Материал: OPUTO_PZ_3_Kolodzey

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«Петербургский государственный университет

путей сообщения Императора Александра I»

Кафедра "Железнодорожный путь"

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3

по дисциплине «Организация, планирование и управление

техническим обслуживанием железнодорожного пути»

«Расчет выправки железнодорожной кривой»

Выполнила студентка _____________________________Колодзей Е.Д.

Факультет Транспортное строительство группа СЖД–504

Руководитель ______________________________ доцент А.С.Гапоненко

Санкт-Петербург

2019

Введение

В кривых участках путь работает более напряженно, чем в прямых.

Объясняется это тем, что при движении состава по кривой на рельсы передаются дополнительные силы: неуравновешенная часть центробежной силы и силы рамного давления от вписывания жесткой базы подвижного состава в колею.

Влияние этих дополнительных сил на работу пути и экипажа во многом зависят от состояния кривых в плане. При непостоянной кривизне круговой кривой и неплавном изменении кривизны в переходных кривых возникают большие горизонтальные неуравновешенные силы, вызывающие резкие боковые толчки подвижного состава, дополнительные напряжения в элементах пути, а, следовательно, и большие его расстройства.

Расчет выправки кривой методом инженера Поликарпова

Перед рихтовкой кривой необходимо проверить состояние кривой по стрелам изгиба. По натурным стрелам производится расчет сдвижек кривой. Существует несколько способов расчета. В работе применен способ инж. Поликарпова.

В основу расчета положены условия, что первая и последняя точки кривой должны быть расположены на прямом участке пути и сдвижки в этих точках равны 0. При расчете необходимо руководствоваться следующими свойствами:

1.) Сдвижка любой точки кривой из натурного положения в проектное равна удвоенной сумме сумм разности натуральных и проектных стрел кривой взятых с по всем точкам от начала кривой до рассматриваемой точки, не включая ее.

2.) При перемещении одной точки кривой на некоторую точку n стрелы смежных точек изменяются на величину е, взятую с обратным знаком.

Первый этап расчета

Задача выправки кривой имеет множество решений, из которых не­обходимо выбрать наиболее рациональное. Рациональность решения в первую очередь определяется минимальными сдвижками кривой из сбито­го в геометрически правильное положение, предполагающими наимень­ший объем работ по рихтовке.

Расчет выправки не имеет прямого решения, а выполняется поэтап­но, как правило, методом последовательного приближения.

На первом этапе расчета на основании имеющихся натурных стрел выбирают вариант проектных стрел, представляющий геометрически правильную кривую, и путем расчета проверяют, удовлетворяет ли он требо­ваниям, предъявленным к выправленной кривой. Если выбранный вариант не подходит (что, как правило, и бывает на практике), производят второй этап расчета кривой - корректировку первого варианта стрел, позволяю­щую прийти к требуемому решению.

Первый вариант проектных стрел намечают на графике натурных и проектных стрел.

Для того чтобы наметить очертания графика проектных стрел. по паспортным данным или графически определяют протяжение переходных кривых.

На участке круговой кривой максимально близко к ломаной кривой натурных стрел наносят горизонтальную линию проектных стрел. Значение такой проектной стрелы может соответствовать среднеарифметическому натурных стрел на участке круговой кри­вой. На участках переходных кривых линия проектных стрел со­единяет наклонными прямыми крайние (с нулевыми отметками) точки и горизонтальный участок на круговой кривой.

На первом и последнем участках каждой переходной кривой сделано необходимое смягчение, поскольку истинные точки начала и конца переходных кривых лежат где-то между точками деления кривой.

При нанесении кривой проектных стрел необходимо соблю­дать условие равенства их суммы сумме натурных стрел, пропор­циональной углу поворота кривой, который должен оставаться по­стоянным в процессе всего расчета.

Для соблюдения этого условия после проведения кривой про­ектных стрел разницу сумм натурных и проектных стрел разбрасы­вают по разным точкам по 1-2 мм так, чтобы очертание графика проектных стрел в общем сохранило свой прежний характер фигу­ры, близкой к трапеции. При этом следует стремиться, чтобы на круговом участке стрелы остались по возможности равными, а на переходных кривых - плавно нарастали.

