Foreversoft.ru

IT Справочник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разбивка железнодорожных кривых

Расчёт железнодорожной кривой

Элементы круговой и переходной кривой рассчитывают по формулам:

Ведомость расчёта кривой (кривая (поворот влево))

Угол поворота трассы У = 12°26? поворот влево;

Радиус кривой R =1200 м.;

Длина переходной кривой l = 120 м.;

Пикетажное положение вершины угла поворота ПКВУ = 6+15, 20

Т = 1200•tg (12°26?/2) = 130,71 м,

K = 3.14•1200•12,4333°/180° = 260,40 м,

Д = 2•130.71 — 260,4 = 1,02м,

Б = 1200 (sec (12°26?/2) — 1) = 7,098 м;

m= Ѕ120· (1-120 2 / (120·1200 2 )) =60м, (сдвижка начала кривой по оси абсцисс)

Тр = p·tg (У/2) = 0,5·tg (12°26?/2) = 0,054 м,

Бр = p·sec (У/2) = 0,5·sec (12°26?/2) = 0,50 м,

Др = 2Тр — 2 (0,5l — m) = 2·0,054 — 2· (0,5·120 — 60) = 0,108 м;

Сдвижка по оси ординат Тс:

p = 120 2 / (24·1200) · (1 — 120 2 / (112·1200 2 )) = 0,50 м

*Полученные значения элементов кривой совпадают со значениями из таблиц для разбивки кривых на железных дорогах [Д.И. Власова, В.Н. Логинова (стр. 191)].

Тс = Т + Тр + m = 130,71 + 0,054 + 60 = 190,764 м

Длина железнодорожной кривой:

Кс = К + l = 260,40 + 120 = 380,4 м

Дс = Д + Др = 1,02 + 0,108 = 1,128 м

Бс = Б + Бр = 7,098 + 0,50 = 7,598 м

Вычисление пикетажного положения главных точек кривой

Вычисление пикетажа. Контроль:

ПКнк = ПКву — Тс = 615,20 — 190,764 = 424,436 м

ПКкк = ПКнк + Кс = 424,436 + 380,40 = 804,836 м

ПКск = ПКнк + Кс/2 = 424,436 +190,20 = 614,636 м

ПКнк = ПКву + Тс = 615,20 + 190,764 = 805,964 м

ПКкк = ПКнк — Дс = 424,436 — 1,128 = 423,308 м

ПКск = ВУ + Дс/2 = 615,20 — 0,564 = 614,636 м

Вычисление уклонов каждого участка проектной линии

где h — превышение между конечными точками этого участка, отсчитываемое по шкале высот; d — длина участка проектной линии.

Проектные отметки бровки земляного полотна для всех пикетов и плюсовых точек трассы.

где H?i — проектная отметка последующей точки трассы;

H?i — 1 — проектная отметка предыдущей точки трассы;

i — уклон; d — горизонтальное расстояние между точками.

H?ПК1 = 21,00 м; H?ПК4 = H?ПК1 + i·d = 21,00 — 0,01·300 = 18,00 м;

H?ПК7 = 18,00 м; H?ПК11 = H?ПК7 + i·d = 18,00 + 0,012·400 = 22,80 м;

H?ПК2 = H?ПК1 + i·d = 21,00 — 0,01·100 = 20,00 м;

H?ПК3 = H?ПК2 + i·d = 20,00 — 0,01·100 = 19,00 м;

H?ПК4 = H?ПК2 + i·d = 19,00 — 0,01·100 = 18,00 м; => H?ПК5,6,7 = 18,00 м;

H?ПК6+65 = H?ПК6 + i·d = 18,00 + 0,012·65 = 18,78 м;

H?ПК7+40 = H?ПК7 + i·d = 18,00 + 0,012·40 = 18,48 м

H?ПК8 = H?ПК7 + i·d = 18,00 + 0,012·100 = 19,20 м, или

H?ПК8 = H?ПК7+65 + i·d = 18,78 + 0,012·35 = 19,20 м;

H?ПК9 = H?ПК8 + i·d = 19,20 + 0,012·100 = 20,40 м;

H?ПК9+60 = H?ПК8 + i·d = 21,60 + 0,012·60 = 22,32 м;

H?ПК10 = H?ПК9 + i·d = 20,40 + 0,012·100 = 21,60 м;

H?ПК11 = H?ПК10 + i·d = 20,60 + 0,012·100 = 22,80 м;

Н’кон — Н’нач = ? i•d = ? h = 22,80 — 21,00 = — 0,01•300 + 0•300 + 0,012•400

Рабочие отметки (высоты насыпей и глубины выемок):

где Н’I, Hi — проектная отметка и отметка земли в данной точке.

