Определение возвышения наружного рельса в кривых
Переустройство плана линии
Определение возвышения наружного рельса в кривых
При производстве работ по сплошной смене рельсов в кривых участках пути должна быть запроектирована выправка круговых и переходных кривых с постановкой в проектное положение, а также исправление других искажений пути в плане, как правило, в пределах существующей основной площадки земляного полотна.
В местах, где имеет место ограничение скоростей движения из-за недостатка возвышения или местного уменьшения радиуса кривой, должна производиться выправка положения пути в плане и профиле при условии, что это не связано с переустройством земляного полотна, искусственных сооружений, перестановкой опор контактной сети более 5 % от общего количества опор на ремонтируемом участке и при этом обеспечивается рациональный режим движения поездов. Если выправка пути в плане и профиле связана с выполнением указанных работ, она должна выполняться по отдельным проектам за счет дополнительных материально-технических ресурсов и финансовых средств.
Данный расчет возвышения наружного рельса в кривых участках пути производится на железнодорожных путях со скоростями движения пассажирских поездов до 140 км/ч, грузовых – 90 км/ч включительно.
Возвышение наружного рельса определяется, исходя из условий минимизации воздействия на путь грузовых поездов при обеспечении максимальных скоростей пассажирских для данных условий. Используемые при расчетах скорости не должны превышать допустимых по условиям безопасности движения поездов в соответствии с действующим приказом МПС России «Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм» .Допускаемые скорости движения поездов в кривой и соответствующее им возвышение разрабатываются службой пути и устанавливаются приказом начальника железной дороги.
Возвышение наружного рельса устраивается в кривых радиусом 4000 м и менее. Изменение величины возвышения производится в ходе плановых ремонтных работ согласно утвержденной проектной документации.
По условиям обеспечения безопасности движения поездов номинальное значение максимального поперечного непогашенного ускорения , м/с2, направленного наружу кривой, не должно превышать 0,7 м/с2 на уровне буксы подвижного состава.
Непогашенное поперечное ускорение определяется по формуле
где – скорость движения, м/с;
– радиус кривой, м;
g – ускорение силы тяжести, м/с2;
– возвышение наружного рельса, м;
– расстояние между осями рельсовых нитей (в расчетах обычно принимается =1,6 м).
При подстановке в формулу (1.1) в км/ч и в мм формула примет следующий вид
Величина возвышения наружного рельса, обеспечивающая соблюдение этого условия для самого скорого поезда, определяется по формуле
где – максимальная скорость пассажирских поездов, км/ч.
По технико-экономическим показателям для сохранения приемлемого уровня расстройств и износов верхнего строения пути грузовые поезда должны следовать по кривым со скоростями, соответствующими диапазону непогашенных ускорений плюс, минус 0,3 м/с2.
Величина возвышения, соответствующая непогашенному ускорению плюс 0,3 м/с2 определяется по формуле
где – максимальная скорость грузовых поездов, км/ч
Возвышение наружного рельса кроме формулы (2.4) рассчитывают из условия одинакового вертикального воздействия колес подвижного состава на наружный и внутренний рельсы кривой. При этом предполагается, что средневзвешенная величина в формуле (2.2).
В этом случае
где – средневзвешенная скорость потока поездов, км/ч.
Так как получить реальные данные о поездопотоке затруднительно, часто используются приближенные данные . Тогда формула (2.5) будет иметь вид
Из полученных по формулам (2.3), (2.4) и (2.6) величин возвышения принимается большее и округляется до значения, кратного 5 в большую сторону.
Минимальная величина возвышения в кривых (кроме закрестовинных и на стрелочных переводах) должна быть не менее 15 мм.
Расчетное установленное значение радиуса кривой , м, нужно откорректировать с учетом норм и допусков при текущем содержании колеи с округлением до величины кратной 10 м.
Номинальная величина возвышения наружного рельса , мм, не должна, как правило, превышать 140 мм (чтобы в процессе эксплуатации пути с учетом возможных отступлений не превышать предельное значение 150 мм). Если расчетная (наибольшая) величина возвышения превышает 140 мм, нужно принять =140 мм и ограничить допускаемые скорости движения пассажирских и грузовых поездов по формулам
с округлением в меньшую сторону до величины кратной 5 км/ч.
Так как на участке перегона указанной протяженности встречаются кривые с разными величинами возможной максимальной скорости, то необходимо установить по ним одинаковую наименьшую скорость и после этого рассчитать новые значения возвышений наружного рельса. При этом следует проверить соблюдение нормативов допускаемых непогашенных ускорений во всех кривых.
Для многорадиусных кривых расчет величины возвышения проводится, начиная с кривой минимального радиуса. При этом сначала следует уточнить длину участка с минимальным радиусом (при близких значения стрел изгиба). Если длина этого участка меньше 50 м и он появился в результате плохого содержания кривой по направлению в плане, производится расчет и выправка кривой и только после уточнения минимального радиуса определяется возвышение.
При этом длины переходных кривых устанавливаются из условий отвода возвышения, скорости нарастания поперечного непогашенного ускорения и скорости подъема колеса по отводу для соответствующей максимальной скорости движения.
Если при этом разница между расчетными возвышениями на отдельных участках составной кривой менее 20 мм, в границах всей кривой может устанавливаться одинаковое возвышение, обеспечивающее соблюдение норм допускаемых непогашенных ускорений на всем ее протяжении. При большей разнице, расчет возвышения ведется отдельно для каждого радиуса кривой с устройством переходных кривых и соответствующих отводов возвышения.