Устройство и эксплуатация пути

1. Верхнее строение пути

В этом разделе курсовой работы определяем грузонапряжённость на участке пути, назначаем группу, категорию и класс пути, ознакомляемся с существующими типами и конструкциями верхнего строения пути и их элементами. Для назначенного класса пути подбираем наиболее приемлемый тип верхнего строения и, после этого, вычерчиваем поперечный профиль балластной призмы со всеми размерами.

1.1 Назначение группы, категории и класса пути

В соответствии с приказом № 12-Ц от 16.08.1994 «О переходе на новую систему ведения путевого хозяйства на основе повышения технического уровня и внедрения ресурсосберегающих технологий» железнодорожные пути классифицируются в зависимости от сочетания грузонапряженности и максимальных допускаемых скоростей движения пассажирских и грузовых поездов.

Согласно Положения о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах РФ, утвержденного 02.05.2012 г., введенного в действие с 15.06.2012 г. по грузонапряженности все пути разделяются на 6 групп, обозначенных буквами (А, Б, В, Г, Д, Е), по допускаемым скоростям — на 7 категорий (С, 1, …6). Классы, представляющие собой сочетание групп и категорий путей, обозначены цифрами. Всего 5 классов.

Определение класса пути на участке движения осуществляем по максимальной допускаемой скорости для пассажирских и грузовых поездов в соответствии с приказом начальника дороги об установлении скоростей, без учета отдельных километров и мест, по которым уменьшена максимальная скорость из-за кривых малого радиуса, состояния пути, искусственных сооружений или по другим причинам.

В курсовой работе, на основании заданных условий движения, в соответствии с таблицей 1.1. назначаем группу, категорию и класс пути. Для нашего варианта класс пути будет: 2Б3 — это значит, что путь принадлежит 2 классу, входит в группу Б и категорию 3.

Классы путей на участках совмещенного движения — таблица 1.1.

Таблица 1.1. Классы путей

1.2 Назначение конструкции, типа и характеристики верхнего строения пути

Каждому классу путей соответствует конструкция верхнего строения пути, тип и его характеристика. На основании выбранного класса пути в соответствии с техническими условиями на укладку и ремонт пути, по табл. 1.2 и 1. 3 назначаем конструкцию и тип верхнего строения пути и приводим полную характеристику выбранного типа.

Таблица 1.2. Технические требования и нормативы по конструкциям, типам и элементам пути при его реконструкции

Таблица 1.3

Согласно выбранному классу (2) определяем:

1. Конструкция верхнего пути:

· бесстыковый путь на железобетонных шпалах;

2. Типы и характеристика верхнего строения пути:

рельсы Р65, новые термоупрочненные, категории В (рельсы высшей категории качества), Т1 (термоупрочненные рельсы, выпускаемые по ГОСТ Р51 685−2000)

· скрепления новые с упругой клеммой {ЖБ, ЖБР (Россия); SKL-1, HM (Germany); RN, Nabza (France) и др};

· шпалы железобетонные 1-го сорта;

· эпюра шпал: при R = 900 м — 2000 шт./км;

· балласт щебёночный с толщиной слоя 40 см;

· размеры балластной призмы — в соответствии с типовыми поперечными профилями.

Поперечные профили земляного полотна на перегоне

Конструкция и размеры балластной призмы должны соответствовать техническим условиям, предусмотренным приказом МПС № 12-Ц, СНиП 32−01−95 «Железные дороги колеи 1520 мм», и типовым поперечным профилям балластной призмы для класса и группы пути:

Ширину основной площадки вновь проектируемого земляного полотна принимаем в зависимости от вида грунта и категории дороги (табл. 1.4).

Таблица 1.4. Ширина основной площадки земляного полотна новых линий на прямых участках пути

В нашем случае; Г = 60 млн. ткм/км, следовательно ВСП проектируется как для особо тяжелых условий.

Таблица 1.5. Основные размеры балластной призмы

В соответствии с «Техническими требованиями и нормативами по конструкциям, типам и элементам пути для капитальных ремонтов пути» для участка пути 2Б3 выбираю балласт щебеночный с толщиной слоя под шпалой 40 см под железобетонными шпалами. При этом в соответствии с классом пути определяем ширину плеча балластной призмы, которая составляет 45 см, толщину песчаной подушки — 20 см, минимальную длину обочины — 50 см. фракция щебня кубовидная, нормального размера — 25−65 см.

Крутизна откосов балластной призмы должна быть: щебень — 1:1,5; песок — 1:2. С учётом исходных данных для глинистых недренирующих видов грунта имеем следующие значения:

· ширина основной площадки — 7,7 м;

· поперечное очертание верха — трапеция шириной по верху 4,10 м, высотой 0,20 м и с основанием 10,62 м;

· поперечный уклон — 1/25.

После этого вычерчиваем поперечный профиль балластной призмы на прямом участке пути со всеми размерами, в масштабе 1:50.

Рис. 1. Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для тяжелого типа верхнего строения пути на двухпутных участках: а) — в прямых; б) — в кривых на железобетонных шпалах, h — возвышение наружного рельса, 1 — щебень, 2 — песок в кривых; h — возвышение наружного рельса; 1 — щебень; 2 — песок

1.3 Определение срока службы рельсов

В качестве технического критерия для назначения капитального ремонта пути приняты следующие нормы одиночного изъятия рельсов: типа Р65 и Р75 — 5 шт./км за межремонтный период и 2 шт./км в год перед капитальным ремонтом; Р50 — соответственно 6 и 2 шт./км.