НПК1 = 21,00 — 21,36 = — 0,64 м;

НПК2 = 20,00 — 19,22 = 0,78 м;

НПК3 = 19,00 — 16,86 = 2,14 м;

НПК4 = 18,00 — 15,92 = 2,08 м;

НПК4+75 = 18,00 — 16,32 = 1,68 м;

НПК5 = 18,00 — 15,41 = 2,59 м;

НПК6 = 18,00 — 17,60 = 0,40 м;

НПК6+65 = 18,78 — 17,36 = 1,42 м;

НПК7 = 18,00 — 19,24 = — 1,24 м;

НПК7+40 = 18,48 — 21,39 = — 2,91 м;

НПК8 = 19,20 — 21,64 = — 2,44 м;

НПК9 = 20,40 — 23,58 = — 3,18 м;

НПК9+60 = 22,32 — 22,57 = — 0,25 м;

НПК10 = 21,60 — 23,96 = — 2,36 м;

НПК11 = 22,80 — 24,50 = — 1,7 м;

Вычисление и контроль элементов участка трассы и профиля.

Устройство и расчет переходных кривых

При входе экипажа непосредственно из прямой в круговую кривую заданного радиуса в элементах экипажа возникает центробежное ускорение. Поэтому для обеспечения плавного перехода подвижного состава из прямой в круговую кривую или из круговой кривой одного радиуса укладываются переходные кривые. В пределах переходной кривой устраивается плавное изменение возвышения наружного рельса и необходимых случаях — ширины колеи. Переходные кривые могут быть как с прямолинейным отводом возвышения, так и с криволинейным (на скоростных линиях).

Переменная кривизна, отвод возвышения наружного рельса и ширины колеи в пределах ПК вызывают дополнительные силовые факторы, которых нет в других участках пути. Основные требования к устройству и содержанию ПК сводятся к тому, чтобы появляющиеся, развивающиеся и исчезающие силовые факторы (ускорения, силы, моменты) в пределах длины ПК изменялись постепенно и монотонно, с заданным графиком, а в начале и конце ПК они были равны нулю, что обеспечивается при соблюдении требований, указанных в табл. 7.3.

Читать еще:  Основные месторождения железной руды

Требования к переходным кривым

Должны меняться непрерывно и монотонно.

Абсолютные значения и градиенты их измерения по длине не должны выходить за допустимые значения

При этом принимается, что в пределах переходной кривой текущее значение возвышения наружного рельса h должно быть пропорционально текущему значению кривизны к, в том числе и в конце переводной кривой:

Первые три требования о недопустимости внезапных изменений в НПК, КПК и на протяжении переходной кривой (рис. 7.13) ординат у, углов поворота (р и кривизны к очевидны без объяснения.

Четвертым является требование криволинейности отвода возвышения наружного рельса и перехода по касательной к положению наружной рельсовой нити — на прямой и круговой кривой.

Рис. 7.13. Схема положения переходной кривой

На рис. 7.14 показаны рельсовые нити, спроектированные на вертикальную плоскость в случае криволиней- ности отвода.

Рис. 7.14. Схема положения рельсовых нитей на переходной кривой в профиле

Начало координат помещено в НПК; по оси ординат отложены текущие значения возвышения h наружного рельса, по оси абсцисс — текущие длины / переходной кривой. Текущий угол возвышения h обозначен через у. При этом

Так как по условию в НПК и KnKtgy = 0, то в этих точках должно быть также -^ = 0. Ограничение максимума угла у и интенсивности его нарастания внутри интервала приводит к такому же требованию в отношении , что и указано в четвертой строке табл. 7.3.

Пятое условие обеспечивает выполнение указанных ранее требований в отношении дополнительных силовых факторов. Дополнительные силы и моменты пропорциональны поступательным и угловым ускорениям, поэтому к тем и другим предъявляются одинаковые требования.

