Lărgirea ecartamentului și ridicarea șinei exterioare în curbe. Bună ziua student Fixare șină
Orez. 5.1 Poziția căruciorului într-o curbă cu o cotă a șinei exterioare:
eu- forța centrifugă;
A- distanța de la centrul de greutate al echipajului până la nivelul capului șinei;
G- greutatea echipajului;
h- ridicarea șinei exterioare;
s- unghiul de înclinare a planului de calcul faţă de orizont.
Standardele pentru creșterea dimensiunilor orizontale ale spațiului de aproximare a clădirilor sunt date:
Pe exteriorul curbei - la orice cotă a șinei exterioare;
Pe interiorul curbei - cu cotele de proiectare ale șinei exterioare care variază de la D=60 mm la D=100 mm pentru razele curbei 4000 – 1800 m și, de asemenea, 160 mm pentru razele curbei 1500 m sau mai puțin.
Tabelul 5.1
Norme pentru creșterea dimensiunilor orizontale (D) ale distanței de apropiere a clădirilor (mm)
| Locația dispozitivului | Raza curbei, m | |||||||||||||
| Din exteriorul curbei | ||||||||||||||
| Din interiorul curbei atunci când dispozitivul este amplasat pe o secțiune dreaptă a căii, la o distanță de axa căii: | ||||||||||||||
| 2450 mm | ||||||||||||||
| 2750 – 3100 mm | ||||||||||||||
| 5700 mm |
Dimensiunea nominală a lățimii căii dintre marginile interioare ale capetelor șinei pe secțiuni drepte ale căii și pe curbe cu o rază de 350 m sau mai mult este de 1520 mm. Lățimea ecartamentului pe curbele mai abrupte (mai mici) ar trebui să fie:
Cu o rază de la 349 m la 300 m 1530 mm;
Cu o rază de 299 m și mai mică de 1535 mm.
Un exemplu de construcție a conturului unei distanțe de apropiere
Clădiri și încadrarea în el a dimensiunilor materialului rulant cu amplasarea structurilor și dispozitivelor inginerești
Sarcina presupune studierea, desenarea și compararea dimensiunilor și contururilor de diferite dimensiuni, precum și a condițiilor pentru amplasarea relativă a dispozitivelor feroviare. Se recomandă trasarea dimensiunilor și a dispozitivelor în format electronic sau pe hârtie de desen în format A4 la scara M 1:50.
Atunci când efectuați sarcina, trebuie să luați în considerare:
1) Unde și în ce condiții (la o stație, pe o porțiune, pe o porțiune dreaptă sau curbă de cale) este necesară trasarea liberei de apropiere a clădirilor;
2) Sarcina începe cu trasarea unor linii care indică UGR și axa căii ferate. Este recomandabil să se deseneze separat dimensiunile de apropiere ale clădirilor, materialul rulant și încărcarea. Dimensiunile sunt indicate în conformitate cu cerințele GOST existente în locuri convenabile pentru citire;
3) Dacă atribuirea prevede amplasarea dispozitivelor pe o secțiune curbă a căii, atunci dimensiunile reale ale spațiului liber sunt calculate și introduse după creșterea corespunzătoare a acestora cu valoarea Dîn funcţie de raza curbei şi de amplasarea dispozitivelor.
De exemplu:
1. Este necesară amplasarea unei platforme înalte pentru pasageri pe partea exterioară a unei secțiuni curbe de cale. Raza curbei este R=3000 m. Pe o porțiune dreaptă a căii, distanța de la axa căii până la marginea interioară a platformei înalte pentru pasageri este de 1920 mm. Conform tabelului 5.1, creșterea distanței totale D=10 mm. Astfel, distanța minimă admisă de la axa căii și marginea interioară a platformei înalte pentru pasageri din exteriorul secțiunii curbe de cale este de 1930 mm.
2. Materialul rulant este amplasat pe o porțiune curbă a căii la R=200 m. În conformitate cu clauza PTE 3.9, lărgim ecartamentul șinei la 1535 mm.
Exemple de construcție a dimensiunilor combinate C și T la o stație și secțiune pe o secțiune dreaptă de cale cu amplasarea semafoarelor pitice montate pe catarg sunt prezentate în Figura 6.1.
Orez. 6.1 Dispunerea combinată a dimensiunilor C și T la stație și secțiune
Bibliografie
1. Instrucțiuni de utilizare a dimensiunilor de degajare a clădirii GOST 9238-83 Nr. TsP/4425. M.: Transporturi, 1988 - 143 p.
2. Instrucțiuni de utilizare a dimensiunilor materialului rulant GOST 9238-83 Nr. TsV/4422. M: Transporturi, 1988 - 133 p.
3. Căi ferate. Curs general: Manual pentru universități / Ed. M.M.Uzdina. a 5-a ed. refăcut si suplimentare - Sankt Petersburg: Centrul de informare „Choice”, 2002.-368 p.
4. Xu Yu.A., Telyatinskaya M.Yu., Ulyanenkova N.V. Structuri și dispozitive feroviare. Tutorial. M.: MIIT, 2003 - 19 s, ed. a 3-a. refăcut și suplimentar, 2008 - 78 p.
5. GOST 9238-73. Dimensiuni de apropiere pentru clădiri și material rulant de căi ferate cu ecartament 1520 (1524) mm (pentru liniile cu viteze de tren care nu depășesc 160 km/h). În loc de GOST 9238-59. Introduce. 1973-39 p.
Planul Sfânt 2010, articolul 257
Vakulenko Serghei Petrovici
Somov Alexey Nikolaevici,
Baranova Marina Viktorovna
Curs transport general
(Dimensiuni pentru transport: transport feroviar)
Tutorial
Semnat pentru tipărire Format Tiraj 100 de exemplare.
Cond.bake.l. - Ordin -
127994 Moscova, A – str. 55. Obraztsova, 9 clădirea 9
Tipografia MIIT
* Membrii OSJD sunt ministerele transporturilor și centrale organisme guvernamentale responsabil cu transportul feroviar, 27 de țări: Republica Azerbaidjan, Republica Albania, Republica Belarus, Republica Bulgaria, Republica Ungară, Republica Socialistă Vietnam, Georgia, Republica Islamică Iran, Republica Kazahstan, Republica Populară Chineză, Republica Populară Democrată Coreea, Republica Cuba, Republica Kârgâză, Republica Letonia, Republica Lituania, Republica Moldova, Mongolia, Republica Polonia, Federația Rusă, România, Republica Slovacă, Republica Tadjikistan, Republica Turkmenistan, Republica Uzbekistan, Ucraina, Republica Cehă și Republica Estonă. În plus, căile ferate germane (DB AG), franceze (SNCF), grecești (TsH), finlandeze (VR), iugoslave (YuZh) și JSC „Gyor-Sopron - Ebenfurt Railway” (JSC GyŠEV) participă în calitate de observatori la OSJD).
29) Lărgirea ecartamentului și ridicarea șinei exterioare în curbe
Bazat pe cercetare științifică, precum și pe contabilitate experiență străinăîn 1970 în Rusia s-a decis trecerea la un ecartament redus de 1520 mm. Cercetările au arătat că, la o lățime a genunchilor de 1520 mm, cu decalajul redus la valoarea optimă de 14 mm pentru locomotive și 12 mm pentru vagoane, efectele forței laterale ale roților materialului rulant pe șină se reduc la 94%. Cea mai mică rezistență la mișcare s-a dovedit a fi și cu o lățime a căii de 1520 mm. Abaterile admise ale lățimii ecartamentului de la normă sunt acceptate să nu depășească +8 (pentru lărgire) și – 4 mm (pentru îngustare), iar în zonele în care vitezele de trafic sunt stabilite la 50 km/h sau mai puțin – nu mai mult de +10 și -4 mm. În conformitate cu Ordinul nr. 6 Ts al Ministerului Căilor Ferate, lățimi de cale mai mici de 1512 mm și mai mari de 1548 mm nu sunt permise. Dacă lățimea ecartamentului este mai mică de 1512 mm, setul de roți cu dimensiunile sale maxime se poate bloca în planul de proiectare. Cu o lățime a căii mai mare de 1548 mm, există pericolul ca roțile să cadă în interiorul căii atunci când roata se rostogolește de-a lungul capului șinei cu acea parte a anvelopei care are o conicitate de 1/7 (și nu „/th”). - în acest caz, va avea loc o extindere suplimentară a căii și, dacă șina este în stare proastă, șina poate fi presată afară.