Рассмотрим типовую конструкцию рельса Р65 — рис. 2:

Рис. 2. Рельс типа Р65

Допустимый по условиям одиночного выхода тоннаж:

Т_р = _р * (млн. т*км. брутто/км.)

где _р — коэффициент учета качества рельсов (для незакаленных рельсов _р = 1, для термообработанных 1-го сорта 1-го класса _р = 1,8 и 1-го сорта 2-го класса _р = 1,5);

— коэффициент снижения допустимого тоннажа в кривой (при R A = 800 при R 1200 м, А = 0);

— коэффициент, учитывающий влияние мероприятий по удлинению сроков службы рельсов в кривых (лубрикация и т. п.) — при отсутствии таких мероприятий = 1, при реализации = 0,2;

Р_дн — средне взвешенные по тоннажу динамические нагрузки на ось подвижного состава в условиях, при которых определялись нормативные значения срока службы рельсов по их суммарному одиночному изъятию, т;

q — погонный вес рельса, кг/м. (q (P65) = 64,72 кг/м);

— принятое суммарное единичное изъятие рельсов из пути по дефектам, по рекомендациям Г. М. Шахунянца для рельса типа Р65 = 5,2.

Также принимаем для типа Р65: l = 25 м, Р_д = 31 т/ось, = 1, _р = 2.

Т_р = 1,8* * 5,2 = 907,114 млн. т*км. брутто/км Тогда срок службы t = = 15,12 лет При этом, для железобетонных шпал срок службы скреплений определяется по формуле:

где — срок службы рельсов, млн т бр.

Тогда: млн. т. брутто.

Тогда t_жб = = 22,678 лет/

2. Обыкновенный стрелочный перевод

2.1 Расчет длины остряка

Форма остряков в плане определяется требованием обеспечения наилучших условий взаимодействия подвижного состава и элементов стрелочного перевода в зоне стрелки. При этом, важнейшим требованием является обеспечение плавного перехода подвижного состава с прямого участка на стрелку и далее на переводную (стрелочную) кривую. Переводная кривая бывает одинарной кривизны, когда радиус остряка R₀ равен радиусу кривой R_с — криволинейный остряк секущего типа (рис. 2, а) или двойной кривизны, когда R₀ R_c (рис. 2, б). В задании задан криволинейный секущий гибкий остряк.

На железных дорогах России применяются криволинейные остряки секущего типа. В зависимости от конструкции корня остряка за центр его поворота при переводе принимают: при вкладышно-накладочном корневом устройстве — корень остряка, при гибких остряках — конец гибкой части. В последнем случае имеется еще продолжение остряка на протяжение К₁ за центром его поворота до корня (рис. 3).

Рис. 2. Геометрия остряков Рис. 3. Криволинейный секущий гибкий остряк На этом продолжении получается небольшой угол поворота, в связи с чем различают стрелочный угол в_п, соответствующий сечению остряка в центре его поворота, и полный стрелочный угол, соответствующий корню остряка l_o = l₀ + K₁

При корневом устройстве вкладышно-накладочного типа в = в_п и К₁ = 0.

При гибких остряках К₁ = 1,2 м — для рельсов типа Р50, К₁ = 1,5 м — для рельсов типа Р65, К₁ = 1,8 м — для рельсов типа Р75.

В нашем случае задан криволинейный секущий гибкий остряк.

Определение длины остряка будем производить по заданным значениям начального и полного стрелочных углов: в_н = 0⁰40^/ и в = 1⁰57^/:

для остряков с вкладышно-накладочным устройством:

в_п = в = в_н + ц для гибких остряков

= в_п + ц^/ = в_н + ц + ц^/

Угол ц^/ =

При одинарной кривизне переводной радиус находим как:

R₀ =

где V_max — максимальная скорость движения по стрелочному переводу,

36 км/ч = 10 м/с;

j₀ — допускаемое значение непогашенного центростремительного ускорения, 0,73 м/с²

R₀ = = 136,9863 м. = 137 м ц^/ = = 0.6277⁰ = 0⁰37^/40^//

ц = в — в_н = 1⁰57^/ — 0⁰40^/ = 1⁰17^/ = 1.2833⁰

Длина остряка:

для остряков с вкладышно-накладочным устройством:

l₀ =

для гибких остряков

l₀^/ = = = 4.567 м. = 4567 мм.

2.2 Расчет длины рамного рельса

Длина рамного рельса (рис 4):

l_pp = m₁ + R₀(m₂

где m₁ — длина переднего вылета рамного рельса, мм;

m₂ — длина заднего вылета рамного рельса, мм.

в_п = в + ц^/ = 1,95⁰ + 0,6277⁰ = 2,5777⁰

Рис. 4. Длина рамного рельса Длина m₁ назначается из условия раскладки брусьев под ней и обеспечения отвода уширения колеи от начала рамного рельса до начала остряка с уклоном 0,001 — 0,002.

Из условия раскладки брусьев

m₁ = + n₁b — m₀

где С — нормальный стыковой пролет, для рельсов Р75 и Р65 С = 420 мм; для рельсов Р50 С= 440 мм.

— нормальный стыковой зазор, принимаемый в расчете 8 мм;

b-межуточный пролет между осями брусьев под стрелкой, b = (0,9…1,0)б_пер; б_пер — расстояние между осями шпал на перегоне, пропорциональное 5 (берем согласно найденной эпюре шпал: 1000/1840 = 0,545 м = 550 мм);

m₀ — расстояние от оси первого флюгарочного бруса до острия остряка (41 мм); n₁ — число промежуточных пролетов под передним вылетом рамочного рельса, обычно принимается от 5 до 10 (1/9 — 5…7, 1/18 — 6…7, 1/22 — до 9);

m₁ = + 5*0,95*550 — 41 = 206 + 2612,5 — 41 = 2777,5 мм.