При движении по прямой ось колесной пары горизонтальна, а при движении по круговой кривой колесная пара наклонена под углом а к горизонту. При движении по переходной кривой текущий угол наклона оси колесной пары к горизонту |/

Из-за незначительности изменений ширины колеи в пределах переходной кривой будем считать Sj = const. При движении колесной пары по переходной кривой ее наклон изменяется. Угловая скорость изменения наклона равна:

Скорость поступательного движения у = dl/dt отсюда dt = dl/v, поэтому угловое ускорение при постоянной скорости у равно:

Из этого выражения вытекает требование, чтобы угловые ускорения изменения наклона осей экипажей в НПК и КПК были равны нулю, а на переходной кривой менялись непрерывно. Чтобы абсолютные значения этих ускорений и градиенты изменений ускорений по длине переходной кривой не выходили за допустимые значения, необходимо эти же требования предъявить и ко второй производной кривизны по длине переходной кривой, что и записано в виде пятого условия в табл. 7.3.

Существует множество кривых, удовлетворяющих всем пяти условиям табл. 7.3. Из этого множества следует выбрать такую кривую, которая наилучшим образом будет удовлетворять требованиям разбивки и содержания переходных кривых.

Порядок проектирования и нахождения уравнения переходной кривой следующий. Задаются таким законом изменения d 2 k/dl 2 , чтобы удовлетворялась пятая строка табл. 7.3. Например,

Из выражений (7.24) могут быть определены координаты х и у переходной кривой. Приняв за основу уравнение второй производной кривизны, найдем:

При / = 0 и / = / будут удовлетворены граничные требования четвертой строки табл. 7.3. Далее

Из этого уравнения, помня, что при / = / кривизна к = к= 1 /R, 2п

Назовем параметром переходной кривой выражение

Интегрируя это выражение в границах от 0 до /,

Если принять приближенно sincp * /Х. Наиболее длинобазные трехосные тележки локомотивов имеют Х = 4,6 м. При т = 30 мм ш/Lq = 0,0065. В этом случае должно быть ij dh s J max dl J

При прямолинейном отводе — = /, поэтому i 3 .

Определив допускаемые значения уклонов отвода переходной кривой по приведенным условиям и приняв наименьшее из них за расчетное значение, находят необходимую длину переходной кривой / при прямолинейном отводе возвышения:

Полученное значение / проверяют по выполнению условия (7.30).

Крутизна отвода возвышения должна быть не более /

Разбивка железнодорожных кривых

Для эксплуатационных служб, криволинейные участки железнодорожного пути доставляют много хлопот и сложностей при эксплуатации. В этой статье рассмотрим основные требования к содержанию при эксплуатации кривых участков железнодорожного полотна.

Начнём с того, что криволинейный участок состоит из двух составляющих. Переходная кривая и круговая кривая. Эти составляющие должны быть под особым контролем, так как должны иметь постоянные величины. При эксплуатации их неоднократно выправляют и рихтуют.

Читать еще:  Простая разветвленная альвеолярная железа

Круговая кривая, это основной радиус криволинейного участка железнодорожного полотна. Как правило, на всём протяжении, круговая кривая имеет постоянный радиус криволинейности. Круговая кривая находится между переходными кривыми.

Кроме этого, длина рельсов по внутренней нити меньше чем наружной нити. В связи с этим, через определённое количество рельсов стандартной длины укладываются укороченные рельсы. От стандарта в 12,5 м, укороченные рельсы меньше стандартного на 40, 80 и 120 мм., а для 25 метровых рельс укороченные рельсы меньше основных на 40, 80 и 160 мм.

Допускается укладка рельсов в кривых участках без использования укороченных. При этом длина рельс должна быть 25 метров, а стыки находиться в шахматном порядке относительно друг друга. (Стык, напротив середины второго рельса.)

Все кривые участки радиусом 400 м и менее, необходимо усиливать. В перечень основных работ по усилению железнодорожного полотна в кривом участке входят:

  • Проверка и выправка кривых в плане и профиле;
  • Исправление возвышения наружных рельсов;
  • Регулировка зазоров и исправление подуклонки рельсов;
  • Смена негодных шпал;
  • Заправка балластной призмы;
  • Трамбовка балласта в междушпальных ящиках у торцов шпал;
  • Смена изношенных подкладок и костылей;
  • Полное закрепление пути от угона;
  • Установка контррельсов и стяжек.

