Шпаргалки к экзаменам и зачётам

 

Роль и место ж/д в системе транспортного комплекса РБ

 

 

Ж. д. свя­зывают в единое целое все области и районы страны, обеспечивают потребности населения в перевозках и нормальный оборот продуктов промышленности и сельского хозяйства. Ж/д транспорт в большей мере способствует удовлетворению растущих материальных и культурных потребностей людей и раз­витию связей с другими странами; он имеет первостепенное значение и для обороны нашей страны.Этот вид транспорта наиболее приспособлен к массовым перевозкам, функционирует днем и ночью независимо от времени года и атмосферных условий, что особенно важно для СССР с его разными климатическими зонами и большими сухопутными пространствами. По размерам грузооборота железнодорожный транспорт занимает первое место. Ж/д имеют высокую провозную способность. На ряде двухпутных железнодорожных линий только в одном направлении перевозится в год свыше 70—75 млн. m груза, а на однопутных — до 20 млн. т.На ж/д сравнительно небольшая себестоимость перевозок и высокая скорость доставки грузов. За последние годы скорость движения грузовых и пассажирских поездов значительно увеличилась. Ж/д являются, универсальным видом транспорта для пере­возок всех видов грузов, как в межрайонных, так и внутрирайонных сообще­ниях. Однако постройка железных дорог требует больших капитальных вло­жений .Однопутной линии в зависимости от то­пографических и климатических условий, а также затраты около 150 т металла на 1 км пути. На ж/д транспорте высока доля расходов, не за­висящих от движения (ремонт зданий, пути и других устройств, содержание административно-технического персонала); она составляет около половины общих расходов по эксплуатации. Все это определяет эффективность примене­ния железных дорог при значительной концентрации грузовых потоков.

Перевозка грузов по ж/д на относительно большие расстоя­ния экономически более выгодна, чем на малые, что объясняется высоким удельным весом расходов, не зависящих от дальности перевозок и удорожаю­щих себестоимость их на коротких расстояниях. Сюда относятся расходы на начальные и конечные операции, включая подачу вагонов к местам погрузки-выгрузки и уборку их, производство грузовых операций и др.

 

История развития ж\д в мире

В 1755 году для перевозки породы на рудниках Алтая уже был построен узкоколейный путь с деревянными рельсами, по которым двигались деревянные же вагонетки. Вдоль пути была натянута тросовая петля. В 1788 году в Петрозаводске появляется первая в России железная дорога (она же - первая железная дорога в мире заводского назначения). Человеком, который сумел проанализировать, обобщить и учесть весь предшествующий опыт в паровозостроении, был Джордж Стефенсон. Известны три типа паровоза Стефенсона. Первый, названный им "Блюхер", был построен в 1814 г. Второй паровоз был создан в 1815 г. Стефенсон был первым паровозостроителем, который обратил внимание на путь и на взаимодействие локомотива и пути. Он изменил соединение рельсов, смягчив толчки, снабдил паровоз подвесными рессорами. Стефенсон пришел к выводу, что путь должен быть по возможности горизонтальным и что, несмотря на дороговизну путевых работ, необходимо устройство насыпей и выемок при постройке железной дороги.

Основные этапы развития железных дорог

Первая паровая железная дорога Ливерпуль - Манчестер была открыта в 1830 г. С этого времени началось быстрое развитие железнодорожного транспорта. В том же 1830 г. первая железная дорога была построена в Америке между Чарльстоном и Огеста протяжением 64 км. Паровозы сюда были доставлены из Англии. Затем железнодорожное строительство начали одна за другой европейские страны: 1832-1833 гг.- Франция, Сен-Этьен-Лион, 58 км; 1835 г.- Германия, Фюрт - Нюрнберг, 7 км; 1835 г.- Бельгия, Брюссель-Мехельн, 21 км; 1837 г.- Россия, Санкт-Петербург-Царское Село, 26,7 км. Железные дороги, зародившись в Англии, распространились по всему миру. Всего до 1860 г. было построено примерно 100 тыс. км железных дорог, из них почти 50 тыс. в США, 16,8 тыс. - в Великобритании, 11,6 тыс. - в Германии и 9,5 тыс. км - во Франции. В 70 - 80-е годы XIX века объемы железнодорожного строительства продолжали возрастать. В 1880 г. наибольшую протяженность железных дорог в Европе имела Германия - 33 838 км, за ней шла Великобритания - 28 854, затем Франция - 26 189, европейская часть России (с Финляндией) - 23 429 и Австро-Венгрия - 19 512 км. В десятилетие - с 1890 по 1900 г. темп прироста мировой сети снизился до 172,7 тыс. км, но в следующее десятилетие он снова возрос до 239,8 тыс. км. В 1908 году протяженность железных дорог Земного шара превысила 1 млн км. Железнодорожная сеть СССР на 1 января 1938 г. по протяженности занимала второе место в мире и составляла 85,1 тыс. км. Основные железнодорожные линии меридионального направления связали Донбасс, Кавказ и Нижнее Поволжье с Москвой, Ленинградом и северными районами страны. В широтном направлении важная роль принадлежала железнодорожным линиям, идущим из Москвы, Ленинграда и Донбасса на Урал и в Среднюю Азию. Большое значение имела Транссибирская магистраль, связавшая районы Урала, Сибири и Дальнего Востока. Турксиб обеспечил кратчайший путь из Средней Азии в Сибирь и на Дальний Восток. Но густота сети СССР была невелика. После второй мировой войны железнодорожная сеть СССР стала восстанавливаться, а затем и возрастать. На 1989 г. ее общая длина составила 1234,9 тыс км. Но это уже новейшая история...

 

 

 

Классификация железных дорог

КЛАССИФИКАЦИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ — система понятий и показателей, характеризующих железную дорогу по назначению, принадлежности, виду работ и функциональным возможностям; используется как средство установления связей между этими показателями и ориентации в них при проектировании, планировании развития и оценке результатов эксплуатационной деятельности.

Железные дороги делятся по различным признакам:

Административным: - государственные железные дороги; - общего пользования; - ведомственные; -частные.

Эксплуатационным: - грузовые; - пассажирские пригородные; - транзитные; - промышленные; - временные; - тупиковые.

Техническим:3.1 по ширине колеи: - нормальные; - узкоколейные. 3.2 по числу путей: - однопутные; - двухпутные; - многопутные. 3.3 по роду тяги: - электрифицированные; - на тепловозной тяге; - на паровой тяге.

 

План трассы ж/д и его характеристика

План трассы - это проекция оси дороги на горизонтальную плоскость. Основными элементами трассы являются прямые и кривые участки, спуски, подъемы и горизонтальные участки пути. При выборе трассы ж\д учитываются основные грузоотправители и грузополучатели грузов; точки, места и объекты, через которые необходимо прокладывать путь. Учитывается наличие населенных пунктов, водных препятствий, мест со сложными почво-грунтовыми условиями. Т. к. продольные уклоны ж\д пути не должны быть значительными, то максимально учитываются особенности рельефа местности.

План трассы включает прямые, кривые и переходные участки, Прямые участки проектируются в месте, где не требуется изменения направления линии. Участок касательной от вершины угла до НК и КК называется тангенсом (Т). Величина тангенса зависит от угла пово­рота (а) и радиуса круговой кривой (R).

Рис. 2.2. Элементы круговой кривой:НК - начало кривой; КК - конец кривой; R - радиус кривой;ВУ- вершина угла поворота; а- угол поворота; Т- тангенс кривой;Б - биссектриса; О - центр кривой

Тангенс определяется по формуле

Длина круговой кривой определяется по формуле

Биссиктиса кривой выражается формулой

Разница в длине хода по касательным (тангенсам) и по кривой называется домером, который определяется по формуле

Общая длина трассы состоит из длины прямых и суммы длин кривых.

 

Разбивка круговых кривых

Круговые кривые разбиваются в два этапа - сначала делается общая разбивка кривой, а затем - детальная.При общей разбивке кривой на местности намечают начало, се­редину и конец кривой.Для переноса начала кривой на местность вычисляют тангенс, длину кривой и биссектрису. Эти величины в зависимости от а и R могут быть взяты из таблиц для разбивки кривых. Для детальной разбивки круговой кривой применяются следую­щие способы:1.разбивки кривой малого радиуса;2. прямоугольных координат; 3. Разбивки ординатами от хорд; 4.углов и тангенсов; 5.последовательных хорд. Каждый из этих способов имеет свои особенности, и поэтому целесообразность их применения неодинакова. Первый способ можно использовать для разбивки кривых малого радиуса (менее длины ленты). Кривую в этом случае описывают при помощи ленты, закрепив один ее конец в центре. При втором способе каждая точка кривой на местности намеча­ется от линии тангенса, принимаемой за ось х, и линии, перпенди­кулярной линии тангенса, принимаемой за ось у. Величины х и у вычисляют по формулам

где (φ - принятый для разбивки кривой центральный угол, соответствующий принятой длине окружности. Третий способ применяется в тех случаях, когда более выгодно Легальную разбивку кривой сделать не с линии тангенса, а ординатами с хорд. При разбивке с хорд надо абсциссы взять те же, что и для разбивки с касательных, а ординаты получить как разность между ординатой для середины с касательной, затем принимать середину хорды за начало координат, а хорду - за ось абсцисс. Четвертый способ применяется в стесненных условиях, когда применение других способов разбивки затруднительно. Пятый способ (последовательных хорд) применяется так же, как метод углов в стесненных местах.

Для детальной разбивки круговых кривых разработаны и чаще всего применяются на практике специальные таблицы.

 

 

 

Переходные кривые и методы их разбивки

Переходной называется кривая, имеющая переменный радиус от оо на прямой до R в точке сопряжения с круговой кривой. Этим тре­бованиям отвечают клотоида (радиоидальная спираль), кубическая парабола, лемниската и другие кривые (рис. 2.3). Переходные кри­вые устраиваются с целью обеспечения плавности движения при переходе подвижного состава с прямого участка движения на уча­сток, имеющий форму круговой кривой, В практике проектирова­ния пути переходная кривая согласуется с возвышения на­ружного рельса и уширения колеи.

Рис. 1. Переходные кривые

При применении переходных кривых происходит смещение (сдвижка) круговой кривой в ее внутреннюю сторону на величину р.Чтобы сохранить радиус круговой кривой, нужно первоначаль­ный радиус увеличить на величину сдвижки, т.е. принять Ri=R+p. Тогда после разбивки переходных кривых радиус круговой кри­вой будет R.

Величина сдвижкигде у₀ - ордината точки сопряжения круговой и переходной кривых; φ - угол, составленный касательными к концу переходной кри­вой с осью абсцисс. Начало закругления находится от бывшего начала круговой кри­вой на расстояниигде Т- тангенс круговой кривой. Разбивку переходных кривых выполняют в следующей последо­вательности:1.Определяют угол φ и проверяют возможность разбивки пере­ходной кривой (условие α>=2φ). 2.Определяют величину сдвижки р и величину t. Если р >= 0,01 R, принимают новый радиус круговой кривой R1=P+р Если Р <=0,01 R, величиной сдвижки пренебрегают. 3. Устанавливают пикетажное положение начала НЗ и конца КЗ 1акругления:

Домер

Где ВУ- пикетажная отметка вершины угла поворота. 4. По таблицам или формулам находят координаты переходной кривой. 5.Разбивку другой половины закругления ведут от конца закругления по направлению к середине кривой.

14. Роль и место земляного полотна в конструкции ж\д

Земляное полотно – сложное инженерное сооружение, возведенное из грунта и основанное на грунтовом основании. Земляное полотно является основанием для укладки верхнего строения пути, определяет положение дороги на местности и обеспечивает стабильность и устойчивость функционирования ж\д. Воздействия, которым оно подвергается (динамические нагрузки от подвижного состава, давления от веса самой конструкции пути), отрицательно влияют на его прочность, устойчивость и долговечность. В зависимости от местных условий, вида грунтов и конструкции земляного полотна в период эксплуатации в нем могут появляться и развиваться различные деформации. Практика работы дорог показывает, что несмотря на определенные затраты на ремонт и усиление земляного полотна, состояние его практически не улучшается, а протяженность деформирующегося земляного полотна многие годы остается примерно одинаковой. Иногда вновь построенные дороги дают значительное прибавление деформирующегося земляного полотна. В длительно эксплуатируемом земляном полотне, которое многие годы считалось надежным, постепенно могут накапливаться изменения в состоянии грунтов, которые в конечном счете приводят иногда к неожиданным деформациям, ограничению скорости движения поездов, а иногда и к перерыву в их движении. Предотвратить появление и развитие деформаций земляного полотна поможет знание инженерно-техническими работниками путевого хозяйства дорог возможных причин, вызывающих их. Своевременное обнаружение начинающихся деформаций, срочное выявление и устранение причин – залог длительной и надежной эксплуатации земляного полотна.

 

 

 

Поперечные профили земляного полотна

Поперечное очертание верха земляного полотна железных дорог на перегонах следует принимать в зависимости от количества путей и вида грунта, используемого для земляного полотна, Для насыпей на сухом и прочном основании следует использовать, как правило, грунт из резервов, притрассовых карьеров и ближайших выемок или шлак металлургический.

Рис. 1 Поперечный профиль насыпей из недренирующих грунтов для железных дорог на косогорах крутизной от 1:5 до 1:3; а — с нагорной канавой и бермой в грунте естественного сложения; б — то же, с засыпкой, 1 — засыпка, 2 — тело насыпи

Выемки следует проектировать в зависимости от их глубины, состояния и свойств грунтов, а также от климатических условий района.

Рис. 2 Поперечные профили выемок в глинистых грунтах:

В районах с засушливым климатом, а также в других районах, где происходит полное впитывание и испарение атмосферных осадков, выемки в дренирующих грунтах для железных дорог следует проектировать без кюветов в соответствии с поперечным профилем, приведенным на рис. 3.

Рис. 3. Поперечный профиль выемок в дренирующих грунтах для железных дорог в районах с засушливым климатом

Выемки глубиной до 1 м , а также начальные участки глубоких выемок для автомобильных дорог, в целях предохранения их от снежных заносов, необходимо проектировать раскрытыми или разделываемыми под насыпь (рис.4).

Рис. 4. Поперечные профили выемок глубиной до 1 м для автомобильных дорог; I — раскрытых; II — разделываемых под насыпь

Выемки глубиной более 2 м следует проектировать с закюветными полками: в мелких и пылеватых песках, в пылеватых глинистых грунтах, в том числе лёссовидных, лёссах и глинах (рис. 5).

Рис. 5. Поперечный профиль выемок глубиной от 2 до 12 м для железных дорог

 

 

 

Водоотводные канавы

Для отвода поверхностных вод предусматривается система водоотводных сооружений. Их параметры и форма назначается с учетом вида грнута, уклона местности и расчетного объема поверхностного водотока. Боковые канавы, лотки, кюветы проектируют с расчетом, чтобы пропустить расчетный объем воды. Расчетный объем воды определяется умножением площади живого сечения на скорость движения. Площадь поперечного сечения определяется в зависимости от формы. Форма может быть треугольная, трапециевидная, полукруглая, прямоугольная. Канавы назначаются для перехвата и от вода воды. Бывают боковые, забанкетные, нагорные. Лотки – это канавы, укрепленные так, что конструкция может воспринимать боковое давление грунта.

Бывают трапецеидальные, треугольные и полукруглой формы. Быстротоки – короткие канавы из сборных или монолитных ж\б конструкций. Имеющие большие продольные уклоны. На быстротоках с целью гашения скорости используются водобойные колодцы, водобойные стенки и этим обеспечивается равномерность потока воды. Перепады – выполняют те же функции, что и быстротоки и используются для пуска воды по местам повышенной рельефности. Дюкеры – это трубы в выемках для пропуска воды через земляное полотно. Продольные водоотводные канавы необходимо предусматривать с нагорной стороны насыпей без резервов.

На местности с поперечным уклоном менее 0,02 при высоте насыпей менее 1,5 м , на участках с переменной сторонностью поперечного уклона, а также на болотах водоотводные канавы необходимо проектировать с двух сторон полотна. При пересечении местных понижений допускается уменьшать глубину канав до 0,2 м с устройством со стороны насыпи банкета шириной поверху не менее 3 м , с возвышением его бровки над расчетным уровнем воды не менее 0,25 м и поперечным уклоном от насыпи, равным 0,02 — 0,04. Расстояние между подошвой откосов насыпей и внутренней бровкой продольных водоотводных канав следует принимать для железных дорог не менее 3м, а со стороны размещения будущего второго пути — не менее 7 м ; для автомобильных дорог на сырых и мокрых местах это расстояние следует назначать из условия, что между бровкой канавы и кромкой проезжей части должно быть не менее 7 м при насыпях или их основании из супесей и не менее 3 м — из суглинков и глин. Поверхности бермы между насыпью и канавой необходимо придавать поперечный уклон в сторону канавы от 0,02 до 0,04. Поперечные канавы следует проектировать в случаях, когда затруднен отвод воды от водопропускных сооружений или продольный отвод воды из местных понижений у земляного полотна. Сопряжения водоотводных канав с руслом водотоков следует проектировать с выполнением следующих условий: в месте сопряжения канаву направлять по течению водотока; угол между осями канавы и водотока назначать не более 45°; изменения направления канав проектировать плавными по кривой радиусом не менее 5 м , а на участках подходов к перепадам, быстротокам и искусственным сооружениям — не менее 10 м .

 

 

Укрепление откосов земляного полотна

Наиболее простым способом укрепления незатапливаемых откосов земляного полотна является посев многолетних трав с густой стелющейся корневой системой. При небольшом периодическом затоплении применяют одерновку откосов сплошную или в клетку, для чего предварительно срезанные куски дерна закрепляют на откосах деревянными спицами. Хорошо противостоят воздействию текущей воды древесно-кустарниковые насаждения, которые применяют при периодических затоплениях в благоприятных климатических условиях. Надежно защищают затопляемые откосы от размыва мощение камнем, каменная наброска в плетневых клетках и габионы — проволочные ящики, загруженные камнем.. Однако эти способы укрепления земляного полотна требуют больших затрат ручного труда. Прочным и надежным укреплением, позволяющим полностью механизировать изготовление и укладку, являются железобетонные плиты. Кроме того, могут использоваться гибкие железобетонные решетки и плиты, лучше работающие в условиях вечной мерзлоты и сейсмичности. Тип укрепления земляного полотна выбирают исходя из особенностей грунтов, степени затопляемости и скорости воды, наличия дешевых местных материалов, возможности механизации работ. Бровка земляного полотна в местах разлива вод должна быть не менее чем на 0,5 м выше максимальной высоты наката волны при сильных ветрах.

 

Особенности проектирование земляного полотна на болотах и косогорах

На болотах насыпи, их размеры и конструкция назначается в зависимости от типа болот. I типа – заполненное торфом, устойчивой консистенции, способное сжиматься, но не выдавливаться под внешней нагрузкой. При глубине болота до 4 м устраиваются насыпи высотой до 3 м с частичным вытарфовыванием. При глубине более 4м – насыпи до 3 м с полным вытарфовыванием.

Болота II типа – они имеют недостаточную несущую способность торфяной массы. В не зависимости от высоты устраиваются насыпи с полным вытарфовыванием с посадкой на минеральное дно. На расстоянии не менее 2м от подошвы насыпи с обеих сторон устраивают специальные канавы – торфоприемники, шириной не менее 2м и глубиной не менее 1 м.

Болота III типа заполнены илом или водой. Земляное полотно отсыпается на минеральное дно, а его форма имеет вид

На косогорах устраивают либо полунасыпь, либо полувыемку. У них есть банкет, кавальер и забанкетная канава

 

Критерии качества земляного полотна

Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых со­оружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспе­чения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосфер­ных и грунтовых вод. Непосредственно на поверхность земли путь не укладывают из-за наличия неровностей.

Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и дол­говечным, требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность механиза­ции работ. Выполнение указанных требований достигается пра­вильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплот­нением, приданием земляному полотну очертаний, способству­ющих надежному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.

К земляному полотну предъявляют­ся следующие основные требо­вания:

-оно должно быть прочным (грунт должен иметь достаточное сопротивле­ние воздействию нормальных напряже­ний), устойчивым (грунт должен иметь достаточное сопротивление воздейст­вию касательных напряжений), надеж­ным (работать без отказов), долговеч­ным (иметь неопределенно долгий срок службы);

-все поверхности земляного полотна, устройств при нем и полосы отвода должны быть спланированы и защище­ны так, чтобы атмосферная вода нигде не застаивалась и был бы обеспечен максимальный ее сток в стороны или в специальные водоотводные сооруже­ния при минимальной впитываемости в грунт, а текущая вода не размывала бы откосы и основание;

-конструкции земляного полотна должны обеспечивать минимальные расходы на их устройство, ремонты и содержание при максимальной воз­можности механизации и автоматиза­ции работ.

Кроме основных, существуют экс­плуатационные требова­ния, предъявляемые к земляному по­лотну:

-оно должно обеспечивать длитель­ную эксплуатацию с минимальными отказами при пропуске современных и перспективных типов подвижного со­става при максимальных скоростях движения поездов и расчетной грузона­пряженности проектируемой железной дороги;

-быть ремонтопригодным;

-быть равнонадежным по протяже­нию независимо от вида применяемых грунтов и естественного состояния ос­нования;

-быть взаимосвязанным с притрассовой автодорогой

Искусственные сооружения и их сопряжение с железнодорожным полотном

Искусственные сооружения обеспечивают возможность пересе­чения железной дорогой водных преград, других железнодорож­ных линий, автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застро­енных городских территорий, а также безопасный переход людей через пути и устойчивость земляного полотна в сложных геологи­ческих и гидрологических условиях.

К искусственным сооружениям относятся мосты, трубы, тонне­ли, подпорные стены, регуляционные сооружения, галереи, селеспуски и др. При пересечении железной дорогой рек, каналов, ручьев и оврагов создают мосты или трубы.

Мост состоит из пролетных строений, являющихся основани­ем для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и пе­редающих давление на грунт. Эстакады создают вместо больших насыпей в горо­дах, где они меньше стесняют улицы и обеспечивают проезд и проход под ними, а также возводят на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами при разливе воды.

Трубы применяют при пересечении железной дорогой неболь­ших водотоков или суходолов. По виду материала различают ка­менные, металлические, бетонные и железобетонные трубы.

Весьма распространены сборные железобетонные трубы из от­дельных звеньев длиной 1 ...6 м, разделенных деформационными швами. Для уменьшения сопротивления потоку воды и предотвраще­ния размывания насыпи на входах и выходах труб создают оголов­ки, расширяющиеся в направлении от трубы.

При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок со­оружают тоннели. Их создают и для безопасного перехо­да людей через железнодорожные пути на станциях и остановоч­ных пунктах пригородных поездов. Тоннель представляет собой искусственное сооружение для про­кладки пути под землей. Транспортные тоннели по их местораспо­ложению разделяют на горные, подводные и городские.

Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей служат подпорные стены, а при подходах к большим мостам для защиты их опор от подмыва при паводках и повреждения льдом — регуляционные сооружения, состоящие из водонаправляющих груше­видных и шпоровидных дамб и траверс, откосы которых со сторо­ны реки укрепляют каменным мощением или бетонными плитами. В горах, в местах возможных обвалов, сооружают специальные галереи, а в местах возможного схода грязекаменных (се­левых) потоков — селеспуски.

 

 

 

Водопропускные сооружения, и основы их расчета

Искусственные сооружения предназначены для пересечения железной дорогой водных преград, других железных и автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также для обеспечения безопасного перехода людей через пути и устойчивости земляного полотна в сложных условиях. К водопропускным сооружениям относятся мосты, трубы и др. Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки, эстакады. Путепроводы строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый и безопасный пропуск транспорта на пересечении дорог в разных уровнях. Виадуки сооружают вместо высокой обычной насыпи при пересечении железной дорогой глубоких долин, оврагов и ущелий. Эстакады устраивают взамен больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и не препятствуют проезду и проходу под ними, а также на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами разлива воды. При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок сооружают тоннели. Для безопасного перехода людей через железнодорожные пути на станциях и остановочных пунктах пригородных поездов предусматриваются пешеходные мосты или тоннели. Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей служат подпорные стены, а при подходах к большим мостам для защиты их опор от подмыва при паводках и повреждения льдом — регуляционные сооружения. При необходимости пропуска через путь потока воды (водовода) устраивают дюкеры, представляющие собой два колодца, расположенных с обеих сторон железнодорожного пути, соединенных трубой. Эти колодцы играют роль сообщающихся сосудов.

Наиболее распространенными видами искусственных сооружений являются мосты и трубы (более 92 %). Искусственные сооружения по протяженности составляют в среднем менее 1,5 % общей длины пути, однако доля их в стоимости железной дороги равна почти 10 %, поэтому их рассчитывают на длительный срок службы.

Мост (рис. 4.15) состоит из пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и пере дающих давление на грунт. Мост вместе с подходами, укрепительными и

регуляционными сооружениями и подмостовым руслом реки составляет мостовой переход.

В зависимости от длины, числа пролетов, конструкции и материала, пролетного строения, числа путей и способа передачи давления на опоры мосты классифицируются следующим образом:

- по числу пролетов - одно-, двух- и трехпролетные и т. д.;

- по числу главных путей - одно-, двух- и многопутные;

- по конструкции пролетного строения - с ездой понизу, поверху и посередине;

- по материалу - каменные, металлические, железобетонные, деревянные;

- по длине - малые (до 25 м), средние (25 - 100 м), большие (100 - 500м) и внеклассные (более 500 м);

- по способу передачи давления на опоры (статическая схема) - балочные, арочные, рамные, висячие, вантовые, комбинированные.

Водопропускные трубы под ж/д насыпями составляют половину всех ИС. Область применения труб – малые водотоки, действующие периодически при высоте насыпи более 2м. Целесообразность стр-ва подбирается экономически. Преимущества труб по сравнению с мостами – непрерывность ЗП, малая чувствительность к увеличению веса поездов, меньшие расходы на содержание.

Трубы бывают одно- и многоочковые с Ø1 – 6м,по материалу – каменные, бетонные, ж/б и металлические. По форме поперечного сечения – круглые, сводчатые и прямоугольные.

Расчет сводится к определению объема потока воды, который необходимо пропустить через сооружение и зависит также от формы поперечного сечения ВС.

 

 

 

Промежуточные рельсовые скрепления

Для прикрепления рельсов к шпалам и другим видам рель­совых опор применяют промежуточные скрепления. От их со­стояния зависит надежность работы рельсовой колеи. Они дол­жны обеспечивать постоянство ширины колеи, возможность регулировки положения рельсов по уровню, нормальную рабо­ту рельсовых цепей автоблокировки и электрической централи­зации стрелок и сигналов, быть не сложными по конструкции и надежными в работе, дешевыми и т.д.

Для деревянных шпал применяют три вида скреплений", нераз­дельное, смешанное и раздельное. Нераздельное скрепление кос­тыльного типа в настоящее время почти не используется. При этом виде скрепления рельсы к шпале прикрепляются при помощи трех костылей.

Смешанное костыльное скрепление широко применяется на деревянных шпалах. В этом случае рельс к шпале прикрепляется через двух-реберчатую клинчатую подкладку (рис. 2.16) с пя­тью отверстиями при по­мощи пяти костылей. На прямых участках и кривых радиусом более 1200 м рельсы к шпалам разрешается прикреплять четырьмя костылями на каждом конце шпалы. Пришивочные кос­тыли прикрепляют непосредственно рельс через подкладку к шпа­ле, а обшивочные — только подкладку к шпале. Назначение об­шивочных костылей состоит в том, чтобы уменьшить вибрацию подкладок и их сдвиг при проходе поездовДлина костыля 165 мм. Применяются также пучинные костыли.

Рис.1. Подкладки к рельсам Р50

Клинчатые подкладки в своей верхней части, т.е. в месте постанов­ки рельса, имеют подуклонку 1 :20. Нижние края подкладок (торце­вые) имеют закругление радиусом 10 мм, не допускающее перереза­ния древесины шпал.

Рис. 3

Рис. 2. Костыль путевой: а — обыкновенный; б — пучинный

С целью уменьшения износа шпал между подкладкой и шпалой рекомендуется укладывать прокладки из дерева, гомбе-лита, резины и т.д. толщиной 6—10 мм.

На дороге применяется также для деревянных шпал раз­дельное скрепление с жесткими клеммами. Скрепления для железобетонных шпал в основном пред­ставлены клеммно-болтовым КБ с жесткими клеммами и нераз­дельным бесподкладочным пружинным скреплением ЖБ. При­меняется также нераздельное пружинное скрепление БП с зак­ладным болтом и пружинной прутковой клеммой (рис. 3) (широко применяется на Белорусской железной дороге).

Рис.3. Скрепления для железобетонных шпал:а — раздельное скрепление КБ1 — прокладка под подкладку; 2 — подкладка;3 — подрельсовая прокладка; 4 — клеммный болт; 5 — жесткая клемма;6 — закладной болт; 7 — гайка; 8 — двухвитковая шайба;9 — изолирующая втулка; 10 — опорная шайба

В скреплении типа КБ применяют жесткие клеммы, которые вместе с клеммными болтами прикрепляют рельс к подкладке. Для уменьшения жесткости соединения вместо одновитковых применяют двухвитковые пружинные шайбы. Подкладка непос­редственно к шпале прикрепляется закладным болтом и тоже с применением двухвитковой пружинной шайбы.

Бесподкладочное скрепление типа ЖБ представляет собой две пружинные клеммы и два закладных болта. Металлическая подкладка отсутствует. Рельс укладывается на специальную прокладку из прочного материала. Электроизоляция на раз­дельном скреплении КБ и на нераздельных ЖБ и БП осуще­ствляется с помощью резиновой подкладки, текстолитовой втулки, резиновых прокладок под клеммы.

Скрепления типа ЖБ и БП имеют некоторые преимущества перед скреплением типа КБ. Они менее металлоемки, состоят из меньшего количества деталей, более упруги. Но есть и не­достатки: слабое сопротивление поперечным (боковым) силам, невозможность регулировать положение рельсов по уровню пу­тем укладки прокладок. Существенный недостаток промежуточ­ного скрепления для железобетонных шпал заключается в том, что неметаллические элементы скрепления изнашиваются на­много быстрее, чем металлические, и требуют замены чаще, чем истекает срок службы шпал.

 

 

 

Теория угона пути и меры по его предупреждению

Угоном пути называют продольное перемещение рельсов относительно шпал или рельсов вместе со шпалами относи­тельно балластного слоя под действием продольных сил. Угон — вредное явление в пути, он возникает из-за сопротив­ления движению колес подвижного состава, изгиба рельсов под поездами в шпальных ящиках, изменения длины рельсов под действием температурных сил, ударов колес о рельсы в стыках.

Чаще всего угон пути возникает на уклонах, тормозных участках. При этом образуются либо слитые, либо сильно рас­тянутые зазоры в стыках. Появление этих неисправностей мо­жет привести в летний период к выбросу пути, а в зимний — к разрыву болтов в стыках. Кроме этого, могут происходить сдвиги шпал с уплотненных постелей, что приведет к образова­нию толчков, перекосов и просадок в пути. Это в конечномитоге значительно повышает расходы на текущее содержание пути, на исправление последствий угона.

Чтобы предотвратить воздействие продольных сил на рель­сы и таким образом препятствовать угону пути, при нераздель­ном и смешанном скреплении ставят противоугоны. Уменьше­ние интенсивности угона пути достигается хорошим текущим содержанием, усилением мощности пути, за счет укладки тяже­лых рельсов, постановки пути на щебень, увеличения числа шпал. Основным видом противоугона является пружинный (рис. 2.20, а), хотя в эксплуатации еще имеются и самозаклиниваю­щиеся противоугоны (рис. 2.20, б).

Рис. 1. Противоугоны:а — пружинный; б — самозаклинивающийся;1 — скоба; 2 — клин; 3 — якорь клина; 4 — рельс. Наиболее широкое применение получили пружинные противоугоны, так как они состоят из одной детали — пружинной скобы. Сред­нее усилие сдвига противоугона вдоль подошвы рельса должно быть не менее 8 кН. Самозаклинивающиеся противоугоны состоят из двух частей: скобы и клина. Число противоугонов, которое устанавливают на рельсы, зави­сит от грузонапряженности линии, типа подвижного состава, типа рельсов и балласта, от того, однопутная это линия или двухпутная. Схемы закрепления пути от угона для различных условий приво­дятся в инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути. Наименьшее число пар противоугонов, которое требуется при рельсах длиной 25 м, — 14, а наибольшее — 44. Пружинные про­тивоугоны ставят спе`циальными ключами, скоба должна упираться в шпалу. На однопутных участках их упирают в шпалы с разных сторон относительно середины звена для того, чтобы препятство­вать угону в любом направлении.На раздельном, пружинном, скреплении противоугоны, как пра­вило, не ставят. Эти виды скреплений создают достаточное сопро­тивление угону пути.

Бесстыковой путь

Бесстыковым рутем называется путь, длина которого более 250 м. Его получают путем сварки рельсов стандартной длины электроконтактным способом. В бесстыковом пути средняя часть рельсовых плетей при изменении температуры относительно темпе­ратуры укладки не изменяет своей длины, смещаются только кон­цы плетей. Бесстыковой путь начали укладывать с середины 50-х гг. Основными его преимуществами перед звеньевым путем явля­ются следующие: уменьшение количества рельсовых стыков, что дает экономию металла (накладки, болты, гайки, шайбы, соединители); уменьшение выхода рельсов из строя из-за де­фектов в стыках; сокращение работ по текущему содержанию пути примерно на 25 % из-за уменьшения стыков; увеличение срока службы ходовых частей подвижного состава, шпал, бал­ласта; более комфортабельное нахождение пассажиров в пасса­жирских поездах; повышение надежности работы электрических рельсовых цепей. Основное отличие в работе бесстыкового пути от обычного звеньевого — наличие в рельсовых плетях значительных темпе­ратурных напряжений. При повышении температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления в них возни­кают продольные силы сжатия, которые могут создать выброс пути, а в некоторых случаях вызвать перенапряжение в голов­ке рельса. При понижении температуры появляются растягива­ющие усилия, которые могут вызвать перенапряжение в подо­шве рельса или разрыв стыковых болтов. Для обеспечения нормальной работы бесстыкового пути, а следовательно, и безопасности движения поездов, необходимо учитывать эти особенности при его проектировании, укладке и эксплуатации. Чтобы не произошло выброса пути в летний пе­риод, закрепление плетей бесстыкового пути производится в определенный интервал температур, который определяется рас­четом. Бесстыковой путь укладывается при любых температу­рах, но в последующем делается разрядка температурных напряжений, когда наступает расчетный интервал температур. При эксплуатации бесстыкового пути происходит изменение длины концевых участков рельсовых плетей, и для того чтобы дать возможность им удлиниться или укоротиться, между пле­тями укладывают уровнительные рельсы длиной 12,5 м с зазорами не больше 10 мм в количестве двух пар — при длине двух полуплетей менее 600 м; трех пар — при длине двух полуплетей более 600 м; четырех пар — при постановке в зоне уравнитель­ных рельсов изолирующего стыка.При укладке бесстыкового пути необходимо соблюдать сле­дующие требования:1. В плане путь укладывается в прямых и кривых участках пути радиусом не менее 350 м;2.балласт должен быть щебеночный, фракций 25—60 мм; ширина плеча балластной призмы не менее 25 см, а в кривых радиусом менее 600 м — не менее 35 см со стороны наружной нити, крутизна откосов призмы не более 1:1,5;3.шпалы должны быть железобетонные в количестве 1840 штук в прямых и кривых радиусом 1201 м и более и 2000 штук в кривых радиусом 1200 м и менее; 4.рельсы должны быть мощными, не ниже типа Р65; 5.земляное полотно не должно иметь деформаций и болез­ней; 6.на конце рельсовых плетей должны стоять шестидырные накладки длиной 1000 мм, способные выдерживать большиепродольные силы. Гайки стыковых болтов следует затягивать электрическим клю­чом так, чтобы крутящий момент был не менее 600 Нм при рельсах Р65 и Р75. Режим укладки и эксплуатации бесстыкового пути устанав­ливается расчетом, который сводится к определению возможно­сти его укладки и эксплуатации и к определению границ ин­тервала закрепления рельсовых плетей. Возможность укладки бесстыкового пути и способ его экс­плуатации в данных условиях устанавливаются исходя из ха­рактеристики верхнего строения пути, плана линии, подвижно­го состава, максимальной скорости движения поездов и климатических условий, путем сравнения допускаемой температу­ры амплитуды (Т) с фактически наблюдавшейся в данной местности наибольшей годовой амплитудой колебания темпе­ратуры рельса Т_а.Допускаемая температурная амплитуда (Т) определяется по формуле:

где ∆t_у — допускаемое изменение температуры рельсов по срав­нению с температурой их закрепления в сторону повышения; ∆t_p — то же в сторону понижения, определяется расчетом прочно­сти рельсов в зависимости от типа локомотивов и реализуемой скорости.

Амплитуда колебаний температуры Т_а определяется как алгебра­ическая разность между самой высокой ^и самой низкой температурами рельса, наблюдающимися за ряд лет в дан­ной местности:

38. Устройство пути в кривых

В кривых участках устройство пути имеет ряд особенностей, основными из которых являются возвышение наружного рельса над внутренним, наличие переходных кривых, уширение колеи при малых радиусах, применение укороченных рельсов на внут­ренней рельсовой нити, усиление пути, увеличение расстояния между осями путей в круговых кривых двух- и многопутных линий в соответствии с требованиями габарита.

Рис.1 Профиль и план переход­ной кривой:

НПК — начало переходной кривой; КПК — конец переходной кривой; Л — возвышение наружного рельса в кривой; Р — переменный радиус переходной кривой; R — радиус круговой кривой

Рис.1 Рис. 2

Возвышение наружного рельса предусматривается при радиусе кривой 4000 м и менее для того, чтобы нагрузка на рельсовые нити была примерно одинако­вой с учетом действия центро­бежной силы. Величина воз­вышения h зависит от массы поезда, скорости движения и радиуса кривой. Согласно ПТЭ мак­симальное возвышение наружного рельса в кривой составляет 150 мм. Наличие переходных кривых связано с необходимостью плавного сопряжения кривой с примыкающей прямой как в плане, так и в профиле пути.

Переходная кривая в плане (рис. 1) имеет переменный ради­ус, уменьшающийся от бесконечно большого до радиуса R круго­вой кривой (с увеличением кривизны) пропорционально измене­нию ее длины. Кривая, обладающая таким свойством, представля­ет собой радиоидальную спираль. В профиле переходная кривая в обычных условиях — это наклонная прямая с постоянным укло­ном / = h/l, где l — длина переходной кривой. Уширение колеи обеспечивает вписывание подвижного состава в кривые. Поскольку колесные пары закреплены в раме тележки та­ким образом, что в пределах жесткой базы они всегда параллель­ны друг другу, в кривой только одна колесная пара может рас­положиться по радиусу, а остальные находятся под углом к нему. Это требует увеличения зазора между гребнями колес и рельсами во избежание заклинивания колесных пар (рис. 2).

Рис. 2. Схема свободного вписыва­ния в кривую двухосной тележки:

S_c — ширина колеи в кривой; — максимальное расстояние между наруж­ными гранями гребней колес;/, — стре­ла изгиба кривой наружного рельса; L — длина базы тележки; X — расстояние от геометрической оси второй колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом; 6_К — расстояние от геометри­ческой оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом где д_тйХ — максимальное расстояние между наружными гранями гребней колес; f_H — стрела изгиба кривой по наружной нити; 4 — допуск на сужение колеи, мм (остальные размеры выражены так­же в миллиметрах).

Ширина колеи, необходимая для свободного вписывания двухосной тележки в кривую,ПТЭ установлены следующие нормативные значения ширины колеи в кривых в зависимости от радиуса кривой:

Радиус кривой, м.............. Не более 299 300...349 350 и более

Ширина колеи, мм........... 1535 1530 1520

Укладка укороченных рельсов во внутреннюю рельсовую нить необходима для исключения разбежки стыков. Поскольку внутрен­няя нить в кривой короче наружной, применение рельсов оди­наковой длины вызвало бы забегание стыков вперед на внутрен­ней нити. Для предотвращения разбежки стыков каждому радиусу кривой должна соответствовать своя величина укорочения рельса. В целях унификации установлены стандартные укорочения рель­совых звеньев длиной 25 м — 80 и 160 мм.

Усиление пути в кривых осуществляют при радиусе кривой, не превышающем 1200 м, для обеспечения его равнопрочное™ с при­мыкающими прямыми участками. Для этого увеличивают число шпал, укладываемых на 1 км пути, уширяют балластную призму с наружной стороны кривой, устанавливают несимметричные под­кладки с большим плечом на наружной стороне и применяют рель­сы из наиболее твердого материала.

 

 

 

Ширина колеи в кривых.

За расчетную схему определения оптимальной ширины колеи принима­ют такую, при которой железнодорож­ный экипаж (его жесткая база) своим наружным колесом передней оси при­жимается в наружному рельсу кривой, а задняя ось жесткой базы либо зани­мает радиальное положение, либо стре­мится его занять; при этом центр по­ворота экипажа находится на пересе­чении этого радиуса с продольной геометрической осью жесткой базы экипажа (схема свободного вписыва­ния).

Рис. 2. Расчетная схема положения жесткой базы экипажа в кривой для определения опти­мальной ширины колеи

Если расчетная ширина колеи S ока­жется больше нормативного значения Su для данного радиуса кривой соглас­но ПТЭ, то следует перейти к опреде­лению минимально допустимой шири­ны колеи, приняв соответствующую расчетную схему;

Если расчетная ширина колеи S по­лучается меньше стандартной для пря­мого участка пути (S₀ = 1520 мм), то это будет означать, что конструктив­ные размеры и особенности ходовых частей рассматриваемого экипажа по­зволяют проходить ему кривую данно­го радиуса без уширения колеи. В таком случае ширина колеи S прини­мается по ПТЭ в зависимости от вели­чины радиуса.

Рассмотрим случай определения оп­тимальной ширины рельсовой колеи S в кривой радиусом R из условия сво­бодного вписывания экипажа с трехос­ной жесткой базой Lo (рис. 2), при­няв при этом следующие обозначения:

q = Т + 2h + 2μ — ширина колесной пары (колесная колея);

L₀ — длина жесткой базы экипажа;

С — центр поворота жесткой базы экипажа;

λ — расстояние от центра поворота до геометрической оси первой колес­ной пары (для данного случая λ = L0);

b₁ — расстояние от геометрической оси первой колесной пары до точки ка­сания гребня колеса с рельсом (забег);

f_н — стрела изгиба наружного рель­са (при хорде АВ);

Ση — сумма поперечных разбегов осей.

Из рис. 2 видно, что для свобод­ного вписывания жесткой базы в кри­вую необходима ширина колеи

В этой формуле f_н находится по вы­ражению

Здесь величину забега принимаем для слу­чая неизношенных гребней по следую­щей формуле:

где r — радиус колеса; ; t— расстояние от поверхности катания до точки прижатия гребня к боковой грани головки рельса (глубина касания); принимается равным 10 мм;

τ — угол наклона рабочей поверх­ности гребня колеса к горизонту, равный для нового вагонного колеса 60°, для локо­мотивных бандажей — 70°; S0 = 1520 мм.

40. Подуклонка рельсов

Рельсы по отношению к верхней плоскости (постели) шпал укладывают с подуклонкой 1:20, т. е. такой же, как ос­новная поверхность катания колес. По­дуклонка рельсов в прямых и наружной нити в кривых участках должна быть не менее 1:60 и не более 1:12, а внутренней нити в кривых при возвышении наруж­ного рельса свыше 85 мм — не менее 1:30 и не более 1:12. На деревянных шпалах подуклонка рельсов обеспечивается укладкой клин­чатых подкладок, а на железобетонных подрельсовых основаниях — наклоном опорной подрельсовой площадки шпал или блока. Придать требуемую поду-клонку рельсов на деревянных шпалах можно и при плоских подкладках ук­ладкой клинчатых прокладок из твер­дого материала. На дорогах Европы при коничности поверхности катания колес 1/20 приня­та подуклонка рельсов также 1/20. В США при коничности 1/20 получила некоторое распространение подуклон­ка рельсов 1/40, при которой снижается масса подкладок. Однако при этом уменьшается площадь опирания колеса на рельс и она смещается к краю го­ловки рельса (к боковой рабочей грани головки), что увеличивает возможность контактных повреждений, которые наиболее часто возникают именно в местах перехода от поверхности ката­ния головки рельса к ее боковой грани.

 

 

 

Профиль рельсовой колеи в кривых

В кривых участках устройство пути имеет ряд особенностей, основными из которых являются возвышение наружного рельса над внутренним, наличие переходных кривых, уширение колеи при малых радиусах, применение укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити, усиление пути, увеличение расстояния между осями путей в круговых и переходных кривых.

Переходная кривая(ПК) в плане предназначена для плавного сопряжения кривой с прямой как в плане так и в профиле. Переходная кривая имеет переменный радиус изменяющийся от бесконечного большого до радиуса КК. Такая кривая представляет радиоидальную спираль. В профиле ПК это наклонная прямая с постоянным уклоном

Отводы уширения и отгон возвышения наружного рельса

При проходе подвижного состава по кривой возникает центробежная сила, стремящаяся опрокинуть экипаж наружу кривой. Опрокидывание может произойти только в исключительных случаях. Однако центробежная сила не­благоприятно действует на пассажи­ров, вызывает перераспределение вер­тикальных давлений на рельсы обеих нитей и перегруз наружной нити. Цент­робежная сила вызывает также допол­нительное воздействие на путь при вписывании экипажа в кривую. Это влечет за собой усиленный износ рель­сов наружной нити. Кроме того, боль­шие поперечные силы вызывают рас­кантовку рельсов, уширение рельсовой колеи, расстройство положения пути в плане.

Во избежание указанных явлений устраивают возвышение наружной рельсовой нити над внутренней. По­являющиеся горизонтальные состав­ляющие веса экипажей за счет наклона полотна железнодорожного пути ней­трализуют негативные последствия действия центробежных сил в кривых.

Величина возвышения определяется исходя из двух требований: - обеспечения одинакового верти­кального износа обоих рельсов в кри­вых, характеризуемого одинаковым давлением колес на наружную и внут­реннюю рельсовые нити; - обеспечения комфортабельности езды пассажиров, характеризуемой до­пускаемым непогашенным ускорением.

Для обеспечения одинакового вер­тикального износа обеих нитей необхо­димо, чтобы сумма нормальных давле­ний от всех поездов на наружную нить (или нормальных реакций E_н на эти давления) равнялась сумме нормаль­ных давлений от тех же поездов на внутреннюю нить (или ее нормальных реакций Е_в на эти давления). При этом и боковые силы, передаваемые на на­ружную рельсовую нить, не будут чрез­мерными.

Положение экипажа в кривой с воз­вышением наружного рельса

 

 

 

Роль и место соединений и пересечений ж\д линий

Соединения железнодорожных путей устраивают для перево­да подвижного состава с одного пути на другой или через пе­ресекающие пути.Основными видами соединений являются: соединение двух путей в один; съезд, соединяющий два соседних пути; стрелоч­ная улица, соединяющая ряд параллельных путей; треугольник, петля или поворотный круг для разворота подвижного состава. Эти соединения показаны на рис.1. Основными видами пересечений путей являются: глухое пе­ресечение под прямым утлом и острым углом, а также сплете­ние путей (рис. 2).

Рис. 1. Схемы соединения путей:

а — соединение двух путей; б — съезд; в — стрелочная улица; г — петля; д — треугольник

Рис.2. Пересечение путей:

а — глухое пересечение под прямым углом;б — глухое пересечение под острым углом; в, г — сплетение путей

Рис. 6.3. Одиночные стрелочные переводы:

а — обыкновенный (правый, левый);б — симметричный; в — несимметричный разносторонний; г — несимметричный односторонний

Для соединения и пересечения путей в одном уровне применя­ются в основном стрелочные переводы. К основным видам стре­лочных переводов относятся одиночные, двойные и перекрестные. Одиночные бывают обыкновенные (правые и левые) (рис. 6.3, а); односторонние несимметричные, у которых основной и ответ­вляемый пути криволинейные и направлены от основного прямо­го пути в одну сторону (рис. 6.3, г); разносторонние симметрич­ные, у которых оба пути криволинейные и расходятся от основ­ного прямого направления в разные стороны под одинаковыми углами (рис. 6.3, б), разносторонние несимметричные, у которых оба пути криволинейные и направлены от основного направле­ния в разные стороны под разными углами (рис. 6.3, в). Двойные стрелочные переводы применяются для ответвления от основного прямого направления двух боковых путей. Иног­да такие стрелочные переводы называют тройниками (рис. 6.4). Двойные стрелочные переводы бывают: симметричными разно­сторонними, несимметричными разносторонними и несим­метричными односторонними. Перекрестные стрелочные переводы служат для прохода подвижного состава по пересекающимся в одном уровне на­правлениям и перехода его с одного пути на другой. Если по перекрестному стрелочному переводу, кроме сквозного прямого движения, возможен переход подвижного состава с любого из сходящихся направлений на любое из расходящихся, то такой перевод называют двойным перекрестным (рис. 6.5). Более 95 % из всех лежащих в пути стрелочных переводов составляют оди­ночные стрелочные переводы.

Стрелочные переводы: назначение и классификация

Стрелочные переводы служат для перевода подвижного состава с одного пути на другой.

Классификация стрелочных переводов

Стрелочные переводы являются наиболее распространенными конструкциями среди всех соединений и пересечений путей. Они служат для соединения и разветвления путей и предназначены для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Наиболее распространены на сети дорог и чаще всего употребляются на главных и станционных путях обыкновенные переводы, количество которых составляет около 97 %. Вторыми по распространению являются симметричные переводы, количество достигает 2-3 %.

Простой (одиночный) стрелочный перевод состоит из стрелки, соединительных путей (прямого и криволинейного) и крестовины с контррельсами. Все части стрелочного перевода уложены на переводные брусья.

Симметричные одиночные переводы имеют отклонение каждого из обоих путей от основного направления на угол, равный половине угла крестовины. Это позволяет значительно увеличить радиусы переводных кривых. применение симметричных стрелочных переводов марки 1/6 позволяет получить меньшую длину перевода при радиусе переводной кривой перевода марки 1/9 (R=200 м). Симметричные переводы типов Р50 и Р43 марки 1/6 обычно укладывают в сортировочных парках, а также на путях грузовых вагонов, локомотивного и вагонного хозяйства, а при увеличении расстояния от стыка рамного рельса до начала остряка с 0,74 до 2,18 м и полной длины 20,54 – на путях приема и отправления грузовых поездов.

Двойные стрелочные переводы имеют очень незначительное распространение. Оп аналогии с одиночными, двойные могут быть односторонними и разносторонними, которые могут быть симметричными и несимметричными. Основное преимущество двойных переводов перед одиночным состоит в том, что основной путь в них разветвляется на 3 направления. При этом двойные переводы занимают меньше места по длине, чем два обыкновенных подряд уложенных перевода, которые также дают в результате разветвления одного пути в три. Однако конструкция и эксплуатация двойных переводов значительно сложна.

Перекрестные стрелочные переводы могут быть одиночными или двойными. Двойной перекрестный перевод занимает два одиночных обыкновенных перевода и требует площади для укладки. Поэтому, несмотря на то, что перекрестные переводы более сложны в эксплуатации, они в ряде случаев бывают незаменимы.

Элементы и параметры стрелочных переводов

Стрелка – это часть стрелочного перевода, состоящая из двух рамных рельсов, двух остряков, переводного механизма, стрелочных тяг, скреплений и других деталей. Рамные рельсы в пределах остряков прикрепляются к переводным брусьям с помощью отдельных стрелочных башмаков. Корневое крепление должно удерживать остряк от поперечного и продольного смещений, не препятствуя помещению остряка по подушкам. Криволинейный соединительный путь называется переводной кривой и имеет радиусы: в стрелочном переводе марки 1/9 – 200 м (в переводе, входящем в перекрестный съезд – 160 м); в стрелочном переводе марки 1/5 – 60 м. Стрелки на всех путях должны быть оборудованы закладками для запирания их навесными замками. Закладки монтируют на первых стрелочных башмаках у острия остряков. В закрытом положении закладка упирается в шейку остряка и предотвращает отжатие его острия от рамного рельса.

Крестовина является конструктивной частью стрелочного перевода. Крестовина состоит из сердечника и двух усовиков. По конструктивным признакам крестовины делятся: сборнорельсовые; сборные с литым сердечником; сборные с литым сердечником в виде цельной отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков; цельнолитые; с подвижным сердечником. Сборнорельсовые изготавливают из путевых рельсов. Сборные крестовины с литыми сердечниками имеют односторонние или двусторонние сердечники из углеродистой или марганцовистой стали. После износа двусторонний сердечник переворачивают.

Сборные крестовины с литым сердечником в виде цельной отливки с наиболее изнашиваемой частью в настоящее время получили наибольшее распространение. Цельнолитые крестовины из высокомарганцовистой стали, применяют для пропуска поездов с высокими скоростями движения. Цельнолитые крестовины – самые прочные и устойчивые из всех видов крестовин и имеют наименьшее количество деталей.

Контррельсы стрелочных переводов служат для гребня движущегося колеса в соответствующий желоб крестовины. Контррельс своей средней частью должен перекрывать расстояние от горла до сечения сердечника (40 мм), в котором колесо целиком опирается на сердечник. От среднего участка контррельса в обе стороны делают прямолинейные отводы, для чего контррельсы в этих местах изгибают под углом, примерно равным углу удара в остряк, а на выходах делают желоб 88…90 мм. Длина контррельса зависит от марки крестовины и скорости движения поездов по переводу. Путевые рельсы с контррельсами укладывают на общие контррельсовые подкладки. Для связи контррельса с путевым рельсом применяют вкладыши и болты. Для боковой устойчивости некоторые контррельсовые подкладки снабжены упорками (упорными башмаками).

 

Расчет Обыкновенного стрелочного перевода

Размеры перевода определяют из двух уравнений, полученных проектированием всех его частей на вертикальную и горизонтальную оси:

^;

,

Где S- ширина колеи у переднего конца остряка;R- радиус переводной кривой; L_T-теоретическая длина стрелочного перевода; l₀-длина остряка; h-прямая вставка м/ж центром крестовины и началом переводной кривой; ее минимальная длина равна передней части p плюс длина половины стыковой накладки; β-угол между рабочими гранями остряка и рамного рельса в корне остряка.

Радиус переводной кривой

Полная длина стрелочного перевода с учетом длины задней части крестовины q и длины пригоночного рельса К определяется по формуле L_п=m+Lт+q+K

При определении P и q у крестовин с современными двухуголковыми накладками определяющей является возможность постановки болтов. Их значения определяютсяпо формулам

где t_Г- половина ширины желоба у крестовины; q_н- длина полунакладки; λ – допуск к величине накладки; δ – стыковой зазор; q₀ – величина, равная 2NV₀; V₀ – ширина головки рельсов.

Длина пригоночного рельса К подбирается из условия ,чтобы практическая длина стрелочного перевода была равна

где l_р и l_н – длина рамного и нормального рельса;λ – величина стыкового зазора; с – число звеньев в переводе;

В планах примыкания при проектировании съездов и стрелочных переводов необходимо, в первую очередь, иметь два размера: a-расстояние от начала рамного рельса до центра перевода; b- расстояние от центра перевода до конца крестовины:

а=L_T –SN+m; b=SN+q

Симметричный стрелочный перевод

Основные размеры симметричного стрелочного перевода определяются из уравнений

Где β- стрелочный угол; α- угол крестовины.

Порядок определения основных размеров аналогичен вопросу по стрелочному переводу.

 

 

 

Эпюра укладки шпал и брусьев в пределах стрелочных переводов

Эпюрой стрелочного перевода называется его масштабная схема, на которой указаны основные размеры, определяющие взаимное расположение частей стрелочного перевода. На эпюре указывают правила укладки переводных брусьев, их количество и размеры. На схеме разбивки указаны все необходимые размеры для правильной укладки и дальнейшей эксплуатации стрелочных переводов. На схеме указан центр стрелочного перевода, пред­ставляющий собой точку пересечения осей разветвляющихся пу­тей; положение начала остряков и передних стыков рамных рельсов; математический центр крестовины, передние стыки крестовины и хвост (пята) крестовины. Указаны расстояния от пяты крестовины до передних стыков рамных рельсов (полная длина стрелочного перевода), от математического центра крестовины до острия остряков, а также до центра стрелочного перевода, от центра стрелочного перевода до острия остряков. Указана ширина колеи и ординаты в местах промеров, размеры длин рельсов и рельсовых рубок, размеры стыковых зазоров. Переводные брусья под стрелкой и крестовиной укладывают пер­пендикулярно оси прямого пути в зависимости от преимущественно­го движения, в пределах переводной кривой — веером, по радиусу переводной кривой. Правила укладки брусьев указаны на эпюре.

К эпюре укладки и схеме разбивки стрелочного перевода прилагается спецификация, которая содержит размеры, количе­ство и массу скреплений, которые не входят в комплекты стрелки и крестовины.

Рис. 6.37. Схема разбивки симметричного стрелочного перевода

 

Определение расстояния между центрами смежных стрелочных переводов.

1. Два стрелочных перевода, расположенные по одну сторону основного прямоугольного пути (рис.а) или по обе его стороны (рис.б).

x=a1+a2+f

a1 и а2 – расстояния от начала рамных рельсов соответственно до центров первого и второго переводов.

f-прямая вставка между началом рамных рельсов двух встречных переводов.

2. Два попутных последовательно уложенных перевода, расположенные по одну сторону от основного пути (рис. в).

x=a1+f+b2=e/sina

3. Два попутных, последовательно уложенных перевода, расположенные с разных сторон от основного пути (рис.г).

х=а1+f+b2.

4. Два стрелочных перевода, уложенные по обе стороны от основного пути хвостами крестовин друг к другу (рис.д).

х=b1+f+b2=e/sina

 

 

Классификация стрелочных улиц.

Группа стрелочных переводов, отстоящих друг от друга на минимально необходимое расстояние, соединяющая ряд путей одного назначения, образует стрелочную улицу.

Различают: под углом крестовины, на основном пути, под двойным углом крестовины, веерные, сокращенные, пучкообразные комбинированные и др.

По местоположению и системе развития путей: 1) оконечные стрелочные улицы, т.е., расположенные в конце или в начале парка путей; 2) промежуточные, или средние, стрелочные улицы, обычно пересекающие парк путей.

Стрелочные улицы каждой указанной категории, в свою очередь, подразделяются на следующие три группы: прямолинейные, ломаные, и смешанные.

Прямолинейные стрел.улицы – это те, которые имеют прямые оси. Ломаные – ломаные ости. Смешанные – оси которых состоят из прямолинейных и криволинейных элементов.

 

Расчет стрелочных улиц под углом крестовины.

Расчет стрелочной улицы с уклоном а, равным углу крестовины, сводится к определению координат центров переводов и вершины угла поворота (точка B). Также проверяется достаточность прямой вставки (d).

Значения искомых величин можно определить по формулам: абсцисса центра перевода

х=с_i=e/tga;

ордината центра перевода: y=e;

расстояние м/у центрами двух смежных переводов: c=e/sina

тангенс кривой: Т=Rtg(a/2);

кривая:

Длина соединительной прямой от хвоста крестовины до стыка рамного рельса следующего перевода:

d₁=e/sina-l_n,

где l_n-практическая длина стрелочного перевода.

Длина стрелочной улицы по проекции от центра первого перевода до вернишы кгла поворота крайнего пути:

L₁=∑e/tga=∑eN,

Где N-значение марки крестовины.

Центр первого перевода принимают за начало координат и, про­ецируя на горизонтальную ось X и вертикальную ось Y известные расстояния с учетом утла наклона, находят координаты х и у цен­тров переводов и вершин углов поворота.

Для рассматриваемых точек стрелочной улицы:

х=∑e/tga; y=∑e. Вычисленные координаты записывают в специальную ведомость или заносят в графы координат стрелочной улицы.

 

Расчет стрелочных улиц, расположенных на основном пути.

В стрелочной улице, расположенной на основном пути, характерными точками являются центры стрелочных переводов и вершины круговых кривых. Центры переводов определяют по фор­муле

с = e/sina.

Центр круговой кривой на втором пути имеет координаты: x=c+e/tga; у=е. Радиус этой кривой обычно задан. Последующие кривые концентричны. Радиусы кривых в последующих путях воз­растают на величину е, т.е. R₃=R₂+e; R₄=R₂+2e и т.д. В общем виде эта зависимость может быть выражена формулой

R_n = R_n-1 + е.

Значения Т.К и f определяются по формулам

Т=R_ntg(a/2); K=πR_na/180; f =e/sina-(b+T).

Длина стрелочной улицы, расположенной на основном пути, равна:

L₁=∑c+a+b+m+l_k, где а и b – элементы стрелочного перевода;

m-расстояние от стыка рамного рельса до начала остряка;

l_k-расстояние от корня крестовины до предельного столбика.

 

 

 

Стрелочные улицы под двойным углом крестовины.

В общем случае расстояние между центрами переводов 1-2 и 2-3

Lo= L_n + d.

Зная L₀, можно определить расчетную ширину первого междупу­тья е_р и координаты центра перевода 2: е_р = 2L₀ sin а

Расстояние с между центрами переводов по улице, наклоненной под углом 2а, определяется из уравнения с=2e/sin2a

Для определения координат центров других переводов и вершин углов поворотов используются найденные координаты центра пере­вода 2, а также известные расстояния с и L₀.

Координаты вершины угла поворота крайнего пути определяют­ся по формуле

x_B8=x₂+(∑e-y₂)/tg2a=L₀*cosa-(∑e-L₀sina)/tg2a.

Для проверки вставки f_n на крайнем пути необходимо определить расстояние от центра перевода 2 до вершины угла поворота на крайнем пути, зная ординату у₂:

(∑e-y₂)/sina=(∑e-L₀sina)/sin2a; f_n=(∑e-L₀sina)/sin2a-(∑c+b+T_n), где ∑c-расстояние от центра перевода 2 до последнего перевода на прямом участке стрелочной улицы;

Т_n=Rtga – тангенс кривой на крайнем пути. Вставка f определяется по формуле: f=e/sina-(b+T). В случае, когда первое междупутье одинаково с другими, а так­же при нечетном числе путей в парке схема стрелочной улицы из­меняется, как показано пунктиром. Второй путь парка примыкает к основному пути переводом 8; расстояние между переводами 1 и 2 при новом положении перевода 1 будет не L₀, а несколько больше: L₁=2e/sina-L₀. Принцип расчета других элементов сохраняется и для изменен­ной схемы.Достоинством стрелочной улицы под двойным углом крестови­ны является сокращение длины стрелочной зоны. Она применяется преимущественно в горловинах приемоотправочных парков, имею­щих более четырех-пяти путей.

Веерные стрелочные улицы.

Веерная стрелочная улица имеет ось в виде ломаной линии; угол ее направления меняется после примыкания каждого следующего пути. Различают веерные улицы неконцентрические и концентриче­ские . В зависимости от вида веерной улицы применяются различные методы расчета.
При расчете неконцентрических стрелочных улиц обычно извест­но расстояние между осями путей е, радиус R сопрягающей кривой и расстояние между центрами переводов L_q, определяемое по схеме попутной укладки. Рассчитывают координаты центров переводов и вершин углов поворота, применяя общий метод проекции на оси Х и Y, и элементы кривых для известных углов a ,2a, 3a и т.д.

В концентрических веерных стрелочных улицах кривые участки концентричны и начинаются в одном створе.

Радиус кривой на пути 2 принимают не менее 300 м. Для каждо­го последующего пути радиус кривой возрастает на величину е.

В расчете стрелочной улицы этого вида кроме координат цен­тров переводов и вершин углов поворота определяют также длины вставок d и / Минимальное значение d должно соответствовать требованиям схемы попутной укладки.

Недостатком веерной концентрической улицы является измене­ние вставки d и, как следствие, появление рубок переменной длины при попутной укладке переводов.

Веерные улицы применяются в тех случаях, когда из парка надо устроить выход на основной путь, расположенный к парку под уг­лом белее 2а, а также для крайних пучков больших парков.

Комбинированные стрелочные улицы.

Комбинированные улицы возникают при большом числе путей в парках. Чаще всего они представляют собой различные комбинации простейших улиц с увеличением угла наклона к основному пути.

В качестве примера на рис. 8.6 показана улица, которая от стрел­ки 2 до стрелки 5 по своей конструкции является простой улицей под углом крестовины. Участок между переводами 6-9 представ­ляет собой простейшую улицу на основном пути, наклоненную к пути 1 под углом а; участок, на котором уложены переводы 10-12, представляет собой улицу под углом крестовины, наклонную к пути 1 под углом За

Расчет координат центров переводов этих улиц весьма прост, так как все углы и расстояния L₀ и С известны по предыдущим расче­там. Так же легко определяются координаты вершин углов поворота. Но в этих улицах необходимо проверять возможность вписывания кривых заданных радиусов, для чего надо определить величину вставки между хвостом крестовины и началом кривой после наибо­лее удаленных переводов (в приведенном примере - на путях 7 и 13).

В рассматриваемом примере, зная координаты х₁₀ и y₁₀ центра перевода 10, можно определить координаты вершины утла поворота пути 13 и вставку f₁₃:

x_B13=x₁₀+(∑e-y₁₀)/tg3a; T₁₃=Rtg(1.5a);

f₁₃=(∑e-y₁₀)/tg3a-(2c+b+T₁₃).

Комбинированные улицы могут также представлять сочетания простейших улиц с улицами под углом 2a или веерныеми.

 

 

 

Съезды. Классификация и расчет.

Съезды представляют собой соединение двух близлежащих рельсовых путей посредством стрелочных переводов, а иногда и глухих пересечений. Они состоят из путей, включающих прямые и кривые участки, и из стрелок, переводящих путь с одного направления на другое. Все кривые для съездов принимаются с минимальным радиусом 175 м не имеют переходных кривых и возвышений наружного рельса.

В зависимости от расположения и плана соединяемых путей различают съезды: обыкновенные, перекрестные и сокращенные.

Обыкновенный съезд. Если соединяемые пути прямые и параллельные, то съезд обычно делается прямым и оба его перевода имеют одинаковую марку крестовины. Такой съезд называется нормальным или обыкновенным.

Обыкновенный съезд состоит из двух одиночных стрелочных переводов и соединительного пути f, укладываемого между корнями их крестовин. Для определения координат центров стрелочных переводов съезда проектируют линию ОО₁ на ось пути КЛ и перпендикулярную ей линию (междупутье е): x = (2b + ƒ) cos α = e / tg α; y = e = (2b + ƒ) sin α. Из последнего уравнения определяется длина прямой вставки ƒ = е / sin α – 2b. Пропорция полной длины съезда будет равна Х = 2а + х.

Перекрестный съезд.При необходимости соединить два параллельных пути встречными съездами иногда прибегают к укладке так называемого перекрестного съезда. Перекрестный или двойной съезд представляет собой пересечение двух одиночных съездов. Он имеет четыре стрелочных перевода и глухое пересечение, помещаемое между корнями крестовин. Перекрестные съезды укладываются в стесненных условиях, когда для последовательного расположения двух одиночных съездов нет участка достаточной длины.

Сокращенный съезд между прямыми параллельными путями обычно используют при больших значениях междупутий (обычно больше 7 м), чтобы получить наименьшее значение длины съезда. Для этого между хвостовыми торцами крестовин укладывают две обратные кривые, разделенные прямой вставкой l₀. С целью определения элементов, необходимых для разбивки такого съезда, должны быть заданы:- марка крестовины и осевые размеры стрелочного перевода (N, a, b); - междупутное расстояние Е; - радиусы кривых R, расположенных на переходе между стрелочными переводами; - длина прямой вставки l₀, которую принимают обычно не менее 10 м (если по съезду движение поездов предусмотрено с небольшими скоростями, то она может быть принята равной нулю).

 

 

 

Глухие пересечения

Глухими пересечениями называют пересечения двух путей в одном уровне. Они могут устраиваться под прямым углом, и тогда их называют прямоугольными, или под острым углом — косоугольные. Прямоугольные глухие пересечения имеют четы­ре прямые, тупые крестовины, а косоугольные пересечения — две острые и две тупые крестовины (рис. 1Тупые крестовины состоят из двух сердечников, контррель­са и усовика. Расстояние между математическим центром тупой крестовины и остриями сердечников называют вредным пространством. Для прохода вредного пространства колесо направляется контррель­сом в нужный желоб только на части вредного пространства. Другая часть вредного пространства оказывается неперекрытой. Что­бы помочь колесу попасть в нужный желоб, контррельс повы­шен над уровнем усовика на 45 мм (в сечении сердечника 40 мм повышение контррельса сводится к нулю). Глухие пересечения для перекрестных съездов имеют марки 2/6, 2/9 и 2/11. Углы для глухих пересечений принимают в 90°, 60°, 45°, 30°, 2а.

Рис. 1. Схема глухих пересечений: а — прямоугольное; б — косоугольное; 1 — контррельс;2 — крестовина; 3 — контурно-замкнутый контррельс;4 — предельный столбик; 5 — сердечник острой крестовины;6 — контррельсы острой крестовины; 7 — сердечник тупой крестовины;8 — усовик тупой крестовины; 9 — контррельс тупой крестовины;С — малая диагональ ромба; Д — большая диагональ

59. Разворотные участки пути.

Существует 3 схемы съездов между главными путями (а), на однопутное ответвление и в двупутный тоннель (тупик) или перекрестный съезд (б и в).

Кроме рассмотренных схем разворота подвижного состава на линиях применяют петлевые оборотные устройства с минимальными радиусами кривых.

Кроме стрелочных переводов и их сочетаний, обеспечивающих перевод подвижного состава с одного пути на другой, в практике работы железных дорог применяются поворотные круги, треугольники и многоугольники с нечетным числом сторон. Могут быть как симметричные, так и не симметричные.

Несимметричный стрелочный треугольник

 

 

Классификация станций, обгонных пунктов и разъездов

Для выполнения транспортной работы и функций по обеспечению предприятий и организаций, населения в целом, услугами железнодорожного транспорта на железнодорожных линиях создаются раздельные пункты – станции, разъезды и обгонные пункты. Станции, к которым примыкает не менее трех магистральных подходов, называются узловыми. Совокупность нескольких станций и других раздольных пунктов, связанных между собой и с примыкающими подходами соединительными линиями, называется железнодорожным узлом. В железнодорожных узлах сконцентрированы значительные объемы работ по техническому обслуживанию поездов, эксплуатации локомотивного и вагонного хозяйства. Они могут быть различной транспортно-технологической конфигурации. Наиболее значимыми раздельными пунктами являются станции. Станциями называют раздельные пункты, на которых помимо скрещения и обгона поездов осуществляются погрузка и выгрузка грузов, прием, хранение и выдача их клиентуре, обслуживание пассажиров, а при соответствующем путевом развитии – расформирование поездов, техническое обслуживание и ремонт локомотивов и вагонов.

По назначению и характеру работы станции подразделяются на промежуточные, участковые, сортировочные, пассажирские и грузовые, а по объему работы на внеклассные, имеющие большой объем работы и высокий уровень технического оснащения, и станции Ι, ΙΙ, ΙΙΙ, ΙV и V классов. К разъездам относятся раздельные пункты на однопутных линиях, предназначенные, главным образом, для скрещения и обгона поездов. По расположению относительно главного пути различают следующие разъезды : схемы Iа и Iб - с продольным размещением путей; схема II - с полупродольным размещением путей; схема III - с поперечным размещением путей. Обгонными пунктами являются раздельные пункты на двухпутных линиях, имеющие путевое развитие, допускающее обгон поездов и в необходимых случаях - переход поезда с одного главного пути на другой. На обгонных пунктах должны быть запроектированы устройства обеспечивающие: обгон поездов; перевод движения с правильного пути на неправильный и наоборот; в необходимых случаях - производство в небольших объемах пассажирских операций, а также стоянку отдельных вагонов (вагона-лавки, вагона-клуба и т.п.); если обгонный пункт является начальным или конечным пунктом толкания - удобный подход подталкивающего локомотива к поезду, стоянку его, а в необходимых случаях и экипировку. Обгонные пункты должны быть запроектированы с диспетчерскими съездами в обоих концах. На первую очередь можно предусматривать два направленных в разные стороны диспетчерских съезда (по одному в каждом конце обгонного пункта) таким образом, чтобы был обеспечен прием пассажирских поездов с обоих направлений к пассажирскому зданию.

 

Определение длины станционных путей

Полезная длина станционного пути (L) определяется между предельными столбиками (рис), предельным столбиком и стыком рамного рельса стрелочного перевода (рис. б), предельным столбиком и сигналом (рис. в, г). Полезная длина вытяжных, надвижных и других тупиковых путей ограничивается предельным столбиком, сигналом (а при его отсутствии - стыком рамного рельса) и началом засыпки балластной призмы упора (рис. д).На станционных путях, оборудованных электрическими рельсовыми цепями, полезная длина путей определяется с учетом установки изолирующих стыков, (рис.е). Изолирующие стыки устанавливаются: в створе с проходными, входными и маневровыми светофорами. Допускается сдвижка изолирующих стыков до 10,5 м по направлению движения и до 2 м против движения поездов. Сдвижка изолирующих стыков у входных светофоров допускается в обе стороны не более чем на 2 м. На станционных путях, используемых для приема и отправления поездов обоих направлений, а также на сортировочных путях (для получения максимально возможных длин путей) установка изолирующих стыков должна производиться на минимально допускаемом расстоянии от предельного столбика, равном 3,5 м. При этом сдвижка изолирующих стыков, как по направлению движения, так и против него, не должна допускаться, а расстояние между стыками и светофором не должно превышать 40 м. Для соблюдения этих требований между концом крестовины и изолирующими стыками могут укладываться нестандартные рельсовые рубки; у стрелок, оборудованных электрической централизацией, участвующих в немаршрутизированных маневровых передвижениях, изолирующие стыки устанавливаются на расстоянии не менее 12,5 м от остряков одиночной или первой из спаренных стрелок и на расстоянии 25 м от остряков второй спаренной стрелки. Для одиночных стрелок, оборудованных быстродействующими приводами, расстояние от остряков до изолирующих стыков может быть сокращено до 6 м. При наличии зависимости, обеспечивающей замыкание стрелок от занятия соседнего изолирующего участка, допускается при соответствующем обосновании установка изолирующих стыков на меньшем расстоянии. На станциях с электрической централизацией при маневровых передвижениях по замкнутым маршрутам, а также на станциях с ручным обслуживанием стрелок, изолирующие стыки могут быть установлены у начала рамного рельса.

Рис. Полезная длина станционных путей с учетом расположения сигналов и изолирующих стыков 1 - стык рамного рельса; 2 - стык рамного рельса и изолирующий; 3 - начало балластной призмы; 4 - изолирующие стыки

 

 

 

Определение количества путей на станциях, обгонных пунктах и разъездах

Станции, разъезды, обгонные пункты следует размещать исходя из требуемой пропускной и провозной способности дороги при полной расчетной мощности проектируемых предприятий, предусматриваемого типа локомотива и массы поезда с учетом поэтапного сооружения и развития отдельных раздельных пунктов по мере роста объема перевозок, а также в увязке с проектами генеральных планов размещения отдельных предприятий (цехов, производств), складов и транспортных коммуникаций, с намечаемой технологической схемой передвижения отдельных грузов (сырья, топлива, полуфабрикатов, готовой продукции).На лесовозных и торфяных ветках и путях (в местах заготовки леса, погрузки торфа и других массовых грузов) следует предусматривать возможность размещения пунктов, предназначенных для формирования состава полного веса, обмена составов и располагаемых на расстоянии 1,5 — 3 км друг от друга с примыканием к одному формировочному пункту нескольких лесовозных веток или переносных торфовозных путей.Станции, разъезды и обгонные пути следует проектировать однотипными и, как правило, по поперечной схеме. В пунктах перегрузки грузов с железной дороги одной ширины колеи на другую при соответствующем обосновании следует проектировать перегрузочные станции, как правило, с последовательным расположением парков для каждой колеи.Путевые схемы и техническое оснащение станций следует проектировать с учетом возможности их дальнейшего развития. В необходимых случаях следует обеспечить переход к схемам с последовательным расположением парков и на более производительные сортировочные устройства. Число приемоотправочных путей следует устанавливать в зависимости от числа прибывающих и отправляемых поездов (подач), характера выполняемых с ними операций и типов сортировочных устройств, но принимать не менее: на станциях — 2; на разъездах и обгонных пунктах — 1. Число приемоотправочных путей на станциях независимо от того, проектируются ли они в самостоятельных парках или объединенных приемоотправочных парках, устанавливается, как правило, отдельно для каждого вагонопотока: разборочного в адрес грузовых фронтов (Nрф) или грузовых станций (Nвст) предприятий, маршрутизированного (Nм) или вагонопотока, отправляемого на станцию примыкания (Nот). Число приемоотправочных путей на сортировочных и грузовых промышленных станциях назначается в соответствии с п. 2.98 СНиП 2.05.07-85 в зависимости от размеров среднесуточного вагонопотока, а при известных данных - от числа поездов (подач) и типа сортировочного устройства. Число подач разборочного вагонопотока, поступающих с грузовых фронтов на станцию mпод, и расчетное число вагонов в одной подаче (с учетом неравновеликости подачи) nпод определяется по формулам: mпод = 15,6Nрф/(tцP),

где P - производительность маневрового локомотива, занятого обработкой грузовых фронтов. Определяется по методике, изложенной в прил. 1, ваг./сут.; Nрф - среднесуточный входящий вагонопоток в адрес грузовых фронтов, обслуживаемых через данную станцию, ваг./сут;

nпод = 0,15tцP, где tц - среднее время выполнения одной подачи-уборки, ч.

Число путей определяется отдельно для каждого маршрутизированного однородного вагонопотока, среднесуточный размер которого составляет не менее 100 вагонов. Число приемоотправочных путей следует определять при следующих условиях: уровень загрузки сортировочного устройства не превышает 70 % для вытяжных путей и 60 % - для горок; средневзвешенное время сортировки в расчете на один поезд (подачу) не превышает 0,4 ч для вытяжных путей и 0,2 ч - для горок; уровень надежности работы приемоотправочных путей составляет 90 %, т.е. допускается задержка (по отказу в приеме) в среднем каждого десятого поезда.

Число сортировочных путей на станциях следует определять в зависимости от принятой системы организации сортировочной работы, числа назначений сортировки, суточного числа перерабатываемых вагонов, длин сортировочных путей и длин формируемых составов в увязке с перерабатывающей способностью грузовых фронтов.

На отдельных станциях при соответствующем обосновании сортировочные пути допускается не проектировать, а выполнение маневровой работы по переработке передач и подсортировке вагонов по пунктам погрузки и выгрузки предусматривать на приемоотправочных и прочих путях. Число сортировочных путей mс рассчитывается по формуле mс = mрф + mрст + mм + mот, где mрф - число путей для вагонопотока назначением на грузовые фронты, обслуживаемые непосредственно через данную станцию; mрст - число путей для вагонопотока назначением на другие промышленные станции или специализированные назначения; mм - число путей для маршрутизированного вагонопотока, если он перерабатывается на сортировочном устройстве; mот - число путей для отправляемого на внешнюю сеть вагонопотока при числе назначений формирования на внешнюю сеть K > 1; mрф и mм определяются путем деления размеров среднесуточного входящего вагонопотока Nрф и Nм на суточный съем вагонов с одного сортировочного пути по СНиП , который соответствует производительности локомотива, занятого подачей-уборкой вагонов; mрст - принимается по числу промышленных станций или назначений, в адрес которых отсортировываются вагоны на данной станции; при этом суточный съем вагонов с сортировочного пути не должен превышать 150 на каждое назначение; mот - принимается по числу назначений формирования на внешнюю сеть K; при этом суточный съем вагонов с сортировочного пути не должен превышать 200 на каждое назначение. При общих размерах среднесуточного объема сортировки 50 вагонов и менее сортировочные пути на промышленной станции не предусматриваются. Дополнительно к основным путям в каждом отдельном сортировочном парке при выполнении детальной подборки вагонов по грузовым фронтам на сортировочном устройстве станции (2, 4, 6 схемы прил. 1) должен быть предусмотрен один отсевной путь. Кроме того, если по местным условиям не представляется возможным устройство общего ходового пути для приемоотправочного и сортировочного парков, в сортировочном парке должен предусматриваться отдельный ходовой путь.

На промышленных станциях со среднесуточным объемом переработки на сортировочном устройстве свыше 500 ваг. должен выделяться один дополнительный путь для перестановки вагонов во время очистки путей от снега и производства плановых ремонтов пути.

 

 

 

Определение мест установки предельных столбиков и сигналов

Сигнальные знаки устанавливаются с правой стороны по направлению движению, а путевые – с правой стороны по счёту километров на расстоянии не менее 3100 мм от оси крайнего пути. В исключительных случаях допускается установка с левой стороны.
Светофоры устанавливаются справой стороны по направлению движения поездов или над осью пути.  В случае отсутствия габарита для установки светофоров с правой стороны разрешается установка входных, выходных и маневровых светофоров с левой стороны по направлению движения.
Светофоры должны устанавливаться так, чтобы подаваемые ими сигналы нельзя было принимать с поезда за сигналы, относящиеся к смежным путям.
Показания светофоров должны быть отчетливо различимы с рабочего места машиниста поезда на расстоянии не менее расчетного тормозного пути, определенного для данного места при полном служебном торможении с максимальной установленной скорости, а на подъёмах - с максимальной реализуемой скорости. В местах, где по условиям плана и профиля пути обеспечить указанные выше требования не представляется возможным, на предшествующем светофоре устанавливается предупредительное сигнальное показание - желтый огонь. Если видимость светофора с желтым огнем недостаточна, то на светофоре, предшествующем светофору с желтым огнем, устанавливается четвертое сигнальное показание - одновременно горящие желтый и зеленый огни.
Расстояние между смежными светофорами на перегонах должно быть не менее расчетного тормозного пути, определенного для данного места при полном служебном торможении с максимальной установленной скорости, а на подъемах - с максимальной реализуемой скорости.
На подходах к станциям по условиям пропускной способности расстояние между смежными светофорами допускается равным длине тормозного пути при полном служебном торможении со скорости движения поездов не менее 35 км/ч, а на открытых наземных и приравненных к ним участках - со скорости движения поездов не менее 25 км/ч. В этих случаях на предшествующих светофорах должны быть установлены соответственно по ходу поезда желтый и зеленый (одновременно горящие) и желтый огни. Пересечение главных путей в одном уровне должно ограждаться светофорами, расположенными от предельных реек (столбиков) на расстоянии не менее расчетного тормозного пути при экстренном торможении с максимальной установленной для данной линии скорости.
Стрелки, уложенные на перегоне или на соединительной ветви, должны ограждаться светофорами, расположенными от предельной рейки (столбика) пошерстной стрелки или от стыка рамного рельса противошерстной стрелки, на расстоянии: по главному пути - не менее расчетного тормозного пути при экстренном торможении с максимальной установленной для данной линии скорости;по пути соединительной ветви или станционному пути, примыкающим к главному пути, - не менее расчетного тормозного пути при экстренном торможении со скорости, установленной по данному пути примыкания. В местах, где расстояние т светофора до ограждаемой им стрелки меньше расчетного тормозного пути, должен быть предусмотрен предохранительный тупиковый путь. На светофорах полуавтоматического действия смена сигналов на запрещающее показание должна происходить автоматически от воздействия поезда на ограждаемые ими участки пути, а на разрешающее показание - действием дежурного по посту централизации или поездного диспетчера.
В необходимых случаях дежурный по посту централизации или поездной диспетчер должен иметь возможность перевода светофоров полуавтоматического действия на автоматическое действие. Нормальным показанием светофоров автоматического действия является разрешающее, а полуавтоматического действия - запрещающее.

Путевые знаки —Устанавливают их с правой стороны по счету километров на расстоянии не ближе 3,1 м от оси крайнего пути, в выемках, а также на входах и выходах из них на протяжении 100 м не ближе 5,7 м от оси крайнего пути. Среднюю часть окрашивают в серый или белый цвет, а верх и низ — в черный. Предельные столбики ставят в середине междупу­тья, где расстояние между осями путей 4100 мм, в местах пере­грузки грузов с вагона в вагон — 3600 мм.. Приборы путевого заграждения это: путевые упоры, кото­рые, как правило, устанавливают в местах окончания пути; сбрасывающие стрелки и башмаки — их устанавли­вают на путях в целях предупреждения выхода подвижного со­става на те пути, которые они ограждают; поворот­ные брусья, разрешающие или запрещающие проезд по пути подвижному составу.

 

 

 

Железнодорожные узлы и их структура

Ж/д узлами называются пункты слияния или пе­ресечения нескольких линий, а также пункты расположения на од­ном направлении нескольких станций, технически связанных друг с другом, в которых помимо обычных участковых и других станци­онных операций осуществляется пропуск транзитных пассажирcких и грузовых поездов и передача групп вагонов с одной линии на другую, перевозка пассажиров, переработка грузовых поездов с сор­тировкой вагонов на примыкающих направлениях, а также на от­дельные станции узла и промышленные районы. Железнодорожные узлы обычно классифицируют по следующим основным признакам: характеру эксплуатационной работы; эконо­мико-географическому расположению; геометрическому начерта­нию их конструкций. В связи с этим железнодорожные узлы имеют схемы: с одной станцией, тупикового типа, треугольного типа, узлы крестообразного типа и другие (рис. 1).

Рис. 1. Узлы крестообразного типа

Устройства железнодорожных узлов делятся на три основные группы, предназначенные для грузового движения, обслуживающие пассажирские перевозки, используемые для выполнения грузовых и пассажирских операций. К первой группе относятся сортировочные, грузовые общего пользования, специализированные грузовые станции, главные пути для грузового движения, соединительные пути, подъездные пути и места необщего пользования, локомотивные и вагонные депо. Ко второй группе относятся пассажирские и пассажирские тех­нические станции, платформы, главные соединительные и другие пути для пассажирского движения, пассажирские локомотивные и вагонные депо. В третью группу входят объединенные станции, в том числе уча­стковые, промежуточные, портовые и другие, а также главные пути, по которым проходят грузовые и пассажирские поезда, посты слияния и разветвления линий, пересекающихся в разных уровнях и образующих путепроводные развязки.

 

 

 

Технология работы ж/д станций

 

Основным документом, устанавливающим порядок использования технических средств станций, обеспечивающим безопасный и беспрерывный прием отправления и проследования поездов по ее путям, а также безопасность внутристанционной работы является техническо-распорядительный акт станций (ТРА). С ним должны быть ознакомлены все сотрудники станции под расписку, а также работники других служб, работающие на данной станции. Общее руководство работой станции осуществляет начальник станции. Он контролирует работу станции по приему, отправлению и пропуску поездов и производство маневровой работы согласно технологическому процессу и ТРА станции. Оперативное руководство движением поездов на станции осуществляет дежурный по станции. Технолог. процессом работы станции называется система организации работы станции, обеспечивающая наилучшее использование технических средств и штата станции, основанная на научной организации труда, применение опыта новаторов производства и научном определении технических норм на выполнение отдельных операций. Технолог. процесс определяет не только норму на выполнение отдельных операций, но и последовательность их выполнения. В технолог. процессе даются техническая и эксплуатационная характеристики станции и примыкающих перегонов, число путей в парках и их специализация, наличие маневровых устройств и типы работающих на маневрах локомотивов и т.д. Технолог. процесс также подробно отражает объем и характер работы станции по приему и отправлению поездов, количество вагонов, подлежащих погрузке и выгрузке, устанавливает систему оперативного руководства движением поездов и маневровой работой, обеспечивая наилучшую согласованность в работе между отдельными парками и цехами. Технолог. процесс работы станции разрабатывается начальником станции на основе графика движения поездов, плана формирования поездов и объемов работы станции в целом и по ее отдельным цехам. Утверждается технолог. процесс для крупных сортировочных и грузовых станций (по перечню) начальником дороги, а для остальных станций – начальником отделения дороги. Неотъемлемой частью технолог. процесса является суточный план-график работы станции, который показывает графическое выполнение всех операций, выполняемых на станции. Для промежуточных станций вместо технолог. процесса составляются технолог. карты.

 

Электрификация железных дорог

Электрификация железных дорог — перевод железных дорог на электрическую тягу и создание новых электрифицированных железных дорог. На электрифицированных железных дорогах тяговые электродвигатели электровозов получают энергию от контактной сети, подключенной к тяговой подстанции; одновременно осуществляется электроснабжение районов, прилегающих к железным дорогам, промышленных и с.-х. предприятий. Электофицированные железные дороги повышает пропускную и провозную способности, надёжность работы, сокращает эксплуатационные расходы, позволяет сделать железнодорожный транспорт более комфортабельным. На электрифицированных железных дорогах имеется возможность возврата части электрической энергии в контактную сеть при движении поезда на спусках и при торможении (рекуперативное торможение). Электрическая тяга (практически) была впервые применена в 1895 на магистральном участке ж. д. Балтимор — Огайо в США. Во многих странах Электрификации железных дорог уделяется большое внимание. Например, в Швейцарии электрифицировано почти 100% железных дорог (около 3000 км), в Швеции — свыше 60% (более 7500 км), в Италии — около 50% (более 8000 км).

Системы электроснабжения ж\д

Система постоянного тока. Электродвигатели постоянного тока напрямую питаются от контактной сети. Регулирование осуществляется подключением резисторов, перегруппировкой двигателей и ослаблением возбуждение. В последние десятилетия стало распространяться импульсное регулирование, позволяющее избежать потерь энергии в резисторах.Вспомогательные электродвигатели (привод компрессора, вентиляторов и др.) обычно также питаются напрямую от контактной сети, поэтому они получаются очень большими и тяжёлыми. В некоторых случаях для их питания используют вращающиеся или статические преобразователи (например, на электропоезде ЭР22 используется мотор-генератор, преобразующий постоянный ток 3000 В в трёхфазный 380 В 50 Гц). Недостатком системы является низкое напряжение контактной сети, что вынуждает использовать большее суммарное сечение проводов и сокращать расстояние между тяговыми подстанциями.

На железных дорогах в основном используется напряжение 3000 В и 1500 В.

Система переменного тока пониженной частоты. Пониженная частота позволяет использовать коллекторные двигатели переменного тока. Двигатели питаются от вторичной обмотки трансформатора, имеющей несколько выводов (что позволяет регулировать напряжение на двигателях). Вспомогательные электродвигатели (для компрессора, вентиляторов и др.) также обычно коллекторные, питаются от отдельной обмотки трансформатора.

Недостатком системы является необходимость преобразования частоты тока на подстанциях или строительство отдельных электростанций для железных дорог.

Система переменного тока промышленной частоты. Наиболее экономичным было бы использование тока промышленной частоты, однако его внедрение встретило много трудностей. Поначалу пытались использовать коллекторные электродвигатели переменного тока, мотор-генераторы (однофазный синхронный электродвигатель плюс генератор постоянного тока, от которого работали тяговые электродвигатели постоянного тока), вращающиеся преобразователи частоты (дающие ток для тяговых асинхронных электродвигателей). Коллекторные электродвигатели плохо работали на токе промышленной частоты, а вращающиеся преобразователи были слишком тяжёлыми.

При выпрямлении однофазного тока получается не постоянный ток, а пульсирующий, поэтому используются специальные двигатели пульсирующего тока.

Для привода вспомогательных машин используют либо двигатели пульсирующего тока, питающиеся от отдельной обмотки трансформатора через выпрямитель, либо промышленные асинхронные электродвигатели, питающиеся от расщепителя фаз.

Недостатками системы являются значительные электромагнитные помехи для линий связи, а также неравномерная нагрузка фаз внешней энергосистемы. Для повышения равномерности нагрузки фаз в контактной сети чередуются участки с разными фазами; между ними устраивают нейтральные вставки, которые подвижной состав проходит с выключенными двигателями, по инерции. Они сделаны для того, чтобы пантограф не перемыкал находящийся под высоким линейным (межфазным) напряжением промежуток между секциями в момент перехода с провода на провод. При остановке на нейтральной вставке на неё возможна подача напряжения от передней по ходу секции контактной сети.

Электротяговые сети ж/д дорог

Для тяги поездов на электрифицированных участках железных дорог используются электровозы. В качестве пригородного транспорта используются электросекции или электропоезда.

На электрофицированных железных дорогах тяговые электродвигатели электровозов получают энергию от контактной сети, подключенной к тяговой подстанции; одновременно осуществляется электроснабжение районов, прилегающих к ж. д., промышленных и с.-х. предприятий (в 1975, например, нетранспортным потребителям передано 26 млрд. кВт·ч при общем потреблении ж.-д. транспортом 48,9 млрд. кВт·ч). Электрификация железных дорог повышает пропускную и провозную способности, надёжность работы, сокращает эксплуатационные расходы, позволяет сделать ж.-д. транспорт более комфортабельным.

На электрифицированных ж. д. имеется возможность возврата части электрической энергии в контактную сеть при движении поезда на спусках и при торможении. Кроме того, для выработки электроэнергии на ТЭЦ обычно используют низкосортное топливо, которое нельзя применять в тепловозах. Электрическая тяга (практически) была впервые применена в 1895 на магистральном участке ж. д. Балтимор — Огайо в США. Во многих странах электрификации железных дорог уделяется большое внимание. Например, в Швейцарии электрифицировано почти 100% ж. д. (около 3000 км), в Швеции — свыше 60% (более 7500 км), в Италии — около 50% (более 8000 км).

В контактной сети электрифицированных ж.-д. в СССР используется постоянный электрический ток напряжением 3 кВ или переменный однофазный ток промышленной частоты напряжением 25 кВ. При питании переменным током (хотя это и усложняет конструкцию электровоза) значительно упрощаются устройства энергоснабжения электрических железных дорог; повышенное напряжение в контактной сети позволяет увеличить расстояние между тяговыми подстанциями при тех же потерях до 50 км (20—25 км при постоянном токе); стоимость строительства контактной сети снижается в среднем на 7%, расход меди на её сооружение — в 2,5 раза. На электрической тяге осуществляется более 50% всех грузовых перевозок, удельный вес пригородных пассажирских перевозок электропоездами возрос до 77%. По протяжённости электрифицированных ж. д. и темпам электрификации СССР занимает 1-е место в мире. На начало 1978 электрифицировано 40,5 тыс. км ж. д., из них 25 тыс. км используют постоянный ток.

 

Контактная сеть ж\д

Для передачи электрической энергии, получаемой от тяговых подстанций к электроподвижно­му составу предназначена контактная сеть, которая должна обеспечивать надежный токосъем при наиболь­ших скоростях движения в любых атмосферных условиях.

Существуют различные конструкции контактной сети для наземно­го электрического транспорта и метрополитенов. На железных дорогах принята конструкция (рис. 2), основными элементами которой являются опоры, контактная подвеска, состоящая из несущего троса, контактных и усиливающих проводов; консоли, фиксаторов и т.д.

Опоры железобетонные или металлические располагаются вдоль железнодорожного пути на рассто­янии 65—80 м друг от друга.

Консоли укреплены в верхней части опор. К ним на изоляторах подвешен медный или биметаллический несущий трос.

Контактный провод, поперечное сечение которого показано на (рис. 3), изготовлен из меди и с помощью струн подвешен к биметаллическому или медному несущему тросу. Расстояние между струнами обычно составляет 6—12 м. В подвесках с двумя контактными проводами (постоянный ток) при шахматном расположении струн (струны каждого контактного про­вода смещены относительно друг друга) расстояние между ними уменьшено до 4—6 м.

На прямых участках пути кон­тактные провода расположены в плане зигзагообразно относительно оси пути на 300 мм в каждую сторону (рис. 4). Это необходимо для обеспечения равномерного износа накладок токоприемников электроподвижного состава.

Такое расположение контактного провода осуществляется с помощью фиксаторов, размещенных на каждой опоре. Фиксаторы также препятствуют раскачиванию контактной сети от бокового ветра.

На железных доро­гах поезда движутся с большими скоростями, поэтому провесы кон­тактного провода дол­жны быть незначительными. С этой целью применяют так называемые цепные подвески.

В цепных подвесках (рис. 5; рис. 6) контактный провод между опорами подвешен не свободно, а на струнах, прикрепленных к несущему тросу.

Для уменьшения стрел провеса контактного провода при сезонном изменении температуры его оттягивают к опорам, которые называются анкерными, и через систему блоков и изоляторов к ним подвешивают грузовые компенсаторы. Наибольшая дли­на участка между анкерными опорами устанавливается с учетом допустимого натяжения изношенного контактного провода и на прямых участках пути достигает 800 м. Высота подвески контактного провода над уровнем верха головки рельса должна быть не менее 675О мм и не превышать 6800 мм. Для надежной работы контактной сети и удобства обслуживания ее делят на отдельные участки (секции) с помощью воздушных
промежутков и нейтральных вставок (изолирующих сопряжений)
а также секционных и врезных изоляторов. При проходе токоприемника электроподвижного состава по воздушному промежутку он кратковременно электрически соединяет секции контактной сети. Если по условиям питания секций это недопустимо, то их разделяют нейтральной вставкой, которая состоит нескольких последовательно включенных промежутков

Применение таких вставок необходимо на участках переменно­го тока, когда смежные секции питаются от разных фаз трехфазно­го тока. Длина нейтральной вставки устанавливается с таким рас­четом, чтобы при любых положениях поднятых токоприемников электроподвижного состава полностью исключалось одновремен­ное замыкание контактных проводов нейтральной вставки с про­водами прилегающих к ней секций контактной сети. В отдельные секции выделяют перегоны и промежуточные станции, а на круп­ных станциях — отдельные группы электрифицированных путей. Соединяют или разъединяют секции дистанционно с диспетчерско­го пункта или вручную разъединителями, установленными на опо­рах контактной сети.

Для безопасности обслуживающего персонала и лиц, находящихся у железнодорожных путей, для улучшения защиты от токов ко­роткого замыкания заземляют металлические опоры и элементы, к которым подвешена контактная сеть, а также все металлические конструкции, расположенные на расстоянии менее 5 м от устройств контактной сети, находящихся под напряжением.

 

 

 

Защита транспортных сооружений от электрокоррозии

Решение вопросов защиты сооружений и конструкций метропо- литенов от электрокоррозии обеспечивается комплексом мероприя- тий по ограничению утечки тяговых токов с рельсов и технических требований к устройствам энергоснабжения, условиям прокладки с коммуникаций внутри тоннелей, регламентируемых строительными нормами и ГОСТами. Ввиду того, что метрополитен является элек-трифицированным рельсовым транспортом постоянного тока с нагрузкой (ток поезда в режиме тяги - 4...6 кА), со значительными (до нескольких десятков вольт) потенциалами ходовой рельсовой сети, с наличием увлажненных агрессивными течамН участков пути, он может быть подвержен крупным электрокоррозионным повреждениям, если не принимать специальных мер по предотвращению. С первых лет существования метрополитена разрабатывались правила по защите конструкций метрополитенов от электрокоррозии и стандарты.

Сейчас при строительстве метрополитенов осуществляется ком плекс мероприятий по предотвращению электрокоррозии: ходовая рельсовая сеть оборудуется стыковыми и междупутными соедини- телями; применяется, как правило, бесстыковой путь; обеспечива ются нормируемые уровни изоляции пути от тела тоннеля; предот­вращаются металлические сообщения конструкций, оболочек, кабе­лей, трубопроводов с ходовыми рельсами и т.п.

При метрополитенах в эксплуатационном штате существуют ла­боратории (группы) по защите от электрокоррозии, хорошо уком-плектованные специалистами и измерительной аппаратурой. На ла- боратории возложены функции обеспечения безопасного в отноше­нии электрокоррозии состояния метрополитенов.

В тоннелях успешно применяют разработанную защи­ту рельсов и рельсовых скреплений от электрокоррозии на основе вентильного секционирования рельсовой сети. Принцип ее заключается в частичном снятии с участка ходовых рельсов функций обратного провода электротяги на все время, пока на этом участке от­сутствует поезд в тяговом режиме. При этом рельсовую сеть выделяемого секционированием участка отделяют с помощью вентильных блоков от остальной рельсовой сети, а для пропуска токов в обход участка выполняют обходную отсасываю­щую перемычку. Благодаря этому потенциал на рельсах участка наблюдается только тогда, когда по нему проходит поезд в тяговом режиме. Остальное время потенциал, а следовательно, и ток утечки отсутствует. После внедрения такой схемы удалось снизить элек­трокоррозионные повреждения рельсов и скреплений в тоннелях в 4...6 раз, т.е. продлить срок службы рельсов до уровня открытыхжелезнодорожных участков.

Выявлено, что эффективность секционирования тем выше, чем меньшую долю составляет участок секционирования по отношению к длине межподстанционной зоны. Поскольку межподстанционные расстояния в метро составляют 3...4 км (в 5...б раз меньше, чем на железных дорогах), длина участков секционирования должна быть порядка нескольких сотен метров, чтобы достичь заметной эффек­тивности по снижению среднего потенциала рельсов. Существую­щие длины рельсовых цепей СЦБ в метро позволяют это сделать.

Снижение утечки тяговых токов не только отражается на про­длении срока службы рельсов и рельсовых скреплений,но и пони­жает ток на поверхности тюбингов, тем самым снижая возможность их коррозионного повреждения.

 

 

 

Особенности и принцип работы СЦБ

Устройства автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте, или, как их еще называют, средства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), предназначены для автома­тизации процессов, связанных с управлением движением поез­дов, обеспечения безопасности и необходимой пропускной спо­собности железных дорог, а также повышения производительно­сти труда. Обычно системы автоматики осуществляют регулирование, контроль и управление объектами, когда расстояние между ними невелико. Если же объекты значительно удалены друг от друга, то вместо систем автоматики применяют системы телемеханики. На железнодорожном транспорте устройства СЦБ в зависимо­сти от их назначения подразделяют на две группы: устройства СЦБ на перегонах и станциях.

К первой группе относятся автоматическая блокировка, авто­матическая локомотивная сигнализация, путевая полуавтомати­ческая блокировка, система диспетчерского контроля за движе­нием поездов и автоматическая переездная сигнализация; ко вто­рой — электрическая и диспетчерская централизация*, комплекс устройств горочной автоматики и др.

Движение поездов по перегонам, поездная и маневровая рабо­та на станциях осуществляются в условиях непрерывно меняю­щейся обстановки. В таких условиях для быстрой передачи различ­ных приказов и указаний локомотивным бригадам и другим ра­ботникам, связанным с движением поездов, применяют железно­дорожную сигнализацию. Она позволяет регулировать движение поездов на перегонах, поездную и маневровую работу на станциях и обеспечивает безопасность движения.

 

Средства СЦБ

Сигналом - условный видимый или звуковой знак, с помощью которого подается определенный приказ. В соответствии с ПТЭ работники железнодорожного транспорта должны использовать все возмож­ные средства для выполнения требования сигнала. Применяемые на транспорте сигналы по способу их восприя­тия подразделяют на видимые и звуковые. Видимые обозначаются цветом огней, щитов, флагов и дисков; числом и взаимным положением сигнальных по­казаний; режимом горения сигнальных огней и формой перенос­ных сигнальных щитов. Достоинство видимых сигналов заключает­ся в том, что они могут быть переданы на большее расстояние, чем звуковые.

По времени применения видимые сигналы подразделяют на дневные, подаваемые в светлое время суток и сигнализирующие цветом щита, флага или диска; ночные, сигнализирующие огнями установленных цветов и подаваемые в темное время суток; кругло­суточные, подаваемые как в светлое, так и в темное время суток и сигнализирующие цветом, режимом горения и сочетанием огней.. Видимые сигналы подаются светофорами, флагами, фонаря­ми, щитами и дисками. Видимые сигналы в зависимости от типа сигнальных прибо­ров подразделяют на постоянные (светофо­ры, устанавливаемые в определенных местах железнодорожного пути, и локомотивные светофоры); переносные (щиты, флаги, фонари на шестах, предназначенные для временного ); поездные (дис­ки, флаги и фонари для обозначения головы и хвоста поезда); ручные (флаги, диски). Светофоры подраз­деляются на входные, выходные, проходные, маршрутные, сиг­налы прикрытия. Кроме того, бывают светофоры предупредительные, маневровые, горочные, заградительные, повторительные и локомотивные.

Основными сигнальными цветами на железнодорожном транс­порте являются красный, желтый и зеленый (возможны их сочета­ния). Кроме названных применяют синий, лунно-белый, прозрач­но-белый и молочно-белый сигнальные огни.

Поездными сигналами являются фонари с прозрачно-белыми, красными и желтыми огнями, красные и желтые флаги, а также красные диски. Эти сигналы служат для обозначения головы и хво­ста поезда и других подвижных единиц.

Для подачи ручных сигналов используют красный и желтый флаги; фонари с красным, желтым, зеленым и прозрачно-белым огнями; диски, окрашенные с одной стороны в красный цвет, а с другой — в белый с черным окаймлением. Ручные сигналы приме­няют при маневровой работе, опробовании тормозов поезда, при­еме, пропуске и отправлении поездов, встрече поездов путевыми, мостовыми и тоннельными обходчиками; их используют также работники, обслуживающие поезда, и др.

Звуковые сигналы обозначаются числом и сочетанием звуков различной продолжительности. Для подачи звуковых сиг­налов служат свистки локомотивов, мотор-вагонных поездов и дрезин, звонки, ручные свистки, духовые рожки, сирены, гудки и петарды.

Для передачи дополнительных указаний на дорогах применяют разнообразные по назначению и виду сигнальные указатели и сиг­нальные знаки. Имеется несколько типов сигнальных указателей: маршрутные стрелочные; путевого заграждения; гидравли­ческих колонок; перегрева букс на участках.

Сигнальные знаки разделяются на постоянные, предупредитель­ные и временные. Последние устанавливают на участках, где рабо­тают снегоочистители, а также при выполнении плановых ремонт­ных и строительных работ.

Сигнальные знаки в отличие от светофоров и сигнальных ука­зателей имеют только одно сигнальное значение. Сигнальные зна­ки не снабжены собственными источниками света, поэтому их размещают так, чтобы при приближении поезда они освещались прожектором. Для лучшей видимости некоторые сигнальные зна­ки оборудованы отражателями.

 

 

 

Путевая блокировка и автоблокировка

Железнодорожная сигнализация предназначена для регулирования движения поездов и обеспечивает оперативное руководство, при этом соблюдается максимальный уровень безопасности, оказывает влияние на рост производительности труда работников и является основной системой, применяемой на магистральном железнодорожном транспорте. Могут быть автоматические и неавтоматические системы регулирования.В зависимости от места применения автоматические системы регулирования движения подразделяются на перегонные и станционные:

Перегонные системы разрешают или запрещают отправление поезда на перегон или регулируют движение поезда непосредственно по перегону.

Полуавтоматическая блокировка (Па/б) – сигналы, разрешающие занять поезду перегон или блок-участок, открываются при определенных действиях работников, а закрываются автоматически Автоматическая блокировка (а/б) – управление показаниями светофоров, ограждающих блок-участок осуществляются движущимся поездов (автоматически).

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) и устройства безопасности (КЛУБ, САУТ и т.д.) – с помощью этих систем показания напольных светофоров передаются в кабину машиниста.

Станционные системы обеспечивают взаимную зависимость стрелок и сигналов при движении поездов и маневровых составов, контролируют положение стрелок, не допускают их перевоз в уже заданном маршруте.

Ключевая зависимость – используется на станциях, где сохранено ручное управление стрелками для обеспечения взаимного замыкания сигналов и стрелок посредством контрольных замков.

Электрическая централизация – обеспечивает управление стрелками и сигналами с пульта управления. Разновидности такой системы: релейная централизация, блочная маршрутно-релейная централизация и микропроцессорная централизация (при которой вместо пульт-манипулятора используется АРМ-ДСП на основе ПК).

Диспетчерская централизация – позволяет управлять стрелками и сигналами ряда станций из одного пункта при помощи систем телеуправления

Средства автоматизации сортировочных горок – управление стрелками и сигналами при роспуске составов с сортировочной горки, регулирование скорости надвига и роспуска. Таким образом, автоматические системы регулирования движения служат для автоматизации процессов управления. Эти системы постоянно совершенствуются, благодаря чему повышаются технико-экономические показатели эксплуатационной работы железнодорожного транспорта. Также на малодеятельных линиях магистрального транспорта и на некоторых участках промышленных дорог используются устаревшие автоматические системы:

Семафоры – применяются в качестве входных, проходных, выходных сигналов, приводятся в действие при помощи специальных тяг, управляемых со стрелочных постов.

Электрожезловая система – при такой системе разрешением на занятие перегона служит жезл данного перегона, вручаемый машинисту. Устройства не должны допускать изъятия из аппарата одновременно более одного жезла. По прибытии на соседнюю станцию, машинист вкладывает полученный жезл в аппарат, что служит разрешением занять перегон другим поездом.

Неавтоматические системы.

При использовании таких систем резко возрастает нагрузка на человека

Движение поездов по телефонных средствам связи – используется, как правило, при неисправности автоблокировки. Обмен поездными телефонограммами должен производится по диспетчерской или межстанционной связи.

Движение поездов при перерыве действия всех средств сигнализации и связи – осуществляется на однопутных перегонах посредством письменных извещений (когда переговоры о движении поездов между соседними станциями невозможно осуществить ни по одному из имеющихся в распоряжении средств связи), а на двухпутных – с разграничением временем, положенным на проследование поездов межстанционного перегона с прибавлением 3 минут.

Движение поездов с разграничением временем – устанавливается по приказу начальника железной дороги при резком увеличении размеров движения. Такая организация позволяет резко повысить пропускную способность на отдельных, лимитирующих её, перегонах, оборудованных автоблокировкой, но с благоприятным планом и профилем пути, обеспечивающим видимость на расстоянии не менее тормозного пути.

 

 

 

Сигнализация. Рельсовые цепи и их классификация

Рельсовая цепь (РЦ), изолированный участок ж.-д. пути, элемент системы железнодорожной автоматики и телемеханики, в котором проводниками тока служат рельсовые нити. Такие участки, называются блок-участками (рис.1), являются путевыми датчиками, срабатывающими под воздействием колёс подвижного состава, обеспечивая связь между ним и устройствами управления — ж.-д. стрелками и сигналами. При свободной (от подвижного состава) РЦ ток путевой батареи (ПБ) проходит через путевое реле (ПР), контакты которого замыкают цепь питания лампы разрешающего (зелёного) огня светофора. При вступлении колёсных пар подвижного состава на РЦ шунтируется путевое реле, отпускается его якорь, в результате чего на светофоре зажигается запрещающий (красный или красно-жёлтый) огонь.

Схема рельсовой цепи: Ic — сигнальный ток; ПБ — путевая батарея; ПР — путевое реле; ИС — изолирующий стык.

Для контроля свободности РЦ в неё посылают сигнальный ток, по роду которого различают РЦ постоянного и переменного тока. По принципу действия РЦ делятся на нормально замкнутые и нормально разомкнутые. Нормальным считается такое состояние исправной РЦ, при котором на ней нет подвижного состава. В нормально замкнутые РЦ постоянно посылается ток, поэтому, кроме основных функций, они обеспечивают и контроль исправности путевых устройств, в том числе и рельсовой нити. В нормально разомкнутых РЦ путевое реле нормально не возбуждено и не контролирует исправность элементов цепи. На железных дорогах (кроме сортировочных горок) применяются только нормально замкнутые РЦ.

 

Автоматическая блокировка

Автоблокировка (АБ) — автоматическая система регулирования движения поездов. Путевая автоматическая блокировка представляет собой комплекс устройств, которые обеспечивают безопасное движение поездов по перегонам и промежуточным станциям. С помощью сигналов светофоров дается информация о занятом или не занятом отрезке пути, а значит возможности или невозможности проезда по данному участку в настоящий момент. Поезд проезжая мимо данных устройств посылает автоматический сигнал о закрытии перегона для следующего поезда, который будет показывать запрещающий сигнал до того момента, пока перегон не освободится. Помимо светофоров здесь используются автостопы. Также блокировка может осуществляться при помощи взаимодействия с автоматической локомотивной сигнализацией самих поездов. В этом случае при запрещающем сигнале светофора происходит автоматическая остановка состава, а в наиболее совершенных устройствах и снижение скорости при подъезде к препятствию. Если светофор оказывается неисправным, он должен автоматически показывать запрещающий сигнал. Непосредственно после светофоров автоматической блокировки создается защитный участок. Его длина за выходными светофорами должна составлять не менее длины тормозного пути при движении поезда со скоростью 35 км/ч, за светофорами на перегонах – не менее длины тормозного пути при экстренном торможении на максимальной скорости, за светофорами на подходах к станции – не менее длины тормозного пути при движении со скоростью 60 км/ч. С целью увеличения пропускной способности железнодорожного участка автоблокировка может быть дополнена устройством внепоездного контроля скорости движения поездов. Они позволяют открывать светофор уже при неполном освобождении поездом защитного участка за следующим светофором. Что касается путевых автостопов, то они устанавливаются на перегонах, где используется автоматическая блокировка с защитными участками. Они вызывают экстренное торможение состава при проезде на красный (запрещающий) сигнал светофора. Скоба путевого автостопа устанавливается с правой стороны пути перед светофором на расстоянии не более 20 метров. Надежность устройств путевой автоматической блокировки является важнейшим критерием безопасности движения на железнодорожных перегонах. При АБ перегон между станциями делится на один или несколько блок-участков длиной обычно от 1 до 3 км. В начале каждого блок-участка устанавливется автоматически действующий проходной светофор, сигнализирующий двумя, тремя или четырьмя показаниями в зависимости от значности АБ. Трехзначная АБ: Зеленый огонь — свободны два или более блок-участка; Желтый огонь — свободен один блок-участок; Красный огонь — Стой! Запрещается проезжать сигнал!

Четырехзначная АБ: Зеленый огонь — свободны три или более блок-участка; Желтый и зеленый огни — свободны два блок участка; Желтый огонь — свободен один блок-участок; Красный огонь — Стой! Запрещается проезжать сигнал!

 

 

 

Текущее содержание ж\д пути

Работы по техническому обслуживанию пути и стрелочных пе­реводов подразделяются на следующие виды: усиленный кап. ремонт пути и стрелочных переводов, кап. ремонт пути и стрелочных переводов, усиленный средний ремонт пути, средний ремонт пути, подъемочный ремонт пути, сплошная заме­на рельсов и металлических частей стрелочных переводов, сопро­вождающаяся работами в объеме среднего ремонта пути, планово-предупредительная выправка пути, шлифовка рельсов, текущее содержание пути и др. Усиленный кап. ремонт пути предназначен для комп­лексного обновления верхнего строения пути на путях первого и второго классов, а стрелочных переводов — на путях первого — третьего классов.

Кап. ремонт пути предназначен для замены рельсо­шпальной решетки на путях третьего—пятого классов более мощ­ной или менее изношенной, смонтированной либо полностью из старогодных материалов, либо из таких материалов в сочетании с новыми, а также для замены стрелочных переводов на путях чет­вертого и пятого классов.

Усиленный средний ремонт пути предназначен для повышения несущей способности балластной призмы и земляного полотна, включая основную площадку.

Средний ремонт пути предназначен для сплошной очистки ще­беночной балластной призмы, замены дефектных шпал и элемен­тов скреплений, а также проведения планово-предупредительной выправки пути.

Подъемочный ремонт пути связан с восстановлением равноупру-гости подшпального основания путем сплошной подъемки и вы­правки пути с подбивкой шпал, замены негодных деревянных шпал и частичного восстановления дренирующих свойств балласта.

Сплошная замена рельсов и металлических частей стрелочных переводов новыми или старогодными выполняется с целью уси­ления рельсов и стрелочных переводов и сопровождается сопут­ствующими работами в объеме среднего или подъемочного ремон­та пути.

Планово-предупредительная выправка пути предназначена для восстановления равноупругости подшпального основания, сниже­ния степени неравномерности отклонения его уровня от проект­ного и уменьшения просадки пути. При этом проводят сплошную выправку пути с подбивкой шпал, заменяют неисправные рельсо­вые скрепления, регулируют стыковые зазоры и выполняют дру­гие виды работ.

Шлифовка рельсов, осуществляемая рельсошлифовальными по­ездами

Текущее содержание пути — один из наиболее важных видов путевых работ, осуществляемых непрерывно в течение всего года с целью предупреждения расстройств пути, выявления и устране­ния неисправностей и вызвавших их причин, а также обеспечения постоянной исправности всех элементов пути. К работам по теку­щему содержанию пути относятся систематический надзор за пу­тем, сооружениями и путевыми устройствами и содержание их в состоянии, гарантирующем безопасное и бесперебойное движе­ние с максимально допустимой скоростью.

Для выполнения работ по ремонту и текущему содержанию пути в графике движения поездов должны предусматриваться «окна», т. е. перерывы в движении продолжительностью 2... 8 ч.

Ремонт и текущее содержание пути осуществляют с помощью высокопроизводительных путевых машин, обеспечивающих комп­лексную механизацию путевых работ.

 

Путевые машины и механизмы для текущего содержания и ремонта пути.

Ремонт и текущее содержание пути осуществляют с помощью высокопроизводительных путевых машин, обеспечивающих комп­лексную механизацию путевых работ. Для перевозки и механизи­рованной разгрузки балласта с его одновременным дозированием и разравниванием используют специальные вагоны — хоппер-до­заторы. Для дозирования ранее выгруженного балласта и подъемки пути на заданную высоту применяют электробалластеры, планировщи­ки и распределители балласта. Щебеночный балласт очищают щебнеочистительными машинами без снятия путевой решетки. Для уборки балласта от концов шпал служат уборочные машины. Выправку пути в продольном и поперечном направлениях, уп­лотнение балласта под шпалами, рихтовку и отделку пути при его обновлении и капитальном ремонте осуществляют отечественны­ми выправочно-подбивочно-отделочными машинами При текущем со­держании пути и выполнении основных работ среднего и подъе-мочного ремонта подбивку шпал и рихтовку пути проводят с помо­щью выправочно-подбивочно-рихтовочных машин ВПР-02 и -03. Для выправки стрелочных переводов применяют машины ВПРС-02 и -03. Выправку откосов земляного полотна и нарезку кюветов осу­ществляют с использованием словацких машин СЗП-600 и отече­ственных МНК-1. Для срезания поросли применяют кусторезные машины СП-93.

Ускорение стабилизации пути после очистки и уплотнения балласта обеспечивают машины ДСП-С4 Разборку старой и укладку новой путевой решетки отдельными звеньями выполняют с использованием комплектов разборочно-укладочных средств, включающих в себя два путеукладочных кра­на, два состава платформ, оборудованных роликами для перемещения пакетов с рельсовыми звеньями, моторные плат­формы, применяемые для перемещения пакетов вдоль состава и в качестве тяговых единиц. Для электроконтактной сварки рельсов предназначены пере­движные рельсосварочные машины, а для шлифов­ки рельсов — рельсошлифовальные поезда. При выполнении работ по текущему содержанию и ремонту пути широко используют электрифицированный и гидравлический инструмент. К электрифицированному инструменту относятся элек-трошпалоподбойки, электрические гаечные ключи, шуруповерты, рельсосверлильные, рельсорезные и рельсошлифовальные стан­ки, к гидравлическому — домкраты, рихтовочные приборы и при­боры для разгонки зазоров. При ремонте пути, сооружений и устройств должна обеспечи­ваться личная безопасность работающих, безопасность и график движения поездов. Все это возможно при тесном взаимодействии работников служб пути и перевозок, соблюдении ПТЭ, а также инструкций по сигнализации и обеспечению безопасности движе­ния поездов при осуществлении путевых работ, в которых преду­сматриваются ограждение мест выполнения работ сигналами ос­тановки, снижения скорости или подачи свистка, предупрежде­ние машинистов локомотивов о местах проведения работ и допус­тимой скорости их проследования, записи в специальном журнале у дежурных по станции о закрытии и открытии движения поездов по соответствующим путям или стрелочным переводам.

 

Планирование работ по текущему содержанию пути

На железных дорогах должно осуществляться планирование путевых работ двух видов: перспективное (на 3-5 лет вперед) и текущее – на предстоящий год, исходя из фактического состояния пути. Планирование путевых работ на предстоящий год производится по результатам комиссионных осмотров и проверок пути диагностическими средствами, а также на основе паспортных данных о классе пути, конструкции верхнего строения, плане и профиле пути, наработанном тоннаже. При этом при планировании усиленного капитального или капитального ремонта пути следует учитывать прогнозируемые изменения размеров и скоростей движения поездов на предстоящие 5 лет, которые могут привести к изменению класса пути. При разных классах путей, но одинаковых значениях критериев их назначения, ремонт пути должен планироваться в первую очередь на путях более высокого класса. Подъемочный и средний ремонты пути и стрелочных переводов выполняются по объемным ведомостям и калькуляциям. Приемка выполненных ремонтных путевых работ должна производиться в соответствии с Техническими условиями на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути. Путевые работы должны выполняться с максимальным использованием средств механизации по технологическим процессам, разрабатываемым применительно к местным эксплуатационным условиям на основе технологических процессов Снимаемая с пути старогодная рельсо-шпальная решетка, включая стрелочные переводы, должна доставляться на производственную базу и разбираться с последующей сортировкой материалов верхнего строения на годные к укладке (по группам годности, с учетом классности путей), требующие ремонта, негодные к укладке.

 

 

 

 

Нормы содержания верхнего строения пути и габариты приближения строений

Габаритом приближения строений железных дорог называет­ся предельное поперечное перпендикулярное оси пути очерта­ние, внутрь которого, помимо подвижного состава, не должны заходить никакие части сооружений и устройств, а также лежа­щие около пути материалы, запасные части и оборудование за исключением частей устройств, предназначенных для непосред­ственного взаимодействия с подвижным составом: вагонных за­медлителей в рабочем состоянии, контактных проводов с дета­лями крепления, хоботов гидравлических колонок при наборе воды и др. устройств. ГОСТ устанавливает два вида габарита приближения строений — Си Сп. На основании требований данных габаритов строят и эксплуатируют как сами железные дороги, так сооружения и устройства железных дорог, соору­женные на земляном полотне. Это такие, как опоры контакт­ной сети, сигналы, путевые и сигнальные знаки, здания, забо­ры и др.Габарит С (рис. 1) распространяется на пути, сооружения и устройства общей сети железных дорог и подъездных путей от станции примыкания до территории промышленных пред­приятий. Габарит Сп распространяется на пути, со­оружения и устройства, находящиеся на территории промыш­ленных предприятий и между территориями этих предприятий. Предельные столбики устанавливают на станциях посереди­не междупутья в том месте, где разветвляются рельсовые пути, где расстояние между осями сходящихся путей равно 4100 мм. В местах перегрузки грузов из вагона в вагон это расстояние допускается 3600 мм. Габарит Сп отличается от габарита С отдельными размерами (например, высота для габарита Сп равна 5500 мм).

Рис. 1. Габарит подвижного состава С

УТР — уровень верха головки рельса; I—II—III — линия приближения всех вновь
строящихся сооружений и устройств, расположенных на электрифицируемых пу-
тях в пределах искусственных сооружений (для перегонов и путей на станциях, где
остановка подвижного состава исключена); 1а—На—Ша—IVa — линия прибли-
жения всех вновь строящихся сооружений и устройств, расположенных на элект-
рифицируемых путях (для остальных путей станций); — х — — линия приближе-
ния сооружений и устройств на путях, где электрификация исключена;

Рис. 2. Габарит подвижного состава Т (верхняя часть):
По данному габариту строят все виды подвижного состава, обращающегося по железным дорогам, в том числе и съемные подвижные единицы. Между габаритом приближения строений и габаритом под­вижного состава имеется свободное пространство, необходимое для того, чтобы подвижной состав при поперечном смещении или наклоне, не мог задеть какие-либо части сооружений и устройств. ГОСТ предусматривает следующие виды габарита подвиж­ного состава. Габарит Т распространяется на подвижной состав, допущен­ный к обращению по путям общей сети железных дорог СНГ и стран Балтии, подъездным путям и путям промышленных пред­приятий, сооружениям и устройствам, которые отвечают требо­ваниям габаритов С и Сп. Габарит 1-Т распространяется на подвижной состав, допу­щенный к обращению по всем путям общей сети железных до­рог СНГ и стран Балтии, подъездным путям и путям промыш­ленных предприятий. Габариты 0-Т, 01-Т, 02-Т, 03-Т распространяются на под­вижной состав, допущенный к обращению по всей сети желез­ных дорог СНГ и стран Балтии колеи 1520 (1524) мм и по зарубежным железным дорогам с шириной колеи 1435 мм, входя­щим в международный союз членов Организации сотрудниче­ства железных дорог (ОСЖД).

 

 

 

Машины и механизмы , используемые при строительстве ж\д

Машины для укладки верхнего строения пути. Строительно-ремонтный поезд - состоит из энергосилового агрегата, путеукладчика и нескольких (трех-четырех) специально оборудованных платформ. Трехбарабанная лебедка предназначена для валки деревьев на дорожной полосе, перемещения пачки звеньев с платформ, находящихся вне досягаемости путеукладчика, на платформу последнего, уборки древесины с трассы дороги и выполнения по-грузочно-разгрузочных работ.

Путеукладчик стройпоезда смонтирован на четырехосной платформе и состоит из фермы, грузовой тележки, звеноза-хвата, грузоподъемного механизма, механизма передвижения тележки, натяжного приспособления концевых блоков, роликов, ограничителя, концевого выключателя, каната грузовой тележки.

Ферма путеукладчика имеет кран-балку с двумя неодинаковыми консолями. Более длинная предназначена для укладки восьмиметровых звеньев или рельсов, другой, короткий, конец консоли используется для погрузки на смежную платформу двух-трех рядов шпал без перемещения вручную. Грузовая тележка предназначена для передвижения груза по кран-балке.

Специально оборудованные платформы являются основной частью строительно-ремонтного поезда. Дополнительное оборудование этих платформ составляют ролики (6), установленные на настиле платформ по четыре пары на каждой, и винтовые зажимы. Ролики предназначены для передвижения по ним пачки звеньев на платформу путеукладчика, которая имеет такие же ролики. При погрузке звеньев нижнее из них укладываются вверх шпалами и рельсами ложится на ролики. В неподвижном состоянии это звено и вся пачка удерживаются винтовыми зажимами.

На каждой платформе и на путеукладчике размещается по шесть-девять звеньев, в зависимости от марки рельсов и типа шпал. Пакет звеньев перемещается с платформ на путеукладчик (при укладке пути) или с путеукладчика на платформы (при разборке пути) с помощью лебедки энергосилового агрегата. Строительно-ремонтный поезд кроме основного оборудования оснащается путерасшивателем, мотопилами, сучко-резками, электрифицированным путевым инструментом, кабелями, канатами, блоками, чокерами и другим рабочим оборудованием.

Путерасшиватель служит для отделения рельсов от шпал с выдергиванием костылей при разборке рельсового пути раздельным способом. Наличие на стройпоезде различных механизмов позволяет ему выполнять механизированным путем ряд основных и вспомогательных работ. Укладывает путь звеньевым способом бригада из четырех рабочих, выполняя следующие операции: перемещение поезда на одно звено, захват и подачу рельсового звена на место укладки, сбалчивание стыков, разгонку шпал, добавку недостающих шпал, рихтовку звена и перестановку тормозного башмака.

Трелевочные тракторы могут укладывать звенья «со щита», на который звенья грузятся и удерживаются индивидуальными чокерами. Укладка начинается с нижнего звена, который предварительно отцепляется от пачки и задним концом прибалчивается к звену, уже уложенному в путь. При этом трактор движется по оси пути, постепенно наращивая последний.

Для звеньевой укладки пути могут применяться и другие-средства, например портальные укладчики с тракторной тягой и т. д.

Машины для производства земляных работ:1. Экскаваторы одноковшовые 2. Многоковшовые экскаваторы 3. Бульдозеры-рыхлители 4. Скреперы 5. Автогрейдеры 6 Баровые машины 7. Машины для бурения скважин

Подготовительные работы при строительстве ж\д

К подготовительным работам при строительстве железных дорог относятся: восстановление и закрепление оси трассы; разбивка земляного полотна; расчистка полосы отвода от леса и кустарника; корчевка пней; устройство нагорных канав и водоотводных канав; строительство при трассовых и землевозных автомобильных дорог; удаление дерна по насыпям высотой:
До 0,5 м – на равнинных участках местности и косогорах крутизной до 1:10;
До 1,0 м – на косогорах крутизной от 1:10 до 1:1,5;
Рыхление поверхности основания насыпей высотой более 1 м в пределах косогоров крутизной от 1:5 до 1:3, удаление дерна и нарезку уступов шириной от 1 до 4 м в пределах косогоров крутизной от 1:5 до 1:3 не зависимо от высоты насыпи.

Подготовительные работы на трассе.От качества подготовки основания под шпалы зависит не только их срок службы, но и интенсивность накопления осадок пути, а также работоспособность других элементов верхнего строения.

Подготовка подшпального основания определяется качеством укладываемого щебня, правильностью его планировки и степенью уплотнения балластной призмы под шпалами, в шпальных ящиках и на откосах призмы.

Слой балласта должен соответствовать утвержденным профилям балластной призмы с учетом запаса на осадку пути. При укладке пути с железобетонными шпалами вследствие его интенсивной осадки важное значение приобретает качество уплотнения балластной призмы.

Строительные базы

Для выполнения комплекса подготовительных работ, хранения материалов и сборки звеньев рельсо – шпальной решетки строятня производственные базы. Кроме сборки звеньев, на базе производится и разборка снятых с пути звеньев рельсо-шпальной решетки, ремонт шпал и другие работы.

Для нормальной работы каждая производственная база имеет путевое развитие с учетом стендов для сборки и разборки путевой решетки, перемещение кранового оборудования, выгрузки и погрузки звеньев рельсо-шпальной решетки, формирования и стоянки хозяйственных поездов и машин, размещения вагонов, ремонта машин и т. д.

На звеносборочной базе имеются четыре козловых крана, электромагнитная плита, два стенда для сборки решетки, локомотив, дрезина ДГКу , траверсы для раскладки шпал и рельсов, комплект электрогаечных ключей, электрические рельсошлифовальные и рельсосверлильные станки и т.п.

На производственных базах принимают различные меры к уменьшению потерь времени на подготовительные работы при сборке звеньев. Перед сборкой проверяют размеры отверстий в шпалах для закладных болтов и расстояния между отверстиями, а иногда организовывают проверку и восстановление дефектной нарезки болтов. Производится проверка рельсов, с целью выбраковывания таких дефектов, как седловины, сбитые концы, большой волнообразный износ, различная высота.

 

 

 

Земляные работы и основы их организации

Земляные работы— комплекс строительных работ, выполняемых при создании земляных сооружений, котлованов, канав, траншей, а также при образовании открытых, выработок (резервов, карьеров) для добычи грунта. В железно-дорожном строительстве основные земляные работы выполняются при сооружении земляного полотна. Около 70% общего объёма — одноковшовыми экскаваторами. Грунт перевозится обычно автомобильным, реже железно-дорожным или др. видами транспорта. При благоприятных условиях пользуются бестранспортными способами, например укладывают грунт непоредственно в насыпи. С помощью бульдозеров возводят невысокие насыпи, нарезают неглубокие выемки, полки на косогорах, разравнивают грунтовые поверхности, производят засыпки и т. п. Грунт из выемок целесообразно перемещать в близлежащие насыпи. Однако объём земляных работ на выемках в целом меньше, чем на насыпях. Поэтому широко практикуется добыча грунта в карьерах, к которым подводятся землевозные дороги. Грунт укладывают в насыпи послойно, разравнивают бульдозерами и уплотняют катками, трамбовочными, виброударными и др. машинами. При строительстве вторых путей на общем земляном полотне откос действующей насыпи нарезают с отсыпанного слоя уступами. Верх, часть присыпаемой насыпи обычно устраивают из дренирующих грунтов, которые завозят по действующему пути в думпкарах. При наличии водоёма на земляных работах применяется гидронамыв насыпей; используют землесосные снаряды, донный грунт с водой (пульпу) нагнетают по трубопроводу к месту намыва. Образовавшуюся гидромассу из пульпоприёмника перекачивают в насыпь или намываемый штабель грунта. Намытый грунт отличается высоким качеством благодаря удалению с водой пылеватых частиц и ила, не требует уплотнения. Производительность земляных работ при гидронамыве высокая благодаря непрерывности процесса и низкой трудоёмкости. Выемки и сухие карьеры разрабатывают также водяной струёй, создаваемой гидромонитором.

 

Укладка верхнего строения пути

Существуют два способа укладки железнодорожного пути: раздельный и звеньевой. При раздельном способе на место укладки доставляют шпалы, рельсы и скрепления и эти элементы пути последовательно укладывают и собирают. Процесс укладки пути таким способом состоит из многих операций и поэтому трудно поддается механизации.

Звеньевая укладка пути предусматривает его монтаж из готовых звеньев, собираемых на специально оборудованных полигонах при более высокой степени механизации, чем это делается непосредственно на трассе дороги.

Общие требования, предъявляемые к верхнему строению пути при его укладке

Рельсы, укладываемые в звеньевом пути, должны быть длиной 25 м. На кривых участках пути по внутренней рельсовой нити необходимо предусматривать укладку укороченных рельсов заводского изготовления. Стыки рельсов в звеньевом пути, а также в уравнительных пролетах бесстыкового пути должны быть на шести болтах. Промежуточные рельсовые скрепления необходимо предусматривать:
для пути с деревянными шпалами-костыльное или раздельное подкладочное; на скоростных и особонагруженных линиях следует применять преимущественно раздельные подкладочные скрепления; для пути с железобетонными шпалами-раздельное подкладочное или бесподкладочное.

При укладке железобетонных шпал на линиях с электрической тягой или оборудованных автоблокировкой необходимо применять рельсовые скрепления, обеспечивающие изоляцию электрических рельсовых цепей. На главных и приемоотправочных путях, как правило, должны применяться клееболтовые изолирующие стыки. Деревянные шпалы должны быть пропитаны антисептиками, не проводящими электрического тока.
Главные пути при костыльном скреплении необходимо закреплять от угона противоугонами.

Главные пути в пределах станций, разъездов и обгонных пунктов следует укладывать рельсами типа, принятого для главного пути прилегающих перегонов, а на приемоотправочных путях допускается укладка рельсами на один тип легче, но не ниже Р50 или старогодними рельсами того же типа, что и на перегоне.
На сортировочных, вытяжных, погрузочно-разгрузочных, деповских и других станционных путях разрешается укладывать старогодние рельсы типа ниже Р50; в горловинах сортировочных горок, перерабатывающих более 1500 вагонов в сутки, следует укладывать рельсы Р65 новые, а на горках меньшей мощности разрешается применение Р65 старогодних.
На станционных путях при соответствующем обосновании допускается укладывать сварные рельсовые плети из новых или старогодних рельсов. Род и число шпал на главных путях в пределах станций, разъездов и обгонных пунктов должны соответствовать нормам, установленным для перегонов. На кривых участках пути толщину балластной призмы следует принимать с учетом возвышения наружного рельса при сохранении под внутренним рельсом балластного слоя толщиной, установленной для прямых участков. На кривых участках пути радиусом менее 600 м ширину балластной призмы необходимо увеличить с наружной стороны на 0,1 м. На двухпутных участках ширину балластной призмы поверху следует увеличивать на ширину междупутья.
Крутизна откосов балластной призмы при всех видах балласта должна быть 1:1,5, для песчаной подушки-1:2.
Поверхность балластной призмы должна быть на 3 см ниже верхней постели деревянных шпал и в одном уровне с верхом средней части железобетонных шпал. Вид балласта и его толщина на главных путях станций, разъездов и обгонных пунктах должны соответствовать нормам, установленным для перегонов. Междупутья шириной до 6,5 м следует заполнять балластом. Поверхности балласта между торцами шпал смежных путей следует придавать поперечный уклон в соответствии с поперечным уклоном верха земляного верха земляного полотна станционной площадки. При расстоянии между осями путей на станциях более 6,5 м балластный слой смежных путей допускается раздельным, при этом должен обеспечиваться отвод воды из междупутья.

Поверхность балластного слоя на станционных путях должна быть на 3 см ниже верхней постели переводных брусьев и деревянных шпал и в одном уровне с верхом средней части железобетонных шпал. Планировка поверхности асбестового балласта должна обеспечивать сток воды с пути.

Путь должен быть уложен по проектной оси с соблюдением необходимых температурных зазоров в рельсовых стыках. При стыковании рельсов разных типов должны применяться переходные накладки. Допускается укладка в путь переходного рельса, одна половина которого соответствует типу одного из соединяемых рельсов, другая - типу другого. Разрешается стыковать разнотипные рельсы, различающиеся только на один тип (например, рельсы Р50 с рельсами Р65).

 

 

 

Документация для производства строительных работ

Основными проектными документами по возведению земляного полотна, защитных и искусственных сооружений, на основе которых должны разрабатываться проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР), являются:

1. подробный продольный профиль земляного полотна;

2. план трассы и отвода земель;

3. принятые для каждого участка дороги поперечные профили земляного полотна;

4. проекты водоотводных, дренажных, постоянных противоналедных, противолавинных, противооползневых и снегозащитных сооружений;

5. ведомость искусственных сооружений и их проекты;

6. проекты укрепления земляного полотна и ведомость объемов укрепительных работ;

7. попикетная ведомость объемов земляных работ и схема распределения земляных масс;

8. описание трассы с ведомостью полевых и лабораторных анализов и свойств талых и мерзлых грунтов;

9. паспорта карьеров, наледей, лавин и подземных льдов;

10. ведомость объемов дополнительных работ (устройство водоотводов, временных противоналедных сооружений, дренажных устройств и др.);

11. смета расходов и ведомость ресурсов.

 

Перед составлением ПОС и ППР должны быть собраны следующие данные:

1. среднемесячные, годовые и многолетние продолжительности безморозного периода и температуры воздуха, а также абсолютные минимальные и максимальные их значения;

2. средние температуры мерзлого грунта; число дней со снежным покровом и его мощность;

3. розы ветров и их скорости; число дней со скоростью ветра более 12 м/с;

4. число дней с туманами;

5. время начала и размеры снегозаносимости площадок и дорог; появление и интенсивность действия наледей;

6. характеристика вечномерзлых грунтов (на основе этой группы данных должен быть составлен прогноз изменения природных условий при освоении района строительства);

7. возможные подъездные пути и время их действия для завоза машин, оборудования и людей к местам работ;

8. необходимость и возможность строительства постоянных автомобильных дорог, автозимников, временных подъездных путей, аэродромов, вертолетных площадок, временных поселков и т. д.;

9. возможность многоцелевого использования машин и оборудования, их транспортабельность и повышение производительности машин, выработки рабочих, продуктивности труда;

10. возможность и необходимость использования вахтовой, экспедиционной и вахтово-экспедиционной организации работ.

ПОС и ППР должны содержать детально разработанную, отвечающую местным условиям технологию производства работ, учитывающую влияние всех перечисленных осложняющих ее природно-климатических факторов.

В ППР необходимо предусматривать комплексную механизацию производства работ с применением высокопроизводительных машин, интенсивных технологий и мероприятий по эффективному распределению рабочего времени.

При разработке ПОС, проекта организации работ (ПОР), ППР требуется тщательная детализация входящих в них планов организационно-технологической подготовки работ.

 

Послеобкаточный ремонт пути

В результате обкатки пути подвижным составом могут возникнуть неисправности, которые подлежат испралению. В связи с этим проводятся следующие виды работ:

1. Рихтовка кривых по расчету;

2. Частичная выправка пути с подбивкой шпал;

3. Устройство переездного настила;

4. Отделка балластной призмы;

5. Планировка междупутья с перераспределением балласта.

 

 

 

Вагоны и их техническая характеристика.

Классификация вагонов.

Вагоны классифицируются по четырем основным признакам: назначению, месту эксплуатации, оснасти и ширине колеи. По назначению вагоны разделяются на две основные группы: пассажирские и грузовые. Парк пассажирских вагонов составляют несамоходные вагоны, перемещаемые локомотивами, и самоходные, имеющие свою энергетическую установку или получающие энергию от контактной сети. К несамоходным пассажирским вагонам относятся вагоны дальнего следования, межобластного и пригородного сообщения, вагоны-рестораны, багажные, почтовые, почтово-багажные и межобластного и специального назначения.

В зависимости от дальности перевозок пассажирские вагоны отличаются своим устройством.

По назначению различают пассажирские вагоны: дальнего следования, местного сообщения, пригородные, почтово-багажные. Пассажирскими вагонами специального назначения являются вагоны-лаборатории, служебные, санитарные, вагоны-клубы и т.п.Парк грузовых вагонов состоит из универсальных и специальных вагонов следующих типов: крытые, полувагоны, платформы, цистерны, изотермические, транспортеры, думпкары(вагоны-самосвалы).

Основные элементы вагона

Все вагоны независимо от назначения и конструкции состоят из элементов (узлов), общих для вагонов любого типа. К этим элементам относятся: ходовые части, кузов, ударно тяговые приборы, тормозное оборудование. К ходовым частям относятся: колесные пары, буксы, рессорное подвешивание.

Техническая характеристика:-масса тары вагона (без экипировки); -масса тары вагона; - ширина кузова вагона наружная на уровне рамы вагона; - длина вагона по осям сцепления автосцепок; - высота горизонтальной оси автосцепки вагона от головок рельсов; -база вагона; -база тележек; -объем воды в системе водоснабжения; -объем воды в системе отопления; -объем воды в установке водяного пожаротушения; -ширина колеи; -габарит:(а) для кузова; б) для тележки); -конструкционная скорость; -количество спальных мест для пассажиров; -количество спальных мест для проводников; -минимальный радиус кривой, проходимой одиночным вагоном; -длина тормозного пути вагона с полной загрузкой при экстренном торможении

 

 

 

Вагонное хозяйство Белорусской ж/д.

Организация управления вагонным хозяйством

Руководство вагонным хозяйством осуществляет Главное управление вагонного хозяйства Министерства путей сообщения, призванное обеспечить исправное состояние парка грузовых и пассажирских вагонов и контейнеров, всех сооружений и устройств вагонного хозяйства, а также надлежащую подготовку вагонов под погрузку и перевозку пассажиров. Главное управление проводит меры по совершенствованию, реконструкции и модернизации вагонного парка и контейнеров и развитию вагонного хозяйства, направленные на улучшение ремонта, технического обслуживания вагонов и содержание их в исправном состоянии. На железных дорогах вагонным хозяйством руководит служба вагонного хозяйства управления дороги. Оперативно-хозяйственное руководство и контроль за деятельностью линейных предприятий вагонного хозяйства дороги осуществляют отделы вагонного хозяйства отделений дорог.

Основные сооружения вагонного хозяйства

Основными линейными подразделениями вагонного хозяйства являются вагонные депо, в которые входят пункты подготовки вагонов к перевозкам и пункты технического обслуживания вагонов, промывочно-пропарочные станции, пассажирские технические станции, колесные мастерские, автотормозные контрольные пункты, контрольные пункты автосцепки, пропиточные, регенерационные цехи и другие сооружения. В вагонном депо, которое, как правило, размещается на крупных железнодорожных узлах и сортировочных станциях, выполняется деповской ремонт пассажирских и грузовых или контейнеров, тормозов и перезаправки букс, а также ремонт запасных частей и оборудования. Вагонные депо специализируются на ремонте определенных типов вагонов. Помимо сборочного участка в вагонных депо имеются: кузнечный цех с рессорным отделением, механический цех, колесный цех с отделением для ремонта роликовых подшипников, участок для заливки подшипников, инструментальный цех, столярно-плотницкий, кровельный, малярный цехи и сварочное отделение. Почти в каждом депо имеются контрольные пункты по ремонту автотормозов и автосцепки, которые могут быть размещены в основном здании или в отдельном. Крупным и ответственным подразделением вагонного депо является пункт подготовки вагонов к перевозкам и пункт технического обслуживания вагонов. На станциях налива нефтепродуктов имеются промывочно-пропарочные станции для массовой очистки цистерн от остатков грузов способом пропарки и промывки горячей водой. Широкое применение на сети железных дорог нашли приборы обнаружения нагрева букс (ПОНАБ). Их устанавливают в определенных местах на расстоянии 40-60 км от пункта технического обслуживания вагонов. Эти приборы повышают уровень безопасности движения, подают автоматически сигнал о нагреве буксы и месте расположения ее в поезде, для принятия своевременных мер по устранению появившихся неисправностей. Разрабатываются подобные автоматы и для обнаружения других неисправностей в ходовых частях с подачей сигнала в те же контрольные пункты, в которые поступают сигналы от ПОНАБ.

 

 

 

Тяговые характеристики локомотивов

Предметами изучения тяги поездов явля­ются основные внешние горизонтальные силы, действующие на поезд при движении, а имен­но: силы тяги локомотивов, силы сопротив­ления движения и тормозные силы.

Сила тяги F создается двигателем локомотива во взаимодействии с рельсами, приложена к движущим колесам и всегда направлена в сторону движения поезда.

Удельная сила тяги

где — соответственно масса локомотива и состава, т.

Силами сопротивления W называют­ся возникающие при движении поез­да внешние силы, направленные в сторону, противоположную движе­нию. Есть основные(трение осей в подшипниках, трение м/ж колёсами и рельсами, удары в рельсовых стыках, сопротивление воздуха) и дополнительные(на уклонах, кривых, при трогании с места).

Полное сопротивление поезда при движении его где- приведенный уклон(сум­ма фактического и фиктивного укло­нов),

— основное удельное сопротивле­ние при включенных тяговых двигателях; — основное удельное сопротив­ление при движении с вык­люченными тяговыми двигате­лями (холостой ход).

-основное удельное сопротивление для вагонов

где— масса, приходящаяся иа 1 ось, т.

Тормозными В называются искусственно создаваемые силы, возникаю­щие в процессе торможения подвижного состава.

Расчетная тормозная сила поез­да определяется как сумма тормоз­ных сил, создаваемых всеми тормоз­ными колодками,

где— коэффициент трения между колесом и колодкой; — сила нажатия колодки, тс.- тормозной путь. Путь подготовки тормозов к действию-

где— начальная скорость движения поезда, км/ч; —время подготовки тормоза к действию, принимаемое в зависимости от длины состава и типа тормозов, с.

Действительный путь торможения (м)-
где— скорость поезда в конце торможения, км/ч;— расчетный тормозной коэффи­циент поезда- - расчетный коэффициент трения, для стандартных чугунных коло­док

- основное удельное сопротивление движению поезда

 

 

 

Уравнение движения поездов и его частное решение

Уравнение движения поезда:где— ускорение движения поезда,

— равнодействующая удельных сил, кгс/т, — ускорение движения поезда, км/ч², от действия удельной силы 1 кгс/т. Из уравнения: зависимость времени от скорости движения (интегрирование)

Зависимость пути от скорости движения (заменим dt на ds/v)

; ;

Определение веса состава

Условие равномерного движения поезда на расчетном подъеме требует равенст­ва сил тяги локомотива и полного сопротивления поезда

откуда

где— основное удельное сопротивление локомотива и ва­гонов при расчетной скорости; — сила тяги локомотива при той же скорости. Q— вес локомотива.

 

Транспортно- эксплуатационные расчеты ж\д транспорта

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ж.-д. участка - максимальные размеры движения в по­ездах (пара поездов), которые могут быть реализованы по данному участку за единицу времени (сутки, час) в зависимости от числа главных путей, средств связи по движению поездов, типа и мощности тяговых средств и способа организации движения. Различают (и учитывают) наличную, потребную и ре­зультативную пропускную способность.

Наличная пропускная способность ж.-д. линии - максимальные размеры движения по­ездов, которые могут быть реализованы в за­висимости от ее технического оснащения.

Потребная пропускная способность ли­нии - число поездов, которое необходимо реализовать для выполнения плана перево­зок. Результативная пропускная способность участков определяется на основе данных о пропускной способности отдельных устройств, а направлений в целом - на основе резуль­тативной пропускной способности участков. В общем виде пропускная способность перегона выражается зависимостью:

где- период графика, мин;- продолжительность технологического окна, мин;

- коэффициент надежности работы тех­нических устройств.

Пропускная способность для преимущест­венно грузового движения, пар поездов вы­ражается зависимостью: где— пропускная способность линии по грузовому движению при параллельном гра­фике;- число пар соответ­ственно пассажирских, сборных и ускорен­ных поездов,- коэффициент съема грузовых поездов пассажирскими,

— коэффициент съема грузовых поездов сборными, - коэффициент съема обычных грузовых поездов ус­коренными

ПРОВОЗНАЯ СПОСОБНОСТЬ ж.-д. линии - наибольшая величина грузопотока (в млн. т), которая может быть освоена ли­нией в течение года.

Провозная способность железнодорожной линии Г зависит от доли наличной пропускной способности ли­нии для грузового движения, средней массы поезда на участке, соотношения массы поезда нетто и брутто, а также от числа сборных и ускоренных поездов и определяется по фор­муле:

где- средняя масса бруттогрузовых поездов' соответственно обычных, ускоренных, сборных, т;- отношение массы поезда нетто к массе брутто по соответствующим группам грузовых поез­дов;- коэффициент месячной неравномер­ности перевозок.

 

 

 

Организация движения поездов

Железные дороги должны обеспечивать своевременность перевозок пассажиров и грузов, безопасность и качественное обслу­живание пассажиров на вокзалах и в поездах.

Грузопотоками называются грузы, которые зарождаются в местах погрузки, следуют к местам выгрузки и определяются в суточных, месячных и годовых объемах перевозки грузов в тоннах.

При массовой погрузке с шахт, карьеров эти грузы отправляют­ся отправительскими маршрутами.

Одиночные вагоны и группы вагонов, следующие со станции погрузки на станции выгрузки, образуют вагонопотоки.

Формирование поездов

Организация продвижения вагонов, погруженных на разных станциях, в разном количестве в разное время и следующих на раз­ные станции назначения под выгрузку, представляет собой очень трудную задачу, от успешного решения которой в большой мере зависит скорость доставки грузов к месту назначения и расходы на перевозки.

Процесс ожидания необходимого количества вагонов на полный состав поезда называется накоплением. После накопления вагонов вагонопотоки организуются в специальные поезда. Эта организа­ция называется планом формирования поездов.

По условию формирования грузовые поезда делятся на:

-отправительские маршруты с мест погрузки, в том числе из ва­гонов, погруженных одним грузоотправителем на одной станции;

-ступенчатые, погруженные разными грузоотправителями на одной станции или на нескольких станциях одного участка;

-технические маршруты, формируемые на технических стан­циях.

Понятие о маршрутизации перевозок

Маршрутизация перевозок в отправительские и ступенчатые маршруты осуществляется посредством календарного планирова­ния погрузки в разные направления по определенным дням.

Календарное планирование позволяет организовать маршруты из вагонов несколькими грузоотправителями, когда размеры по­грузки у каждого из них для маршрута незначительны.

Для перевозки массовых грузов между постоянными отправителя­ми и получателями в определенных условиях применяют особые от­правительские маршруты, которые называются кольцевыми. Такие маршруты обращаются между станциями их погрузки и выгрузки по строго установленным расписаниям, причем со станций погрузки они отправляются всегда с одним и тем же грузом (углем, рудой и др.), а обратно возвращаются порожняком или с другим грузом.

Кольцевые маршруты, работающие на коротких расстояниях, называют вертушками.

Отправительская маршрутизация охватывает не всю грузовую работу железных дорог, а только мощные грузо-и вагонопотоки. Поэтому важно правильно организовать продвижение этого разроз­ненного вагонопотока, которое осуществляется разного рода поездами.

Поездом – это сформированный и сцепленный состав ва­гонов с одним или несколькими действующими локомотивами или моторными вагонами, имеющий установленные сигналы.

Грузовые поезда могут быть следующих основных категорий: 1.сквозные поезда, проходящие без переработки не менее од­ной технической станции (участковой или сортировочной); 2.участковые поезда, следующие между соседними участковы­ми станциями (участковой и сортировочной); 3.сборные поезда, формируемые из вагонов, предназначенных для отцепки на промежуточных станциях и прицепки вагонов, уби­раемых с этих станций; 4.вывозные поезда, предназначенные для подачи вагонов с сортировочной или участковой станции на одну или несколько промежуточных станций; 5.передаточные поезда, обращающиеся между станциями же­лезнодорожного узла; 6.ускоренные грузовые поезда для перевозок скоропортящих­ся грузов, молока и живности.

Каждому поезду при­сваивается номер, установленный графиком движения. Поездам од­ного направления присваиваются четные номера, а поездам обратно­го направления — нечетные. Кроме номера каждому грузовому поез­ду на станции его формирования присваивается индекс, который не изменяется до станции расформирования. Поездам, не предусмотрен­ным графиком движения, номера присваиваются при их назначении.

Поезда делятся на: А. Внеочередные — восстановительные, пожарные, снегоочис­тители, локомотивы без вагонов, специальный самоходный подвиж­ной состав, которые назначаются для восстановления нормально­го движения и для тушения пожара.

Б. Очередные — в порядке приоритетности: 1.пассажирские скоростные; 2.пассажирские скорые; 3.пассажирские всех остальных наименований; 4.почтово-багажные, воинские, грузопассажирские, людские и ускоренные грузовые поезда; 5.грузовые (сквозные, участковые, сборные, вывозные, переда­точные), хозяйственные поезда и локомотивы без вагонов.

В. Поезда, назначаемые по особым требованиям, очередность которых устанавливается при назначении.

 

 

 

Железнодорожная сигнализация

Железнодорожная сигнализация предназначена для регулирования движения поездов и обеспечивает оперативное руководство, при этом соблюдается максимальный уровень безопасности, оказывает влияние на рост производительности труда работников и является основной системой, применяемой на магистральном железнодорожном транспорте. Могут быть автоматические и неавтоматические системы регулирования.В зависимости от места применения автоматические системы регулирования движения подразделяются на перегонные и станционные:

Перегонные системы разрешают или запрещают отправление поезда на перегон или регулируют движение поезда непосредственно по перегону.

Полуавтоматическая блокировка (Па/б) – сигналы, разрешающие занять поезду перегон или блок-участок, открываются при определенных действиях работников, а закрываются автоматически Автоматическая блокировка (а/б) – управление показаниями светофоров, ограждающих блок-участок осуществляются движущимся поездов (автоматически).

Автоматическая локомотивная сигнализация (АЛС) и устройства безопасности (КЛУБ, САУТ и т.д.) – с помощью этих систем показания напольных светофоров передаются в кабину машиниста.

Станционные системы обеспечивают взаимную зависимость стрелок и сигналов при движении поездов и маневровых составов, контролируют положение стрелок, не допускают их перевоз в уже заданном маршруте.

Ключевая зависимость – используется на станциях, где сохранено ручное управление стрелками для обеспечения взаимного замыкания сигналов и стрелок посредством контрольных замков.

Электрическая централизация – обеспечивает управление стрелками и сигналами с пульта управления. Разновидности такой системы: релейная централизация, блочная маршрутно-релейная централизация и микропроцессорная централизация (при которой вместо пульт-манипулятора используется АРМ-ДСП на основе ПК).

Диспетчерская централизация – позволяет управлять стрелками и сигналами ряда станций из одного пункта при помощи систем телеуправления

Средства автоматизации сортировочных горок – управление стрелками и сигналами при роспуске составов с сортировочной горки, регулирование скорости надвига и роспуска. Таким образом, автоматические системы регулирования движения служат для автоматизации процессов управления. Эти системы постоянно совершенствуются, благодаря чему повышаются технико-экономические показатели эксплуатационной работы железнодорожного транспорта. Также на малодеятельных линиях магистрального транспорта и на некоторых участках промышленных дорог используются устаревшие автоматические системы:

Семафоры – применяются в качестве входных, проходных, выходных сигналов, приводятся в действие при помощи специальных тяг, управляемых со стрелочных постов.

Электрожезловая система – при такой системе разрешением на занятие перегона служит жезл данного перегона, вручаемый машинисту. Устройства не должны допускать изъятия из аппарата одновременно более одного жезла. По прибытии на соседнюю станцию, машинист вкладывает полученный жезл в аппарат, что служит разрешением занять перегон другим поездом.

Неавтоматические системы.

При использовании таких систем резко возрастает нагрузка на человека

Движение поездов по телефонных средствам связи – используется, как правило, при неисправности автоблокировки. Обмен поездными телефонограммами должен производится по диспетчерской или межстанционной связи.

Движение поездов при перерыве действия всех средств сигнализации и связи – осуществляется на однопутных перегонах посредством письменных извещений (когда переговоры о движении поездов между соседними станциями невозможно осуществить ни по одному из имеющихся в распоряжении средств связи), а на двухпутных – с разграничением временем, положенным на проследование поездов межстанционного перегона с прибавлением 3 минут.

Движение поездов с разграничением временем – устанавливается по приказу начальника железной дороги при резком увеличении размеров движения. Такая организация позволяет резко повысить пропускную способность на отдельных, лимитирующих её, перегонах, оборудованных автоблокировкой, но с благоприятным планом и профилем пути, обеспечивающим видимость на расстоянии не менее тормозного пути.

 

 

 

Графики движения поездов и принципы их составления

График движения поездов является организующей и технологической основой работы всех подразделений железных дорог, планом всей эксплуатационной работы.

Графики движения поездов бывают:

1. В зависимости от скорости движения — параллельные, где все поезда движутся с одинаковой скоростью, и непараллельные (нормальные), так как пассажирские и грузовые поезда движутся с разными скоростями.

2. По числу главных путей на перегоне — однопутные и двухпутные. В первом случае главный путь перегона используется для движения в обоих направлениях и скрещение (разъезд поездов встречных направлений) может производится только на разъездах или станциях

3. В зависимости от расположения поездов попутного направления графики могут быть пачечные, когда поезда одного направления следуют друг за другом с разграничением межстанционным перегоном и пакетные, когда поезда следуют с разграничением временем или блок-участками при автоматической блокировке

4. По соотношению числа поездов в четном и нечетном направлени­ях различают парные графики, когда это число одинаковое, и не­парные —- в противном случае.

Составляют график движения на специальной масштабной сетке. Расстояния между раздельными пунктами откладываются по вертикали, а время — по горизонтали. Горизонтальными линиями обозначают раздельные пункты (их оси), а вертикальными - время (жирными — часовые периоды, штриховыми — получасовые, тонкими — десятиминутные интервалы). Движение поездов на графике изображают прямыми наклонными линиями, условно принимая, что в пределах перегона скорость их равномерна (используется перегонное время хода, специально высчитываемое в зависимости от профиля пути, типа поезда, направления хода, опыта работы ведущих машинистов и т. д. — по данным тяговых расчётов). Время проследования (прибытия или отправления) поездом каждого раздельного однопуного участка с автоблокировкой пункта определяется пересечением линии хода поезда с осью соответствующего раздельного пункта и отмечается цифрой сверх целого десятка в тупом углу, образованном линией хода поезда и осью раздельного пункта. На перегонах, прилегающим к станциям, ограничивающих диспетчерский круг, над линией хода поезда ставят его номер. Поезда нумеруют в зависимости от от направления движения и категории перевозок. Линии хода нечетных поездов наносят сверху вниз, четных — снизу вверх. На основе графика движения поездов составляются расписание движения поездов, где указывается время прибытия, отправления и проследования поездов по каждому раздельному пункту.

Исходные данные для разработки графика движения поездов:

- времена хода поездов по перегонам;

- нормы времени на разгон и замедление;

- нормативы продолжительности стоянок поездов на промежуточных станциях для выполнения технических и коммерческих операций;

- нормативы оборота локомотивов в депо для выполнения технического обслуживания и расчетные минимальные интервалы между поездами при приеме, отправлении и проследовании их через станции (станционные интервалы), а также интервалы между поездами, следующими в пакете (межпоездные интервалы).

 

Системы управления движением поездов

Система управления движением поездов включает в себя тех­ническое нормирование и оперативное планирование эксплуата­ционной работы, регулирование перевозок и перевозочных средств, оперативное руководство перевозочным процессом и анализ вы­полненной работы.

Техническое нормирование заключается в разработке для дорог и отделений технических нормативов эксплуатационной работы: количественных заданий, качественных показателей норм рабоче­го парка вагонов и эксплуатируемого парка локомотивов.

К количественным заданиям относятся размеры по­грузки-выгрузки и сдачи порожних вагонов после выгрузки, число поездов и вагонов, передавае­мых по стыковым пунктам, и др.; к качественным пока­зателям — оборот и рейс вагона, коэффициент порожнего про­бега, производительность локомотивов и вагонов, скорости дви­жения поездов и др.

Результатом оперативного планирования является установление на определенный период размеров грузового движения и соот­ветствующего эксплуатируемого парка локомотивов, составление суточных, а по отделениям и станциям — также сменных планов поездной и грузовой работы. Размеры движения по каждому участ­ку на определенный период устанавливает служба перевозок, она же сообщает их заблаговременно производственным единицам.

Регулирование перевозок и перевозочных средств состоит в осуще­ствлении мероприятий, направленных на устранение затруднений в продвижении вагонопотоков и отклонений от технических нор­мативов. К этим мероприятиям относятся перераспределение ва­гонного и локомотивного парков в соответствии с изменившимся объемом работы, регулирование погрузки по дням, направлениям и роду подвижного состава.

Оперативное руководство перевозочным процессом осуществляет диспетчерский аппарат, несущий сменное дежурство. На дорогах эту задачу выполняет распорядительный отдел службы перевозок. Оперативной работой станций руководят дежурные по станции, а на крупных станциях — станционные и маневровые диспетчеры.

Движением поездов на участках руководят поездные диспетче­ры, которые ранее находились в отделениях дорог, а в настоящее время на большинстве дорог переведены в единые диспетчерские центры управления, созданные при управлениях железных дорог. Участки, которыми они ведают, называются диспетчерскими кру­гами. Границами этих кругов являются, как правило, участковые и сортировочные станции.

Основная задача поездного диспетчера — обеспечить движение поездов по графику, а в случае его нарушения — ввести опоздав­шие поезда в график. С этой целью диспетчер применяет такие регулировочные меры, как уменьшение продолжительности сто­янки поездов на раздельных пунктах, отправление по неправиль­ному пути на двухпутных участках, изменение порядка и пунктов скрещения и обгона поездов и др.

 

 

 

Обеспечение безопасности на ж/д транспорте

Безопасность движения поездов — основное условие эксплуата­ции железных дорог, перевозок пасса­жиров и грузов. Все организац. и техн. мероприятия на ж.-д. транспорте долж­ны отвечать требованиям безопасного и бесперебойного движения поездов. Б. д. обеспечивается содержанием в пост, ис­правности всех ж.-д. сооружений, пути, подвижного состава, оборудования и ме­ханизмов, устр-в СЦБ и связи путём их осмотров и предупредит, техн. обслу­живания. Повышение интенсивности дви­жения поездов, их скорости и массы предъявляет жёсткие требования к ка­честву и надёжности устр-в обеспечения Б. д. Прежде всего это относится к устр-вам автоматич, и полуавтоматич. систем управления движением поездов на перегонах, станциях и переездах: автоматической блокировки, автомати­ческой локомотивной сигнализации, по­луавтоматической блокировки, элек­трической централизации стрелок и сигналов и т. д. Повышение Б. д. обеспечивается ком­плексной механизацией и автоматиза­цией сортировочных станций, включаю­щей горочную автоматич. централизацию управления стрелками и управление ва­гонными замедлителями; условиями на­дёжного торможения, достаточными тор­мозными путями и т. п. Для улучшения тормозных х-к электрич. тяги, напр., широко применяется реостатное и реку­перативное торможение. Рельсы и от-ветств. детали подвижного состава (ко­лёсные пары, бандажи, рамы тележек) могут иметь скрытые дефекты (пустоты, сколы, развивающиеся трещины), свое-врем. выявление и устранение к-рых не­обходимы для предупреждения аварий­ных ситуаций. Дефекты обнаруживают с помощью ультразвуковых, магн, и др. дефектоскопов. Повышению Б.д. способствует усиление прочности метал. эл-тов пути. Решающая роль в Б.д. принадлежит машинисту локомотива.

Пути повышения безопасности

Безопасность движения на железнодорожном транспорте обеспечивается путём осуществления комплекса профилактических мер, которые предусматривают:

1. Профессиональный отбор кандидатов на должности, связанные с движением поездов.

2. Периодическое медицинское обследование работников, связанных с движением поездов, а также предрейсовый контроль за состоянием здоровья локомотивных бригад.

3. Организацию технического обучения кадров и повышение их квалификации, отработку практических навыков действий в нестандартных ситуациях.

4. Анализ состояния безопасности движения, выявление «узких» мест, разработку и осуществление мер по их устранению.

5. Регулярное проведение внезапных поверок несения службы работниками, связанными с движением поездов и маневровой работой.

6. Проведение еженедельных дней безопасности движения.

7. Расследование каждого случая нарушения безопасности движения с разбором результатов в установленном порядке.

8. Осуществление постоянной работы по повышению качества ремонта и содержания пути, искусственных сооружений, локомотивов, вагонов, устройств сигнализации и связи, электроснабжения, железнодорожных переездов и других технических средств транспорта.

9. Содержание в исправном состоянии и эффективное использование средств дефектоскопии и системы диагностики.

10. Проведение осмотра хозяйства и ревизии железных дорог, отделений железных дорог и предприятий с установленной периодичностью.

11. Осуществление комплекса организационно – технических мер по предупреждению особо опасных нарушений.

Изыскание и внедрение новых форм организации обеспечения безопасности движения.

 

 

 

Экологическая безопасность ж/д

Железнодорожный транспорт по объему грузовых перевозок занимает первое место среди других видов транспорта, по объему перевозок пассажиров второе место после автомобильного транспорта.

Успешное функционирование и развитие железнодорожного транспорта зависит от состояния природных комплексов и наличия природных ресурсов, развития инфраструктуры искусственной среды, социально-экономической среды общества.

Состояние окружающей среды при взаимодействии с объектами железнодорожного транспорта зависит от инфраструктуры по строительству железных дорог, производству подвижного состава, производственного оборудования и других устройств, интенсивности использования подвижного состава и других объектов на железных дорогах, результатов научных исследований и их внедрения на предприятиях и объектах отрасли.

Воздействие объектов железнодорожного транспорта на природу обусловлено строительством дорог, производственно-хозяйственной деятельностью предприятий, эксплуатацией железных дорог и подвижного состава, сжиганием большого количества топлива, применением пестицидов на лесных полосах и др. Строительство и функционирование железных дорог связано с загрязнением природных комплексов выбросами, стоками, отходами, которые не должны нарушать равновесие в экологических системах. Равновесие экосистемы характеризуется свойством сохранять устойчивое состояние в пределах регламентированных антропогенных изменений в окружающих транспортное предприятие природных комплексах. Самоочищающая способность природной среды снижается из за уничтожения и истощения природных комплексов. Линии железных дорог, прокладываемые на сложившихся путях миграции живых организмов, нарушают их развитие и даже приводят к гибели целых сообществ и видов.

Факторы воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую среду можно классифицировать по следующим признакам: механические (твердые отходы, механическое воздействие на почвы строительных, дорожных, путевых и других машин); физические (тепловые излучения, электрические поля, электромагнитные поля, шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, радиация и др.); химические вещества и соединения (кислоты, щелочи, соли металлов, альдегиды, ароматические углеводороды, краски и растворители, органические кислоты и соединения и др.), которые подразделяются не чрезвычайно опасные, высоко опасные, опасные и малоопасные; биологические (макро- и микроорганизмы, бактерии, вирусы).

Эти факторы могут действовать на природную среду долговременно, сравнительно недолго, кратковременно и мгновенно.

Время действия факторов не всегда определяет размер вреда, наносимого природе. По масштабам действия вредные факторы подразделяются на действующие на небольших площадях, действующие на отдельные участки местности, глобальные.

Химические вещества и соединения могут мигрировать и рассеиваться в воздухе, в воде, почвах, нанося обратимый, частично обратимый и необратимый ущерб природе. В миграции химических веществ и заразных микроорганизмов важное место занимает транспорт.

Основными направлениями снижения величины загрязнения окружающей среды являются: рациональный выбор технологических процессов для производства готовой продукции и ее транспортирования; использование средств защиты окружающей среды и поддержание их в исправном состоянии.