при n₁ = 5…10 длина переднего вылета получается достаточно большой и проверку на возможность отвода ширины колеи можно не производить.

Длина заднего вылета рамного рельса:

m₂ = + n₂b

где С_к — расстояние между осями брусьев в корне, мм, при корневом стыке на весу можно принимать С_к = С; _к — зазор в корне: 4…6 мм; n₂ — количество промежуточных пролетов под задним вылетом рамного рельса = 2…4;

m₂ = + 3*0,95*550 = 207,5 + 206 + 1567,5 = 1981 мм.

получаем длину рамного рельса:

l_pp = 2777,5 + 136 986,3 (0,4 524 — 0,1 164) + 1981 = 9361,7 мм. 9,5 м принимаем стандартную длину рельса: l_ст = 12,5 м. — стандартная минимальная длина, выпускаемых в России рельсов для стрелочных переводов Тогда передний вылет в этом случае составит

= l_CT — R₀^/(m₂

= 12,5 — 136,9863 (0,4 524 — 0,1 164) — 1,981 = 5,915 м = 5900 мм. Делаем перерасчет-подбор n₁ и b для раскладки брусьев:

m₁ = + 10*0,95*550 — 41 = 206 + 5789 — 41 = 5954 = 5950 мм.

т.е. n₁ = 10 и b = 0,95*550 мм.

2.3 Расчет размеров крестовины

Крестовина состоит из передней (усовой) h о задней (хвостовой) р частей, которые называют также вылетами крестовины. В задании задана цельнолитая крестовина.

Рис. 5. Цельнолитая крестовина

Таблица 2.1. Размеры величин для расчета

Для цельнолитой крестовины:

Рассчитываем длину хвостовой части для литого сердечника

min p =

где В-ширина подошвы рельса, мм;

v — ширина головки рельса, мм;

g — расстояние от торца накладки до оси крайнего болта, лимитирующего длину h, мм;

l_H — длина накладки, мм;

2W — минимальное расстояние между сходящимися гранями подошв рельсов усовой части, обеспечивающее беспрепятчтвенную постановку крайнего болта, мм;

2е_x — то же для хвостовой части крестовины, во избежание строжки подошв рельсов принимают 2е_x = 5 мм.

Для крестовины 1/8 угол б = arctg (1/8) = 7,125⁰

min p = = = 1847 мм длина передней части определяем из условия — чтобы накладка во избежание ее изгиба или острожки не заходила за первый изгиб усиков:

min h = +

где — размер желоба в горле крестовины (64 мм).

min h = + = 514,99 + 400 = 915 мм общая минимальная длина крестовины:

min l_H = min h + min p

min l_H = 915 + 1847 = 2762 мм

2.4 Определение основных геометрических и осевых размеров стрелочного перевода

Основными геометрическими размерами стрелочного перевода являются (рис. 7):

? теоретическая длина стрелочного перевода L_t;

? практическая длина стрелочного перевода L_p;

? радиус переводной кривой R_c;

? длина прямой вставки перед математическим центром крестовины К.

Теоретическая длина стрелочного перевода L_t — это расстояние от начала остряка до математического центра (мц) крестовины — определяется проектированием расчетного контура на горизонтальную ось. При одинарной кривизне остряка и R₀ = R_c.

L_t = R_С(sinб — sinв_H) + Kcosб

Прямая вставка К необходима для обеспечения прямолинейного движения экипажа до входа в горло крестовины и предотвращения изгиба усовика:

К =

S = 1520 мм — ширина колеи в крестовине.

Рекомендуется: К = 2…5 м.

К = =

= = 3.8 м Рекомендуется: К = 2…5 м.

принимаем К = 3.8 м. 2 м, поэтому оставляем радиус = 137 м Вычисляем новое значение радиуса переводной кривой

Изменение радиуса R_c на произведем в корне остряка

=

в_п = в + ц^/ = 1,95⁰ + 0,6277⁰ = 2,5777⁰

= =

= = 137 м-то же самое!!!

Тогда находим теоретическую длину:

L_t = R₀(sin — sinв_H) + Kcosб

L_t = 137 (sinsin) + Kcos =

= 137*0,112 393 368 + 3.8* 0,9923 = 19,168 м = 19 168 мм Определяем полную длину стрелочного перевода:

L_p = m₁ + L_t + p

L_p = 5,35 + 19,168 + 1,847 = 26,365 м. = 26 365 мм.

Определим основные параметры стрелочного перевода:

· а — расстояние от начала рамного рельса до центра перевода;

· b — расстояние от центра перевода до конца крестовины;

· а₀ — расстояние от начала остряка до центра перевода;

· b₀ — расстояние от центра перевода до МЦ крестовины;

· f, f₀, q, q₀ — расстояния, определяющие положение предельного столбика.

По рис. 7 устанавливаем зависимости для определения осевых размеров стрелочного перевода:

b₀ = = = 12.21 м с другой стороны: b₀ = 1520*N = 1520*8 = 12 160 мм, где N = 8 — марка стрелочного перевода, т. е. расчет проведен верно.

a₀ = L_t — b₀ = 19,168 — 12.21 = 6,958 м = 6958 мм

a = a₀ + m₁ = 6,958 + 5,95 = 12,908 м = 12 908 мм

b = b₀ + p = 12.21 + 1.847 = 14.057 м

q =; l = 4.1 м

q = 2.05*0.998 = 2.046 м

f = = 2.046/0.6 226 = 32.863 м

f₀ = f — b₀ = 32.863 — 12.21 = 20.653 м

q₀ = q — S/2 = 2.046 — 1.52/2 = 1.286 м.