Исходя их местных условий и особенностями работ ка каждой кривой (пропускная скорость, грузооборот, виды локомотивов, техническое состояние рельсов и других металлических частей строения пути), работы по усилению делятся на два типа.

Усиление по типу 1 проводят в следующих случаях:

Если кривая радиусом 200 метров и менее (а при скорости движения поездов по криволинейному участку 40 км/ч — для кривых радиусом 300 м. и менее);

Если кривая расположена на подъеме или спуск; Если кривой участок железнодорожного пути на песчаном балласте;

Если рельсы в кривом участке имеют большой износ.

При более благоприятных условиях, работы по усилению кривой проводят по типу 2.

При усилении кривой по типу 1 необходимо провести следующие работы:

Заменяют песчаный балласт щебнем или гравием первого сорта с минимальным слоем под шпалой 20 см. А так же обеспечивают сток поверхностных вод, на обочину земляного полотна;

Эпюру шпал увеличивают до 2000 шп./км. пути;

Устанавливают стяжки и упорки. При рельсах длиной 12,5 м. 5-7 стяжек или упорок на звено.

Для работ по типу 2 предусмотрены следующие виды работ:

Уширяют и оздоровляют балластную призму путем уширения её в наружную сторону;

Усиление кривой путем увеличения количества шпал на один порядок. То есть, если в кривой была эпюра 1440, её добавляют до 1600, если эпюра была 1600, её следует добавить до 1840 и так далее.

Так же как и при работах по первому типу устанавливают стяжки и упорки, в том же количестве.

Схемы установки металлических стяжек и упорок.

а, б — соответственно по 5 и 7 стяжек на звено (рельсы длиной 12,5 м)

1 — скоба (приваривается к подкладке строго по шаблону); 2 — рельс; 3 — подкладка

Опубликовано 2 года назад. Просмотров с момента размещения на сайте 5029

Также, Вас может заинтересовать:

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.

Переходные кривые

Переходные кривые служат для обеспечения такого перехода от прямого пути к круговому радиусом R, с кругового пути радиусом R1 на круговой путь радиуса R2, чтобы появляющиеся в кривой дополнительные силы не возникали внезапно. На переходной кривой должны быть осуществлены полностью отвод возвышения наружного рельса и отвод уширения колеи. Основной силой, связанной с наличием кривой, является центробежная сила I. В начале переходной кривой (НПК) она должна быть равна нулю, а в конце переходной кривой (КПК) — иметь максимальное значение I = mυ 2 /R. На переходной кривой сила I должна меняться постепенно от 0 до конечного значения. Так как в общем случае I = mυ 2 /ρ, то, очевидно, необходимо иметь в НПК ρ = ∞, а в КПК ρ = R.

Рис. 1 – Схема положения переходной кривой: а – план; б – профиль; 1 – прямая; 2 – переходная кривая; 3 – круговая кривая; 4 – уровень головки наружного рельса; 5 – уровень головки внутреннего рельса

Если отвод возвышения наружного рельса делать по закону прямой с углом у (рис. 1), то при движении экипажа колеса, катящиеся по наружному рельсу, в начале и в конце переходной кривой будут ударяться в него в вертикальной плоскости. Во избежание этого необходимо, чтобы в НПК и КПК угол γ был равен нулю. Но так как tg γ = dh / dl, то надо, чтобы в НПК и КПК было dh / dl = 0.

Обозначая средневзвешенную (по тоннажу) квадратическую скорость через υ 2 ср, будем иметь:

Читать еще:  Как посмотреть железо пк

Обозначив через А = S1/g и k = 1/ρ и имея в виду, что A·υ 2 cp можно считать постоянной величиной, напишем dk / dl = 0.

Вследствие изменения ширины колеи и возвышения наружного рельса в переходной кривой возникают дополнительные силы, которых нет в прямой. Чтобы они не возникали внезапно, соответствующие им ускорения должны изменяться непрерывно, будучи в НПК и КПК равными нулю, то есть d 2 k / dl 2 = 0.

В настоящее время считают практически возможным пренебречь некоторыми из указанных условий. Так, обычно допускают отвод возвышения наружного рельса по закону прямой, то есть при малости угла у (смотрите рис. 1) принимают в НПК и в КПК dk / dl ≠ 0.