Poziția firelor șinei de-a lungul vârfului capetelor șinei pe secțiuni drepte trebuie să fie la același nivel; sunt permise abateri de ± 6 mm. Este permis să conțină un fir de șină cu 6 mm mai sus decât celălalt pe toată lungimea secțiunilor drepte. Pe liniile cu două căi, firul exterior (marginea) este plasat mai sus, deoarece este mai puțin stabil decât inter-căile; pe o singură cale - la fiecare 4-5 ani firul situat deasupra celuilalt este schimbat (pentru a reduce slăbirea capetelor traverselor din cauza modificărilor). Abaterile de la poziția standard a filetelor șinei, atât în lățimea căii, cât și în nivel, nu trebuie să depășească 1 mm; pe 1 m de lungime a căii la viteze de până la 140 km/h și 1 mm la 1,5 m la viteze de peste 140 km/h.
Înclinarea șinelor este înclinarea lor în șină în raport cu planul superior (patul) traverselor. Înclinarea de 1:20 corespunde conicității suprafeței de rulare a roții principale. Înclinarea ambelor șine în secțiuni drepte și a șinelor exterioare în secțiunile curbe nu trebuie să fie mai mică de 1:60 și nu mai mare de 1:12, iar a filetului interior în curbe atunci când șina exterioară este ridicată mai mult de 85 mm - nu mai puțin de 1:30 și nu mai mult de 1:12. La traversele din lemn, înclinarea șinelor este asigurată, de regulă, prin așezarea plăcuțelor de pană, iar pe baze de beton armat - prin înclinarea platformei suport sub șină a traverselor sau blocului.
Când materialul rulant se deplasează în curbe, apar forțe laterale suplimentare - centrifuge, ghidaj, laterale, cadru. Prin urmare, RK în curbele de cale are următoarele caracteristici: lărgirea căii cu raza de curbă mai mică de 350 m și așezarea contra șine dacă este necesar, ridicarea șinei exterioare, montarea curbelor de tranziție, așezarea șinelor scurtate pe filetul interior, mărirea distanțelor dintre căile adiacente.
Există lățimi minime, optime și maxime ale căii în curbe. Ecartamentul minim admisibil trebuie să asigure capacitatea tehnică de a monta în curbe vagoane cu o bază mare rigidă. La ecartamentul optim, vagoane de masă (mașinile) se pot potrivi liber. Lățimea maximă a căii de rulare este determinată de condiția de a împiedica în mod fiabil căderea roților de material rulant în șeniu. În conformitate cu ordinul Ministerului Căilor Ferate al Federației Ruse nr. 6 Ts din 6 martie 1996, dimensiunea nominală a ecartamentului dintre marginile interioare ale capetelor șinei pe secțiuni drepte și în curbe cu o rază de 350 m și mai mult se stabileste de peste 1520 mm, cu raze de 349-300 m - 1530 mm (inclusiv ore pe traverse din beton armat -1520 mm), cu raze de 299 m si mai mici -1535 mm.
Pe secțiuni în cazul în care nu a fost efectuată o înlocuire completă a șinei și a grilei traverselor, este permisă o lățime nominală a căii de 1524 mm pe secțiunile de cale cu traverse din lemn în linii drepte și curbe cu o rază mai mare de 650 m. În acest caz, pe curbele mai abrupte se adoptă lățimea căii: cu o rază de 649-450 m - 1530 mm, 449-350 m - 1535 mm, 349 și mai puțin - 1540 mm. Abaterile admise de la dimensiunile nominale nu trebuie să depășească +8 mm în lărgire și +4 mm în îngustare la o viteză de 50 km/h sau mai mult; respectiv +10 şi -4 mm – cu o viteză mai mică de 50 km/h. La îndepărtarea lărgirii șinei, panta nu trebuie să fie mai abruptă de 1 mm/m.
Când materialul rulant trece de-a lungul curbelor, apar forțe centrifuge care tind să răstoarne căruciorul în afara curbei. Acest lucru se poate întâmpla doar în cazuri excepționale. Cu toate acestea, forța centrifugă are un efect negativ asupra pasagerilor, provocând impact lateral asupra șinei, redistribuirea presiunilor verticale pe șinele ambelor filete și suprasolicitarea filetului exterior, ceea ce duce la uzura laterală crescută a șinelor și a flanșelor roților. În plus, este posibil ca șinele să devină denivelate, calea să se lărgească sau șină și zăbrele de traversă să se deplaseze transversal, adică o dereglare a poziției șinei în plan. Pentru a evita aceste fenomene, filetul exterior al sinei este ridicat deasupra celui interior. Înălțimea șinei exterioare este calculată pe baza a două cerințe: asigurarea unei presiuni egale pe roată pe filetele șinei exterioare și interioare și, prin urmare, uzură verticală egală a ambelor șine; asigurând o călătorie confortabilă pentru pasageri, caracterizată prin accelerația centrifugă nesuprimată admisă. Conform standardelor Ministerului Căilor Ferate, valoarea admisibilă a accelerației nescăzute este pentru trenuri de pasageri 0,7 m/s2 (în unele cazuri, cu acordul Ministerului Căilor Ferate - 1 m/s2), iar pentru trenurile de marfă - +0,3 m/s2. Cota șinei exterioare este dispusă în curbe cu o rază de 4000 m sau mai puțin. Calculul se bazează pe dorința de a asigura egalitatea componentelor transversale ale forței centrifuge și greutatea echipajului G, adică Lcosoc = Gsina (Fig. 3.77). Acest lucru se realizează prin modificarea unghiului de înclinare a a planului de proiectare față de orizont sau prin ridicarea șinei exterioare.
Valoarea cotei (în mm) este determinată de formula: L = 12,5Vin2/R, unde Vin este viteza redusă a traficului de trenuri, km/h; R – raza curbei, m. Viteză redusă a circulației trenurilor unde O, – masa unui tren de acest tip, tone brute; u – numărul zilnic de trenuri de fiecare tip; Vlcp este viteza medie a trenurilor de fiecare tip din curbă (conform benzilor de viteză). Mărimea cotei este, de asemenea, verificată din condiția de confort folosind formula: hmm = (i2.5Vlaxnac/R-U5, unde hmm este cota minimă de proiectare a șinei exterioare, mm; trecerea Vmax este viteza maximă admisă a unui tren de călători, km/h;R este raza curbei, m;115 – valoarea subcotei maxime admise a șinei exterioare, ținând cont de viteza de accelerație nesuprimată de 0,7 m/s2.Din valori din cota obținută din formule, cea mai mare este luată și rotunjită la un multiplu de 5. Valoarea maximă a cotei pe rețeaua feroviară a Federației Ruse este de 150 mm Dacă calculul are ca rezultat o valoare mai mare, atunci ia 150 mm și limitați viteza de mișcare în curbă la
De obicei, ridicarea șinei exterioare este realizată prin ridicarea acesteia prin creșterea grosimii balastului sub filetul șinei exterioare. Cu toate acestea, în unele cazuri este recomandabil să ridicați filetul exterior cu V2 din cota calculată și să coborâți filetul interior cu aceeași cantitate. În acest caz, confortul de rulare al pasagerilor este îmbunătățit și impacturile dinamice asupra pistei sunt reduse.
Curbele de tranziție asigură o creștere lină a forței centrifuge atunci când materialul rulant se deplasează de la o linie dreaptă la o curbă circulară sau de la o curbă circulară cu o rază la o curbă cu o altă rază (mai mică). În plus, în cadrul curbei de tranziție sunt dispuse o deviere a cotei șinei exterioare și o deviere a lărgirii căii (pentru o rază mai mică de 350 m). O creștere lină a forței centrifuge este asigurată de o schimbare lină a razei de la infinit la raza unei curbe circulare. Această condiție este cel mai bine satisfăcută de o spirală radioidală (clotoid) sau cea mai apropiată aproximare a acesteia - o parabolă cubică. Lungimea curbei de tranziție este determinată de un număr de condiții care pot fi împărțite în 3 grupuri. Prima grupă necesită cea mai mare lungime a curbei de tranziție, asociată cu îndepărtarea cotei șinei exterioare: pentru a preveni deraierea roților din firul interior, pentru a limita componenta verticală a vitezei de ridicare a roții până la cotă, pentru a limita rata de creștere a părții neamortizate a accelerației centrifuge. Al doilea grup este asociat cu prezența unor goluri între flanșele roții și filetele șinei, precum și cu pierderea energiei cinetice atunci când roata primei osii lovește șina filetului exterior. Al treilea grup ia în considerare necesitatea asigurării posibilității practice de a așeza curba de tranziție pe sol și întreținerea ulterioară a acesteia.
Pe liniile noi de mare viteză, precum și pe liniile din categoriile I și II, lungimile curbelor de tranziție /0 se determină din condiția: /0 = = /buc/100, unde h este cota șinei exterioare ( mm), iar vm3LX este viteza (km/h) cel mai rapid tren pe o anumită curbă. În conformitate cu STN Ts-01-95, panta cotei șinei exterioare este de obicei considerată ca nu mai mult de 1%o, iar în condiții dificile pe liniile grele și pe liniile din categoriile III și IV - nu mai mult de 2%o, pe drumurile de acces - 3%> . Lungimile curbelor de tranziție variază de la 20 la 180 m cu intervale între ele de 10 m (în funcție de categoria liniei și de viteza trenurilor de-a lungul curbelor). Există următoarele metode pentru împărțirea curbelor de tranziție: o metodă pentru deplasarea unei curbe circulare spre interior, o metodă pentru introducerea de curbe circulare suplimentare cu o rază mai mică decât raza curbei principale; o modalitate de a deplasa centrul curbei și de a schimba raza.
Datorită faptului că pe calea ferată. d. RF, se acceptă dispunerea rosturilor de-a lungul unui pătrat; fiecare șină a filetului interior al curbei trebuie să fie mai scurtă decât șina exterioară corespunzătoare. Permițând o oarecare nepotrivire a îmbinărilor de-a lungul pătratului, sunt instalate mai multe tipuri de scurtări standard de șine: 40, 80 și 120 mm pentru șine de 12,5 m lungime și 80 și 160 mm pentru șine de 25 de metri. Numărul și ordinea așezării șinelor scurtate sunt calculate în funcție de raza curbei, unghiul de rotație a acesteia, lungimea și parametrul curbelor de tranziție. Scurtarea totală pe curba de tranziție (21K) și circulară (kk) este determinată de formulele:
unde S este distanța dintre axele șinei, 1,6 m; /0 și /kk sunt lungimile tranziției și, respectiv, curbei circulare m; C – parametrul curbei de tranziție, m2. Scurtarea (standard) calculată a fiecărei șine interne în raport cu cea externă de 25 de metri: ^CI = S-2b/R. Cantitatea de scurtare reală este acceptată ca standard sau aproape de aceasta (dar nu mai puțin decât standard).
Pe liniile cu două căi, pentru a asigura siguranța circulației trenurilor din cauza condițiilor de ecartament, distanța dintre axele căii trebuie mărită. Această creștere se realizează în două moduri. În primul caz, o curbă suplimentară în formă de S este introdusă pe linia dreaptă în fața curbei de tranziție, datorită căreia axa traseului se deplasează (Fig. 3.78a). Dezavantajul acestei metode este apariția a două curbe suplimentare pe fiecare parte a curbei principale. Cea de-a doua metodă (diferite ture) este de preferat; este că lungimea și parametrul curbei de tranziție a căii interne sunt considerate a fi mai mari decât cele ale celei externe, deplasarea căii interne va fi mai mare decât cea a celei externe (Fig. 3.78.6). Lărgirea necesară a căii intercale este determinată prin calcul sau din tabele.
Poziția fileturilor șinei de-a lungul vârfului capetelor șinei pe secțiuni drepte trebuie să fie la același nivel. Există lățimi minime, optime și maxime ale căii în curbe.
Avem cel mai mare baza de informatiiîn RuNet, astfel încât să puteți găsi întotdeauna interogări similare
Lărgirea sau lățimea căii de cale ferată în curbă se determină prin calcularea potrivirii vagoanelor de cale ferată în curbă, pe baza următoarelor două condiții:
1) Lățimea ecartamentului trebuie să fie optimă, adică asigură cea mai mică rezistență la mișcarea trenurilor, cea mai mică uzură a șinelor și roților, protejează șinele și roțile de deteriorare și traseul de distorsiuni în plan și previne căderea roților între firele șinei.
2) Lățimea ecartamentului nu trebuie să fie mai mică decât minimul admis, adică ar trebui să prevină blocarea trenurilor de rulare ale vagoanelor între filetele șinei exterioare și interioare.
3) Determinarea lățimii optime a căii într-o curbă.
Pentru schema de calcul pentru determinarea lățimii optime a căii ferate, vom lua una în care vagonul de cale ferată, cu roata sa exterioară a osiei din față a bazei rigide, este apăsat pe șina exterioară a curbei, iar axa din spate a baza rigidă fie ocupă o poziție radială, fie se străduiește să o ocupe; în acest caz, centrul de rotație al echipajului este situat la intersecția acelei raze cu axa geometrică longitudinală a bazei rigide a echipajului. In afara de asta:
1) În toate cazurile, lățimea calculată calculată a căii ferate nu trebuie să depășească lățimea maximă a căii S max = 1535 mm.
2) Dacă lățimea de cale S calculată primește o valoare mai mare decât valoarea maximă S max, trebuie să procedați la determinarea lățimii minime admisibile de cale prin adoptarea schemei de proiectare corespunzătoare.
3) Dacă lățimea de cale S calculată se dovedește a fi mai mică decât lățimea normală pe o secțiune dreaptă a căii (S 0 = 1520 mm), atunci aceasta va însemna că dimensiunile de proiectare și caracteristicile trenului de rulare al vehiculului în cauză o permit. a depăși o curbă cu o rază dată fără a-și lărgi traseul. În acest caz, lățimea ecartamentului S ar trebui luată conform PTE în funcție de rază.
4) Determinarea lățimii minime admisibile de cale.
Limita periculoasă a lățimii ecartamentului la îngustare este determinată de posibilitatea blocării setului de roți, care are dimensiunile maxime în nivelul de proiectare, adică.
S min = q max = T max + 2h max + 2µ (5)
La determinarea lățimii minime admisibile ale căii sunt posibile următoarele cazuri:
1) Dacă S min ≤ S pte, atunci potrivirea este garantată. În același timp, comparând toate cele trei valori ale lățimii căii S min , S pte și S opt între ele ne permite să estimăm aproximativ condițiile în care va avea loc montarea efectivă, de exemplu. de ce tip de potrivire va fi mai aproape, liber sau cu pană.
2) Dacă S min > S pte, atunci acest caz, la rândul său, se împarte în următoarele două:
A. Dacă Smin< S птэ < S max , где S max = 1548мм – предельный размер колеи в сторону ее уширения. Установленный из условия предупреждения провала колес внутрь колеи, то для пропуска рассматриваемого экипажа требуется перешивка пути с размера S птэ на расчетную величину S min (по разрешению Н).
b. Dacă Smin< S птэ >S max , apoi pentru a permite trecerea echipajului, pista trebuie schimbată cu suma calculată; în același timp, pentru a preveni căderea roților în interiorul căii, sunt așezate contra șine.
5) Ridicarea șinei exterioare, pe baza caracteristicilor de uzură verticală egală pe ambele șine.
Când materialul rulant trece de-a lungul unei curbe, apare o forță centrifugă, care tinde să răstoarne căruciorul în afara curbei. Răsturnarea poate avea loc doar în cazuri excepționale. Cu toate acestea, forța centrifugă are un efect negativ asupra pasagerilor, determinând o redistribuire a presiunilor verticale pe șinele ambelor linii și supraîncărcare a liniei exterioare. Forța centrifugă provoacă, de asemenea, un impact suplimentar asupra traseului atunci când echipajul se încadrează într-o curbă. Aceasta implică o uzură crescută a șinelor filetate exterioare. În plus, forțele laterale mari fac ca șinele să devină neuniforme, ecartamentul șinei să se lărgească și calea să nu fie aliniată în plan.
Pentru a evita aceste fenomene, filetul exterior al sinei este ridicat deasupra celui interior.
Pentru a asigura o uzură verticală egală a ambelor fire, este necesar ca suma presiunilor normale de la toate trenurile de pe filetul exterior să fie egală cu suma presiunilor normale de la aceleași trenuri pe filetul interior.
Prin urmare, este necesar ca:
ΣE n = ΣE in
Forța centrifugă atunci când un vehicul cu masa m se deplasează de-a lungul unei curbe de rază R cu viteza V va fi determinată de expresia:
Unde G este greutatea echipajului
6) Ridicarea șinei exterioare, bazată pe asigurarea confortului pasagerilor.
Este necesar să se stabilească o astfel de înălțime, astfel încât cantitatea de accelerație neatenuată care are loc atunci când un tren trece cu viteza maximă să nu depășească valoarea admisă.
De la (25)
Aici și nd este valoarea admisă a accelerației centrifuge remarcabile. Conform standardelor, se presupune că a nd este egal cu 0,7 m/s 2 pentru trenurile de călători (în unele cazuri, a an = 1,0 m/s 2 ), iar pentru trenurile de marfă a nd = ± 0,3 m/s 2 .
Luând S1 = 1,6 m, g = 9,81 m/s 2 , V – km/h, h – mm, obținem:
163a și (26)
Înălțimea maximă a șinei exterioare pe drumurile interne se consideră a fi de 150 mm. Dacă calculul are ca rezultat o valoare mare, luați 150 mm și limitați viteza de mișcare de-a lungul curbei din ecuația (26)
Cu a nd = 0,7 m\s 2 și h = 150 mm
7) Standarde de ridicare exterioară a șinei.
Elevația trebuie aranjată în curbe cu o rază de 4000 m sau mai puțin. Valoarea cotei șinei exterioare în curbă este determinată de formulele:
1) Pentru trenurile de călători
2) Pentru trenurile de marfă
3) Pentru fluxul trenului
Unde, V max p și V max gr – viteze maxime respectiv trenuri de călători și marfă, stabilite prin ordin al șefului de drum.
V pr este viteza medie superficială a trenurilor de flux.
R – raza curbei.
La determinarea cotei folosind formula (29), se asigură funcționarea rațională a căii de cale ferată la viteze ale fluxului trenurilor de marfă aflate în limitele
Care corespunde nivelului de accelerații remarcabile ale trenurilor de călători a np = 0,7 m/s 2 și ale trenurilor de marfă a n gr = ± 0,3 m/s 2 .
8) Cerințe de bază pentru proiectarea și conținutul curbelor de tranziție.
Curbele de tranziție sunt concepute pentru a conecta o secțiune dreaptă de șină cu o curbă de o rază dată pentru a asigura o tranziție lină a echipajului într-o secțiune curbă de cale fără șocuri și impacturi. Pe curba de tranziție, cota șinei exterioare și lărgirea căii sunt complet eliminate. La proiectarea curbelor de tranziție, se selectează lungimea acestora, conturul geometric al curbei în plan și se determină coordonatele pentru împărțirea acesteia.
În cadrul curbei de tranziție, cota șinei exterioare crește treptat de la 0 la h în CPC; se face o deducere pentru lărgirea pistei, dacă aceasta din urmă este prezentă în curba circulară.
Principalele cerințe pentru proiectarea și conținutul PC-ului sunt ca factorii de forță care apar, se dezvoltă și dispar (accelerații, forțe, momente) în lungimea R a PC-ului se modifică treptat și monoton, cu un program dat, iar la început și sfârșitul PC-ului sunt egale cu zero, ceea ce este asigurat dacă cerințele sunt îndeplinite.
În NPC y,φ și k = 0, CPC acești parametri nu sunt limitați.
În NPC și CPC aceste derivate sunt egale cu zero.
Primele trei cerințe privind inadmisibilitatea modificărilor bruște în ordonatele NPC, CPC și pe parcursul curbei de tranziție (Fig. 2) la, unghiuri de rotire φ și curbură La prin monotonia modificărilor lor. Îndeplinirea tuturor celor cinci cerințe creează cele mai bune condiții pentru trecerea materialului rulant de-a lungul curbelor, ceea ce este deosebit de important atunci când viteze mari miscarile.
9) Parametrul fizic al curbei de tranziție.
Să notăm: și numim această cantitate parametru fizic curba de tranzitie. Apoi expresia pentru l va arata ca:
La l = l 0în PCC ρ=RȘi
Aici C este parametrul (geometric) al curbei de tranziție.
10) Proiectarea curbelor de tranziție folosind metoda deplasării.
Curba de tranziție este stabilită în ipoteza că poziția tangentei curbei circulare inițiale (punctul T) este cunoscută pe sol. Pentru a determina poziția începutului curbei de tranziție (punctul NPC), este necesar să se calculeze valoarea m 0. Din diagrama dată găsim.
FT = AO = Ptg β/2
m 0 = m + Ptg β/2
Mărimile necunoscute m și P sunt determinate ca:
Cunoscând poziția începutului curbei de tranziție a NPC, coordonatele capătului acestuia (X 0,y 0) în punctul CPC sunt calculate folosind ecuația spiralei de radio-distanță în formă parametrică.
11) Sine scurtate pe filetul interior.
Așezarea șinelor scurtate pe filetul interior al curbei are ca scop instalarea îmbinărilor șinelor unui fir (de-a lungul pătratului) și se datorează faptului că lungimea firului interior al curbei este mai mică decât cea exterioară.
Pentru fiecare curbă se selectează tipul de scurtare, numărul și ordinea de așezare a șinelor scurtate. Există două tipuri de scurtări pentru șinele P65: 80 mm și 160 mm.
Alegerea tipului de șine scurtate pentru o anumită curbă se face după formula:
Unde S 1 este lățimea căii de-a lungul axei capului șinei în cadrul curbei circulare:
S 1 = S pte + b,
Unde b este lățimea capului șinei;
S pte – lățimea ecartamentului standard în curbe în funcție de rază;
După ce am calculat valoarea scurtării utilizând formula (1), acceptăm cea mai apropiată scurtare standard mai mare. Suma necesarășinele scurtate de dimensiunea acceptată sunt determinate din expresia:
Șinele scurtate sunt așezate în acele locuri ale curbei în care cursul acumulat al îmbinărilor atinge jumătate din scurtarea standard acceptată.
12) Lărgirea distanțelor pistelor în curbe.
În curbele circulare pe linii cu două căi, distanța dintre axele căii este mărită conform standardelor dimensionale.
Această creștere se realizează căi diferite. Una dintre metode este de a mări distanța pistei de la 4,1 m la 4,1 + A 0 pe linii drepte înainte de fiecare curbă de tranziție prin introducerea de curbe suplimentare în formă de S.
Această metodă este rar folosită, deoarece are un dezavantaj major: pe traseul deplasat, pe fiecare parte a curbei principale apar două curbe, deși cu o rază mare.O altă metodă (metoda diferitelor deplasări) este că se folosesc parametri diferiți. pentru curbele de tranziție ale traseului exterior . Aranjat în mod obișnuit, parametrul C al curbei de tranziție a căii interne este selectat în așa fel încât deplasarea curbei circulare interne P in să fie egală cu deplasarea curbei circulare a căii externe plus A 0, adică.
R în = R n + A 0
13) Clasificarea conexiunilor și a intersecțiilor de căi.
Conexiunile și intersecțiile căilor ferate sunt folosite pentru a muta materialul rulant de pe o cale pe alta, pentru a muta materialul rulant pe alte linii situate în același plan sau pentru a întoarce un tren sau o locomotivă separată cu 180 0.
14) Clasificarea cotelor și intersecțiilor oarbe.
Turnurile sunt cele mai comune structuri dintre toate conexiunile și traversările de căi (aproximativ 99% dintre acestea). Acestea servesc la conectarea sau ramificarea liniilor și sunt concepute pentru a transfera materialul rulant de pe o cale pe alta. Prezența la vot sunt:
1) Single
A. Sens unic obișnuit (cel mai frecvent pe rețeaua de drumuri și cel mai des folosit pe liniile principale și ale stației)
d. Curbură asimetrică unilaterală
2) Dublu
A. Unilateral
b. Versatil simetric
c. Versatil asimetric
3) Cruce
A. Single
b. Dubla
4) Combinat
A. Când combinați două piste de dimensiuni diferite
b. La țesut turnuri
15) Elemente de bază ale prezenței obișnuite.
Elementele principale ale unei prezențe unice obișnuite includ:
1) Săgeată
2) Traversa cu contra-șine și contra-șine.