2.5 Определение координат переводной кривой

Положение стрелочной кривой определяют и проверяют по ординатам, т. е. по расстояниям от рабочего канта рельсов внешней нити прямого пути до рабочего канта наружной нити переводной кривой, т. е. наружная или упорная нить переводной кривой укладывается по координатам Х и У (рис. 8).

Координаты вычисляем для начала переводной кривой в корне остряка, затем через каждые 2 м, и для конца переводной кривой (в начале прямой вставки перед крестовиной).

За начало координат принимаем точку на рамном рельсе, соответствующую проекции корня Х_0.

Замечания:

Абсциссы точек k₁ k₂ k₃…k_n…k

x₀ = 0; x₁ = 2000 mm; x₂ = 2* 2000 = 4000 mm; x_n = n* 2000; x_k = R₀(sin — sinв_п) х_к = 137*(sin — sin) = 10 831 мм Ординаты точек k₁ k₂ k₃…k_n…k у₀ = R_c(cosв_н — cosв_п)

у₁ = R_c(cosв_н — cosб₁)

у₂ = R_c(cosв_н — cosб₂)

… … …

у_n = R_c(cosв_н — cosб_n)

у_k = R_c(cosв_н — cosб здесь углы б_n:

sinб_n = sinв_n + x_n/R

в_п = в + ц^/ = 2.5777⁰

Контроль: у_к = 1520 — Кsinб = 1520 — 3800*sin (7,125)⁰ = 1520 -3800*0,124 034 451 = 1048,669 мм Сравнивая значения y_к, можно сделать вывод, что разница не превышает 3 мм (составляет всего 0,03 мм), следовательно, проверка выполняется.

3. Разработка элементов технологического процесса по капитальному ремонту пути

Работы по ремонту пути и стрелочных переводов, выполняемых за счет средств ремонтного фонда, подразделяются на следующие основные виды (Паспоряжение ОАО РЖД от 02.05.2012 № 857 р «Распоряжение о введении Положения о системе ведения путевого хозяйства ОАО „РЖД“»):

Основные виды работ, выполняемые за счет средств, относимых на ремонт пути, подразделяются на:

Ь капитальный ремонт пути на новых материалах (код — К_н);

Ь капитальный ремонт пути на старогодных материалах (код — К_рс);

Ь капитальный ремонт стрелочных переводов (код — К_сп);

Ь сплошная замена рельсов и металлических частей стрелочных переводов в период между капитальными ремонтами пути, сопровождаемая работами в объемах среднего (или усиленного среднего) ремонта пути (код — PC);

Ь усиленный средний ремонт (код — УС);

Ь средний ремонт пути (код — С);

Ь шлифование рельсов (код — Ш);

Ь шлифование стрелочных переводов (код — ШС);

Ь капитальный ремонт переездов;

Ь сплошная замена рельсов в кривых с боковым износом на новые или старогодные (код — РИК);

Ь сплошная смена переводных деревянных брусьев (код — СПБД);

Ь планово-предупредительный ремонт пути с применением машинизированных комплексов (код — В);

Ь ликвидация балластных углублений и пучинистых мест, оползней, размывов, обвалов других деформаций земляного полотна;

Ь восстановление и ремонт водоотводных лотков с заменой не более 25% при сохранении водопропускной способности;

Ь восстановление выпусков (оголовков), ремонт быстротоков и перепадов;

Ь восстановление, ремонт кюветов и канав, восстановление и ремонт их укрепительных одежд;

Ь восстановление водоотводных свойств «погребенных» кюветов, в т. ч. лотками и дренажами мелкого заложения;

Ь восстановление и ремонт дренажей и штолен, в т. ч. с заменой не более 25%) конструкций;

Ь восстановление и ремонт дренажей мелкого заложения (в т.ч. откосных), в т. ч. с заменой не более 25% конструкции, для осушения основной площадки тела и земляного полотна;

Ь срезка и уборка отложений загрязнителей;

Ь восстановление и ремонт всех защитных и укрепительных сооружений земляного полотна (одевающие и улавливающие стены и др.).

Основные виды работ, выполняемых за счет средств, относимых на текущее содержание пути:

Ш одиночная замена негодных и дефектных рельсов, шпал, скреплений и элементов стрелочных переводов;

Ш осмотры и диагностика пути (кроме отдельных видов, входящих в предпроектное обследование);

Ш снего-, водо-, пескоборьба;

Ш обслуживание переездов;

Ш алюминотермитная сварка стыков, в том числе в местах временного восстановления плетей бесстыкового пути;

Ш наплавка и науглероживание крестовин, наплавка рельсов в местах дефектов;

Ш перекладка рельсов с боковым износом в кривых и из кривых в прямые с заменой рабочего канта и наоборот;

Ш другие виды работ текущего содержания пути.

Основные виды работ, выполняемых за счет инвестиций:

ь реконструкция (модернизация) железнодорожного пути (код — Р — заменил ранее существовавший усиленный капитальный ремонт УС);

ь перенос стрелочных переводов на новые ординаты;

ь реконструкция искусственных сооружений и земляного полотна (регламентируется распоряжением от 30 декабря 2010 г. № 2795 р.

Капитальный ремонт железнодорожного пути на новых материалах (К_Н) предназначен для полной замены выработавшей ресурс рельсошпальной решетки на путях 1 и 2 классов (стрелочных переводов на путях 1−3 классов) и восстановления несущей способности балластной призмы, и в отличие от реконструкции (модернизации) железнодорожного пути включает в себя только работы по верхнему строению пути, а также восстановлению водопропускной способности водоотводов.