Полученные значения проектных стрел сводят в графу 3 и последовательно, в порядке, указанном в таблице, опреде­ляют разности натурных fн и проектных fn стрел, затем первое сум­мирование разностей и, наконец, второе суммирование, или опре­деление полусдвигов в каждой точке деления кривой. Удвоенные полусдвиги дают полные сдвиги для приведения кривой в положе­ние, соответствующее намеченным проектным стрелам.

Недостатком намеченного варианта проектных стрел является неравенство нулю полусдвига последней точки кривой, принадле­жащей прямому участку линии.

Сдвиги могут быть не равны нулю только в пределах круго­вой и переходных кривых. В первой по счету (нулевой) и последней.

Второй этап расчета

Для того чтобы удовлетворить третье положение расчета выправки необходимо в первый вариант проектных стрел внести некоторые коррективы.

Корректировка проектных стрел и, следовательно, сдвижек производится с помощью второго, вспомогательного графика полусдвигов.

Согласно требованиям, она должна иметь наименьшее число изломов и быть в наибольшей степени приближенной к первоначальной кривой полусдвигов, то есть пересекать ее наибольшее число раз.

Разность ординат обеих кривых, первоначальной и проект­ной представляет собой в некотором масштабе график полусдвигов необходимых для рихтовки кривой из натурного положения в окончательное проектное, удовлетворяющее условию равенства нулю полусдвига в последней точке.

Поправками для проектных стрел являются алгебраические разности последующего и первоначального уклонов в точках пере­лома проектной линии. При этом подъемы принимаются со знаком плюс, спуски - со знаком минус. Уклон выражен в масштабе графи­ка в миллиметрах на одно деление кривой, а так как одно деление соответствует 10 м, следовательно, - в десятитысячных. Вычислен­ные поправки записывают в графе поправок под графиком. Правильность полученных поправок контролируется про­веркой: алгебраическая сумма поправок должна быть равна нулю. Это следует из того, что проектная линия должна начинаться и за­канчиваться горизонтальным участком, что диктуется основным требованием постоянства сумм стрел в процессе всего расчета.

Поскольку разность уклонов является поправкой в проектные стрелы, не следует проводить проектную линию с острыми углами и значительными величинами разностей уклонов, особенно в самом начале кривой, так как поправки будут существенными и нарушат плавность нарастания стрел переходных кривых.

Значения поправок заносят в графу 7 сводной и в гра­фе 8 производят их "распределение", заключающееся в своеобраз­ной нивелировке. Распределение поправок делается симметрично относительно основной точки, к которой относится поправка. Сде­лать это можно различными способами, добиваясь наибольшей плавности графика окончательных проектных стрел, то есть мини­мально нарушая характер соответствующего графика первого вари­анта проектных стрел.

После распределения поправки вносятся в проектные стрелы (графа 9). Если есть необходимость, то стрелы окончательно регулируются на основании второго основного положения расчета кривых, согласно которому, изменяя некоторую стрелу на е, мм. Две смежные с нею (или симметричные) стрелы нужно изменить на -е/2. Отрегулированные окончательно проектные стрелы заносят в графу 10.

Для определения окончательного сдвига необходимо произ­вести уже известные операции: определить разности натурных и окончательных проектных стрел и просуммировать эти разности дважды в указанном порядке.

Удвоив результат второго суммирования, являющийся окон­чательным полусдвигом в каждой точке кривой, определяют вели­чину полных сдвигов, или рихтовок.

На практике часто встречаются случаи, когда некоторые оп­ределенные (так называемые лимитирующие) точки кривой не мо­гут быть сдвинуты или могут сдвигаться лишь в заданных грани­цах. Тогда применение метода Поликарпова особенно целесообраз­но, так как дает наглядное, простое и прямое решение задачи.

При проведении проектной ломаной в точках с ограниченной сдвижкой ее контур должен или совпадать с кривой графика, или не выходить за пределы сдвижек, допускаемых кон­кретными условиями задачи.

В точках с ограниченной сдвижкой сосредоточенные поправ­ки должны оставаться нераспределенными, и не должны распреде­ляться поправки от соседних точек, так как это приведет к непри­емлемым сдвигам в этих точках.

При регулировке стрел необходимо действовать так, чтобы в эти точки с ограниченными сдвижками не попали центральные по­правки 8, являющиеся сдвигами точек, а попали лишь поправки -е/2, не влияющие на сдвиг в данной точке.

Таблица 1 – Расчет выправки кривой