаной подушки h_п = =20 см.

Общий поперечный профиль основной площадки земляного полотна из недренирующих грунтов в прямой и кривой R = 400 м и двухслойной щебеночной балластной призмы на двухпутном участке в масштабе 1:50 приведен на рисунке 1.3.

Таким образом, в первом разделе курсовой работы согласно исходным данным определено, что участок пути, принадлежащей железнодорожной линии 2 класса с преимущественно пассажирским движением (специализация «П»), с грузонапряженностью 10 млн т км брутто/ км в год, скоростью движения пассажирских поездов 105 км/ч и грузовых поездов 85 км/ч, относится к классу 1, группе Д, подгруппе С2 (2П3Д2).

Для данного класса пути и специализации линии определен тип и конструкция верхнего строения пути, построены поперечный профиль основной площадки земляного полотна и балластной призмы в прямом и кривом участке пути радиусом 400 м.

2. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБЫКНОВЕННОГО СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА, УКЛАДЫВАЕМОГО В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ

2.1 Конструкционная схема обыкновенного стрелочного перевода

Основными элементами современного одиночного обыкновенного стрелочного перевода (рисунок 2.1) являются: стрелка, комплект крестовинной части, соединительные пути, подрельсовое основание.

1 – рамные рельсы; 2 – остряки; 3 – переводной механизм; 4 – контррельсы; 5 – усовики; 6 – сердечник крестовины

Рисунок 2.1 – Конструктивная схема обыкновенного стрелочного перевода

2.2 Расчетная геометрическая схема обыкновенного стрелочного перевода

Расчетная геометрическая схема обыкновенного стрелочного перевода с основными характеристиками приведена на рисунке 2.2.

α – угол между рабочими гранями крестовины;

ЦП – центр стрелочного перевода (точка пересечения осей прямого и бокового путей);

β_н – начальный угол криволинейного остряка;

L_п - полная длина перевода;

ɑ, b - большие полуоси перевода;

R₀ - радиус криволинейного остряка;

l₀ - длина криволинейного остряка;

m₁ - передний вылет рамного рельса;

h - передний вылет крестовины;

y₀ - ордината в корне остряка;

tg α =1/N- марка крестовины;

C - математический центр крестовины (точка пересечения рабочих граней сердечника);

β_п - полный стрелочный угол;

L_Т - теоретическая длина перевода;

ɑ₀, b₀ - малые полуоси перевода;

R - радиус переводной кривой;

l’₀ - длина прямолинейного остряка;

l_pp - длина рамного рельса;

p - задний вылет крестовины;

d - прямая вставка;

S_пк - ширина колеи в стрелочном переводе

Рисунок 2.2 Расчетная геометрическая схема обыкновенного стрелочного перевода

2.3 Расчет основных параметров и разбивочных размеров обыкновенного стрелочного перевода, укладываемого в стесненных условиях

2.3.1 Расчет радиуса переводной кривой, длинны прямой вставки, малых и больших полуосей стрелочного перевода

Если при укладке стрелочных переводов в стесненных условиях необходимо уменьшить теоретическую длину типового перевода (таблица 2.1) более чем на 250 мм, следует выполнить перерасчет его основных параметров и разбивочных размеров.

По заданию необходимо уменьшить длину типового перевода на величину ∆, мм, равное 350 мм.

Таблица 2.1 – Основные характеристики обыкновенных стрелочных переводов

Тип рельсов стрелочного перевода	Р50
Марка крестовины (1/N)	1/11
Длина криволинейного остряка (l0), мм	6515
Начальный угол остряка (βн), рад	0,0118852
Радиус остряка (R0), мм	297259
Передний вылет рамного рельса (m1), мм	4323
Длина рамного рельса (lpp), мм	12500
Передний влет крестовины (h,) мм	2650
Задний вылет крестовины (p), мм	2300
Полная длина стрелочного перевода (Lп), мм	33525

Теоретическая длина стрелочного перевода L_ту, мм, с учетом уменьшения его длины на ∆, определяется по формуле:

L_ту = L_п - m₁ - p - ∆; (2.1)

L_ту = 33525 - 4323 – 2300 – 350 = 26552 мм.

