Проектирование рельсовой колеи и стрелочного перевода

 

 

 

 

Требование (1.5) выполняется при α_H=0, что позволяет определять возвышение наружного рельса по формуле:

                                                                                                                         (1.6)

   В настоящее время имеет, как правило, место существенный разрыв в скоростях движения грузовых и пассажирских поездов. Поэтому приходится разрешать непогашенное центробежное ускорение α_нп≤0,7 м/с².

                                                                                                                  (1.7)

                                                                                                                         (1.8)

  Для грузовых поездов непогашенное ускорение иногда ограничивают величиной

α_НП= ± 0,3 м/с². При α_НП= ± 0,3 м/с² возвышение наружного рельса определяется по формуле:

                                                                                                                  (1.9)

где

V_{max n}  - максимальная допускаемая скорость пассажирских поездов, установленная    приказом начальника железной дороги для данной кривой радиуса R, которая не должна превышать скорости, получаемой по тяговому расчету для ведущей серии локомотивов, км/ч;

115 - величина допускаемого максимального недостатка до возвышения наружного рельса, рассчитанная из условия непревышения установленной нормы непогашенного ускорения для пассажирских поездов (0,7 м/с2).

В зависимости от конкретных условий  работы пути в кривой (интенсивности износа рельсов по одной и другой нитям), полученная расчетом величина возвышения, при необходимости может корректироваться в пределах нормативов непогашенных ускорений.

Независимо от радиуса кривой возвышение наружного рельса с учетом допусков не должно превышать 150 мм.

  В кривых, расположенных на участках рекуперативного торможения, рекомендуется для компенсации действия продольных сжимающих сил увеличивать полученное расчетом возвышение на величину до 20 %, а на кривых, расположенных на руководящих подъемах и близких к ним, для компенсации продольных растягивающихсил уменьшать полученное расчетом возвышение на величину до15 %. При этом должны соблюдаться нормативы по предельным непогашенным ускорениям.

В целях сокращения расходов на содержание пути при про ведении ремонтных работ величину возвышения наружного рельса в кривых рекомендуется устанавливать исходя из непогашенного ускорения а_нп = ±0,3 м/с² для грузовых поездов.

    Согласно ПТЭ на отечественных железных дорогах максимальное возвышение принято ограничивать величиной h_max = 150 мм. Если по расчету окажется, что h > h_max = 150 мм, следует на вновь строящихся линиях увеличить радиус кривой, а на эксплуатируемых линиях ограничивают скорость движения пассажирских поездов из условия а_нп = 0,7 м/с² при h = 150 мм по формуле

                                                                                                                           (1.10)

 

 

1.3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНОЙ  КРИВОЙ

Во избежание появления  центробежной силы, прямые и круговые кривые соединяются переходными кривыми. Основное назначение переходных кривых – обеспечение плавного изменения центробежных сил при входе экипажей  в кривую и выходе из нее. Схема переводной кривой в увязке с отводом возвышения наружной рельсовой нити и изменением центробежной силы представлена на рис. 2.2.

Длина переходной кривой l0 определяется из условий ограничения вертикальной составляющей скорости подъема колеса на наружный рельс f и скорости нарастания поперечного ускорения y. Из первого ограничения устанавливается норма крутизны отвода возвышения наружного рельса на переходной кривой. По второму условию, ограничивающему скорость нарастания непогашенного горизонтального ускорения y, длина переходной кривой должна удовлетворять условию:

(при a=0,7м/с²,ψ=0,6м/с³ и V,км/ч)                                 (1.11)

Длину переходной кривой определяют по формуле 

                                                                                                                        (1.12)

и проверяют по условию 1.10.

Во всех случаях длина ПК не должна быть менее 20 м. Полученные по расчету  значения длины ПК округляют до значения, кратного 10 м, в большую сторону. 

В курсовом проекте рассматривается  случай  разбивки переходных кривых способом сдвижки. Суть способа в следующем. Для разбивки ПК необходимо знать сдвижку р круговой кривой и расстояние m0 от начала переходной кривой НПК до точки тангенса Т0 (рис.2.2). Но прежде всего находят m – расстояние от НПК до нового положения Т, затем определяют сдвижку р, угол y0 и все координаты кривой.

Из рисунка 2.2  видно, что

                                                                 (1.13)

Рис. 1.3 Схема переходной кривой:

а – изменение возвышения наружной рельсовой нити над внутренней; б  – план участка пути с переходной кривой (по оси пути); в – изменение  центробежной силы

 

После определения длины ПК, определяется   параметр переходной кривой С

С=Rlo                                                                                                                        (1.14)

Далее определяется угол поворота φо на протяжении переходной кривой по формуле

(рад)                                                                                                  (1.15)

После определения угла поворота, производится проверка возможности  разбивки переходной кривой по зависимостям

                                                                                                                     (1.16)

                                                                                            (1.17)

При этом Lmin определяется условием размещения  в ее пределах полной колесной базы экипажа, которая принимается равной  30 м. Если это условие не выполняется, то следует изменить радиус кривой.

Если разбивка переходной кривой возможна, то определяют ее вид и координаты для разбивки в прямоугольной системе. Переходная кривая  может быть описана по кубической параболе или же по радиоидальной  спирали. Кубическую параболу применяют при условии

                                                                                                              (1.18)

Координаты такой  кривой  определяются  по формуле 

                                                                                                                    (1.19)

Если условие 1.18 не выполняется, то разбивку производят по радиоидальной спирали и координаты переходной кривой определяют по уравнениям:

                                                                                                     (1.20)

                                                                                                 (1.21)

 

Рис. 1.4 Схема разбивки переходных кривых методом сдвижки круговой кривой внутрь

 

После определения координат переходной кривой, находят основные размеры для ее разбивки (рис. 2.2).

Расстояние m от начала переходной кривой до нового положения тангенсного столбика:

                                                                                                       (1.22)

Расстояние mo от начала переходной кривой до первоначального положения тангенсного столбика

                                                                                                      (1.23)

Полная длина новой кривой (с  переходными кривыми)

                                                                                             (1.24)

Суммированный тангенс новой  кривой

                                                                                              (1.25)

Суммированная биссектриса 

                                                                                                       (1.26)

 

Домер

                                                                                                          (1.27)

Разбивку переходных и круговой кривой на местности производят геодезическим  методом.

 

1.4 РАСЧЕТ РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕИ НА УЧАСТКЕ ПОВОРОТА

 

Рис. 1.5 Схема увеличения расстояния между осями путей

 

Междупутные расстояния в кривых увеличивают  потому, что при движении экипажей в кривой крайние части их выдаются наружу, а середина – внутрь кривой. В связи с этим уменьшается установленное минимальное расстояние между отдельными точками А и В экипажей, движущихся одновременно по разным путям одного и того же двухпутного участка. Кроме того, сближение встречающихся экипажей на кривой происходит и вертикальной плоскости в том случае, когда возвышение наружного рельса на наружной кривой больше, чем на внутренней.

Это увеличение осуществляется разными  способами. Один из них заключается  в том, что междупутное  расстояние увеличивают с 4,1 м до 4,1+А на прямых перед каждой переходной  кривой введением дополнительных S – образных кривых.

Другой способ (способ разных сдвижек) состоит в том, что применяют  разные параметры С переходных кривых наружного и внутреннего путей. Переходную кривую наружного пути устраивают обычным порядком, а параметр С переходной кривой внутреннего пути подбирают таким образом, чтобы сдвижка внутренней круговой кривой Рв (рис. 2.4)  была равна сдвижке круговой кривой наружного пути плюс А, т.е.

рв=рн+А                                                                                                                   (1.28)

Величины радиусов наружного и  внутреннего пути Rн и Rв, соответственно, определяются в зависимости от радиуса земляного полотна (трассы) Ro.

                                                                                                            (1.29)

                                                                                                      (1.30)

Возможность устройства переходной  кривой lов при угле поворота линии b определяется  тем, что длина круговой кривой не должна быть меньше Lmin. Можно принять Lmin=30м.

Необходимая величина уширения расстояния между осями двух путей

                                                                         (1.31)

где

                                                                                                                (1.32)

 

                                                                             (1.33)

                                                                                             (1.34)

                                                                                         (1.35)

Здесь а – суммарный вынос  в кривой концов и середины расчетного вагона;

dц – смещение вследствие действия центробежной силы при Vmax;

dост  - смещение подвижного состава внутрь кривой при наличии возвышения наружного рельса вследствие наклона кузова экипажа на рессорах при остановке поезда;

d1,d2 – смещения внутрь кривой, вызываемые возвышением наружного рельса соответственно на наружном и внутреннем путях;

150 – величина смещений, вызываемых  факторами, действующими в прямых, но отсутствующими в кривых участках пути;

hн и hв – возвышение наружного рельса на наружном и внутреннем пути соответственно;

Vmax – максимальная скорость движения поездов, км/ч;

R – радиус круговой  кривой, м.

Все величины, кроме двух последних выражаются в мм.

Величина сдвижки наружного  пути

                                                                                                                (1.36)

Длина переходной кривой внутреннего  пути

                                                                                           (1.37)