Строение железнодорожных путей

Карьерные железнодорожные пути. Устройство рельсовой колеи и стрелочных переводов

Реферат выполнил студент: Сергуня

Петрозаводский государственный университет Костомукшский филиал

Республика Карелия, 2009 год

Карьерные железнодорожные пути

Железнодорожный транспорт получил наибольшее распространение на карьерах страны. Он используется как при мощных грузопотоках (100 – 150 млн.т горной массы в год, а в отдельных случаях и более), так и при незначительных (20 млн. т в год). Глубина разработки с применением железнодорожного транспорта достигает 250 м, а в отдельных случаях и более. Расстояние внутрикарьерного транспортирования составляет 2-5 км, а с учетом поверхности 12-15 км. Схемы железнодорожных путей карьера во многом определяются схемой вскрытия карьера.

Карьерные железнодорожные пути по назначению и месту расположения в карьере, а также условиям эксплуатации подразделяются: на временные (со сроком службы до 1 года), перемещаемые по мере подвигания фронта горных работ, и постоянные (со сроком службы более 1 года).

К временным (передвижным) путям относят погрузочные пути добычных и вскрышных уступов (т.е. забойные пути), разгрузочные пути породных отвалов и отвалов бедных руд (отвальные пути), а также пути скользящих и тупиковых съездов (пути по борту карьера, соединяющие траншейные и забойные пути, внутрикарьерных постов и разъездов и др.)

К постоянным (стационарным) путям относят главные траншейные пути, поверхностные пути к пунктам разгрузки поездов, станционные (как главные и приемоотправочные, так и экипировочные пути, пути ремонта и осмотра состава), а также пути ремонтных площадок, звеносборочных баз, хозяйственных грузов и др.

На карьерах нашей страны используется более 15 тыс.км железнодорожных путей, из которых 30-35% передвижные. Большая часть карьерных путей имеет балластное основание из щебня и гравия. Около 30% всех путей уложены на криволинейных участках и более 20% имеет уклоны, превышающие 10‰.

Различия в условиях эксплуатации передвижных и стационарных путей обуславливают различия ограничений скоростей движения по ним. Так по передвижным участкам пути максимальная скорость движения состава ограничивается 15÷25 км/ч. Есть участки где эти цифры еще меньше (5 км/ч). На стационарных путях в траншеях и на поверхностных перегонах длиной 3 км и более, расположенных на незастроенной территории скорость ограничивается 40÷60 км/ч, в противном случае – 25÷40 км/ч.

При движении по стационарным путям вагонами вперед скорость не должна превышать 25 км/ч. Скорость следования поезда при приеме на станцию должна быть не более 20 км/ч.

В зависимости от годового грузооборота (г) стационарные пути подразделяются на 3 категории:

I Г ≥ 22млн.т брутто (V ≤ 65 км/ч),

II Г = 10÷22 млн. т (V ≤ 40 км/ч),

III Г < 10 млн. т (V ≤ 25 км/ч).

Строение железнодорожных путей

Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений.

К нижнему строению относится земляное полотно с искусственными (мосты, путепроводы, эстакады) и водоотводными (трубы, лотки, канавы, кюветы) сооружениями.

Земляное полотно по форме поперечного профиля сооружают в виде насыпей, выемок, полунасыпей, полувыемок, полунасыпей-полувыемок.

Для отсыпки насыпей применяются материалы, обеспечивающие прочность и устойчивость земляного полотна: предварительно разрыхленные скальные дренирующие породы: галечные, гравийные, песчаные грунты, шлаки, слабодренирующие супеси, глины, легкие суглинки, содержащие не менее 50% частиц крупнее 0,25 мм и не более 6% глинистых частиц менее 0,050 мм, лессовидные грунты.

Часть земляного полотна, на которой размещается верхнее строение пути, называется основной площадкой. Ширина основной площадки зависит от ширины колеи, числа путей и характеристики грунта.

Расстояние от оси железнодорожного пути до бровки отвала определяют в зависимости от высоты отвала, рода отвальных грунтов, типа подвижного состава и т.д.

На отвалах, где применяются одноковшовые экскаваторы, в местах разгрузки думпкаров расстояние от оси железнодорожного пути до верхней бровки должно быть при грузоподъемности думпкара до 60 т – не менее 1600 мм, а при грузоподъемности свыше 60 т – 1800 мм.