Капитальный ремонт пути на новых материалах назначается с учетом его фактического состояния при нормативной наработке пути после проведения реконструкции или предыдущего капитального ремонта на новых материалах.

Капитальный ремонт пути на новых материалах проводится в соответствии с проектной документацией, учитывающей местные условия, состояние пути до ремонта, результаты обследований, требования к пути после ремонта и др.

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

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

Ь замена стрелочных переводов на новые переводы того же типа, в том числе с элементами более высокого технического уровня;

Ь очистка щебеночной балластной призмы на глубину в соответствии с проектом, но не ниже 40 см под подошвой шпал на путях с железобетонными шпалами и 35 см — на деревянных шпалах, с устройством (при необходимости) разделительного покрытия между очищенным щебнем и поверхностью среза основной площадки земляного полотна;

Ь срезка обочин земляного полотна;

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

Ь доведение балластной призмы до требуемых размеров;

Ь постановка пути на ось в плане и приведение длин переходных кривых и прямых вставок между смежными кривыми в соответствие со скоростями движения поездов, предусмотренными проектной документацией на капитальный ремонт;

Ь ликвидация, образовавшейся в процессе эксплуатации многорадиусности кривых, если это не требует дополнительного завоза грунта и замены или перестановки опор контактной сети;

Ь очистка и планировка водоотводов;

Ь срезка и уборка накопленных балластных материалов в нижней части откосов выемок и в нулевых местах;

Ь ремонт пешеходных переходов Ь ремонт железнодорожных переездов (объем работ по ремонту каждого переезда на участке капитального ремонта пути определяется с учетом местных условий с составлением калькуляций, а при необходимости чертежей);

Ь приведение полосы отвода в соответствие с нормативными требованиями;

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

Ь шлифование поверхности катания рельсов, стрелочных переводов и другие работы, предусмотренные проектом;

Ь послеосадочная выправка пути (через 10−30 млн. т брутто).

В состав капитального ремонта пути на новых материалах могут быть включены следующие дополнительные работы:

Ш полная вырезка балластной призмы, сложенной из асбестового балласта, щебня слабых пород или их комбинации, на глубину не менее 40 см ниже подошвы шпал с укладкой разделительного покрытия на основной площадке земляного полотна (поверхности среза при вырезке);

Ш частичное положение кривых, удлинение переходных кривых и прямых вставок, если это не требует дополнительного завоза грунта и замены или перестановки опор контактной сети в объеме более 5%;

Ш другие работы, предусмотренные проектом.

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

Капитальный ремонт пути на старогодных материалах может выполняться как комплексно со снятием и укладкой рельсо-шпальной решетки укладочным машинизированным комплексом, так и раздельным способом с заменой рельсов, скреплений, шпал.

Капитальный ремонт стрелочных переводов (К_сп) предназначен для комплексного обновления стрелочных переводов на путях 1 — 3 классов с повышением несущей способности балластной призмы и основной площадки земляного полотна, максимально совмещаемым с участками выполнения работ по реконструкции и капитальному ремонту пути с укладкой новых стрелочных переводов.

На участках 4−5 классов укладываются старогодные стрелочные переводы.

Капитальный ремонт стрелочных переводов должен производиться комплексно с заменой блоками, очисткой щебня щебнеочистительной машиной или вырезкой балласта общестроительной техникой, последующей выправкой машиной ВПРС и стабилизацией ДСП в соответствии с разработанным технологическим процессом.

В состав капитального ремонта стрелочных переводов входят следующие основные виды работ:

Ь на звеносборочной базе сборка блоками нового стрелочного перевода на железобетонных брусьях или переборка старогодного стрелочного перевода с заменой дефектных и негодных металлических частей и брусьев;

Ь погрузка собранного стрелочного перевода на специальный подвижной состав с предварительным разделением на блоки;

Ь очистка щебеночного балласта щебнеочистительной машиной по всей ширине стрелочного перевода с устройством (при необходимости) разделительного покрытия между очищенным щебнем и поверхностью среза основной площадки земляного полотна, с погрузкой засорителей на специальный состав;

Ь разборка блоков старого стрелочного перевода укладочным краном УК-25/28СП с погрузкой на специальные порожние платформы;

Ь планировка поверхности балластной призмы автогрейдером или бульдозером под укладку нового стрелочного перевода;

Ь укладка блоков нового стрелочного перевода;

Ь сболчивание стыков и закрепление клемм в местах деления перевода на блоки;

Ь оборудование изолирующих стыков;

Ь регулировка стрелочного перевода в плане;

Ь выгрузка балласта из хоппер-дозаторов;

Ь выправка стрелочного перевода в профиле по прямому и боковому направлениям;

Ь стабилизация балластной призмы динамическим стабилизатором;

Ь постановка стрелочных соединителей;

Ь алюминотермитная сварка элементов стрелочных переводов с примыкающими плетями бесстыкового пути;

Ь восстановление водоотводных устройств.

В случае выполнения работ по замене стрелочных переводов с применением на вырезке старого балластного слоя общестроительной техники предварительно производится разборка старого стрелочного перевода.

Технологические процессы производства путевых работ определяют строгий порядок выполнения отдельных операций по времени и месту, расстановки рабочих и машин, доставки материалов к месту работ, имеют целью выполнение требуемого качества с наименьшими затратами труда и наиболее эффективным использованием средств механизации. Они предусматривают необходимые условия по безопасности движения поездов, охране труда и безопасности работающих.

В настоящее время на все основные виды путевых работ имеются типовые технологические процессы, в основу разработки которых положены оснащенность современными машинами и механизмами, прогрессивные нормы времени, условия движения поездов и другие. Однако учесть все многообразие местных условий в этих процессах не представляется возможным, поэтому в производственных условиях приходится в каждом конкретном случае разрабатывать рабочие технологические процессы. В их основе должен быть положен соответствующий типовой процесс.

В работе технологический процесс основных работ по капитальному ремонту разрабатывается на основе Ш заданного объема работ по капитальному ремонту пути Q = 80 км Ш количеству поездов, проходящих по каждому пути в сутки n = 55 пар в сутки Ш периодичности предоставления «окон» на эксплуатируемом участке t = 2

Ш при длине перегонов

L = 14 км Ш скорости движения поездов

V = 70 км/ч Ш при общем количестве рабочих дней в сезон капитальных ремонтов пути Т = 140 дн.

3.1 Определение ежедневной производительности Путевой машинной станции (ПМС) и фронта работ в «окно»

Ежедневная производительность ПМС:

П =

Q — заданный годовой объем работ по капитальному ремонту;

T — количество рабочих дней в сезон капитальных ремонтов;

— число дней резерва на случай не предоставления «окон», несвоевременного завоза материалов ВСП, ливневых дождей и других форс-мажорных причин — обычно берется (0,1…0,2) Т.

П = = 0,67 227 км = 672,5 м.

Фронт работ «окон»:

l_фр = П*п = 0,67 227*2 = 1,34 454 км = 1350 м (кратное 25 м).

3.2 Виды тяжелых путевых машин, применяемых при капитальном ремонте пути

Приведем примерный список основных путевых машин, применяемых при капитальном ремонте:

1. Для очистки щебня — щебнеочистительные машины — ЩОМД, ЩОМ-6, СЧ-600, СЧ-601, БМС, СЧУ-800, RM-80. Эти машины производят очистку щебня при наличии в пути рельсошпальной решетки. Они перемещаются по рельсовому пути, поднимают под собой электромагнитным путеподъемником решетки на 40 см, выбирают и-под нее загрязненный щебень, очищают его от грязи, забрасывают его обратно под рельсошпальную решетку и разравнивают его под решеткой ровным слоем.

2. Для разработки и укладки пути — путеукладочные краны системы Платова типа УК-25/9 (для звеньев длиной 25 м с деревянными шпалами). УК-25/21 (для звеньев с железобетонными шпалами, при этом количество платформ, входящих в этот комплекс определяется длиной звеньев).

3. Гайковерты — машина ПМГ предназначена для завертывания клеммных и закладных болтов, а так же для одновременной их смазки на звеньевых и бесстыковых путях при всех видах ремонта и содержания пути.

4. Для транспортировки нового балласта к месту работы, выгрузка и его дозировка — хоппер-дозаторы.

5. Для выправки пути со сплошной подбивкой шпал, рихтовки, отделки — машины ВПР-1200, ВПО -3−3000, Duomatic 09 — 32CSM (пр-во «Plasser & Theurer», Австрия) предназначены для выправки железнодорожного пути в продольном и поперечном профиле, подбивке балласта под шпалами, уплотнению балласта у торцов и рихтовке пути в плане.

6. Машина БУМ выполняет уплотнение балластной призмы всех видов путей после пополнения балласта из хоппер-дозаторов с его планировки при всех видах ремонта и содержания пути.

7. Для планирования балластной призмы — тракторные планировщики.

8. Машины для обслуживания стрелочных переводов — ВПРС -500, 08 — 475 Unimat 4S (пр-во «Plasser & Theurer», Австрия) производят точную установку стрелочного перевода с предварительной подбивкой балласта под рамным рельсом, расположенном на значительном расстоянии от продольной оси машины, а также производит рихтовку и нивелировку пути при всех видах ремонтов и содержания пути.

Другие сопутствующие работы (разболчивание, сболчивание стыков, регулировка зазоров) производится с помощью электрических и гидравлических путевых инструментов.

3.3 Определение необходимой продолжительности «окна»

«Окна» для ремонтных и строительных работ предоставляются в светлое время суток. В целях сокращения задержек поездов в период предоставления «окон» должны повсеместно следующее организационно-технические мероприятия, позволяющие повысить использование пропускной и провозной способности:

а) организация обращения соединенных поездов;

б) применение устройств, позволяющих обеспечивать движение в противоположном направлении (по неправильному пути) по сигналам локомотивных светофоров;

в) организация двустороннего пакетного движения поездов в период «окна» на временно однопутном перегоне";

г) открытие временных постов;

д) укладка съездов между главными путями на перегоне для установления однопутного движения только на части перегона;

е) использование передвижных тяговых подстанций на электрифицированных линиях;

ж) концентрация работ различного вида на закрытом перегоне;

з) выделение наиболее квалифицированных поездных диспетчеров для дежурства в дни предоставления «окон»;

и) создание в отделениях и управлениях дорог оперативных штабов для разработки составления технологии работы участка в период «окна»;

к) тщательное изучение всеми причастными работниками порядка пропуска поездов в дни «окон»;

л) составление именных графиков для машинистов, которые обучены вождению соединенных поездов;

м) сгущение вариантных; графиков движения поездов до начала и после окончания «окна».

Необходимую продолжительность «окна» устанавливают в зависимости от вида и объема ремонтно-путевых работ, конструкции и числа используемых машин и механизмов, применяемой технологии работ, а также конкретных условий каждого участка, на котором они выполняются. В целях сокращения общей продолжительности закрытия перегонов и повышения эффективности использования машин и механизмов «окна» для капитального среднего ремонтов цуга, как правило, должны предоставляться продолжительностью 6−8 часов.

Началом «окна» для ремонтных и строительных работ считается:

— на не электрифицированных участках время издания приказа дежурным поездным диспетчером о фактически состоявшимся закрытии перегона после освобождения его от всех поездов, кроме хозяйственных;

— на электрифицированных участках — время снятия напряжения в контактной сети, указанное в приказе энергодиспетчера после фактически состоявшегося закрытия перегона для движения всех поездов, кроме хозяйственных.

Окончанием «окна» считается:

— на электрифицированных участках, оборудованных автоблокировкой — время подачи напряжения в контактную сеть, указанное в приказе энергодиспетчера, после получения дежурным поездным диспетчером от ответственного представителя дистанции пути уведомления об окончании работ и отправлении с перегона всех хозяйственных поездов;

— на не электрифицированных участках, оборудованных автоблокировкой — время получения дежурным поездным диспетчером от ответственного представителя дистанции пути уведомления об окончании и отправлении с перегона всех хозяйственных поездов;

— на участке, не оборудованных автоблокировкой, — время получения дежурным поездным диспетчером от ответственного представителя дистанции пути уведомления об окончании работ после прибытия с закрытого перегона всех хозяйственных поездов.

Предварительно определимся с поправочными коэффициентами, учитывающих сколько пар поездов проходит через участок в сутки, которые будут необходимы в дальнейших расчетах:

Необходимая продолжительность «окна»:

Т₀ = Т_p + kml + Т₀

где Т_p — время, необходимое на разворот работ перед укладкой пути путеукладочным краном, мин;

l — протяжение фронта работ в «окно» в звеньях путевой решетки, мин.;

m — норма машинного времени на укладку олного звена, мин;

Т₀ — время, необходимое на приведение пути в исправное состояние после укладки последнего звена, мин.;

к — коэффициент, учитывающий время на отдых и пропуск поездов по соседнему пути к₂ = 1,21.

ПЕРВОЕ СЛАГАЕМОЕ:

Время, необходимое для развертывания работ, зависит от машин, применяемых в «окно».

Т_р=t₁+t₂+t₃+t₄,

где t₁ = 14 мин — время на оформление закрытия перегона для движения поездов на пробег путеразборочного поезда к месту работы и на снятие напряжения в контактной сети;

t₂ — интервал времени между разбалчиванием (в темпе работы балластера) и разработкой пути, или время на разрезку рельсовых плетей на участке l_нрп, вмещающем разборочный поезд с запасом 50 м., мин;

t₂ = l_нрп* t_pn*k₂

где t_pn — темп разрезки рельсовых плетей на звенья длиной 25 м, обеспечивающий темп работ путеразборочного поезда 1,9 мин. на 25 м пути (t_pn = 0,076 ч.);

l_нрп — протяженность участка:

l_нрп = 25 + l_pn + 50,

где 25 — длина первого звена разбираемого участка (путеразборочный поезд должен зайти на разбираемый участок так, чтобы первое звено, подлежащее загрузке, оставалось за ним свободным);

50 м. — расстояние, которое должно соблюдаться по условиям ТБ;

l_pn — длина разборочного поезда

l_pn = l_yk + (in₃ + 2)*l_n + 50

где l_yk — длина укладочного крана, УК-25/21 — 43,9 м;

i — количество платформ, на которых размещается один пакет звеньев — 2 платформы;

n₃ — количество пакетов звеньев;

Количество звеньев зависит от рода тяги поездов, вида шпал и конструкции укладочного крана. При электротяге, железобетонных шпалах и кране УК-25/21 в одном пакете помещают n_n = 4 — 5 звеньев.

n₃ = l_фр / 25n_n = 1350/25*5 = 10,8 = 11 пакетов.

2 — количество моторных платформ в разборочном поезде;

l_n — длина платформы МДП — 16,2 м;

50 — длина турного вагона с локомотивом.

Тогда

l_pn = 43,9 + (2*11 + 2)*16,2 + 50 = 482,7 м

l_нрп = 25 + 482,7 + 50= 557,7 м.

окончательно:

t₂ = 557,7* 0,076*1,21 = 51,3 мин.

t₃ — интервал времени между началом работы разборочного поезда и началом работы щебнеочистительной машины БМС:

t₃ = 2*Т₃k₂ + t_n

где 2*Т₃k₂ — время, затрачиваемое на разборку 2-х звеньев путеразборочным поездом;

Техническая норма времени на разборку одного звена пути (техническая норма времени на разборку и укладку одного звена длиной 25 м с деревянными шпалами — 1,7 мин, с железобетонными — 2,2 мин).

2*Т₃k₂ = 2*2,2*1,21 = 5,324 мин.

t_n — время, затрачиваемое БМС для заезда на участок пути, где были расположены снятые звенья — 16 мин;

окончательно: t₃ = 5,324 + 16 = 21,324 мин.

t₄ — интервал времени между началом работы машины БМС и путеукладочным поездом:

t₄ = 2*Т₃k₂ = 5,324 мин Т_р= 14 + 51,3 + 21,324 + 5,324 = 91,95 мин. 92 мин = 1 час 32 мин.

ВТОРОЕ СЛАГАЕМОЕ: kml

Оно представляет собой время, необходимое на укладку новой рельсошпальной решетки. Это время зависит от типа применяемого укладочного крана, типа ВСП и протяженности фронта работ (в 1 окно — 1350/2 = 675 м), выраженного в количестве звеньев в пути

l = l_фр/25 = 1350/25 = 54 звена.

При погрузке пакета без лыж с переворотом нижнего звена количество звеньев в одном пакете n_n может быть принято (при железобетонных шпалах) при рельсах Р-50 — 5 звеньев и при рельсах Р65 — 4 звена

Kml = 1,21*2,2*54 = 143,75 мин

ТРЕТЬЕ СЛАГАЕМОЕ:

Время на приведение пути в исправное состояние t_c складывается из следующих затрат времени:

Ї на укладку рельсовых рубок, 10 мин.;

Ї на осаживание путеукладочного поезда, сболчивание стыков, рихтовку пути, 5 мин.;

Ї на выгрузку щебня из хоппер-дозаторов и выправку пути с подбивкой шпал машиной ВПО-3−3000 на участке, который занят путевыми машинами после укладки последнего звена.

t_c = 10 + 5 + t₆

так как выправка пути машиной ВПО и выгрузка щебня выполняется в одном темпе, а фронт выгрузки щебня меньше, чем фронт выправки пути, то учитывается только время, которое необходимо затратить на выправку пути:

t₆ = L_B*m_B*k₂

где m_B — норма машинного времени на выправку пути: 1,336 ч/км;

k₂ — коэффициент, учитывающий увеличение времени выполнения операций в связи с простоями во время прохождения поездов по соседнему пути, при 55 парах поездов в сутки: 1,21;

L_B — протяженность участка, где до открытия перегона нужно произвести выправку со сплошной подбивкой шпал.

L_B = L_yn + L_b + L_впо + (25*2) + 100

где L_yn — длина укладочного поезда l_pn = 482,7 м;

L_b — длина балластного поезда;

L_впо длина машины ВПО-3−3000 — 100 м;

25 м — расстояние между указанными поездами, обеспечивающая безопасность работ;

100 м. — расстояние от места начала производства работ до укладочного поезда, размещенного полностью на вновь уложенный путь. Момент начала работы балластного поезда.

Длина балластного поезда, составленного из хоппер дозаторов ЦНИИ-ДВ3М и локомотива:

L_b = L_лок + * L_кд

где — количество щебня, подлежащего выгрузке на участке фронта работ:

= 600*l_фр*10^-3 = 600*675*0,001 = 405 м³

где 600 — объем выгруженного на 1 км пути вновь уложенного пути, м³:

— емкость кузова хоппер-дозатора: 33,4 м³;

L_кд — длина одного хоппер-дозатора — 10,9 м;

L_лок — длина локомотива ТЭ-3 — 34 м;

L_b = 34 + * 10,9 = 166,17 м

L_B = 482,7 + 166,17 + 100 + (25*2) + 100 = 898,87 м 900 м Окончательно

t₆ = 0,89 887*1,336*1,21 = 1,453 часа = 87,2 мин.

t_с = 10 + 5 + 87,2 = 102,2 мин ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОКНА:

Т₀ = Т_p + kml + Т₀ = 92 + 143,75 + 102,2 = 337,95 мин 338 мин = 5,633 часа.

Необходимую продолжительность «окна» устанавливают в зависимости от вида и объема ремонтно-путевых работ, конструкции и числа используемых машин и механизмов, применяемой технологии работ, а также конкретных условий каждого участка, на котором они выполняются. В целях сокращения общей продолжительности закрытия перегонов и повышения эффективности использования машин и механизмов «окна» для капитальных ремонтов цуга, как правило, должны предоставляться продолжительностью 6−8 часов.

Следовательно, мы почти уложились в требуемые нормы.

1. Распоряжение «Об утверждении и введении в действие Положения о системе ведения путевого хозяйства ОАО «Российские железные дороги» от 02.05.2012 № 857 р

2. Положение о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации. — М.: МПС РФ, 2012.

3. Правила и технология выполнения основных работ при текущем содержании пути. ЦТП — 52. МПС, 2011.

4. Методические указания и нормативы объемных показателей для расчета стоимости машино-смен на путевые машины и оборудование, электрофицированный и гидравлический инструмент. Утв. МПС РФ в 1994 г. (редакция 2012 г.).

5. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. Вступили в силу с 01.09.2012 г.

6. Инструкция о порядке предоставления и использования окон для ремонтных и строительно-монтажных работ не железных дорогах Российской Федерации. ЦД 862. М. 2001 г. 48 с.

7. Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути ЦПТ-53: Утв.04.10.03., М., 2004 г. 188 с.

8. «Путевое хозяйство» под редакцией Лехно И. Б., М., «Транспорт», 1990. 472 с.

9. Отраслевые нормы времени на работы по ремонту верхнего строения пути. Технолого-нормировочные карты. — М.: Академкнига, 2004 г. 293 с.

10. «Технологические процессы капитального ремонта пути» М., «Транспорт», 1967 г. 488 с.

11. «Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ» ЦП 485, М., 1997 г. 52 с.

12. Амелин С. В., Андреев Г. Е. Устройство и эксплуатация пути. — М.: Транспорт, 1986.

13. СНИП 32−01−95. Железные дороги колеи 1520 мм. — М., 1995.

14. Железные дороги колеи 1520 мм. Строительно-технические нормы. СТН Ц-01 -95. — М: Транспорт, 1995.

15. Яковлева Т. Г., Шульга В. Я., Амелин С. В. Основы устройства и расчётов железнодорожного пути. — М.: Транспорт, 1990.

16. Фришман М. А., Пономаренко Н. А., Финицкий С. И. Конструкция железнодорожного пути и его содержание_. — М.: Транспорт, 1987.

17. Телегин С. А., Пупатенко В. В., Севостьянова Л. Л. Проектирование технологических процессов капитального ремонта пути. Методические указания для курсового и дипломного проектирования. — Хабаровск: ДВГУПС, 1998.