Темір жол

МАЗМҰНЫ

 

	Кіріспе....................................................................................................	4
1.	Түзу және қисық  жол бөліктеріндегі рельс аралығы........................	5
1.1	Түзу және бөліктеріндегі рельс аралығы ..........................................	5
1.2	Экипаждық қисыққа  еркін сыюын қамтамасыз ететін жол  табанын енін анықтау..........................................................................	7
1.2.1	Экипаждың қисыққа  еркін сиюын қамтамасыз ететін жол  тағаны енін анықтау (тиімді  рельс аралығы)................................................	9
1.2.2	Есептеу реті..............................................................................	11
1.2.3	Қисықта сыналанып  сыйысуды қамтамасыз ету үшін, қажетті  жол тағаны  аралығының енін анықтау..............................................	11
1.2.4	Есептеу реті....................................................................................	13
1.2.5	Экипаждың қисыққа  нормальды-мәжбүрлі сиысуын қамтамасыз етуге қажетті жол аралығы енін анықтау (рұхсатты минимальды жол аралығының ені)...........................................................................	14
1.2.6	Есептеу реті....................................................................................	14
2	Қисықтағы сыртқы рельстің биіктетілуінің есептері.......................	15
2.1	Техника-экономикалық болжамдарды ескере отырып, сыртқы рельс желісін биіктетудің есебі...........................................................	15
2.2	Горизонтальды өшпейтін үдеуді шектеу шарты бойынша биіктетілудің есептелінуі.....................................................................	16
2.3	Сыртқы рельсті биіктетудің есептік реті...............................	18
3	Өтпелі қисықтарды жобалау және оларды бөлу есептері................	19
3.1	Өтпелі қисықтың ұзындықтарын таңдау...........................................	21
3.2	Өтпелі қисықтарды бөлу есебі............................................................	24
3.2.1	Қисықтың ортасын  жылжыту тәсілі бойынша өтпелі қисықтарды бөлу есебі...............................................................................................	24
3.2.2	Н. В. Харламов тәсілімен  өтпелі қисықты бөлу есебі .....................	26
3.2.3	Есептеу реті..............................................................................	28
4	Жолдың қисық  бөлігіне төселінетін қысқартылған рельстердің санын анықтау және оларды төсеу тәртібі........................................	31
4.1	Есептеу реті....................................................................................	33
	Қолданылған әдебиеттер.....................................................................	39

 

 

 

 

 

 

 

 

КІРІСПЕ

 

Еліміздегі  теміржол көлігі мемлекеттің негізгі  тасымал үрдісін атқарып отырған  ірі көлік кешені. Ішкі және шетелдер арасында теміржол көлігімен тасымалданатын жүктің  дер кезінде белгіленген орынға жеткізілуі жолдың техникалық шарт-жағдайына байланысты болады. Жолдағы негізгі орындалуға тиісті шарт пойыз қозғалысының тоқтаусыз, қауіпсіз, белгіленген жылдамдықта жүрүін қамтамасыз етумен қатар, жолдың күнделікті күтім жұмыстарын уақтылы орындау арқылы жылжымалы құрамның, жолдың түзу, қисық бөліктерінде белгіленген жылдамдығын сақтау болып табылады. 

Күнделікті күтім жұмыстарының ішіндегі маңызды бір тармағы, теміржолдың техникалық пайдалану ережесіне сәйкес жолдың қисық және түзу бөліктеріне белгіленген рельс аралықтарын дұрыс ұстап тұру арқылы, поезд дөңгелегінің осы бөлікке белгіленген жылдамдығымен рельс аралығынан кедергісіз өтуін, рельстен шығып кетпеуінің алдын алатын жұмыс түрі.