3) Căi de legătură
4) Baze sub șină
5) Mecanismul de transfer și fitingurile sale
Săgeata este formată din:
1) două șine pentru cadru
2) două inteligențe
3) comutator, de lucru și biele
4) două seturi de fixare la rădăcină
5) săgeți
6) prinderi
16) Caracteristicile de proiectare ale covoarelor și cerințele pentru acestea
Turnurile sunt cele mai complexe și mai scumpe elemente ale unei căi ferate. Pentru a rezolva problema creșterii semnificative a fiabilității și durabilității cotelor, este necesară o revizuire fundamentală a designului, componentelor și elementelor individuale cu crearea de noi tehnologii de producție. ÎN anul trecut a fost dezvoltat și implementat un întreg complex de turnuri de nouă generație și soluții tehnice pentru îmbunătățirea designului acestora. Acestea includ, în primul rând, macazuri de mare viteză pe bare din beton armat, macazuri ale proiectelor 2726, 2728 pentru șine de 1-2 clase, macazuri cu cruci cu suprafață de rulare continuă de gradul 1/22. Introducerea comutatoarelor modernizate de prezență la vot pentru structurile produse în serie este în curs de desfășurare.
Prezența la vot sunt structuri cheie pentru creșterea vitezei trenurilor și creșterea capacității de transport de marfă. lățime de bandă căi ferate. Cercetările au arătat că, fără prezența unor bifurcări care să permită realizarea vitezei stabilite pe tronson, este practic imposibil de rezolvat problema creșterii vitezei pe tronson în ansamblu și pe tronson în special.
17) Determinarea dimensiunilor geometrice de bază ale cotelor obișnuite cu punct drept.
Necesar:
1) Determinați raza curbei de conversie R.
2) Lungimea inserției directe k în fața centrului matematic al crucii
3) Lungimea teoretică a translației L T
4) Lungimea practică a translației L P.
5) Dimensiunile axiale ale translației AȘi b.
α -
Unghi de cruce
n- lungimea față – mustață – parte a crucii
m– lungimea cozii crucii
Bine– centru matematic sau punct de cruce
S 0– lățimea normală a căii
eu ascuțit– cu lungimea de spirit
β – unghiul săgeții
q – consolă șină a cadrului frontal
L T - lungimea teoretică a comutatorului - distanța de la începutul punctelor până la centrul matematic al crucii, măsurată de-a lungul marginii de lucru a șinei cadrului sau de-a lungul axei căii drepte.
O c – centrul bifurcării – intersecția axelor căilor directe și laterale
a – distanța de la îmbinarea frontală a șinelor cadrului până la centrul comutatorului, măsurată de-a lungul axei căii drepte
b – distanta fata de centrul S.P. până la îmbinarea cozii a crucii, măsurată de-a lungul axei oricărei căi de translație.
O – centrul curbei de conversie
L P – lungimea totală sau practică a S.P. de la îmbinarea frontală a șinelor cadrului până la îmbinarea cozii a crucii.
Într-un sistem de coordonate dreptunghiulare, să luăm axa Y-Y care trece prin centrul matematic al traversei, iar axa X-X este compatibilă cu marginea de lucru a firului exterior al căii drepte.
Să proiectăm conturul ABCO K pe aceste axe reciproc perpendiculare. Dar mai întâi pentru aceasta vom face următoarele construcții suplimentare.
Din centrul curbei de conversie, i.e. din punctul O, restabiliți raza - perpendicular pe marginea de lucru a șinei cadrului; Din punctele B și C coborâm perpendiculare pe această rază - perpendiculara în punctele B 1 și, respectiv, C 1. Ca rezultat, veți obține un triunghi dreptunghic OB 1 B cu un unghi drept β la vârful O, precum și OC 1 C cu un unghi drept la vârful C 1 și cu un unghi transversal α la vârful O.
Lungimea teoretică a transferului, după cum se poate observa din figură, este o proiecție a conturului ABCO K pe axa orizontală, i.e.
Dar B 2 C = C 1 C – B 2 C 1 = C 1 C – B 1 B
Din triunghiul OS 1 C: С 1 С = R sinα
Din triunghiul OB 1 B: V 1 V = R sin
Din triunghiul O la C 2 C: C 2 O K = k cosα
Prin urmare, după înlocuirea valorilor lui B 2 C și C 2 O K în ecuația (1), obținem:
L T = l cos ascuțitβ +R (sinα - sinβ )+ k cosα (2)
Proiecția aceluiași contur ABCO K pe axa verticală va fi lățimea normală a ecartamentului față de traversă, adică
S 0 = l sin ascuțitβ + B 1 C 1 + SS 2 (3)
Dar B 1 C 1 = OB 1 - OS 1
Din triunghiul OB 1 B: OB 1 = R cosβ
Din triunghiul OS 1 C: OS 1 = Rcosα
Din triunghiul O K C 2 C: CC 2 = k sinα
Astfel, înlocuind valorile B 1 C 1 și СС 2 în expresia (3), găsim lățimea pistei în cruce: S 0 = l sin ascuțitβ + R(cosβ - cosα ) + k sinα
Durata totală sau practică a prezenței la vot: L P = q + L T + m (5)
Raza R și lungimea inserției drepte în fața crucii k sunt determinate în funcție de ce parametri sunt cunoscuți sau specificați.
18)Determinarea dimensiunilor geometrice de bază ale unui turneu obișnuit cu un comutator de tip secant curbiliniu.
În funcție de datele inițiale din practica de proiectare la determinarea valorilor lui R, k, L T, L n, α, b, pot exista două cazuri:
1) Când raza de curbură a wit R 0 nu este egală cu raza curbei de transfer R
2) Când raza de curbură a wit R 0 este egală cu raza curbei de transfer R.
0Fixări șine. Anti furt
Sine de cale ferată - două fire de șină continue situate la o anumită distanță unul de celălalt. Acest lucru este asigurat prin fixarea șinelor de traverse și a legăturilor feroviare individuale între ele.
Fixări șine sunt împărțite în intermediare și cap la cap.
Fixările intermediare trebuie să asigure o legătură fiabilă și suficient de elastică a șinelor cu traversele, să mențină o lățime constantă a căii și înclinarea necesară a șinelor și să prevină deplasarea longitudinală și răsturnarea șinelor.
Fixările intermediare sunt împărțite în trei tipuri principale: continue, mixte și separate.
Fixare inseparabilă (cârje) - șina și tampoanele pe care se sprijină sunt atașate de traverse cu aceleași cârje (trei), în conformitate cu figura 1a
Figura 1 Fixări intermediare de cârje pentru traverse din lemn: a - continue; b - mixt; 1 - șină; 2 - cârjă; 3 - căptușeală; 4 - dormitor.
Fixare mixtă (DO) - pernițele (cârje) sunt atașate la traverse cu cârje suplimentare (cinci), Figura 1 b.
Avantajul său este simplitatea designului, greutatea redusă, ușurința de umplere, recăptușire și dezasamblare a căii.
Dezavantajul este că nu garantează o lățime constantă a șenilei, contribuie la uzura traverselor și are o rezistență slabă la furtul de șenile.
În fixarea DO, cârjele principale țin șina împotriva deplasării și răsturnării laterale, iar cârjele de înveliș reduc deplasarea căptușelii sub acțiunea forțelor orizontale și a vibrațiilor căptușelilor. Căptușeala pană este asigurată de înclinarea șinelor.
Fixări separate (prinse) CD - șina este atașată la plăcuțe cu terminale rigide sau elastice și șuruburi de prindere, plăcuțele la traverse - cu șuruburi sau șuruburi în conformitate cu figura 2.
Figura 2 Fixare intermediară separată pentru traverse din lemn: 1 - garnitură; 2 - căptușeală; 3 - șurub; 4 - terminal; 5 - șaibă cu două ture; 6 - nucă; 7 - șurub terminal.
În aceste prinderi, plăcuțele sunt atașate permanent de traverse cu șuruburi, iar șina este apăsată constant de plăcuțe cu cleme.
Avantajul acestor elemente de fixare este absența vibrațiilor mari a plăcuțelor, rezistența la furtul șinelor și capacitatea de a schimba șinele fără a îndepărta șuruburile.
Pentru șenile cu traverse din beton armat, se folosesc cleme de fixare de tipul KB, KB65 cu terminal de tijă, ZhBR-65, BPU, în conformitate cu figura 3.
Figura 3 Fixarea KB-65 cu borna tijă: 1 - borna; 2 - mașină de spălat; 3, 8 - garnituri; 4 - căptușeală; 5 - șaibă cu două ture; 6 - manșon izolator; 7 - suport pentru manșonul izolator
Sunt utilizate pe scară largă dispozitivele de fixare KB, în care garnitura plată este atașată la traversă cu șuruburi încorporate.
Conectarea legăturilor feroviare între ele se realizează folosind elemente de prindere cap la cap.
Fixările cap la cap leagă ferm șinele într-un fir continuu. Punctele de legătură se numesc îmbinări șinelor. Capetele șinelor sunt acoperite cu suprapuneri, care sunt strânse cu șuruburi prin găuri. Șaibe arc sau Belleville sunt plasate sub piulițele șuruburilor, în conformitate cu Figura 4
Figura 4 Îmbinarea șinei: 1 - cârjă; 2 - căptușeală; 3 - șurub; 4 - suprapunere; 5 - șină; 6 - mașină de spălat; 7 - nucă.
Plăcile cap la cap sunt proiectate pentru a conecta șinele și pentru a absorbi forțele de îndoire și transversale la îmbinare. Căptușelile cu două capete sunt fabricate din oțel de înaltă rezistență și sunt călite. ÎN În ultima vreme treceți la utilizarea căptușelilor cu șase găuri.
Pe baza locației lor față de traverse, îmbinările se disting între îmbinări suspendate, îmbinări pe traverse și îmbinări pe traverse duble. Îmbinările de greutate (Figura 4) sunt acceptate ca standard, oferind o mai mare elasticitate și ușurință în presarea balastului sub traversele cap la cap. Capetele șinelor sunt conectate la mijloc între două traverse cap la cap, iar îmbinările ambelor fire șinelor sunt situate unul împotriva celuilalt - de-a lungul unui pătrat.
Se lasă un spațiu între capetele șinelor de la îmbinări, deoarece lungimea șinelor se modifică odată cu schimbările de temperatură. Pentru a evita impacturile puternice ale roților de material rulant, distanța nu trebuie să depășească 21 mm. Fiecare temperatură a șinei corespunde unui anumit decalaj al îmbinării.
lз=γ(tmax - t),
unde γ este coeficientul de dilatare liniară a oțelului lp este lungimea șinelor în m.
tmax, respectiv t - cea mai ridicată temperatură dintr-o zonă dată și temperatura la momentul așezării șinei.
Pe liniile cu blocare automată, îmbinările izolante sunt instalate la limitele secțiunilor blocului astfel încât electricitate nu putea trece de la una dintre șinele conectate la cealaltă. Există două tipuri de îmbinări izolante: cu căptușeli metalice și îmbinări cu șuruburi, în conformitate cu figura 5.
Figura 5 Secțiune transversalăîmbinare izolatoare: a - cu căptușeli metalice de închidere; b - șurub de lipici; 1-sină; 2 - suprapunere; 3 - garnitura laterala; 4 - bandă din fibră sau polietilenă pentru șuruburi; 5 - bandă de blocare; 6 - bucșă; 7 - garnitură izolatoare inferioară; 8 - căptușeală; 9 - șurub cap la cap; 10 - nuci; 11 - mașină de spălat; 12 - izolatie din fibra de sticla impregnata cu adeziv epoxidic; 13 - izolație pe șurub.
În primul caz, izolarea este asigurată prin instalarea de garnituri și bucșe din fibră, textolit sau polietilenă. Garniturile din textolit sau tricol, având conturul unei șine, sunt de asemenea plasate în golul de îmbinare.
În al doilea caz, se folosesc îmbinări lipici-șuruburi, în care plăcile cap la cap metalice, garniturile izolante din fibră de sticlă și șuruburile cu manșoane izolatoare sunt lipite cu adeziv epoxidic de capetele șinelor într-o structură monolitică.
Pe liniile cu tracțiune electrică și blocare automată se instalează conectori cap la cap special pentru a asigura trecerea nestingherită a curentului prin îmbinare.
Sub influența forțelor care sunt create atunci când trenurile se deplasează sub șine (îndoirea șinelor sub tren, ca un val, frecare între roți și șine, impactul roților la îmbinare, frânarea trenurilor), mișcarea longitudinală a șinelor de-a lungul pot apărea traversele sau împreună cu traversele de-a lungul balastului, numit unghiul de cale.
Pe tronsoanele cu șine dublă, furtul are loc în sensul de mers, iar pe tronsoanele cu șenile unice, furtul are loc în ambele sensuri.
Cea mai bună modalitate de a preveni deturnarea șinelor este utilizarea balastului de piatră zdrobită și a elementelor de fixare intermediare separate, care asigură o rezistență suficientă la mișcarea longitudinală a șinelor și nu necesită mijloace suplimentare de fixare.
Pentru fixarea nedivizată și mixtă, se folosesc dispozitive antifurt cu arc - acestea sunt suporturi cu arc atașate la baza șinei și care se sprijină pe traversă, în conformitate cu figura 6
Figura 6 Antifurt cu arc
Între 18 și 44 de perechi sunt amplasate pe o legătură de 25 m lungime, în funcție de sarcina de încărcare, tipul de balast și condițiile de trafic feroviar.
Drum continuu
Urmărirea continuă este mai progresivă în comparație cu pista link. Absența îmbinărilor în toroanele șinei reduce impactul dinamic asupra căii, reduce uzura roților materialului rulant, îmbunătățește mișcarea lină a trenurilor, prelungește durata de viață a suprastructurii căii, reduce costurile de întreținere a căii etc.
Reducerea numărului de îmbinări prin sudarea legăturilor individuale într-o bici oferă economii de până la 1,8 tone la 1 km.
Particularitatea unei căi continue este că șuvițele șinei bine fixate nu își pot schimba lungimea atunci când temperatura crește sau scade, cu excepția unor mișcări mici ale părților de capăt. În șine apar forțe longitudinale de tracțiune și compresiune de până la 2,5 MPa, care pe vreme caldă pot duce la aruncarea șinei în lateral, iar în îngheț sever - la o îndoire a genelor cu formarea unui gol periculos. Prin urmare, calea continuă este așezată pe traverse din beton armat cu fixare separată și balast din piatră spartă. Prisma de balast este compactată cu grijă.
Genele sunt sudate din șine întărite termic P65 sau P75 fără găuri pentru șuruburi. Șinele sunt sudate prin metoda contactului electric pe mașini de sudură cu contact staționare sau mobile. Lungimea toroanelor șinei depinde de locația rosturilor izolatoare, a podurilor metalice mari, a trecerilor, a cotelor etc. Și, de regulă, este egală cu 950 m, ceea ce corespunde lungimii trenurilor speciale de pe platforme echipate cu role, cu care suvitele sunt livrate pe scena.
Pe structurile artificiale cu tablă de pod pe balast, se instalează o cale continuă fără restricții; pe locuri metalice cu grinzi de pod – conform proiectului. Capetele genelor trebuie să fie în afara peretelui dulapului al bontului, la o distanță de 50-100 m. Când temperatura fluctuează, lungimea secțiunilor de capăt ale genelor se poate modifica. Pentru a face posibilă această modificare a lungimii, între șuvițele adiacente sunt așezate șine de nivelare, formând un proiect de nivelare (două sau trei perechi de șine de 12,5 m lungime). La sfârșitul secțiunii blocului în timpul blocării automate, o îmbinare izolatoare este plasată în zona șinelor de nivelare conform diagramei în conformitate cu figura 7.
Figura 7 Întinderea căii continue: 1 - rost izolator; 2 -gene; 3 - șine de nivelare.
Așezarea șinelor de nivelare asigură, de asemenea, dacă este necesar, eliberarea tensiunilor de temperatură în gene în timpul reparațiilor și altor lucrări. Pentru a face acest lucru, slăbiți fixarea gardului de vată de traverse, îndepărtând mai întâi șinele de nivelare. Ca urmare, genele sunt scurtate sau lungi. După aceasta, gena este asigurată și sunt așezate șine de nivelare de lungimea necesară. Cu cât șuvițele sunt mai lungi, cu atât sunt mai evidente avantajele pistei continue. Pe o serie de drumuri există experiență în depunerea genelor pe lungimea unei secțiuni de bloc și chiar a unei întregi întinderi. În străinătate, există linii lungi de 30-40 km, când șinele de transport, cotele și căile de gara sunt sudate într-un singur întreg.
Construcția de căi ferate pe tronsoane drepte
Proiectarea căii ferate este legată de proiectare și dimensiuni seturi de roți stoc rulant.
Perechea de roți este formată dintr-o axă de oțel pe care roțile sunt bine montate, având muchii de ghidare (flanșe) pentru a preveni deraierea, în conformitate cu figura 8
Figura 8 Set de roți pe o cale ferată
Suprafața de rulare a roților din partea din mijloc are o conicitate de 1/20, ceea ce asigură o uzură mai uniformă, o rezistență mai mare la forțele orizontale direcționate pe șină, o sensibilitate mai mică la defecțiunile acesteia și previne apariția unei caneluri pe suprafața de rulare, ceea ce face dificilă trecerea seturilor de roți de-a lungul covurilor.
Șinele se montează și cu o înclinare de 1/20 spre interior pe secțiuni drepte datorită căptușelii de pană pentru solzi din lemn, iar pentru cele din beton armat - printr-o înclinare corespunzătoare a suprafeței traverselor.
Distanța dintre marginile interioare ale capetelor șinei se numește ecartament. Această lățime constă din distanța dintre roți (1440±3mm), două grosimi ale crestelor (de la 25 la 33mm) și golurile dintre roți și șine.
Lățimea căii în secțiuni drepte și curbe ale căii cu o rază de 349 m sau mai mare este acceptată la 1520 mm cu toleranțe pentru latura de lărgire de 6 mm și pentru latura de îngustare de 4 mm.
În conformitate cu PTE, partea superioară a capetelor șinei ale ambelor linii pe secțiuni drepte trebuie să fie la același nivel.
Este permis să conțină un fir de șină la 6 mm pe secțiunile drepte ale șinei. mai mare decât celălalt în conformitate cu standardele stabilite prin instrucțiunile relevante ale Ministerului Căilor Ferate din Rusia.
Îmbinările de pe ambele filete ale șinei sunt așezate strict unul față de celălalt de-a lungul pătratului.
Pentru a preveni rotirea perechii de roți în jurul unei axe verticale, perechile de roți ale vagoanelor și locomotivelor sunt conectate printr-un cadru rigid (două sau mai multe).
Distanța dintre axele extreme conectate prin cadru se numește bază rigidă, iar între axele extreme ale vagonului sau locomotivei - ampatamentul complet, conform figurii 9
Figura 9 Ampatament rigid și complet:
a - locomotiva electrica VL 80; b - o secțiune a locomotivei diesel TE3; c -c locomotivă cu abur seria FD; g - gondolă cu patru axe.
Conexiunea rigidă a perechilor de roți asigură o poziție stabilă pe șine, dar face dificilă navigarea în curbele cu rază mică (blocare).
Pentru a facilita incadrarea in curbe, materialul rulant este produs pe boghiuri separate cu baze mici rigide.
Construcție de căi pe poduri și tuneluri
Pe podurile metalice calea ferată se realizează fără balast pe grinzi sau plăci din lemn sau beton armat.
Grinzile sunt fixate pe grinzile longitudinale. Pentru a ține materialul rulant în caz de deraiere, barele sau colțurile de protecție sunt amplasate în afara șinei, iar contra-șinele sau colțurile sunt plasate în interior, în conformitate cu Figura 10, 11.
Figura 10 Tablă de pod pe traverse din lemn cu fixare separată prin clemă și șuruburi a șinelor: I - colțul de siguranță este atașat cu un șurub cu gheare; II - colțul de securitate este atașat cu șuruburi; Spațiile minime dintre paranteze sunt date, mm.
Figura 11 Tablă de pod fără balast pe plăci de beton armat: 1 - contraunghi; 2 - șină; 3 - placa de beton armat; 4 - știft de fixare a plăcii de mare rezistență; 5 - umplutură de ciment-nisip (garnitura din lemn de montaj este monolitică); 6 - plasă de armare.
Pe zonele din piatră, beton și beton armat și pasajele supraterane, calea are un design convențional și este așezată pe balast din piatră concasată și traverse obișnuite.
Construcția căii în secțiuni curbe ale căii
Calea ferată în tronsoane curbe este mai dificilă decât în tronsoane drepte, deoarece atunci când materialul rulant se deplasează, apar forțe centrifuge suplimentare. Caracteristicile proiectării unei astfel de căi includ: înălțimea șinei exterioare deasupra celei interioare, prezența curbelor de tranziție, lărgirea căii la raze mici, așezarea șinelor scurtate pe șina interioară, întărirea căii, creșterea distanțelor dintre axele pistelor pe linii cu două și mai multe căi.
Ridicarea șinei exterioare
Cota șinei exterioare este prevăzută cu o rază de curbă de 4000 m sau mai puțin, astfel încât sarcina pe fiecare filet al șinei să fie aproximativ aceeași. Această înălțime poate fi de la 10 la 150 mm.
Figura 12 Diagrama forțelor care acționează asupra materialului rulant într-o curbă când șina exterioară este ridicată.
Când șina exterioară este ridicată cu o cantitate h, o forță de greutate a componentei H apare direcționată în interiorul curbei, în conformitate cu figura 12.
Pentru o presiune egală pe filetele șinei, este necesar ca H să echilibreze I, atunci rezultatul N va fi perpendicular pe planul înclinat al căii.
Având în vedere că unghiul a este mic și cu o cotă maximă admisă a șinei exterioare de 150 mm cosa = 0,996, putem presupune că H = I.
g=9,81 m/sec 2 și exprimând viteza V în km/h, iar raza R în m, obținem cota în mm.
Deoarece în condiții reale trenuri de diferite mase Qi și cu viteze diferite Vi, apoi pentru uzura uniformă a șinelor, înlocuiți viteza pătratică medie în formula dată.
La h = 12,5 V 2 /R, în trenurile care circulă cu viteze peste Vav, pasagerii și marfa vor fi supuși unei accelerații remarcabile egale cu diferența dintre accelerația centrifugă V 2 /R și accelerația gh/Si îndreptată spre centrul curba
Accelerația excepțională admisă pe drumurile rusești este permisă de 0,7 m/s 2 și numai în cazuri excepționale de 0,9 m/s 2 .
Când trenurile se deplasează cu viteze mai mici decât Vav, sarcina pe șina interioară va fi mai mare decât cea exterioară.
Dispunerea curbelor de tranziție este necesară pentru potrivirea lină a materialului rulant în curbe între o secțiune dreaptă și o curbă circulară, a cărei rază scade treptat de la da la raza R a curbei (de la 20 la 200 m). Dacă un tren dintr-o secțiune dreaptă de cale intră într-o curbă circulară, unde raza de curbură se schimbă imediat de la da la R, atunci este afectat instantaneu de forța centrifugă. La viteze mari, materialul rulant și calea vor suferi o presiune laterală puternică și se vor uza rapid.
Curba de tranziție în plan, Figura 13, este o curbă cu rază variabilă, care scade de la infinit mare la
R - raza unei curbe circulare cu o scădere a curburii proporțională cu modificarea lungimii. O curbă cu această proprietate este o spirală radioidă, al cărei control este exprimat ca o serie.
unde c este parametrul curbei de tranziție (c=lR)
Datorită faptului că lungimea curbei de tranziție l este mică în comparație cu C, este practic suficient să ne limităm la primele două numere din seria formulei date.
În profil, curba de tranziție în conditii normale este o dreaptă înclinată cu o pantă uniformă i=h/l.
Lărgirea căii de rulare este necesară pentru a se asigura că materialul rulant se potrivește în curbe.
În cadrul unei baze rigide, perechile de roți sunt întotdeauna paralele între ele, iar într-un cărucior poate fi amplasată doar o pereche de roți de-a lungul razei, iar restul va fi în unghi. Pentru a evita blocarea perechilor de roți, este necesar să lărgiți șina, Figura 13
Figura 13 Schema de potrivire liberă în curba unui boghiu biaxial
Pentru a potrivi liber un boghiu biaxial într-o curbă, lățimea ecartamentului necesară este
Sc =qmax+fn +4
unde fn este săgeata curbei de îndoire de-a lungul filetului exterior la o coardă de 2λ qmax este distanța maximă dintre marginile exterioare ale flanșelor roții
4 - toleranță pentru îngustarea roților, mm.
Au fost stabilite următoarele standarde pentru lățimea căii în curbe: pentru R≥350m - 1520mm pentru R=349: 300m - 1530mm pentru R≤299m - 1535mm
Așezarea șinelor scurtate în filetul intern este necesară pentru a preveni despărțirea îmbinărilor. Filetul interior al șinei în curbă este mai scurt decât cel exterior. Prin urmare, pentru a elimina articulațiile de la rularea înainte la fiecare rază de curbă, este necesar să aveți propria sa scurtare a șinei. Se folosesc scurtări standard ale legăturilor feroviare: 40, 80, 120 mm - pentru șine de 12 m, 5 m cu 80, 160 - pentru șine de 25 m.
Numărul total de șine scurtate n necesare pentru așezarea într-o curbă
unde ε este scurtarea totală
k - scurtarea standard a unei șine
Așezarea șinelor scurtate în filetul interior se alternează cu așezarea șinelor cu una normală, astfel încât cursul îmbinărilor să nu depășească jumătate din scurtare, adică 20, 40, 60 și 80 mm.
Când se operează o cale, depășirea sau depășirea îmbinărilor este permisă în curbe - 8 cm plus jumătate din scurtarea standard a șinei într-o curbă dată.
Armarea traseelor în curbe se realizează la R≤1200m pentru a asigura rezistența necesară cu linii drepte adiacente. Pentru a face acest lucru, măresc numărul de traverse pe kilometru, lăresc prisma de balast pe partea exterioară a curbei, instalează plăcuțe asimetrice cu un umăr mare pe partea exterioară și selectează șinele cele mai dure.
În curbele circulare pe linii cu două și mai multe șine, distanța dintre axele șinelor crește în conformitate cu cerințele degajării, care se realizează în curba de tranziție a căii interne prin modificarea parametrului C.
Literatură folosită: Voronkov A.I.
Cursul general al căilor ferate. Textele cursului:
Manual - Orenburg: GU PS propriu-zis, 2009.
Linie ferată- aceasta este distanța dintre marginile laterale interioare ale capetelor șinei, măsurată la un nivel de 13 mm sub suprafața de rulare; la noi, la începutul construcției căilor ferate, se lua egal cu 5 picioare, adică , 1524 mm. În majoritatea altor țări, ecartamentul normal este de 1435 mm. În India, Pakistan, Ceylon, Spania, Portugalia, Argentina și Chile, ecartamentul adoptat este de 1676 mm, în Brazilia, Irlanda de Nord - 1600 mm, în Japonia și un număr de țări africane - 1067 mm.
În multe țări există drumuri cu ecartament îngust cu ecartamentul de 750, 600, 500 mm și alte dimensiuni.
Pentru a îmbunătăți interacțiunea pistei cu materialul rulant, Regulile operare tehnică căilor ferate aprobate de Ministerul Căilor Ferate în 1970, ecartamentul a fost redus de la 1524 la 1520 mm.
Lățimea normală a căii se aplică secțiunilor drepte și curbelor cu o rază de 350 m sau mai mult. Pentru curbele cu o rază de la 349 la 300 m este egală cu 1530 mm, iar pentru razele curbei mai mici de 300 m - 1535 mm. Lărgirea căii de rulare în curbe cu raze mici este dispusă pentru a facilita trecerea materialului rulant de-a lungul acestora. În curbele cu o rază de 650 până la 300 m, lățimea căii poate avea o lărgire suplimentară cu cantitatea de uzură laterală reală a capului șinei, dar nu mai mult de 1530 mm în curbele cu o rază de 650-450 m, 1535 mm. în curbe cu o rază de 449-350 m și 1540 mm - în curbe cu o rază de 349 m sau mai puțin.
Datorită imposibilității de a asigura o lățime a ecartamentului absolut precisă la asamblarea șinei și a grilei traverse și a invariabilității acesteia în funcționare, toleranțele în conținutul ecartamentului sunt stabilite la +8 și -4 mm. Aceasta înseamnă că, cu un standard de 1520 mm, lățimea ecartamentului poate varia de la 1528 la 1516 mm. Pentru secțiunile curbe, se aplică aceleași toleranțe, dar cu o singură limitare - o lățime a căii mai mare de 1548 mm nu este permisă în niciun caz, deoarece o astfel de creștere creează pericolul unei posibile extinderi a unei părți a roții cu o conicitate crescută de suprafata.
Dacă pe o secțiune sunt stabilite viteze admise de tren de 50 km/h sau mai puțin, ecartamentul poate fi lărgit cu până la 10 mm și îngustat cu 4 mm.
Pe liniile existente, până când acestea sunt transferate pe un ecartament de 1520 mm, este permisă următoarea lățime de ecartament: pe tronsoane drepte și în curbe cu raza de 350 m sau mai mult - 1524 mm; în curbe cu o rază de la 349 la 300 m - 1530 mm și cu o rază de 299 m sau mai puțin - 1540 mm.
Există secțiuni separate cu ecartamentul de 1524 mm, unde se păstrează în continuare curbe cu următoarele lățimi de ecartament: pentru raze de la 650 la 450 m - 1530 mm; cu raze de la 449 la 350 m - 1535 mm; pentru raze de 349 m și mai puțin - 1540 mm.
Înainte de a trece la ecartamentul de 1520 mm, este permisă menținerea căii în conformitate cu aceste standarde.
În condiții dificile (linii de munte, șine interne din fabrică etc.), când se folosesc curbe foarte abrupte și lățimea căii de 1548 mm este insuficientă, se poate permite lărgirea suplimentară, dar cu condiția instalării de șine de contra și alte dispozitive care exclud posibilitatea ca roțile să cadă în interiorul căii .
Cel mai favorabil este potrivire gratuităîn curba bazei rigide a unei locomotive sau vagon (Fig. 1), când axa față este presată de creasta unei roți pe filetul șinei exterioare, iar axa din spate atinge creasta filetului interior al șinei; în acest caz, axa din spate este situată în direcția razei curbei. În acest caz, baza rigidă a unității de material rulant este instalată complet liber în interiorul șinei.
Cel mai nefavorabil tip de intrare este potrivire blocată(Fig. 2), în care ambele roți exterioare dintr-o bază rigidă sunt presate de creste pe șină. Această potrivire provoacă o rezistență foarte mare la mișcarea trenului și o presiune nesigură a roților pe șine. Se numește o inscripție care, prin natura sa, ocupă o poziție intermediară între liber și blocat forţat.
Pe noastre căi ferateÎn prezent, locomotivele cu boghiuri (locomotive electrice și diesel) și vagoanele de marfă și pasageri sunt în circulație aproape peste tot, având o bază rigidă de la 1,8 m pentru o telegondolă cu patru osii până la 4,4 m pentru o locomotivă electrică.
Trecerea la materialul rulant cu ampatament scurt a făcut posibilă unificarea lățimii și ecartamentului pe tronsoane drepte și curbe (cu o rază de 350 m sau mai mult), cu excepția unei lungimi relativ scurte a căilor în zonele muntoase, accesul, legătura , șinele din fabrică și din stație cu raze de curbă mai mici de 350 m.
Când trec trenurile zone curbate calea suferă impacturi suplimentare semnificative de la roțile materialului rulant. Pentru a evita impacturile bruște ale flanșelor roții asupra șinelor atunci când trenul intră în curbe, supraîncărcările semnificative ale filetelor șinei exterioare din cauza apariției forțelor centrifuge, pentru a facilita montarea materialului rulant în curbe și trecerea de-a lungul acestora:
- măriți lățimea căii;
- a preveni denaturarea curburii de proiectare a căii;
- firele șinei exterioare sunt plasate mai sus decât cele interioare;
- în locurile în care secțiunile drepte ale căii se întâlnesc cu curbe, sunt aranjate curbele de tranziție;
- reduceți distanța dintre traverse;
- lubrifiați suprafețele laterale de contact dintre flanșele roții și șine.
Dimensiunea bazei rigide a locomotivelor și vagoanelor este de mare importanță pentru interacțiunea materialului rulant și șinelor în curbe. Pe drumurile Federației Ruse sunt în circulație în principal locomotive cu boghiuri (locomotive electrice și diesel) și vagoane de marfă și pasageri cu o bază rigidă de la 1,8 m pentru o gondolă cu patru osii până la 4,4 m pentru o locomotivă electrică. Materialul rulant cu ampatament scurt are în mod semnificativ conditii mai bune trecerea de-a lungul curbelor, iar acest lucru a făcut posibilă unificarea lățimii căii pe secțiuni drepte și curbe (cu o rază de 350 m sau mai mult). Doar pe o distanță relativ scurtă de căi din zonele muntoase, pe căile de acces, de legătură, din uzină și din stație, unde razele curbelor rămân mai mici de 350 m, ecartamentul este lărgit.