При этом практическая длина стрелочного перевода L_пу, мм, после его укорочения станет равной:

L_пу = L_п - ∆; (2.2)

L_пу = 33525 – 350 = 33175 мм.

Спроектировав расчетный контур АС (рисунок 2.2) на вертикальную и горизонтальную оси, можно получить систему уравнений:

(2.3)

где – ширина колеи по прямому направлению стрелочного перевода, мм, равная 1520 мм;

- радиус переводной кривой по рабочей грани упорной нити стрелочного перевода после укорочения его длины, мм;

- длина прямолинейного остряка, мм;

- угол между рабочими гранями крестовины, рад;

- полный стрелочный угол, рад;

- прямая вставка, мм;

- ордината в корне остряка, мм.

Решив систему уравнений, укороченный радиус переводной кривой и длина прямой вставки определяется по формулам 2.4 и 2.5:

(2.4)

(2.5)

Угол между рабочими гранями крестовины определяется по формуле:

(2.6)

где – знаменатель марки крестовины.

Полный стрелочный угол определяется по формуле:

(2.7)

Ордината корня остряка вычисляется по формуле:

(2.8)

Проекция криволинейного остряка на рамный рельс , мм, вычисляется по формуле:

(2.9)

Длина прямого рамного рельса зависит от длин остряка, переднего и заднего вылетов, а также от принятого типа корневого крепления (рисунок 2.3):

(2.10)

где m₂ - длина заднего вылета рамного рельса, мм;

Рисунок 2.3 - Схема стрелочной части

Тогда задний вылет рамного рельса определяется по формуле:

(2.11)

Таким образом, укороченный радиус переводной кривой и длина прямой вставки составят:

Все расчетные значения углов и их функции представлены в табличной форме (таблица 2.2).

Таблица 2.2 – Расчетные значения углов и их функций

Угол	Значение угла в			Значение функций
	радианах	градусах	sin		cos	tg
	0,0118852	0°40’52’’	0,0118849		0,999929	0,0118858
	0,033802	1°56’12’’	0,033796		0,999429	0,033815
	0,090660	5°11’40’’	0,090536		0,995893	0,090909

Малые полуоси стрелочного перевода b₀ и ɑ_0, мм, согласно расчетной схеме (рисунок 2.2) определяются по формулам:

(2.12)

(2.13)

Соответственно большие полуоси:

(2.14)

(2.15)

За стрелочным переводом на биссектрисе угла α устанавливается предельный столбик. Он указывает предельное положение экипажа, стоящего на одном из примыкающих к переводу путей, при котором возможное безопасное движение по другому пути.

В этом месте расстояние между разветвляющимися путями будет минимально допустимым по условиям габарита.

Расстояния, определяющие положение предельного столбика, определяются по формулам:

(2.16)

где e - расстояние между осями путей в месте установки предельного столбика, мм, равное 4100 мм;

g, f - расстояния от предельного столбика соответственно до оси пути и центра перевода, мм, (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 – Схема стрелочного перевода с основными и осевыми размерами и предельным столбиком

Расстояние от математического центра крестовины МЦ до предельного столбика определяется по формуле:

(2.17)

2.3.2 Определение ординат для разбивки переводной кривой стрелочного перевода

При разбивке переводной кривой а начало координат принимается корень остряка с ординатой y₀=149 мм, расположенная на рабочей грани рамного рельса против корня остряка (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 – Расчетная схема для определения ординат переводной кривой

Координаты конца переводной кривой x_k, y_k, мм, определяются по формулам:

(2.18)

(2.19)

Координаты промежуточных точек определяются следующим образом. По оси абсцисс значения x_i назначаются с шагом 2000 мм от 0 до х_к, а ординаты у_i определяются по формуле:

(2.20)

где γ_i определяется из зависимости:

(2.21)

Расчет ведется в табличной форме (таблица 2.3).

Таблица 2.3 – Расчет ординат переводной кривой

xi, мм		sin γi	γi	cos γi	yi, мм
x0 = 0	0	0,033796	0,033802	0,99429	149
x1 = 2000	0,0072	0,040996	0,041007	0,999159	224
x2 = 4000	0,0144	0,048196	0,048215	0,998838	313
x3 = 6000	0,0216	0,055396	0,055424	0,998464	417
x4 = 8000	0,0288	0,062596	0,062637	0,998039	535
x5 = 10000	0,036001	0,069796	0,069853	0,997561	668
x6 = 12000	0,043201	0,076996	0,077073	0,997031	815
x7 = 14000	0,050401	0,084196	0,084296	0,996449	977
xk = 15761	0,05674	0,090536	0,09066	0,995893	1131

2.3.3 Определение длин рельсов соединительной части стрелочного перевода

Исходными данными для определения длин рельсов укороченного стрелочного перевода являются основные размеры рамных рельсов, остряков, крестовины и всего стрелочного перевода приведенные в таблице 2.1 и полученные расчетом значения L_ту, L_пу, R_y с учетом уменьшения его длины на ∆.

Длины рельсов соединительной части определяются из геометрических соображений. При этом положение стыков в конце стрелки определяются длиной рамного рельса и остряка (рисунок 2.2).

Стыки в начале и в хвосте крестовины определяются ее длиной; на внешних рельсовых нитях стыки находятся на перпендикуляре к оси каждой из путей.

Соединительные пути между стрелкой и крестовиной должны быть разделены на две части так. Чтобы рельсы, примыкающие к стрелке l₁, l₃, l₅ и l_7, были по возможности кратными длине целого рельса или частям целых рельсов (25,0 м, 12,5 или 6,25 м). Длины других рельсов вычисляются по формулам:

(2.22)

(2.23)

(2.24)

(2.25)

где δ₂ – стыковой зазор в заднем стыке рамного рельса, принимаемый равным 0 мм;

δ₃ - стыковой зазор в клееболтовом изолирующем стыке, принимаемый равным 8 мм;

δ_к - стыковой зазор в корне остряка, принимаемый равным 5 мм;

δ₄ - стыковой зазор в стыках крестовины по требованию условий текущего содержания, равный 0 мм;

b_Г - ширина головки рельса, мм, которая для рельсов Р50 составляет 72 мм.

Примыкающие к стрелке рельсы (l₁, l₃, l₅, l₇) принимаются равными 6250 мм. Тогда длины остальных рельсов соединительных путей составят:

После этих расчетов может понадобиться окончательная корректировка длин рельсов. Прежде всего, необходимо иметь в виду, что рельсовые рубки должны быть по возможности длинными и во всех случаях не короче 4,5 м.

Если вычисленные по формулам (2.22 – 2.25) какие-то рельсы, например, l₂ и l₄ окажутся короче 4,5 м, то все рельсы с четной нумерацией: l₂, l₄, l₆, l₈ необходимо удлинить до 6,25 м или 12,5 м, а прилегающие к ним рельсы стандартной длины l₁, l₃, l₅, l₇ сделать короче на эти же 6,25 м или 12,5 м.

В соответствии с рисунком 2.2, наружная рельсовая нить прямолинейного соединительного пути L_1, состоит из двух рельсов l₁ и l₂ и клееболтового изолирующего стыкового зазора между ними:

(2.26)

Внутренняя рельсовая нить криволинейного соединительного пути L₂, также состоит из двух рельсов l₃, l₄ и изолирующего стыкового зазора между ними:

(2.27)

Внутренняя нить прямолинейного соединительного пути L₃ состоит из двух рельсов l₅, l₆ и изолирующего стыкового зазора между ними:

(2.28)

Наружная нить криволинейного соединительного пути L₄ состоит из двух рельсов l₇ и l₈ изолирующего стыкового зазора между ними:

(2.28)

2.4 Установление ширины колеи

Ширина колеи стрелочного перевода определяется в следующих контрольных местах (рисунок 2.6): в переднем стыке рамных рельсов (S_рр), в острие остряков (S₀), в корне остряков по прямому и боковому путям (S^п_ко, S^б_ко), в середине переводной кривой (S_пк), в крестовине (S_к). Номинальные значения ширины колеи в ответственных местах стрелочного перевода приведены в таблице 2.3 [5].

Рисунок 2.6 – Ширина колеи в ответственных местах стрелочного перевода

Уширение колеи в начале остряков вделается для того, чтобы предотвратить удары гребней колес в острие прямолинейного остряка при движении по прямому пути. Ширина рельсовой клеи на стрелочных переводах не должна быть более 1546 мм и менее 1512 мм.

При контрольных проверках измеряются ширины желобов в крестовинном узле, в корне остряков, а также ординаты переводной кривой.

Из условия вписывания ходовой тележки локомотива и взаимодействия колес с элементами стрелочного перевода нормальная ширина колеи на обыкновенном стрелочном переводе равна 1520 мм.

Ширина колеи в характерных сечениях для марки стрелочного перевода 1/11 с рельсами Р50 принята по типовым значениям, то есть: S_pp=1520 мм, S₀=1528 мм, S^п_ко=1521 мм, S^б_ко=1520 мм, S_пк=1520 мм, S_к=1520 мм.

2.5 Раскрой рельсовых нитей на соединительных путях стрелочного перевода

При раскрое нитей на соединительных путях необходимо учитывать следующие основные требования:

1. При определении длин рельсов необходимо иметь в виду, чтобы расстояние между стыками в зоне соединительной части на внешних и внутренних нитях не превышала 1,5 – 1,8 м. Это условие необходимо выдерживать для обеспечения нормальной работы рельсовых цепей на переводах, включенных в электрическую централизацию. Кроме того, небольшое расстояние между этими стыками, а еще лучше – расположение всех

четырех стыков в одном створе, облегчает механизированную замену стрелочных переводов.

2. Количество стыков должно быть сведено к минимуму. Это требование особенно важно при проектировании стрелочного перевода для высоких скоростей движения поездов.

3. При раскрое рельсовых нитей на соединительных путях стрелочного перевода величину стыковых зазоров δ принимают равной 6-8 мм. В конце остряка зазор δк принимают равным 5 мм. При гибких остряках, когда торец в стыке остается неподвижным, величину зазора δ_к принимают равной нулю.

4. Такая же величина зазора принимается в передней и хвостовой частях крестовин всех стрелочных переводов (рисунок 2.1).

5. На всех стрелочных переводах, рассчитанных на включение их в централизованное управление, стрелку необходимо изолировать как от примыкающего к ней пути, так и от крестовиной части. Поэтому для таких стрелочных переводов на соединительных путях устраивают изолирующие стыки по строго определенным правилам (рисунок 2.7). Изолирующие стыки попарно располагают в одном сечении (нити 1 и 3 и нити 2 и 4) со смещением створов изолирующих стыков на расстояние b, которое не должно быть больше 1,5 м.

6. Раскрой рельсов соединительных путей должен быть таким, чтобы весь стрелочный перевод можно было разделить на блоки для механизированной укладки его в путь с применением машины тяжелого типа.

На основании полученных расчетов строится схема геометрических размеров стрелочного перевода в масштабе 1:50 (Приложение Б).

Рисунок 2.7 – Расположение изолирующих стыков на стрелочном переводе

2.6 Основные требования правил технической эксплуатации к содержанию стрелочных переводов

Не допускается эксплуатировать на железнодорожных путях общего и необщего пользования стрелочные переводы и глухие пересечения, у которых допущена хотя бы одна из следующих неисправностей:

- разъединение стрелочных остряков и подвижных сердечников крестовин с тягами;

- отставание остряка от рамного рельса, подвижного сердечника крестовины от усовика на 4 мм и более, измеряемое у остряка и сердечника тупой крестовины против первой тяги, у сердечника острой крестовины – в острие сердечника при запертом положении стрелки;

- выкрашивание остряка или подвижного сердечника, при котором создается опасность набегания гребня, и во всех случаях на железнодорожных путях общего пользования, а на железнодорожных путях необщего пользования для стрелочных переводов марки 1/7 и положе, симметричных – марки 1/6, выкрашивание длиной:

а) на главных железнодорожных путях – 200 мм и более;

б) на приемо-отправочных железнодорожных путях – 300 мм и более;

в) на прочих станционных железнодорожных путях – 400 мм и более;

г) понижение остряка против рамного рельса и подвижного сердечника против усовика на 2 мм и более, измеряемое в сечение, где ширина головки остряка или подвижного сердечника поверху 50 мм и более;

- расстояние между рабочей гранью сердечника крестовины и рабочей гранью головки контррельса менее 1472 мм;

- расстояние между рабочими гранями головки контррельса и усовика более 1435 мм;

- излом остряка или рамного рельса;

- излом крестовины (сердечника, усовика или контррельса);

- разрыв контррельсового болта в одноболтовом или обоих в двухболтовом вкладыше.

Вертикальный износ рамных рельсов, остряков, усовиков и сердечников крестовины и порядок их эксплуатации при превышении норм износа устанавливаются нормами и правилами.

2.7 Общие данные для построения чертежа одиночного обыкновенного стрелочного перевода

В данном разделе запроектирован одиночный обыкновенный стрелочный перевод, укладываемый в стесненных условиях. Полученные при расчете характеристики и параметры стрелочного перевода сведены в таблицу 2.5.

Также были определены координаты для разбивки переводной кривой (таблица 2.3), установлена ширина колеи в ответственных местах стрелочного перевода и определены длины рельсов стрелочного перевода:

Таблица 2.5 – Характеристики и параметры стрелочного перевода полученные расчетом

Геометрические параметры стрелки			Геометрические характеристики крестовины			Основные геометрические параметры стрелочного перевода
βH, град	0°40’52’’	ɑ, град		5°11’40’’	Lпу, мм		33175
βП, град	1°56’12’’	h, мм		2650	Lту, мм		26552
R0, мм	297259	d, мм		4296	a, мм		14120
Ry, мм	277774	p, мм		2300	a0, мм		9797
l0, мм	6515	-		-	b, мм		19055
l0’, мм	6513	-		-	b0, мм		16755
lpp, мм	12500	-		-	-		-
m1, мм	4323	-		-	-		-
m2, мм	1664	-		-	-		-

В результате проведенных расчетов, приведена схема геометрических размеров одиночного обыкновенного стрелочного перевода марки 1/11 с рельсами Р50 в масштабе 1:50 в приложении Б. В соответствии с заданием на рисунке 2.8 представлено сечение крестовины в математическом центре.

Перечислены основные требования к содержанию стрелочных переводов.

На рисунке 2.8 представлено сечение крестовины в математическом центре.

Рисунок 2.8 – Сечение крестовины в математическом центре

3. РАЗРАБОТКА КАЛЕНДАРНОГО ГРАФИКА РЕМОНТОВ ПУТИ И ОРГАНИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО КАПИТАЛЬНОМУ РЕМОНТУ

3.1 Планирование ремонтно-путевых работ

На сети железных дорог должно осуществляться три вида планирования восстановительных работ:

- перспективное планирование на 5-6 лет вперед и более дальнюю перспективу;

- перспективное планирование на 2-3 года вперед;

- текущее планирование на предстоящий год, исходя из фактического состояний пути.

Перспективное планирование на 5-6 лет осуществляется на основе среднесетевых норм периодичности реконструкции, капитальных ремонтов пути и схем промежуточных видов путевых работ.

Перспективное планирование на 2-3 года осуществляется на основе прогнозирования технического состояния участков пути, экономической оценки прогнозируемых потребных путевых работ и затрат на текущее содержание пути и оптимизации содержания пути по экономическим критериям.

Текущее планирование на предстоящий год производится исходя из фактического текущего и прогнозируемого состояния пути с применением критериев назначения основных видов ремонтов пути и комплексной оценки состояния пути на основе средств диагностики и генеральных осмотров пути [1].

Таким образом, конкретные участки и места проведения ремонтно-путевых работ устанавливаются при их планировании по фактическому состоянию пути с учетом значений основных и дополнительных критериев.

3.2 Установление схемы ремонтов пути и разработка календарного графика их проведения

Виды, последовательность и периодичность проведения ремонтов пути в течение жизненного цикла устанавливаются по среднесетевым нормам (таблица 3.1) [1] и иллюстрируются схемой ремонтов. Периодичность ремонтов пути выражается величиной пропущенного тоннажа или числом лет.

Таблица 3.1 – Среднесетевые нормы периодичности реконструкции, капитальных ремонтов железнодорожного пути на новых и старогодных материалах и ремонтные схемы

Класс и специализация линии	Класс, группа и подгруппа пути	Нормативный ресурс (нормативный срок службы) пути (числитель – млн. т. бр, знаменатель – годы)					Ремонтные схемы – виды путевых работ и очередность их выполнения за межремонтный цикл
		бесстыковой путь		звеньевой путь на деревянных шпалах
		новые материалы	старогодные материалы	новые материалы	старогодные материалы
1	2	3	4	5	6	7
1В, 1С, 1П, 2П, 1Г, 2Г, 1О, 2О, 1Т, 2Т	1АС,1А1, 1А2, 1А3, 1БС, 1Б1, 1Б2, 2A4, 2А5, 2Б3, 2Б4	1500/–	–	–	–	КнВСВ(РИС)ВСПКн
		750/–	–	600/–	–	КнВСВКн
1В, 1С, 1П, 2П, 1Г, 2Г, 1О, 2О, 1Т, 2Т	1ВС, 1B1, 2B2, 2B3	750/–	–	600/18	–	КнВВСВПКн
1В, 1С, 2С, 1П, 3П, 1Г, 2Г, 3Г, 1Т, 2Т, 3Т	1ГС, 1Г1, 2Г2, 1ДС, 2Д1	750/30	–	600/18	–	КнВВСВПКн
1П, 2П, 3П, 4П, 1Г, 2Г, 3Г, 4Г, 1Т, 2Т, 3Т, 4Т	3А6, 3Б5, 3Б6, 3В4, 3B5, 4В6	750/–	400	600/18	400	КрсВВСВПКрс
2П, 3П, 4П, 5П, 2Г, 3Г, 4Г, 5Г, 2Т, 3Т, 4Т, 5Т	3Г3, 3Г4, 4Г5, 4Г6, 3Д2	750/40	400/35	1 раз в 18 лет		КрсВВСВПКрс
3П, 4П, 5П, 3Г, 4Г, 5Г	4Д3, 4Д4, 4Д5, 4Д6	–/40	–/35	–	–/20	КрсВВСВПКрс
3П, 4П, 5П, 3Г, 4Г, 5Г, 3М, 4М, 5М	4Е3, 4Е4, 5Е5, 5Е6 и другие пути 5 класса	–/40	–/40	–	–/25	КрсВВСВПКрс

Для пути с грузонапряженностью 10 млн т бр/км в год 3 класса, группы Д, подгруппы 2, относящегося к линии 2 класса с преимущественно пассажирским движением нормативный срок службы пути составляет 400 млн т бр или 35 лет. Срок между ремонтами t_рем, год, для пути с грузонапряженностью 10 млн т бр/км в год определяется по формуле:

(3.1)

где N – норма периодичности капитального ремонта пути, млн т брутто.

Принимается t_рем =35 лет в соответствии с таблицей 3.1.

Схема ремонтов для участка пути 3 класса группы Д подгруппы 2 приведена на рисунке 3.1.

	Крс	В	В	С	В	П	Крс
Пропущенный тоннаж, млн т брутто	0	60	120	180	230	290	400
Годы	2017	2023	2029	2035	2040	2046	2052

К_н – капитальный ремонт на новых материалах; В – планово-предупредительный ремонт с применением машинизированных комплексов; С – средний ремонт; П - подъемочный ремонт; К_рс – капитальный ремонт на старогодных материалах

Рисунок 3.1 – Схема ремонтного цикла

Капитальный ремонт пути на новых материалах предназначении для полной замены выработавшей ресурс рельсошпальной решетки на путях 1 и 2 классов (стрелочных переводов на путях 1 - 3 классов) и восстановления несущей способности балластной призмы [5].

Капитальный ремонт включает в себя работы по верхнему строению пути, а также восстановление водопропускной способности водоотводов.

В состав капитального ремонта на новых материалах входят следующие основные виды работ:

– замена рельсошпальной решетки на новую решетку, в том числе с элементами более высокого технического уровня (железобетонные шпалы, упругие скрепления и др.);

– замена стрелочных переводов на новые переводы того же типа;

– очистка щебеночной балластной призмы на глубину в соответствии с проектом, но не ниже 40 см под подошвой шпал на путях с железобетонными шпалами и 35 см – на деревянных шпалах;

– срезка обочин земляного полотна;

– выправка, подбивка и стабилизация пути с постановкой на проектные отметки в профиле;

– доведение балластной призмы до требуемых размеров;

– постановка пути на ось в плане и приведение кривых в проектное положение;

– очистка и планировка водоотводов;

– ремонт железнодорожных переездов;

– сварка плетей до длины блок-участка или перегона, включая стрелочные переводы;

– шлифование поверхности катания рельсов, стрелочных переводов и другие работы, предусмотренные проектом [5].

Капитальный ремонт пути на старогодных материалах предназначен для замены рельсошпальной решетки на более мощную или менее изношенную на путях 3 – 5 классов (стрелочных переводов на путях 4 и 5 классов), смонтированную из старогодных рельсов, новых и старогодных шпал и скреплений.

Планово – предупредительный ремонт предназначен для сплошной выправки пути и расположенных на них стрелочных переводов с подбивкой шпал с целью восстановления равноупругости подшпального основания и уменьшения степени неравномерности отступлений в положении рельсовых нитей по уровню и в плане, а также просадок пути.

Средний ремонт пути предназначен для восстановления дренирующих и прочностных свойств балластной призмы и обеспечения равноупругости подрельсового основания.

Подъемочный ремонт пути предназначен для восстановления равноупругости подшпального основания путем сплошной подъемки и выправки пути с подбивкой шпал, а также заменой дефектных рельсов негодных шпал и частичного восстановления дренирующих свойств балласта.

Текущее содержание пути осуществляется между ремонтами. Оно включает систематический надзор за состоянием пути, сооружений, путевых устройств и содержание их в состоянии, гарантирующем безопасное и бесперебойное движение поездов с максимальными допускаемыми скоростями.

Работы по текущему содержанию пути выполняются путевыми бригадами по результатам периодической проверки и контроля над состоянием пути и сооружений, а также по заранее составленным планам и графикам.

В состав работ по текущему содержанию пути входят следующие основные работы:

– проведение периодических осмотров и проверок пути и сооружений;

– работы по выправке, подбивке и рихтовке пути в локальных местах;

– ликвидация одиночных выплесков (вырезка ниже основной площадки загрязненного балласта с заменой на чистый);

– закрепление клеммных, закладных и стыковых болтов;

– регулировка и разгонка зазоров в стыках;

– разрядка температурных напряжений в плетях бесстыкового пути;

– одиночная замена остродефектных рельсов, элементов металлических частей стрелочных переводов, негодных скреплений, шпал и брусьев;

– содержание водоотводов;

– регулировка ширины колеи;

– очистка путей от снега в период его интенсивного выпадения;

– другие работы, предусмотренные инструкциями ОАО «РЖД».

3.3 Организация основных работ по капитальному ремонту пути

3.3.1 Общие положения

Все работы по ремонту пути делятся по периодам их выполнения на подготовительные, основные и отделочные и выполняются в соответствии с технологическими процессами.

Технологический процесс – организационно-технический документ, разрабатываемый для выполнения комплексной работы (ремонта или реконструкции пути), устанавливающий состав и последовательность операций по времени и месту, темп работы, расстановку рабочих и машин, требования к качеству и безопасности выполнения работ.

В зависимости от эксплуатационных условий ремонтируемого участка ремонт может производиться на одном из путей перегона, закрытом для движения поездов на несколько дней (многопутные участки с небольшой грузонапряженностью) или в «окна» продолжительностью до 12 часов (однопутные участки или высокогрузонапряженные).

Участок пути, на котором выполняется комплекс работ по ремонту пути, называется фронтом работ L_фр и составляет 1400 м.

Состав комплекса машин и оборудования для механизации путевых работ зависит от конструкции пути, состава технологических операций, технической оснащенности и т.д.

Конструкция пути до ремонта: звеньевой путь с рельсами типа Р50 на деревянных шпалах и щебеночном балласте.

Характеристики пути после ремонта соответствует выбранной конструкции пути в пункте 1.2.

Технологическая схема производства основных работ в «окно» с использованием машин: щебнеочистительной машины ЩОМ-1200, крана путеукладочного УК-25/9-18, хоппер-дозаторной вертушки ХДВ, выправочно-подбивочно-рихтовочной машины ВПР-02, динамического стабилизатора пути ДСП, планировщика балласта ПБ-01, автогрейдера, бульдозера приведена на рисунке 3.2.