При устройстве отвода возвышения h по прямой с уклоном i = tg γ для любой точки переходной кривой можно написать: l = h / i, а так как h = Aυ 2 ср / ρ, то, следовательно

Обозначим через С = Aυ 2 ср/i и назовем эту величину параметром, тогда выражение для l получит такой вид:

Этому уравнению удовлетворяет кривая, называемая радиоидальной спиралью. Из формулы (1) при ρ = R и l = l С = Rl называется геометрическим параметром кривой, а С = Aυ 2 ср / iфизическим. Уравнение радиоидальной спирали в прямоугольной системе координат имеет следующий вид:

Здесь для нахождения ординат y задают длины переходной кривой, например 10 м, 20 м, 30 м и так далее, до значения l. Во многих случаях представляется возможным ограничиться первым членом в каждом ряду, то есть принимать xl и у = l 3 / 6С. Заменив l его значением через х, получим уравнение кубической параболы

Рис. 2 – Интеграция предела применения кубической параболы

Из дифференциальной геометрии известно, что в начале координат (рис. 2) кривизна кубической параболы равна нулю. Затем она увеличивается и в некоторой точке В достигает максимума. После этого кривизна убывает и в бесконечности равна нулю. Точке В соответствует угол равный, 24°5′41″. Следовательно, кубическая парабола может быть применена в качестве переходной кривой лишь на отрезке 0 В. Если, как показали исследования Г. М. Шахунянца,

то кубическую параболу можно применять вместо радиоидальной спирали.

Длина переходной кривой l определяется из разных условий:

1) обычно при прямолинейном отводе возвышения наружного рельса ее принимают из условия плавного отвода этого возвышения, то есть

где i — уклон отвода возвышения наружного рельса, который ограничивается размерами, обеспечивающими предотвращение схода колес с рельсов внутренней нити (i ≤ 2 ‰), а также обеспечивающими скорости подъема колеса на рельс (i = 0,1 υ -1 max); в РФ при скорости до 120 км/ч i = 1 ‰, при скоростях 121—160 км/ч i = 0,0006 ‰; для υ = 200 км/ч — i = 0,0005 ‰;

2) затем проверяют эту длину по условию ограничения скорости подъема колеса на возвышение:

где υmax — максимальная установленная скорость движения поездов по данной кривой радиусом R;

2) из условия ограничения изменения непогашенного ускорения в единицу времени ψ по выражению

где ψ — допускаемая величина изменения непогашенного ускорения, которая может приниматься в пределах 0,6—0,8 м/с 3 .

Из трех значений l по формулам принимают наибольшее.

Элементы переходных кривых, необходимые для разбивки кривых на местности, зависят от способа разбивки. Различают три способа разбивки переходных кривых:

  • сдвижка круговой кривой вовнутрь;
  • введение дополнительных круговых кривых радиусом меньшим, чем у основной кривой;
  • способ (Н. В. Харламова) смещения центра и изменения радиуса кривой.

Разбивка переходных кривых способом сдвижки заключается в следующем. От имеющегося на месте тангенсного столбика Т (рис. 3) откладывают величину m, получают НПК — точку А. Переходную кривую строят по ординатам в соответствии с ее уравнением. Но для этого прежде всего находят m — расстояние от НПК до нового положения тангенсного столбика Т. Затем определяют Р — сдвижку основной круговой, φ и все ординаты кривой.

Рис. 3 – Расчетная схема разбивки переходных кривых способом сдвижки круговой кривой вовнутрь

Угол наклона переходной кривой в ее конце (в точке В) к горизонту φ, разбиваемой по закону радиоидальной спирали или по кубической параболе, определяется по формуле

При этом переходные кривые можно разбить, если

где β — угол поворота данной кривой.

Если 2φ = β, то круговой кривой не останется, ее заменят две переходные кривые. Если 2φ > β, то две переходные пересекутся — случай нереальный для разбивки.

Из (рис. 3) видно, что:

Для разбивки круговой кривой по таблицам координаты относительно НПК при х > R·sinφ будут, очевидно, следующими:

где xтаб и yтаб – координаты круговой кривой, взятые из таблиц.

Рассмотренный способ обычно применяют в случаях, когда сдвижка Р не превышает 25 см, длина кривой незначительная, а ширина основной площадки земляного полотна позволяет сделать полученную расчетом сдвижку Р.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector