Методические указания "Проектирование рельсовых и подъездных путей"

Министерство образования Тульской области

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

«ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОММУНАЛЬНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по выполнению ДОМАШНИХ КОНТРОЛЬНЫХ работ

по теме Участие в проектировании городских путей сообщения

МДК 01.02 «Проектирование рельсовых и подъездных путей»

ПМ. 01 Участие в проектировании городских путей сообщения

по специальности 08.02.06 «Строительство и эксплуатация городских путей

сообщения»

Тула 2017

Автор: Балабаева А.С., преподаватель ГПОУ ТО «Тульский государственный коммунально-строительный техникум»

Аннотация:

Приведены методические указания, список литературы и вопросы самоконтроля для изучения проектирования рельсовых и подъездных путей, а также подробные методические указания по выполнению заданий домашней контрольной работы.

Содержание

Введение 4

1. Расчет основных элементов круговой кривой 5

   1. Основные элементы круговой кривой 5

   2. Пример расчета основных элементов круговой кривой 6

2. Лекционный материал по теме «Проектирование рельсовых и подъездных путей» 7

   1. Основные сведения о категориях железнодорожных линий, трассе, плане и

продольном профиле 7

1. Понятие об изысканиях и проектировании железных дорог 9

2. Основные элементы железных дорог и требования к ним. 9

1. Варианты контрольной работы 11

Список литературы 12

Введение

План трассы в рабочем проекте выполняется дважды: на генеральном плане города или промышленной площадки одной или двумя линиями, обозначающими соответственно ось междупутья или оси одиночных путей, и на плане самого рельсового пути, где отдельной линией изображается каждая рельсовая нить. План определяет направление пути, его кривизну, характер сопряжения отдельных его участков.

Любая трасса в плане представляет собой чередование прямых и криволинейных участков. Кривые появляются при необходимости изменить направление трассы в зависимости от относительного расположения заводских цехов, размещения городской застройки, положения улиц и проездов. Устройство кривых участков может быть также вызвано необходимостью обойти препятствия по ходу трассы, уменьшить стоимость строительства за счет сокращения объема земляных работ или работ по искусственным сооружениям, а также очертаниями плана станционных, деповских и аналогичных путей. Как правило, следует стремиться к наибольшей величине радиуса кривой, но обычно условия генерального плана города или предприятия ограничивают эту возможность. Применение малых радиусов и особенно радиусов меньше рекомендуемых должно быть обосновано, так как экономия на стоимости строительства может оказаться меньше дополнительных расходов на эксплуатацию таких кривых.

1. Расчет основных элементов круговой кривой

1.1 Основные элементы круговой кривой

Основными элементами круговой кривой являются й) четыре опорные точки (центр кривой О, начало кривой НК, конец кривой КК, вершина угла поворота А), угол поворота У_п, три линейных отрезка (радиус кривой R, тангенс Т, биссектриса Б) и собственно кривая S_k. Тангенсом называется отрезок касательной к кривой в точке НК (КК) от НК (КК) до вершины угла поворота, биссектриса есть отрезок продолжения радиуса, делящего пополам угол поворота У_п, ограниченный кривой и вершиной угла.

Радиусы кривых на внутризаводских путях измеряются от центра кривой до оси пути, на путях трамвая – от центра до рабочей грани внутреннего рельса. На практике значения элементов кривых не рассчитываются, а принимаются по специальным таблицам.

(1)

где Т – тангенс;

R – радиус;

α^ - угол поворота.

(2)

(3)

где К – длина кривой.

При трассировании кривых участков пути могут встретиться два варианта их сочетаний: две соседние кривые направлены в одну сторону, две соседние кривые направлены в разные стороны (обратные кривые). Такие соседние кривые еще называют зависимыми, так как каждая из них оказывает влияние на условия движения по другой. Дело в том, что в этом случае экипаж входит в кривую, когда еще не стабилизировались колебания, возникшие при движении по предыдущей кривой. Чтобы при этих условиях обеспечить необходимую плавность при движении подвижного состава, между обратными кривыми устраивают прямые вставки. На внутризаводских путях длина прямой вставки должна быть 30 м при поездном движении и не менее 20 м при маневровом, хотя в стесненных условиях разрешается не предусматривать такие вставки. На путях трамвая при радиусах 100 м и менее длина прямой вставки должна быть не менее 15 м на скоростных линиях и не менее 7 м на обычных. В стесненных условиях допускаются прямые вставки до 7 и 4 м соответственно. Кривые, направленные в одну сторону, лучше заменять общей кривой, проектирую так называемые сопряженные кривые (рис сопряжение круговых кривых разных радиусов).

При расчете сопряженных кривых задаются или принимаются по данным изысканий следующие значения: угол поворота линии У_п, угол поворота первой кривой У₁, угол поворота второй кривой У₂, радиусы сопрягаемых кривых R₁ и R₂.

1. Пример расчета основных элементов круговой кривой

Радиус кривой составляет 4000 м, угол поворота 30⁰. Определить домер кривой.

Дано:

R=4000 м;

l=30⁰

Определить домер:

1. Лекционный материал по теме «Проектирование рельсовых и подъездных путей»

2.1 Основные сведения о категориях железнодорожных линий, трассе, плане и продольном профиле

Железнодорожные линии сооружают для освоения новых районов и их природных богатств, разгрузки существующих грузонапряженных линий, сокращения пути и времени следования пассажирских и грузовых поездов.

Технические требования и нормы, которыми руководствуются при проектировании железных дорог, дифференцированы в зависимости от значения дороги в работе сети, приведенной грузонапряженности и скорости движения поездов.

В зависимости от назначения, грузонапряженности и скорости движения поездов согласно нормам железнодорожные линии делятся на категории (Строительно-технические нормы Министерства путей сообщения Российской Федерации; Железные дороги колеи 1520 мм (СТН Ц – 01 – 95)). Основные показатели железных дорог по категориям приведены в табл. 1

Таблица 1

В связи с большим разнообразием климатических и сейсмических условий в различных регионах России вся территория страны делится на 154 климатические и 9 сейсмических зон, от которых зависят условия и стоимость строительства железных дорог.

Трасса железнодорожной линии характеризует положение в пространстве продольной оси пути на уровне бровок земляного полотна. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом, а развертка трассы на вертикальную плоскость – продольным профилем линии.

Полоса земли вдоль трассы, отведенная для размещения железнодорожного пути, других устройств железной дороги, а также железнодорожных поселков и лесонасаждений, называется полосой отвода. Границы полосы отвода определяются с учетом перспективы развития путей и обозначаются специальными указателями (межевыми знаками).

Процесс прокладки трассы в ходе проектирования называется трассированием линии. Идеальной была бы трасса, представляющая собой прямую в плане и пологий спуск в грузовом направлении в профиле. Однако это не всегда возможно из-за необходимости подхода к населенным пунктам, обхода естественных препятствий (гор, озер, болот и т.п.), наличия неровностей земной поверхности и стремления удешевить строительство линии. Поэтому план железнодорожной линии проектируют в виде сочетания прямолинейных (прямых) участков и кривых, а профиль – в виде горизонтальных участков – площадок и наклонных – уклонов.

Продольный профиль линии характеризуется крутизной уклонов элементов и их длиной. Крутизна измеряется в тысячных долях и получается как частное от деления разности отметок конечных точек элемента профиля h на его длину l, т.е. равна тангенсу угла α наклона элемента профиля к горизонту.

Одним из основных параметров железнодорожной линии является ее руководящий уклон, представляющий собой наибольший затяжной подъем, по назначению которого устанавливают норму массы поезда при одиночной тяге и расчетной минимальной скорости движения.

Этот уклон зависит от категории линии, топографических условий и определяется технико – экономическими расчетами с учетом унификации весовых норм на новой и примыкающих существующих линиях.

Продольные профили оформляют по стандартной форме, применяя установленные условные обозначения. По масштабу изображения и количеству содержащихся данных различают подробный и сокращенный продольные профили.

Подробный продольный профиль используют обычно для определения объемов земляных работ, проектирования вторых путей, развития станций и др. Этот профиль имеет горизонтальный мосштаб 1:10000 и вертикальный 1:1000 и состоит из собственно профиля (верхняя часть) и сетки (нижняя часть). На сетке продольного профиля указывают план линии, пикетаж, существующие отметки земли и проектные отметки, проектные уклоны, ситуацию местности и инженерно – геологическую характеристику.

Разности между проектными отметками и отметками земли называются рабочими отметками и представляют собой глубину выемок или высоту насыпей. На профиле показывают также условными обозначениями мосты, трубы и другие искусственные сооружения, оси станций и других раздельных пунктов, оси переездов.

Сокращенный продольный профиль составляют на основе подробного продольного профиля для характеристики и удобства рассмотрения основных элементов плана, профиля и всех линейных сооружений. Сокращенный профиль предназначен главным образом для машинистов локомотивов для их информации при ведении поездов о предстоящих подъемах и спусках. В основном сокращенный профиль в сжатом виде повторяет главнейшие данные подробного продольного профиля и имеет горизонтальный масштаб 1 : 50000 и вертикальный 1 : 1000. На него наносят проектный профиль земляного полотна, план линии, километры, оси раздельных пунктов и расстояния между ними, входные и проходные сигналы, положение входных стрелочных переводов, путевых зданий, переездов и искусственных сооружений.

2.2 Понятие об изысканиях и проектировании железных дорог

Строительству железных дорог предшествуют их изыскания и проектирование. Цель изысканий – изучение условий строительства и эксплуатации будущей дороги, сбор и подготовка необходимых для проектирования материалов. Основная задача проектирования заключается в разработке наиболее рационального проекта новой железной дороги, которая бы полностью удовлетворяла потребности в перевозках с учетом их возможного роста в перспективе.

Инженерные изыскания проектируемой линии подразделяются на экономические и технические.

Основными задачами экономических изысканий являются обоснование роли проектируемой линии в составе существующей сети железных дорог и определение эффективности ее строительства; выявление возможных вариантов направления и конечных пунктов линии для выбора наиболее целесообразного; установление размеров грузовых и пассажирских перевозок на расчетные сроки и определение технико – экономических показателей (грузо- и пассажирооборота, грузонапряженности и др.).

В технические изыскания входят обследования и съемки для выбора наиболее удачного расположения трассы проектируемой линии на местности, а также сбор необходимых технических данных для проектирования всех объектов дороги.

В ходе технических изысканий осуществляют геодезические, инженерно – геологические, гидрологические работы и обследования существующих сооружений железнодорожные линии и их отдельные устройства проектируют обычно в две стадии: на первой разрабатывают проект, а на второй – рабочую документацию. Для несложных технических объектов проектирование ведется в одну стадию – разрабатывают рабочий проект.

2.3 Основные элементы железных дорог и требования к ним.

Железнодорожный путь – это комплекс инженерных сооружений, предназначенный для пропуска поездов с установленной скоростью. От состояния пути зависят непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективность использования технических средств железных дорог.

Железнодорожный путь работает в условиях постоянного воздействия атмосферных и климатических факторов, воспринимая большие нагрузки от проходящих поездов. Согласно Правилам технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ПТЭ) состояние всех элементов железнодорожного пути по прочности и устойчивости должно обеспечивать безопасное и плавное движение пассажирских и грузовых поездов со скоростями, установленными на данном участке.

Размещение и техническое оснащение дистанций пути, путевых машинных станций и других предприятий путевого хозяйства должны обеспечивать выполнение необходимых работ по ремонту железнодорожного пути, сооружений и устройств для выполнения заданных размеров движения поездов с установленными скоростями.

Для обеспечения указанных требований постоянно ведутся работы по усилению несущей способности и надежности всех элементов пути: широко применяются термически упрочненные рельсы тяжелых типов, новые конструкции рельсовых скреплений, бесстыковой путь, железобетонные шпалы, новые конструкции стрелочных переводов и др.

Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений. Нижнее строение пути включает в себя земляное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки, полунасыпи - полувыемки) и искусственные сооружения (мосты, тоннели, трубы, подпорные стены и др.). К верхнему строению пути относятся балластный слой, шпалы, мостовые и переводные брусья, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, глухие пересечения.

1. Варианты контрольной работы*

Вариант 1

1. Радиус кривой составляет 1000 м, угол поворота 30⁰. Определить тангенс кривой

2. По каким признакам железные дороги подразделяют на категории?

Вариант 2

1. Радиус кривой составляет 1000 м, угол поворота 30⁰. Определить длину кривой

2. Что такое трасса, план и продольный профиль железнодорожной линии?

Вариант 3

1. Радиус кривой составляет 1000 м, угол поворота 30⁰. Определить домер

2. Назовите основные элементы плана и профиля линии.

Вариант 4

1. Радиус кривой составляет 2000 м, угол поворота 40⁰. Определить тангенс кривой

2. Что представляет собой руководящий уклон железнодорожной линии?

Вариант 5

1. Радиус кривой составляет 2000 м, угол поворота 40⁰. Определить длину кривой

2. Перечислите основные виды железнодорожного пути.

Вариант 6

1. Радиус кривой составляет 2000 м, угол поворота 40⁰. Определить домер кривой

2. Каковы требования ПТЭ к элементам пути?

Вариант 7

1. Радиус кривой составляет 3000 м, угол поворота 30⁰. Определить тангенс кривой, длину и домер.

2. Чем определяются категории железных дорог?

Вариант 8

1. Радиус кривой составляет 2000 м, угол поворота 30⁰. Определить тангенс кривой, длину и домер

2. Что такое руководящий уклон линии?

Вариант 9

1. Радиус кривой составляет 4000 м, угол поворота 35⁰. Определить тангенс кривой, длину и домер

2. Что такое железнодорожный путь? Что относится к путевому хозяйству?

Вариант 10

1. Радиус кривой составляет 3000 м, угол поворота 25⁰. Определить тангенс кривой, длину и домер

2. Что представляет собой подробный продольный профиль и сокращенный продольный профиль?

* Контрольная работа выполняется по варианту, вариант соответствует последней цифре шифра. Работа оформляется в обычной тетради, в виде доклада, согласно своему варианту.

Список литературы

Основные источники:

1. Коссой Ю.М. Рельсовые пути трамваев и внутризаводских дорог. М.: Транспорт. 2011.

2. Ефименко Ю.И. Общий курс железных дорог. – М.: издательский центр «Академия», 2013

3. Ефименко Ю.И Железнодорожные станции и узлы. – М.: издательский центр «Академия», 2012

4. Чернышев М.А. Железнодорожный путь

5. Кантор И.И. Изыскание и проектирование железных дорог. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2010.

Дополнительные источники:

1. Аксенов И.Я., Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды. – М.: транспорт 2010.

2. СНиП 12-03-99 «Безопасность труда в строительстве».

3. Хуторцов Г.М. «Охрана труда при строительстве». – М.: Стройиздат.

13