Расстояние от подошвы развала до оси ближайшего железнодорожного пути определяется в зависимости от высоты откоса и категории грунта и должно быть не менее 2,5 м. Для предохранения земляного полотна от разрушительного действия поверхностных и грунтовых вод предусматривают водоотводные сооружения, что имеет большое значение в карьерных условиях особенно для отвода воды от земляного полотна забойных и отвальных путей.

Водоотводные сооружения выполняют в виде кюветов, лотков и нагорных канав. При необходимости осушения выемки от грунтовых вод сооружают лотки глубиной 2 м.

Нагорные канавы для ограждения земляного полотна от поверхностных вод в выемках и на станциях выполняют глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м, с продольным уклоном не менее 2%.

При пересечении железной дорогой различных препятствий (рек, оврагов, автодорог и т.д.) возводятся искусственные сооружения: мосты, путепроводы, эстакады, тоннели и т.д. Пересечение железнодорожного пути автомобильными дорогами I и II категорий, как правило, должно быть на разных уровнях.

К верхнему строению пути относятся рельсы со стыковыми и промежуточными скреплениями, шпалы и балластный слой, противоугонные устройства.

Рельсы служат для направления движущихся колес подвижного состава, восприятия и передачи давления нижележащим элементам верхнего и нижнего строения пути. Вертикальные (в основном) и горизонтальные усилия, передаваемые рельсам, вызывают их изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также кручение, смятение и истирание. Поэтому за основу рельса принято двутавровые сечения, как обладающие наибольшим сопротивлением изгибу. На карьерных железнодорожных путях применяют широкоподошвенные рельсы как новые – стандартные, так и старогодные, снимаемые с магистральных железных дорог. На карьерах применяют те же типы рельсов, что и на магистральных дорогах. На путях с широкой колеей преимущественно используются рельсы Р-43, Р-50, Р-65, Р-75.

Шпалы служат для соединения рельсовых нитей железнодорожной колеи и для передачи давления от подвижного состава на балластный слой. Шпалы карьерных железнодорожных путей изготавливают из дерева, железобетона и металла. Число шпал на 1 км пути (называемое эпюрой шпал) зависит от нагрузки на ось подвижного состава, грузонапряженности дороги, типа рельсов, скорости движения поездов и для колеи 1520 мм принимается равным 1440, 1600, 1840, 2000 шт/км. На криволинейных участках стационарных путей число шпал на 1 км увеличивают по сравнению с примыкающим прямым участком до ближайшего большого значения.

Рельсовые скрепления разделяют на промежуточные и стыковые. Рельсовые скрепления должны быть просты конструктивно, в сборке и разборке, иметь возможность регулировки. Промежуточные рельсовые скрепления, служащие для соединения рельсов со шпалами, состоят из подкладок, прикрепителей, в качестве которых применяют костыли, шурупы, клеммные иди закладные болты, и противоугоны. Стыковые рельсовые скрепления состоят из накладок и болтов с гайками и шайбами.

Балласт служит для равномерного распределения давления, смягчения ударов от подвижного состава, отвода поверхностных вод, защиты земляного полотна от промерзания, увеличения сопротивления сдвигу рельсошпальной решетки. Для балласта используют: щебень, гравий сортированный, песок крупнозернистый, а также асбестовые отходы и шлаки от сгорания каменного угля. Балластная призма железнодорожного пути имеет ширину 3,1 м при однопутной линии, 7,2 м – при двухпутной и 12,2 м – при трехпутной. Толщина балластной призмы из щебня 0,25 и 0,15 м, а песчаной подушки – 0,20 м. Откосы балластной призмы имеют крутизну 1:1,5, а песчаной подушки – 1:2. Если земляное полотно состоит из скальных, крупнообломочных и песчаных грунтов, щебеночный и асбестовый балласт укладывают без подушки.

План и профиль пути

Трассой называется линия, определяющая положение оси железнодорожного пути в пространстве. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом пути, проекция развернутой трассы на вертикальную плоскость – продольным профилем железнодорожного пути.

Направление трассы определяется положением заданных пунктов в карьере и на поверхности. План пути определяется в соответствии с размерами карьерного поля, глубиной карьера и элементами продольного профиля. Трасса в плане имеет простую форму, если на всем протяжении она имеет одно направление. При необходимости преодолевать значительную разность отметок в пределах установленных размеров карьерного поля трассу приходится искусственно развивать. Если протяженность трассы больше длины борта карьера, на котором производится трассирование, возможны два случая:

Трасса размещается на одном борту карьера, и ее отдельные прямые отрезки соединяются между собой тупиками, реже петлями;

Трасса переводится с одного борта карьера на другой, образуя спиральную форму.

