Проект стрелочного перевода из рельсов типа Р-75 на деревянных брусьях для скоростей движения 140 км/ч по основному и 80 км/ч по ответвлённому пути
Проект стрелочного перевода из рельсов типа Р-75 на деревянных брусьях для скоростей движения 140 км/ч по основному и 80 км/ч по ответвлённому пути
Дипломный проект
РГОТУПС
Цитата:
Введение. 4
1. Расчёт одиночного обыкновенного стрелочного перевода 10
1.1. Исходные данные 10
1.2. Основные параметры стрелки 10
1.3. Основные параметры «жесткой» крестовины 14
1.4. Определение длины контррельса 22
1.5. Определение длины остряков 23
1.6. Расчёт основных размеров стрелочного перевода и разбивочных размеров 25
1.7. Определение ординат переводной кривой 26
1.8. Определение длин рельсов стрелочного перевода 27
1.9. Расчёт эпюры стрелочного перевода 31
1.10. Сводные характеристики стрелочного перевода 33
2. Разработка конструкции рамного рельса с криволинейным остряком. 36
3. Технологический процесс по замене стрелочного перевода типа Р65 марки 1/16,5 путеукладочным краном УК-25СП
42
3.1. Характеристика стрелочного перевода 42
3.3. Условия производства работ 42
3.3. Производственный состав. 50
3.4. Организация работ 51
3.5. Перечень необходимых путевых машин, механизмов и путевого
инструмента. 57
3.6. Охрана труда при производстве работ 57
4. Технологический процесс по смене рамного рельса с остряком и башмаками стрелочного перевода 71
4.1. Особые условия 71
4.2. Производственный состав 71
4.3. Организация работ 72
4.4. Перечень необходимых путевых машин, механизмов и путевого
инструмента. 76
5. Технико-экономические показатели технологического процесса по укладке стрелочного перевода на деревянных брусьях краном УК-25СП 80
5.1. Определение затраты на материалы при сборке и укладке стре-лочного перевода 84
5.2. Определение затрат на эксплуатацию машин и механизмов 85
5.3. Определение затрат на смену стрелочного перевода 85
6. Безопасность труда 86
6.1. Безопасность труда при механизированной укладке стрелочных переводов крупными блоками 86
6.2. Обеспечение безопасности движения поездов при укладке и сме-не стрелочных переводов 91
6.3. Соблюдение правил техники безопасности при смене стрелочно-го перевода 93
Заключение 96
Список литературы 97
Введение
В нашей стране успешно осуществляется техническая реконструкция железнодорожного транспорта. Растет грузооборот железных дорог, увели-чивается скорость движения поездов. Это требует усиления пути, в том числе и стрелочного хозяйства.
Для перехода подвижного состава с одного пути на другой служат уст-ройства по соединению и пересечению путей, относящиеся к верхнему строению. Соединение путей между собой осуществляется стрелочными пе-реводами, а пересе¬чение путей - глухими пересечениями. С применением стрелочных переводов и глухих пересечений устраивают соединения путей, называемые стрелочными улицами и съездами. В зависимости от назначения и условий соединения путей между собой стрелочные переводы подразделя-ют на одиночные, двойные и перекрестные. Одиночные переводы делятся на обыкновенные, симметричные и несимметричные. Обыкновенный стрелоч-ный перевод служит для соединения двух путей. Он может быть право- или левосторонним и приме¬няется при отклонении бокового пути от прямого в ту или другую сторону. Этот вид переводов имеет наибольшее распростране-ние. В состав стрелочного перевода входят собственно стрелка, крестовина с контррельсами, соединительная часть между ними и переводные брусья. Симметричный перевод имеет те же основные элементы, что и обыкновен-ный, но благодаря меньшей длине остряков, крестовины и переводной кри-вой, позволяет значительно сократить длину соединения путей. Симметрич-ные переводы применяются при разветвлении основ¬ного пути на два под одинаковым углом α/2 при укладке путей на станциях. Весьма редко приме-няются разносторонние несимметричные переводы, имеющие разные углы отклонения обоих путей от основного. Двойной перевод разветвляет основ-ной путь на три направления. Такие переводы применяются в стесненных ус-ловиях. Перекрестный перевод дает возможность переходить подвижному составу, с одного пути на другой в обоих направлениях. Перевод имеет во-семь остряков и четыре крестовины — две острые и две тупые.
Стрелочные переводы - неотъемлемая и важная часть верхнего строения пути. Современный стрелочный перевод - сложная многодетальная конст-рукция, требующая тщательного изготовления, правильной укладки и береж-ного ухода при эксплуатации. Вместе с тем, стрелочный перевод является одним из наиболее напряженно работающих элементов пути. Увеличение воздействия на путь подвижного состава, связанное с ростом нагрузок и ско-ростей движения, наиболее резко отражается на работе стрелочных перево-дов. Поэтому улучшение стрелочного хозяйства - одна из важных задач в пу-тевом хозяйстве.
Стрелочные переводы являются наиболее сложной, ответственной и до-рогостоящей частью верхнего строения пути. Переводы новых конструкций состоят из большого количества - до 7,5 тыс. деталей общей массой до 31 т. Отдельные элементы дефицитны и в то же время имеют короткий срок служ-бы из-за большой сложности их работы под подвижной нагрузкой.
Развитие конструкций стрелочных переводов для современных условий эксплуатации ведется по направлению создания переводов для высоких ско-ростей движения по прямому пути (переводы с гибкими остряками, цельно-литой крестовиной или крестовиной с непрерывной поверхностью катания) и боковому (переводы марок 1/18 и 1/22), а также совершенствования обыкно-венных типовых переводов как в части улучшения конструкции и параметров переводов, отдельных узлов и элементов, так и в части улучшения качества металла, из которого они изготавливаются. Значительное место занимают и работы по созданию стрелочных переводов с железобетонным основанием.
Соединения и пересечения рельсовых путей по назначению, геометриче-ским формам в плане и конструктивному оформлению могут быть чрезвы-чайно разнообразны. Однако из всего многообразия видов соединений и пе-ресечений рельсовых путей при реализации высоких скоростей движения по-ездов подлежат рассмотрению, в первую очередь, одиночные обыкновенные
и симметричные стрелочные переводы. При этом, исходя из фактического положения дел с реализацией высоких скоростей движения поездов по стан-
циям, следует рассматривать две группы одиночных стрелочных переводов для высоких скоростей движения.
I группа включает переводы наиболее распространенных марок, допус-кающие высокие скорости движения поездов по прямому направлению. Эта группа переводов, как по распространенности, так и по условиям реализации высоких скоростей является главной. Еще до внедрения стрелочных перево-дов пологих марок опыты и систематическое ведение поездов с высокими скоростями осуществлялись на линиях, где на главных путях станций лежат переводы марки 1/11. По таким переводам в настоящее время на линии Мо-сква – Санкт-Петербург скорость движения по прямому направлению состав-ляет 200 км/ч. В дальнейшем потребуется реализация более высоких скоро-стей движения поездов по главным путям станций (без отклонения на боко-вые) и, таким образом, роль рассматриваемых переводов (марки 1/11) еще более возрастет.
II группа включает переводы пологих марок, допускающие высокие ско-рости движения поездов по обоим направлениям.
Стрелочные переводы пологих марок должны укладываться на скорост-ных железнодорожных линиях в тех местах станций и разъездов, где возни-кает надобность в пропуске поездов с большими скоростями движения по обоим направлениям.
Непрерывная интенсификация работы железных дорог требует постоян-ного внимания к повышению надежности и долговечности стрелочных пере-водов и улучшению их взаимодействия с подвижным составом. В решении этой сложной задачи важное значение приобретают вопросы дальнейшего улучшения геометрических очертаний и конструкции стрелочных переводов и их частей, а также повышения качества стали, из которой изготовляются эти части и в первую очередь крестовины.
В течение последних лет изготовлено и уложено в путь много новых, улучшенных конструкций стрелочных переводов.
Исправное состояние лежащих в пути стрелочных переводов обеспечи-вают многие тысячи путейцев, применяющие передовые методы их содержа-ния.
Основы создания и эксплуатации соединений и пересечений рельсовых путей в нашей стране были заложены еще в прошлом столетии и развиты дальше трудами ученых и специалистов. Их работы, оригинальные и широ-кие по замыслу, закрепляют приоритет транспортной науки и техники.
Научные основы ведения стрелочного хозяйства раскрывают причины, методы и цели создания тех или иных конструкций, их совершенствования, условий их эксплуатации, содержания и ремонта, опираясь на теоретические и экспериментальные исследования, а также на производственный опыт.
В последние годы создан, испытан и внедряется на железных дорогах ряд новых прогрессивных конструкций стрелочных переводов: с улучшен-ными геометрическими параметрами; с крестовиной, имеющей подвижной сердечник.
Введены также усовершенствования конструкции и геометрических па-раметров отдельных узлов и элементов переводов.
Особенностями стрелочных переводов по сравнению с обычным путем вне переводов являются: вертикальные неровности в месте перекатывания колес с рамного рельса на остряк и обратно, обусловленные формой бандажа, понижением остряка в начальной его части (до сечения шириной 50 мм) и местным износом остряка и рамного рельса в зоне перекатывания; верти-кальные неровности в месте перекатывания колес с усовика на сердечник и наоборот, обусловленные теми же причинами, что и на стрелке, а также тем, что колесо перекатывается через желоб, отделяющий усовик от сердечника; прикрепление остряка только в корневой его части и у острия; наличие гори-зонтальных углов удара колес в остряк, ведущий на боковой путь, в усовики и контррельсы, в передний вылет рамного рельса (при движении по боковому пути в пошерстном направлении; неравноупругость конструкции стрелочно-го перевода по его длине; наличие кривых малого радиуса (в большинстве
случаев 200—300 м) без переходных кривых и без возвышения наружной ни-ти; отсутствие подуклонки рельсовых нитей (за исключением перевода типа Р65 марки 1/11 для высоких скоростей движения).
Указанные особенности вызывают значительные дополнительные, ди-намические воздействия на стрелочные переводы, что приводит к сокраще-нию срока их службы, а также к увеличению затрат на их содержание и в ря-де случаев - к ограничению скоростей движения.
Эти обстоятельства диктуют ряд требований к конструкции, геометриче-ским параметрам и качеству стрелочных переводов.
По условиям работы стрелочные переводы должны быть прочными, ус-тойчивыми и обеспечивать плавность и безопасность движения поездов с максимальными скоростями. Для этого они должны иметь: большие радиусы переводных кривых, пологие углы удара в элементы перевода, большую дли-ну и массу этих элементов и всего перевода. По условиям же экономии ме-талла, удобства изготовления, транспортировки и эксплуатации размер и масса этих конструкций должны быть по возможности наименьшими.
Для лучшего сопротивления изгибу и уменьшения интенсивности
истирания металла основных несущих элементов перевода жесткость
их должна быть достаточно высокой. Для смягчения ударов колес
(особенно при железобетонном основании) эти элементы должны
быть упругими.
Металл, из которого изготовляют остряки, рамные рельсы, крестовины, контррельсы, рельсы соединительных путей и болты (сережечные, стрелоч-ные - корневые, контррельсовые, крестовинные, стыковые), должен иметь достаточную прочность, вязкость и твердость; чистота механической обра-ботки - строжки, фрезерования, накатки (нарезки) резьбы должна быть дос-таточно высокой.
Для улучшения ведения стрелочного хозяйства необходимо, чтобы сеть дорог имела оптимальный набор стрелочных переводов и пересечений по ти-пам, марками конструкции. При этом должны учитываться как эксплуатации-
онные условия, так и условия унификации конструкций переводов и пересе-чений.
Необходимость значительного повышения сроков службы и стабильно-сти положения основания стрелочных переводов, а также экономии ценной строевой древесины вызвала требование изменения традиционного основа-ния по материалу и конструкции.
Указанные выше требования в виде технико-экономических показателей учитываются при разработке конструкций и изготовлении современных стрелочных переводов.
Для обеспечения безопасности движения поездов в условиях роста их скоростей, осевых нагрузок и грузонапряженности, железных дорог необхо-димо дальнейшее совершенствование конструкции стрелочных переводов, повышение качества их изготовления и содержания в исправном состоянии в соответствии с требованиями ПТЭ.
2. Разработка конструкции рамного рельса с криволинейным остряком
В дипломном проекте более подробно разработана конструкция стре-лочного перевода с гибкими остряками длиной 18528 мм и 18435 мм. Перед-ний вылет рамных рельсов 2765мм. В конструкции использованы гибкие остряки, изготовленные из специального проката, позволяющего изготавли-вать остряк без обработки короткой ветви подошвы и головки остряка со стороны его прилегания к рамному рельсу. Продольная строжка остряка обеспечивает плавный переход колёс подвижного состава с рамного рельса на остряк и обратно. Корень остряка имеет опресовку, позволяющую стыко-вать его с примыкающим рельсом обычными стыковыми накладками. Остряк такой конструкции также может быть приварен к примыкающему рельсу алюминотермитным способом. Строжка остряка выполнена с подстрожкой острия от сечения с шириною головки 5 мм, что обеспечивает дополнитель-ное укрытие острия остряка. Задние стыки полустрелки позволяют располо-жить в них изолирующие стыки.
Для обеспечения работы гибких остряков, в конструкцию введены спе-циальные мостики, которые работают в режиме «заделки». Этим обеспечива-ется непередача переводного усилия на элементы соединительных путей. Это даёт возможность получить общее уменьшение числа стыков на переводе. Скрепления на стрелке позволяют устанавливать её на брусья типовой конст-рукции.
Для безопасного перехода подвижного состава с одного пути на другой головка остряка обработана боковой и вертикальной строжкой, т. е. срезаны боковые грани и поверхность катания головки остряка. Вертикальная строж-ка делается для того, чтобы не допустить опирания бандажа на ослабленную часть остряка. Начинается вертикальное понижение с сечения, в котором ши-рина головки равна 50 мм. Понижение поверхности головки остряка относи-тельно головки рамного рельса в сечении 20 мм составляет 2 мм, шириной 5 мм – 15 мм и в самом острие – 25 мм.
Остряк конструктивно выполнен с укрытием острия под головку рамного рельса. Укрытие острия под головку рамного рельса улучшает вход подвиж-ного состава на стрелочный перевод и увеличивает срок службы остряков. Для укрытия острия остряка произведена строжка нижней части боковой ра-бочей грани рамного рельса с наклоном 1:3. Начало строжки расположено на 12,5 мм ниже уровня головки рельса. Длина строжки принята из расчета по-лучения запаса по 30 мм с каждой стороны участка горизонтальной строжки остряка, т.е. 30 мм перед острием и 30 мм за полным сечением остряка.
Для стабильного положения рамного рельса в плане предусмотрена спе-циальная упорка, которая вертикальной стенкой колеи крепится к шейке рамного рельса с наружной стороны, а горизонтальной стенкой при помощи клеммных болтов прикрепляется к стрелочному башмаку.
Для стабильного положения остряка в плане применены упорные на-кладки. Каждая упорная накладка прикреплена к шейке рамного рельса дву-мя горизонтальными болтами, что предохраняет ее упорный выступ от пере-коса и провертывания в процессе эксплуатации. Основная рабочая поверх-ность упорной накладки – упорная грань выступа – имеет сферическое очер-тание с радиусом кривизны 150 мм. Это способствует более правильной пе-редаче усилий на шейку остряка.
Для передачи давления от подвижного состава на переводной брус и создания лучших условий скольжения подошвы остряков при переводе их из одного положения в другое предназначены стрелочные башмаки. Стрелоч-ные башмаки – литые и состоят из подкладки, стрелочной подушки со специ-альной пазухой для подошвы рамного рельса и специальной П-образной ско-бы для прижатия подошвы рамного рельса к подкладке. Скоба изготовлена из стержня круглого поперечного сечения и располагается горизонтально на подкладке, обхватывая стрелочную подушку, а несоединенными концами прижимает подошву рамного рельса к подкладке. Подкладки изготовлены из стальной полосы шириной 180 мм и толщиной 25 мм. Толщина подушек рав-на 40 мм.
Корневое устройство стрелки предназначено для закрепления остряка в корневой части и для обеспечения его подвижности в горизонтальной плос-кости при переводе из одного положения в другое. Конструкция корневого устройства в данном проекте – обычное накладочное, расположенное на от-дельных подкладках.
В данной конструкции предусмотрено клемно-костыльное скрепление, т.е. подкладки крепятся к рельсовым элементам при помощи костылей. Под-кладки, как и стрелочные башмаки, не имеют подуклонки. В тех местах кон-струкции, где невозможно уложить стандартные подкладки для рамного рельса и остряка, уложены совмещенные подкладки. Такие подкладки имеют увеличенную, в сравнении со стандартной, длину и на одной такой подкладке располагаются и рамный рельс и остряк.
Переводной механизм стрелки включает в себя 2 рабочих тяги. Первую рабочую тягу изготавливают жесткой, вторая - регулируемая. В стрелках с гибкими остряками первую соединительную тягу устанавливают в зоне наи-больших ударов колеса в криволинейный остряк, т.е. там, где его сечение на уровне 12,5мм ниже поверхности катания равно 35-40мм. Вторая (соедини-тельная) тяга – регулируемая, устанавливается в конце строжки остряков. Тя-ги устанавливают, как правило, посередине пролета между переводными брусьями, но не ближе 50мм от боковой грани ближайшего бруса. В совре-менных конструкциях стрелочных переводов как рабочие, так и соедини-тельные тяги изготавливают из стального стержня сечением 34 х 34мм. Та-кое сечение принято из расчета того, чтобы тяги не прогибались под тяже-стью одного человека. Регулируемые стрелочные тяги состоят из двух одина-ковых по длине частей, соединяющихся друг с другом при помощи стяжной нарезной муфты. Положение стяжной муфты фиксируют с обеих сторон контргайками. Регулируемые тяги в стрелках с длинными гибкими остряками являются основным устройством для правильной установки ширины колеи, обеспечения прилегания остряков к рамным рельсам по строжке и к упорным накладкам, а также для регулирования величины минимально допустимого желоба между отведенным остряком и рамным рельсом в месте наибольшего
их сближения. По первой рабочей тяге устанавливается и контролируется шаг остряка, который должен быть равным 152мм. Величина шага против первой тяги определяется из того условия, чтобы колесная пара с узкой на-садкой и изношенным гребнем проходила стрелку свободно, не нажимая ре-бордой на нерабочую грань отведенного остряка.
Перевод остряков в боковое положение осуществляется переводным ме-ханизмом СП-12.
6. Безопасность труда
6.1. Безопасность труда при механизированной укладке стрелочных пере-водов крупными блоками
В путевом хозяйстве всё актуальнее внедряются стрелочные переводы на железобетонном основании. Масса каждого из них в четыре с лишним раза больше по сравнению с конструкцией на деревянных брусьях, что заметно снижает безопасность работ. Для монтажных и транспортных операций тре-буется применять мощное крановое оборудование. Тщательно следить, что-бы в блоках не возникали недопустимые изгибные усилия и сохранялась об-щая жесткость конструкции.
В рекомендуемых технологических процессах замены стрелочных пере-водов типа Р-65 марки 1/11 и более пологих марок места строповки блоков указаны без достаточного обоснования. Центр тяжести блоков для конкрет-ного стрелочного перевода зависит не только от типа и марки, но и распре-деления массы по его длине согласно геометрическим размерам, заложен-ным в проекте. Выполнение требований Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов (машин) МПС РФ № ЦРБ-278 кото-рые гарантируют равномерность загрузки всех ветвей строповочных уст-ройств, что положительно сказывается прежде всего на стрелочном блоке.
Целесообразность широкого использования железобетонных конструкций не вызывает каких-либо сомнений, ибо таким образом закладываются осно-вы дальнейшего повышения безопасности движения поездов, сокращается использование ручного труда при текущем содержании пути. Кроме того, укладка стрелочных переводов крупными блоками позволяет применять со-временные технологии.
Предусмотренная действующими правилами предварительная сборка стрелочных переводов на стендах (базах ПМС или дистанций пути) безус-ловно улучшает качество готовой продукции. Однако на переводе отрица-тельно могут сказаться его дальнейшие разборка и транспортировка.
Поэтому особенно тщательно надо следить за ходом погрузочно – разгру-зочных операций.
Очевидно, чем крупнее блоки, тем выше безопасность труда, так как меньше ручной работы, ручных операций. В то же время, чем крупнее блоки, тем больше воздействие внешних сил на элементы этой конструкции. По-этому в каждом конкретном случае надо стараться насколько возможно сни-зить передаваемые на блок усилия, для чего обязательно проверять допусти-мые моменты изгиба, передаваемые на рельсы, а также прогибы конструк-ции для случаев подъёма, перемещения и укладки блоков.
В Правилах ЦРБ-278 указано «Графическое изображение способов стро-повки и кантовки грузов и перечень применяемых грузозахватных приспо-соблений должны быть приведены в технологических регламентах». В Осно-вах законодательства РФ об охране труда в ст.21 подчёркнуто, что «Научно-исследовательские, технологические и проектно-конструкторские организа-ции, разработавшие проекты средств производства, а также внедрившие но-вые технологии, не отвечающие нормативным требованиям по охране труда, обязаны возмещать заказчику причиненный ущерб по устранению этих на-рушений».
Таким образом, при укладке стрелочных блоков в число основных про-цессов необходимо включить их строповку и расстроповку, т.к. от тщатель-ности проведения этих операций во многом зависит безопасность работ. По-этому в технической документации должны быть указаны конкретные виды строповочных устройств (захваты, стропы, траверсы и т.д.) для каждого бло-ка.
В СниП 111-4-80 (п.7.4) сказано, что « … строповку грузов следует про-изводить стропами или специальными грузозахватными устройствами, изго-тавливаемыми по утвержденному проекту (чертежу)».
При строповке следует учитывать, что рельсы длиной 25м и более, а так-же рельсовые звенья и стрелочные блоки с железобетонными основаниями,
имеют незначительную вертикальную жесткость, так как она в основном за-висит для звена – от двух рельсов, а стрелочных блоков – от четырех.
При строповке звеньев и стрелочных блоков двух – и четырехветвевыми гибкими стропами, необходимо учитывать: чем больше угол между ветвями строп, тем больше сжимающие усилия воздействуют на конструкцию в гори-зонтальной плоскости [14]. Появление дополнительных сжимающих усилий способствует увеличению прогиба несущих рельсов. Следовательно, вели-чина наибольшего прогиба рельсов может служить мерилом того, насколько искажается форма конструкции в вертикальной плоскости при воздействии внешних сил.
Важно, чтобы возникающие деформации исчезали после снятия нагрузок, т.е. были упругими. Величина возможных прогибов влияет и на обеспечение безопасности труда, так как в расчетах не учитываются возможные динами-ческие воздействия при выполнении погрузочно – разгрузочных работ, кото-рые могут вызывать увеличение прогибов.
Следует отметить, что во многих случаях по эксплуатационным сообра-жениям максимальные прогибы ограничиваются определенной величиной – допустимым прогибом. Это дает возможность сохранить части конструкций от расшатывания в местах соединений. Такие ограничения, видимо, есть смысл ввести и при строповке длинномерных крупных блоков.
При строповке двух – и четырехветвевыми стропами длинных блоков це-лесообразно проверять несущие рельсы на устойчивость как стержень, рабо-тающий на сжатие, чтобы не допустить потерю устойчивости всей конструк-ции при поднятии и перемещении. Во избежание появления продольных сил разумнее запретить строповку длинных блоков канатными стропами, а вме-сто них использовать только траверсы. Ведь известны случаи, когда стре-лочный перевод, собранный на стенде, отвечал всем нормативным требова-ниям, а после разборки, транспортировки и укладки на место его очень трудно было привести в первоначальное состояние.
Вышеизложенные факты следует иметь в виду также при выправке пути и стрелочных переводов различными подъёмными устройствами особенно на сильно уплотнённом щебёночном балласте. Точечные захваты за рельсы, усилия от которых передаются на скрепление, могут привести к их разруше-нию, а следовательно, несчастным случаям.
Для того чтобы установить конкретные места строповки, необходимо сначала определить центр тяжести всего стрелочного блока, а потом его ле-вой и правой частей – подблоков. Их центры тяжести и будут наиболее обоснованными местами для рационального распределения внутренних уси-лий. Известно, что центр тяжести блока есть центр параллельных сил, пред-ставляющих собой веса его элементарных частиц. Вычислим координаты центра тяжести по формуле определения координат центра системы парал-лельных сил.
|
Проект стрелочного перевода из рельсов типа Р-75 на деревянных брусьях для скоростей движения 14.doc (10.59 Мб)
ОТЗЫВ.doc (24.5 Кб)
РАЗРАЬОТКА ОРГАНИЗАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ДИСТАНЦИИ.doc (31.5 Кб)
|