Сондықтан теміржол жұмысының  қазіргі заманғы шарты, әсіресе  жылдамдығы жоғары бөліктерде жүк пен  жолаушылар поезды араласып жүретін  кездерде, рельс аралығын жобалауға экипаждың қисықтағы орналасу сипатының есептік мәліметтерімен  қатар, қисық жол бөлігіндегі сыртқы рельстің ішкі релістен қаншалықты биіктетілуі, сондай-ақ өтпелі қисықтың ұзындығын анықтау және оның элементтерін бөлу үшін қажетті есептеулер мен жолдың қисық бөлігінде төселінетін қысқартылған рельстерді анықтау өте маңызды рөл атқарады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ТҮЗУ ЖӘНЕ ҚИСЫҚ ЖОЛ БӨЛІКТЕРІНДЕГІ РЕЛЬС АРАЛЫҚТАРЫ

 

1.1 Түзу жол бөліктеріндегі рельс аралығы

 

Жолдың маңызды  нормативті ережелері - Қазақстан темір жолының техникалық пайдалану ережелерімен  (ТПЕ) [1], темір жолдың күнделікті құрамының инструкцияларымен [2], сондай-ақ Қазақстан Республикасының көлік және коммуникациялар  министрлігімен қатар, “ҰК “КТЖ” тарабынан көрсетілген техникалық шарттармен талаптарға сай белгіленеді.

Техникалық пайдалану ережесі [1] бойынша келесі рельс аралықтарының нормалары қабылдаған (1.1- кесте).

1.1 - кесте

Номинальды рельс аралықтары енінің өлшемдері, мм
Жолдың жоспары	Ағаш шпал	Темірбетон  шпалы
Рельс аралығы 1520 мм болғанда
Түзу, қисық жол бөлігінде радиусы 350 м және мұнанда артық жағдайда	1520	1520
Қисықта радиусы 350 м кіші 300 м ге дейін болғанда (300м қосылады)	1530	—
Радиусы 300 м кіші қисықта	1535	—
Рельс аралығы 1524 мм болғанда
Түзу, қисық  жол бөлігінде радиусы 650 м және бұданда артық жағдайда	1524	—
Радиусы 650м ден 450 м ге дейінгі қисықта	1530	—
Радиусы 449 м ден 350 м дейінгі қисықта	1535	—
Радиусы 349 м және одан кіші қисықта     менее	1540	—

 

Рельс аралығының рұхсат етілген кеңеюі +8, тарылуы - 4 деп қабылданған, ал  жылдамдығы  50 км/сағ және одан аз темір жол бөліктерінде рұхсатты мөлшерлер сәйкесінше  +10  және - 4 мм деп белгіленген. Жол табаны енін (S), жолдың жүксіз жағдайында  рельс басының дөнгелек жүрісі бетінен 13 мм төмен жатқан горизонталь жазықтықтан анықтау қажет.

  Егер дөнгелек  жубын рельс аралығына 1.1 суреттегідей  қоятын болсақ, онда рельстың  дөнгелек ескегімен рельстің  жұмысшы қыры арасындағы саңлау  мөлшері мынаған тең болады:

 

δ =   S –q = S – (T+2h + 2μ),                (1.1)

 

Мұндағы:

  S –  жол тағанының түзу бөліктегі аралығы, мм;

q –  дөңгелек жұбының  ара қашықтығы,  м;

Т–  локаматив пен  вагонға арналған ТПЕ-не сәйкес дөңгелек жұбының ішкі аралығы, егер жылдамдық 120 км/сағ болса, онда Т=1440 3мм, ал егер жылдамдық 120 км/сағ көп болса, онда Т=1440 мм +3 мм, -1мм;

h –  дөңгелек ескегінің  қалыңдығы, ТПЕ-сәйкес  h_max = 33мм, h_min  = 25 мм, жылдамдығы 120км/сағаттан жоғары бөлікте h_min  = 28 мм;

μ –  вагон дөңгелегі  үшін 1мм,   локомотив дөңгелегі  үшін 0 мм ге тең болатын дөңгелек ескегінің есептік жазықтықтан жоғарғы бөліктегі қалыңдауы.

Есептік деңгей, тозбаған дөңгелектің  айналуының орта шеңберінің 10мм деңгейінде орналасқан.