Прямые участки пути в плане соединяются круговыми кривыми различного радиуса. Элементами кривой являются радиус Р, угол кривой α, длина К, тангенс Т. Угол кривой равен углу поворота железнодорожной линии. Длина круговой кривой К определяется по известным величинам радиуса и угла поворота, т.е.

К = Р.

Тангенсом кривой (расстояние от начала или конца кривой до вершины внешнего угла поворота) вычисляется по формуле

Т = Р tg .

По условиям движения при трассировании линии желательно применять возможно большие радиусы кривых, так как благодаря этому повышаются скорость движения и плавность хода поездов, снижается износ рельсов и бандажей. Наименьший радиус кривой назначается в соответствии с типом подвижного состава и на стационарных путях широкой колеи должен быть не менее 200 м. На передвижных путях для движения с нормальной скоростью минимальные радиусы принимаются: для электровозов 80-100 м, для тепловозов 150 м.

Профиль пути. Железнодорожный путь (в вертикальной плоскости) состоит из горизонтальных участков (площадок) и наклонных участков (уклонов).

Величина уклона пути i измеряется в тысячных и определяется как отношение разности отметок конца и начала участка пути h к горизонтальной проекции этого участка l. Например, если h = 40 м, а l = 1000 м, величина уклона

i = tg α =  =  = 0,040.

Угол α весьма мал, поэтому длину горизонтальной проекции обычно принимают равной длине пути.

Положение железнодорожного пути в вертикальной плоскости характеризуется продольным профилем. Продольный профиль линии вычерчивается в масштабах - горизонтальном 1:10000 или 1:5000 и вертикальном 1:1000 или 1:500, т.е. с искажением 1:10. Отдельные участки продольного профиля с постоянным уклоном называются элементами профиля. Для обеспечения плавности хода поездов минимальная длина элементов профиля должна составлять 200-350 м при нормальной колее и 50-100 м при узкой колее.

Сопряжение элементов продольного профиля карьерных путей без переходных кривых допускается, если разность уклонов смежных элементов не превышает 8-9‰. Радиус вертикальных кривых может быть принят равным 2000 м.

Железнодорожный путь в отношении радиусов кривых, сопряжений прямых и кривых, крутизны уклонов должен соответствовать утвержденному плану и профилю линии, а при проектировании должен соответствовать СНиП «Промышленный транспорт».

Станции, посты, разъезды, обгонные пункты, как правило, должны располагаться на горизонтальной площадке. Расположение раздельных пунктов на уклоне или кривом участке пути должно быть обосновано проектом.

Для предотвращения самопроизвольного ухода вагонов или составов (без локомотива) на станциях, постах, разъездах и обгонных пунктах вновь построенные и реконструированные приемоотправочные пути, на которых предусматривается отцепка локомотивов от вагонов и производство маневровых операций, должны иметь, как правило, продольный профиль с противоуклонами в сторону ограничивающих стрелок и соответствовать нормативам на его проектирование.

В необходимых случаях для предотвращения самопроизвольного выхода вагонов на другие пути должно предусматриваться устройство предохранительных тупиков, охранных стрелок, сбрасывающих башмаков или стрелок. Во всех случаях расположения раздельных пунктов на уклонах должно быть обеспечено трогание с места поездов установленной весовой нормы.

План и профиль пути подвергаются инструментальной проверке не реже одного раза в 10 лет.

Продольные профили сортировочных горок, полугорок, подгорочных путей, путей для скатывания вагонов с вагоноопрокидывателей, маневровых вытяжек должны проверяться не реже одного раза в три года. Участки, на которых производятся работы, вызывающие временное изменение плана и профиля пути, устанавливаются по окончании работ в проектных отметках и принимаются комиссией подразделения железнодорожного транспорта организации, а при изменении плана или профиля пути проверяются исполнителями работ после их окончания с представлением владельцу пути соответствующей документации.

В организации должны быть основные чертежи и описания всех имеющихся сооружений и устройств путевого хозяйства, а также планы и продольные профили всех железнодорожных путей. В указанную документацию должны своевременно вноситься все изменения, вызванные проведенными работами.

123	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: