7.2 Проектирование верхнего строения путей на станции

Верхнее строение пути — часть железнодорожного пути, предназначенная для принятия нагрузок от колёс подвижного состава и передачи их на нижнее строение пути, а также для направления движения колёс по рельсовой колее.

К верхнему строению пути относятся:

- рельсы — воспринимают нагрузку от подвижного состава и передают её на шпалы;

- шпалы — воспринимают нагрузку от рельсов и передают её на балластный слой;

- рельсошпальные (промежуточные) скрепления;

- стыковые скрепления;

- дополнительные устройства (противоугоны, контррельсы, отбойные брусья и прочее).

Комплект железнодорожных рельсов, уже соединённых со шпалами, вместе со всеми скреплениями, собранные в звенья и уложенные на нижнее строение пути, принято называть рельсошпальной решёткой.

Балластный слой — воспринимает нагрузку от шпал и передаёт её на почву;

На главных путях станции и съездах с них будут уложены рельсы Р65 с эпюрой 2000 шпал на 1 км. Для приёмоотправочных и вытяжных предусмотрены рельсы Р50 с эпюрой 1840 шпал на 1 км, для прочих путей - рельсы Р50 с эпюрой шпал 1600 шпал на 1 км. На станции будут уложены долговечные железобетонные шпалы, обеспечивающие высокую устойчивость пути и плавность хода поездов, что обусловлено одинаковыми размерами и равной упругостью шпал. 

Основным назначением балластного слоя является:

- восприятие давления от шпал и равномерное распределение его по основной площадке земляного полотна;

- обеспечение устойчивости шпал, находящихся под воздействием вертикальных и горизонтальных сил, упругости подрельсового основания и возможности выправления рельсошпальной решетки в плане и профиле;

- отвод поверхностных вод от рельсошпальной решетки.

Для балласта будет использован щебень из естественного камня, валунов и гальки. Щебень хорошо пропускает воду, не смерзается в зимнее время года, оказывает в 1,5 раза большее сопротивление продольному сдвигу, допускает в 2 раза большее вертикальное давление по сравнению с песчаным балластом и обеспечивает больший срок службы балласта, чем любой другой материал. Однако, щебень быстрее загрязняется различными сыпучими материалами (уголь, шлак, торф, руда и т. п.), просыпающимися на путь при перевозках. Для предохранения от загрязнения и уменьшения расхода щебень будет уложен на песчаную подушку.

Все вышеприведённые решения приняты на основе действующих нормативных документов. Основные из них: СНиП 32-01-95 “Железные дороги колеи 1520 мм” и ВСН 94-77 “Инструкция по устройству верхнего строения железнодорожного пути”.

На листе основного чертежа приведены ведомости всех железнодорожных путей, стрелочных переводов.

8. Расчёт и проектирование путепроводной развязки

Для одновременного приема поездов с разных линий на станцию узла и для отправления поездов в разные направления производилось проектирование путепроводной развязки. Расчёт её, представленный ниже, выполнялся на основе исходных данных и заданных условий. Проектирование путепроводной развязки осуществлялось на листе основного чертежа в масштабе 1:5000.

1. Определение длины прямой вставки:

, (6.1)

где – длины переходных кривых, м; – длина прямой вставки между переходными кривыми, принималась согласно исходным данным.

м.

2. Рассчитывался угол φ:

; (6.2)

, при ; (6.3)

, тогда .

3. Определялись длины тангенсов:

– длина тангенса :

; (6.4)

м;

– длина тангенса вертикальной сопрягающей кривой :

, (6.5)

где – радиус вертикальной сопрягающей кривой, выбирался согласно исходным данным для линии I категории;  – алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, ‰

.

4. Рассчитывалась минимальная величина b, которая исключает совмещение переходной кривой в плане с вертикальной сопрягающей кривой в профиле:

, (6.6.)

при условии, что ,

где – длина элемента профиля (площадки) в месте сооружения путепровода, принималась = 300 м

м.

Тогда как м, условие выполнилось:

.

5. Определялась величина а по формуле

(6.7)

м.

6. Рассчитывалось значение u по формуле

, (6.8)

где е – расстояние между осями I и III путей, 4,1 м.

м.

7. Вычислялся угол поворота пути, идущего на путепровод:

, (6.9)

, (6.10)

. (6.11)

,

тогда =arccos 0,8701807= 29.520355=29º31'13''

следовательно, β=29º31'13'' – 5º3'55''= 23º67'18''

8. Длина тангенса вычислялась по формуле

; (6.12)

м.

9. Определялись длины кривых:

; (6.13)

; (6.14)

м;

м.

10. Рассчитывается минимальная длина путепроводной развязки в плане от точки А отхода пути на путепровод до его середины:

; (6.15)

м ≈ 2,163 км

11. Определялась длина проекции путепроводной развязки на горизонтальную ось:

, (6.16)

м.

Расчет путепроводной развязки в профиле заключался в определении длины подъемной части в профиле III пути. При этом учитывались следующие условия: высота бровки земляного полотна путей I и II в точке Б относительно точки А составляет м (путепровод находится на насыпи).

1. Рассчитывалась разность отметок головок рельсов верхнего и нижнего пути по формуле:

, (6.17)

где – расстояние от головки рельса нижнего пути до низа пролетного строения, принималось по габариту приближения строений 6,50 м, ; – строительная высота в главном пролёте – 0,83 м; – высота рельса, 0,18 м.

м.

2 Определялась высота бровки земляного полотна пути III в точке Б относительно точки А по формуле

; (6.18)

м.

3 Вычислялась величина подъема, уменьшенная на сопротивление в кривых, при этом уклон спуска принимался равным руководящему 9‰, по формуле

, (6.19)

где – радиус кривой, м.

.

4 Рассчитывалась длина подъемной части путепроводной развязки:

; (6.20)

.

5 Определялась минимальная длина площадки по формуле

, (6.21)

где , – длины тангенсов сопрягающих кривых подъемной и спускной частей соответственно, м; – длина путепровода, принималась 86,59 м.

При этом округлялась в большую сторону и принималась для проектирования равной 300 м.

6 Вычислялась профильная длина подъемной части путепроводной развязки для III пути: 

, (6.22)

м.

Длина путепроводной развязки в плане проверялась на выполнение условия, по которому минимальная длина в плане должна быть равна или больше длины в профиле . Так как длина путепроводной развязки в плане составляет 2163 м, а в профиле 1653 м, то можно сделать вывод, что длина трассы пути III в плане обеспечивает набор необходимой высоты на путепровод.