Есептік рұхсатты δ шамасын (1.2) формула бойынша анықтап, 1.2 кестедегі формаға енгізу ұсынылған:

 

δ_min   =  S_min - (T_max + 2h_max+2μ);

δ_норм =  S_норм - (T_норм+ 2h_норм +2μ);                               (1.2)

δ_max = S_max - (T_min + 2h_min + 2μ);

 

 

δ саңлау мөлшерінің тәуелділіктері: дөңгелек ескегінің рельстегі бұрыштық айналуы және экипаж әсері барысындағы рельске әсері тиетін горизонталь көлденең күш мөлшері; рельстің қызмет көрсету мерзімі; контактты кернеу мөлшерлері; жолдың күнделікті құрамы бойынша және жылжымалы құрамды жөндеуге кететін шығыны; пойыз қозғалысының жаттықтығы. δ саңлауының мөлшері қаншалықты үлкен болған сайын, жоғарыда айтылған жағдайлар барынша кері тиімсіз жағынан көрініс береді.

Осы жағдайларға  байланысты, өндіріс барысында саңлау мөлшерін мүмкіндігінше  үйлесімді  шамаға дейін азайтуға тырысады. Саңлаудың  мөлшерін азайтудың ең тиімді мақсатқа лайықты түрі, жол тағаны рельс аралығының тарылуы есебінен жүзеге асырылады.  

 

1.2 Жолдың  қисық бөлігіндегі рельс аралығы

 

Жолдың қисық  бөлігі келесі ерекшеліктерге ие:

1. Радиус R, 350метрден  кіші болған жағдайда жол тағаны кеңейтіледі және кейбір жағдайларда контррельс төселінеді.

2. Ішкі рельс  желісінен сыртқы рельс желісі  биіктетіліп орнатылады.

3.Түзу жол  бөліктері қисықтармен, өтпелі қисықтар арқылы жалғастырылады.

4. Ішкі рельс  желісіне қысқартылған рельстер  төселінеді.

5. жолдардың  аралықтары кеңейтіледі.

Қисықтағы рельс  аралықтарын кеңейту, экипаждың  қатаң базасына тікелей байланысты белгіленеді [3]. Қатаң базаның ұзындығы L деп, қозғалыс кезінде өзара параллель қалпын сақтайтын экипаждың шеткі остерінің аралығын айтады.

Жылжымалы құрамның қисықтағы сыйысуы (құрылымдық сипаттамасы) дегеніміз, экипаждың дөңгелек жұптары  және қатаң базасының рельс желілерінің  жұмысшы қырына орналасуы нәтижесінде, жол рельстерімен экипаждың жүріс  бөлігінің өзара әсері барысындағы  салыстырмалы түрдегі орналасу жағдайлары.

    Еркін сию барысында экипаждың қозғалыс бағыты, тек қана сыртқы рельс желісіне қарай бағытталады. Мәжбүрлі сиысу деп дөңгелек ескегінің сыртқы рельс желісімен қатар, ішкі рельс желісіне де жанасуы және қозғалыс бағыты екі рельс желісі бойынша болуын айтады.

Сыналанып сиысу  деп, жылжымалы бірліктің дөңгелек жұптарының әрбір дөңгелектерінің  ескектері сыртқы және ішкі рельс  желілеріне саңлаусыз тіреліп сиысуын  айтады. Дөңгелектердің сыналанып сиысу  үрдісі, қозғалысқа үлкен кедергі келтіретіндігі себебті пайдалануға рұхсат етілмейді. 

Рельс аралығының қажетті  аралығын анықтау үшін, экипаждың  геометрялық осіне қисық осінен перпендикуляр түсетін қиылыс нүктесіндегі экипаж бұрылысының ортасын  білу керек. Еркін сиысу жағдайында, практика жүзінде қабылданғаны екі ості үшін, қатаң база екінші осте орналасқан болып саналады, үш ості үшін үшінші ось, ал төрт ості үшін, үшінші оспен төртінші остің ортасында деп есептелінеді.

 Мәжбүрлі сиысу жағдайында  бұрылыс ортасы, қатаң базалардың ортасы және шеткі ось аралығында әртүрлі жағдайларда болуы мүмкін.

Жол тағанының ішкі бетіндегі  экипаждың жағдайы оның өлшемімен  ғана анықталып қалмастан, оның қозғалыс жылдамдығыда ескеріледі.

Жол тағанының ені жеткілікті жағдайда жылдамдықты артыру нәтижесінде, шеткі ось сыртқы рельс желісіне қарай жылжи бастайды да, сонымен бір уақытта экипаждың бұрылыс ортасының жағдайы қатаң базаның ортасына қарай жылжып ауысады.

Белгілі экипаждың геометриялық сиысуына қажетті жол тағаны рельс  аралығының қаншалықты болуының шешімін табу немесе жол тағанының рельс аралығы берілген белгілі жағдайда, оған қандай сиысудың түрі сәйкес келетінін анықтау  үшін, келесі есептеу тәсілдерінің қатары пайдаланылады.

 

1.2.1 Экипаждың  қисыққа еркін сиюын қамтамасыз  ететін жол тағаны енін анықтау (тиімді  рельс аралығы)

 

Көлденең жылжу  үрдісіне ие (1.5 сурет),  екі және үш өсті (1.2 сурет), қатаң базалы экипаж үшін, жол тағанының тиімді екеңдігі келесі формуламен анықталады.

 

S_опт = q_max + f _н + 4 S_униф ,                               (1.3)

 

Мунда: q_max – дөңгелек жұптарының максималды ені.

                f _н   – қисықтағы сыртқы  рельс желісінің иілу шамасы;

                4  –    жол тағаны рельс  аралығының рұхсатты тарылу мөлшері,  мм.

иілу шамасы f _н   келесі формуламен анықталады:

      

f _н = (l + b_н)² / 2R,                                            (1.4)

 

Мұндағы:   b_н– бірінші қос дөңгелек жұптарының гемометриялық осінен дөңгелек ескегінің рельске жанасу нүктесіне дейінгі аралық;

l – экипаждың бұрылыс ортасынан бірінші дөңгелектің геометриялық осіне дейінгі аралық. Біздің қазіргі есептік жағдайда l =  L яғни, l экипаждың қатаң базасының ұзындығына L ге тең (1.2 суретке қараңыз);

R –   берілген қисықтың радиусы.

b_н шамасы төмендегі формулаға жуықтау анықталады [3].

b_н= ( l∙ r /R) tg τ                                       (1.5)

Мұндағы:

r – дөңгелек радиусы;

τ– дөңгелек ескегінің горизонтын бейнелейтін ішкі еңіс бұрышы, вагон дөңгелектері үшін 60⁰ ал локомотив дөңгелектері үшін 70⁰.

 

Үш ості қатаң базалы, өстерінде көлденең жылжу үрдісі болатын экипаждар үшін (1.6 сурет), жол тағаны рельс аралығының тиімді ені келесі теңдікпен анықталады.

S_опт = q_max + f_н+4-η₁≤S_униф,                      (1.6)

 

Мұндағы η₁– бірінші бағытталған өстің көлденең жылжым мөлшері (қосымшаға қараңыз).

Егер есептік жол тағанының  рельс аралық ені S_опт > S_униф болса, онда рельс аралығы енінің минимальды – рұхсатты мөлшерін анықтауға тура келеді. Ал S_опт ≤ S_униф, болған кезде, конструктивті мөлшерлер берілген радиуспен еркін сиысуды қамтамасыз етіп,  қисықтан өтуге мүмкіндік береді.

 

1.2.2 Есептеу реті

 

Қатаң базасының  ұзындығы L = 22000 мм локомотивтің еркін сиуын қамтамасыз етудегі жол тағаны рельсінің аралық енін анықтау. Қисықтың радиусы R= 345м. Дөңгелек шеңберінің айналу радиусы                 r = 625 мм,  τ = 70⁰ (tq 70 = 2,747 ), q_max = 1509мм.