Проектирование железнодорожного пути на обходе, страница 7

Из условия равномерно износа рельсов обеих нитей возвышение h, мм,

определяется по формуле:

h=                                                                                          (2.2)

где  12,5 – переводной коэффициент;

К – коэффициент увеличения возвышения, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону относительно оси кривой: при v_max<140 км/ч К=1;

v_cp – средняя квадратичная скорость, взвешенная по тоннажу, км/ч;

R – радиус кривой, м.

Значение v_cp определяется по формуле:

v_cp=,                                                                                   (2.3)

где n_i – число поездов определенного рода, проходящих в сутки;

m_i – масса каждого из этих поездов, т;

v_i – скорость движения поездов в кривой, км/ч.

v_cp = 66,34 км/ч,

h = 12,5 *1*66,34/600 = 91,7 мм.

Из условия комфортабельности езды пассажиров величина непогашенного за счет наклона внутрь кривой подвижного состава поперечного (центробежного) ускорения не должна превышать для пассажирских поездов 0,7 м/с² /2/. Исходя из этого, возвышение следует определять по формуле:

h=(12,5v²_{max n}/R) – 115,                                                                       (2.4)

где v_{max n} – максимальная скорость движения пассажирского поезда в данной кривой, км/ч.

v_{max n} = 80 км/ч,

h= 12,5*80²/600 – 115 = 18,3 мм

Для грузовых поездов норматив непогашенного ускорения равен 0,3 м/с² /4/, поэтому минимальное возвышение наружного рельса, необходимое для пропуска грузовых поездов, определяется по формуле:

h=(12,5v²_{max г}/R) – 50,                                                                        (2.5)

где v_{max г} – максимальная скорость движения грузового поезда в данной кривой, км/ч.

v_{max г} = 65 км/ч,

h= 12,5*65²/600 – 50 = 38,0 мм

Из трех полученных значений возвышения, выбираем наибольшее и округляем кратно 5 мм - h = 95 мм.

Возвышение наружного рельса осуществляют за счет увеличения толщины балластного слоя под наружной рельсовой нитью по сравнению с нормальной толщиной балласта под шпалой /3/.

2.3.3 Расчет переходной кривой и определение основных элементов для ее разбивки

Прямые и круговые кривые во избежание внезапного появления центробежной силы должны плавно сопрягаться с помощью переходной кривых. Основное назначение переходных кривых заключается в обеспечении плавного изменения центробежных сил при входе экипажей в круговую кривую и выходе из нее.  На их протяжении осуществляют плавные отводы возвышения наружной рельсовой нити и уширения колеи в круговой кривой. Схема переходной кривой в увязке с отводом возвышения наружной рельсовой нити и изменением центробежной силы представлена на рисунке 2.3.

В качестве переходных кривых чаще всего используют радиоидальные спирали и реже – кубические параболы. У этих кривых кривизна К_х изменяется плавно, увеличиваясь пропорционально их длине l_x:

l_x = СК_х = С/ρ_х,                                                                                    (2.6)

где С - коэффициент пропорциональности, называемый параметром переходной кривой; ρ_х – радиус кривизны.

а – изменение возвышения наружной рельсовой нити над внутренней;

б – план участка пути с переходной кривой (по оси пути);

в – изменение центробежной силы I

Рисунок 2.3 Схема переходной кривой

 

Так же плавно изменяется центробежное ускорение, а следовательно, и центробежные силы, благодаря чему снижается их отрицательное воздействие на пассажиров, путь и подвижной состав.

Учитывая, что для конца переходной кривой l_x = l₀ и ρ_х = R, параметр переходной кривой определяется как

С = Rl₀.                                                                                                 (2.7)

Отвод возвышения наружной нити устраивают обычно прямолинейным. Значение уклона i отвода определяется из условий обеспечения безопасности движения экипажей и плавности нарастания центробежных ускорений /4/.

В практике отечественных железных дорог принято при скоростях движения до 100 км/ч принимать i = 0,001. В трудных условиях допускаются уклоны 0,002.

Длину переходной кривой определяют по формуле

l₀ = h/i.                                                                                                (2.8)

l₀ = 95/2 = 47,5м ≈ 50м

Принимаем l₀ = 50 м,

С = 600*50 = 30000 м².

Разбивку переходных кривых на местности обычно производят со сдвижкой ранее намеченной круговой кривой внутрь (рисунок 2.4) на

Рисунок 2.4 Схема разбивки переходных кривых методом сдвижки круговой кривой внутрь

величину ρ, определяемую по формуле:

ρ  .                                                                                                (2.9)

ρ =  0,174 м.

Подсчитываем угол поворота φ₀ на протяжении переходной кривой:

φ₀  .                                                                                              (2.10)

φ₀   0,0417 рад.

Определяем минимально необходимый угол поворота линии β_min  исходя из условия возможности размещения двух переходных кривых на каждом повороте:

β_min = 2φ₀ + ,                                                               (2.11)

где l_{kk min} – минимальная длина остающейся части круговой кривой между концами переходных кривых на данном повороте, принимается не менее 30 м (из условия размещения в ее пределах полной колесной базы расчетного экипажа).

Длину прямой вставки между концами переходных кривых U_min (см. рис. 2.1) устанавливаем с учетом требований СТН-Ц /2/ по минимальному значению для разно направленных кривых применительно к трудным условиям (прил. Ж /6/). U_min = 50м.

Задача по определению центрального угла поворота линии β решается методом попыток. Произвольно задавая значения угла β, определяем величину Е, пользуясь уравнением:

E = 2R(1-cosβ) + U₁sinβ                                                                 (2.12)

Назначенный согласно прил. Е /6/ радиус круговой кривой составляет R = 600 м. Расстояние между основным и обходным путем E = 220 м. Расчет ведется по таблице 2.2. Окончательно в расчетах принимаем угол β= 30^о45’ как наиболее удовлетворяющий значению E = 220 м при радиусе R= 600 м.