Расчёт и проектирование одиночного стрелочного перевода (тип рельса – Р65, крестовины – цельнолитая)

Белорусская железная дорога была и остаётся одной из наиболее технически оснащённых среди железных дорог СНГ. Однако физический и моральный износ технических средств и постоянных устройств на дороге превышает 70%.

Одним из важных хозяйств, от которого во многом зависит работоспособность всей железной дороги, является путевое. Путевое хозяйство Белорусской магистрали – это 12 тыс. км железнодорожных путей, из которых около 7.3 тыс. км – главные пути, 13.2 тыс. стрелочных переводов, 1858 мостов и путепроводов, 1458 железнодорожных переездов. На железобетонных шпалах уложено более 70% главных путей. Кроме того, на 53% путей уложены рельсовые плети длиной 800 м и более. Содержание пути и его ремонт обеспечивают 20 дистанций пути, 7 путевых машинных станций, опытный завод путевых машин, рельсосварочный поезд, шпалопропиточный завод, балластный карьер, авторемонтные мастерские.

От состояния путевого хозяйства, мощности его обустройств в значительной степени зависят пропускная способность дороги, безопасность движения поездов и допускаемые скорости движения поездов. В конце 90-х годов Белорусской железной дорогой приобретено 14 современных высокопроизводительных путевых машин австрийской фирмы «Плассер и Тойрер», а также средства алой механизации ряда других зарубежных фирм. Этой современной техникой были дооснащены имеющиеся на дороге комплексы путевых машин, что позволило существенно усовершенствовать технологию производства работ, прежде всего в части ресурсосбережения, повышения качества работ и уровня безопасности движения поездов.

Новая система ведения путевого хозяйства на Белорусской железной дороге основана на классификации железнодорожных путей в зависимости от эксплуатационных факторов (грузонапряжённости, скорости движения поездов и др.), видов и периодичности путевых работ, а также технических условий на укладку и многократное использование элементов верхнего строения пути. Главная цель классификации железнодорожных путей состоит в достижении наибольшей эффективности использования конструкций верхнего строения посредством их рационального использования на путях различных классов.

В области путевого хозяйства, на долю которого приходится свыше 56% основных фондов железной дороги и 20% эксплуатационных расходов и контингента, будет продолжено приобретение новых, высокопроизводительных, современных путевых машин и создание новой ремонтной базы для них. Прогнозируется внедрение комплекса мероприятий по повышению долговечности и продлению срока службы элементов верхнего строения пути. С учётом ограниченных финансовых ресурсов главным направлением в решении данной проблемы намечено создание и внедрение современной системы контроля, диагностики состояния и прогнозирования надёжности работы железнодорожного пути, а также совершенствование его конструкции для повышения надёжности и работоспособности в условиях повышения скорости движения поездов. Продолжается работа по совершенствованию конструкции пути на линия, включённых в международные транспортные коридоры, в целях обеспечения требуемых скоростей движения. Это очень важно при расширении полигона бесстыкового пути, особенно со сверхдлинными плетями.

В путевом хозяйстве успешно реализуется программа импортозамещения. Это позволило на предприятиях республики организовать производство железобетонных брусьев для стрелочных переводов, деревянных и железобетонных шпал, большинство элементов скреплений, некоторые машины и механизмы с перспективой полного обеспечения потребностей дороги в этих материалах.

Для осуществления перевозочного процесса в целом, повышения провозной и пропускной способности железных дорог исключительное значение имеют стрелочные переводы.

1  Расчёт и проектирование одиночного стрелочного перевода

Методика расчёта стрелочного перевода зависит от исходных данных. Заданы:

─  тип рельса – ;

─  начальный угол остряка – ;

─  марка крестовины – ;

─  крестовины –цельнолитая.

Определим все размеры перевода, необходимые для проектирования его эпюры.

Проектируемый стрелочный перевод должен отвечать условиям движения поездов на заданной станции: нагрузкам на ось подвижного состава, грузонапряжённости участка и скорости движения по прямому и боковому путям стрелочного перевода.

Основные геометрические размеры одиночного обыкновенного стрелочного перевода с радиусом переводной кривой, равным радиусу остряка, т.е.  (рис. 1.1), связаны двумя расчётными уравнениями:

,                                                 (1.1)

,                                                 (1.2)

где      – радиус переводной кривой, ;

    – угол крестовины, град;

 – начальный угол остряка, град;

     – прямая вставка перед математическим центром крестовины, ;

   – теоретическая длина стрелочного перевода, ;

   – ширина рельсовой колеи в крестовине; принимается 1520.

Все расчёты будем выполнять с точностью до одного миллиметра. Тригонометрические функции – с точностью до шестого знака после запятой.

Уравнения (1.1), (1.2) служат для определения основных геометрических размеров стрелочного перевода. Размеры отдельных частей перевода рассчитываются по формулам, приведенным ниже.

Рисунок 1.1 – Схема стрелочного перевода

1.1 Определение длины прямой вставки

Размеры крестовин и  по рабочим граням головок рельсов (рис. 1.2) для цельнолитой крестовины  вычисляют по формулам:

                                                      (1.3)

;                                            (1.4)

Осевые размеры определяются по формулам:

,                                                                                 (1.6)

,                                                                               (1.7)

где  и     – соответственно длина передней и хвостовой частей крестовины