Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Белорусский государственный университет транспорта»

КАФЕДРА «СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДОРОГ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ»

Выполнил Проверил

Судент ФБО,04-ЗД-974

преподаватель

Дюкарев Н.П

1. Расчет и проектирование стрелочного перевода

1.1 Общие сведения

Проектируемый стрелочный перевод должен отвечать условиям движения поездов на заданной станции: нагрузкам на ось подвижного состава, грузонапряжённости участка и скорости движения по прямому и боковому путям стрелочного перевода. Чем выше нагрузка на ось и скорость подвижного состава, чем больше грузонапряжённость, тем мощнее должны быть рельсы и скрепления стрелочного перевода и надёжнее его основание; чем выше скорость по боковому пути перевода, тем больше должен быть радиус переводной кривой и более пологой марка крестовины.

В зависимости от условий работы стрелочного перевода назначаются его конструктивные элементы: основание, которое может быть выполнено в виде переводных брусьев из различных материалов или железобетонных плит; конструкция остряков и крестовин.

Для участка с большой грузонапряжённостью и повышенными скоростями движения поездов рекомендуются: стрелочные переводы – с плитным железобетонным основанием, кривыми остряками, корневым креплением остряков накладочно-вкладышного типа или накладочного с гибкими остряками; крестовины – цельнолитые или сборные типа общей отливки сердечника с изнашиваемыми частями усовиков из высокомарганцовистой стали. Перспективными являются крестовины с подвижными элементами, позволяющими перекрыть вредное пространство в крестовине и уменьшить ударные воздействия колёс в этой зоне.

Основные геометрические размеры одиночного обыкновенного стрелочного перевода (рис.1) с радиусом переводной кривой, равным радиусу остряка (R=R₀), связаны двумя расчётными уравнениями:

R×(sina - sinb_H) + k×cosa = L_T ; R(cosb_H - cosa) + k×sina = s₀

где R – радиус переводной кривой; a - угол крестовины; b_Н – начальный угол остряка; k – прямая вставка перед математическим центром крестовины; L_T – теоретическая длина стрелочного перевода; s₀ – ширина рельсовой колеи в крестовине, равная 1520 мм.

Рисунок 1.1 – Схема стрелочного перевода

1.2 Расчёт стрелочного перевода

Методика расчёта стрелочного перевода зависит от исходных данных. Основные формулы взяты из учебника [1] и методического указания [2].

Заданы:

- тип рельса Р50;

- начальный угол остряка b_Н = 1.2166667;

- марка крестовины 1/13;

Определим все размеры перевода, необходимые для проектирования его эпюры.

1.2.1 Определение длины крестовины

Размеры крестовин n и m по рабочим граням головок рельсов (рис.2) для цельнолитой крестовины вычисляют по формулам:

n = l_H/2 + t_Г /2×tg

» l_H/2 +t_Г*N

m = (B_П+ b_Г+ 5) / (2×tg

) » (B_П + b_Г + 5)×N

где n, m – длина передней и хвостовой частей крестовины; l_H – длина накладки; B_П – ширина подошвы рельса; b_Г – ширина головки рельса; 2v – расстояние между подошвами рельсов в месте постановки первого болта; x –

расстояние от конца накладки до первого болтового отверстия; t_Г—ширина желоба в горле крестовины.

Осевые размеры крестовины:

n’ = n*cos

; m’ = m*cos

Рисунок -1.2 Расчетная схема крестовины

Основные данные, необходимые для расчёта:

cos

=0.999264,

B_П = 132 мм, b_Г = 70 мм, l_H = 820 мм, 2v = 183 мм, х = 50 мм, N=13.

n = 820/2+(132-70+183)*13-50=3545 мм;

m = (132+70 + 5) *13 = 2691;

n’ = 3545* 0.999264= 3542 мм;

m’ = 2691*0.999264=2689 мм.

1.2.2 Определение радиуса переводной кривой

Примем радиус переводной кривой равным радиусу остряка, т.е. R = R₀ (см.рис.1). Находим R с точностью до 1 мм, зная k и s₀.

Длину прямой вставки k перед математическим центром назначим с таким расчётом, чтобы передний стык крестовины был от конца переводной кривой не ближе, чем на один метр:

k = n± 1000 = 3545 + 1000 = 4545,мм.

Ширина рельсовой колеи в крестовине s₀=1520мм.

R(cosb_n - cosa) + k×sina = s₀ ; sina = 0,076695; cosa = 0.997055.

Принимаем радиус переводной кривой R = 430827 мм.

1.2.3 Определение длины остряков

Кривой остряк. Из рисунка 4 видно, что длина остряка

l₀ = (p / 180)×R×j = 0.017453×R×j.

При этом

j = b - b_Н ;

b = arccos (cosb_H – y₀/ R);

y₀ = t_min + b_Г+ z ,

где y₀ – расстояние между рабочими гранями рамного рельса и остряка в его корне (корневая ордината); t_min – минимальный желоб между рабочей гранью рамного рельса и нерабочей гранью кривого остряка в отведённом положении (принимается 67 мм); b_Г – ширина головки остряка; z – стрела прогиба кривого

Рисунок 1.3 – Расчётная схема для определения длины остряка остряка, которая измеряется от горизонтали, проведённой из его корня в том месте, где желоб между остряком и рамным рельсом равен t_min

Для промежуточных значений радиусов величину z определим из приближённого соотношения

z / z_C = R / R_C

где z и z_C – соответственно стрелы изгиба проектируемого и типового переводов; R и R_C – соответственно радиусы остряков проектируемого и типового переводов.

z = z_C×R / R_C = 13×430827 / 300000 » 19 мм;

у₀ = 67 + 70 + 19= 156 мм;

b = arccos (0.999774 – 156 /430827) = 1,964932;

j = 1,964232 – 1,2166667 = 0,748265°;

Тогда l₀ = 0,017453×430827×0,748265= 5626 мм;

Прямой остряк. Длина прямого остряка равна проекции кривого остряка на рабочую грань рамного рельса и определяется по формуле:

l’₀ = R×(sinb - sinb_H).

l’₀ = 430827×(0.034287 – 0.021233) = 5624 мм.

1.2.4 Определение длины рамного рельса

Длина рамного рельса (рисунок 5) равна:

l_PP = q + l’₀ + q₁

где q, q₁ – соответственно передний и задний выступы рамного рельса; l’₀ – длина прямого остряка.

Рисунок 1.4 – Расчётная схема для определения длины рамного рельса

Передний и задний выступы рамного рельса определяют из условий раскладки шпал и брусьев под стрелкой. На участке q укладывают сначала шпалы с пролётом a, затем – два флюгарочных бруса, с расстояниями между ними 600 – 700 мм, и переводные брусья.

Размеры переднего и заднего выступов рамного рельса определяют по формулам:

q = c / 2 + n×a – x; q₁ = c₁ + d + n₁×a + c / 2,

где n, n₁ – число пролётов под q и q₁ (примем n = 4 и n₁ = 3); a – расстояние между осями брусьев, равное 510 мм; x – расстояние от начала остряка до оси флюгарочного бруса (равно 41 мм, что ясно из рисунка 6).

Рисунок 1.5 – Схема расположения остряка на флюгарочном брусе

Определим проекцию остряка на рамный рельс. При раскладке брусьев под стрелкой желательно иметь на всём её протяжении одинаковые пролёты между брусьями. Для этого сначала запроектируем раскладку брусьев под остряками, а затем, приняв один из данных пролётов за основной, вводим эту величину в формулы:

q = 440 / 2 + 4×510 – 41 = 2219 мм;

q₁ = 220 + 0 + 500×3 + 440 / 2 = 1970 мм;

Тогда : l_PP= 2219 + 5624 + 1970 = 9710 мм.

1.2.5 Определение теоретической и полной длинны стрелочного перевода

Теоретическую длину стрелочного перевода L_т(рис 7) находят по формуле

Lт= R*(sina-sinb_н)+k*cosa

L_T = 430827×(0.076695 – 0.021233) + 4545×0.997055 = 28426 мм;

Полная (практическая) длина стрелочного перевода:

L_п=q+ L_т+m,

L_П = 2219 + 28426 + 2691 = 33396 мм;

Осевые размеры стрелочного перевода определяют по формулам

b=b₀+m.;

b₀=S₀/(2 tg a/2);

a₀=L_т-b₀;

a=a₀+q;

Рисунок 1.6-Осевые размеры стрелочного перевода

Произведем расчет:

Подставляем значения:

b₀ = 1520 / (2×0.038404) = 19771 мм;

a₀ = 28426 – 19771 = 8655 мм;

a = 8665 + 2219 = 10874 мм;

b = 19771 + 2691 = 22462 мм;

1.2.6 Расчет ординат переводной кривой

Ординаты переводной кривой определяют следующим образом.

Начало координат располагают по рабочей грани рамного рельса против корневого стыка остряка и отсюда откладывают абсциссы xчерез каждые 2000 мм,вычисляя соответствующие им ординаты yю

Принимаем :x₁=2000 мм;x₂=4000мм;…..;x_n=2000n.

Конечная абсцисса

x_k= R(sina-sinb),

х_К = 430827×(0,076695 – 0,034287) = 18270 мм.

Ординаты переводной кривой определяются по формуле :

y_п=y₀+x_пsinb+x_п²/(2R)+D,

где y₀-ордината в корне остряка;

x_п- абсциссы переводной кривой,кратные2000 мм;

y_п- ординаты переводной кривой, соответствующие своим абсциссам;

b-стрелочный угол;

D-поправка для соответствующей ординаты, равная

D= (Rsinb+x_п)/8R³