Скачать

Модернізація колії з укладанням рейкових плітей довжиною з блок-дільницю

Міністерство транспорту та зв’язку України

Українська державна академія залізничного транспорту

Кафедра Колія та колійне господарство

МОДЕРНІЗАЦІЯ КОЛІЇ З УКЛАДАННЯМ РЕЙКОВИХ ПЛІТЕЙ

ДОВЖИНОЮ З БЛОК-ДІЛЬНИЦЮ

Пояснювальна записка і розрахунки

до дипломного проекту

ДПБ 150.00.00

Розробив

студент

групи

спеціальність

2008

Зміст

Вступ

1. Описання дільниці колії ПЧ, проект поздовжнього профілю ділянки, що ремонтується, профіль розкладки рейкових плітей на дільниці

1.1 Поздовжній профіль

1.2 План лінії

1.3 Земляне полотно

1.4 Пасажирські платформи

1.5 Штучні споруди

1.6 Безстикова колія

1.7 Описання КМС

2. Техніко-економічне обгрунтування вибору конструкції колії

2.1 Вибір та побудова схем ремонтного циклу для варіантів, які порівнюються

2.2 Експлуатаційні витрати

2.2.1 Витрати по поточному утриманні колії

2.2.2 Річні витрати, які пов'язані з впливом типу рейок на питомий опір руху поїздів

2.2.3 Витрати на матеріали при поточному утриманні колії

2.2.4 Інші витрати

2.2 Порівняння варіантів

3. Перевірка можливості підвищення швидкостей руху поїздів за характеристиками міцності та стійкості верхньої будови колії

3.1 Умови роботи колії під поїздами і сили, які діють на колію

3.2 Основні передумови розрахунку колії на міцність і мета розрахунку

3.3 Методика розрахунку напруг в елементах верхньої будови коліі

3.4 Розрахунок безстикової колії на стійкість

3.4.1 Розрахунок за формулами проф.К.Н. Міщенко

3.4.2 Розрахунок по формулі С.П. Першина

3.4.3 Розрахунок по емпіричній формулі Е.М. Бромберга

3.4.4 Розрахунок безстикової колії на міцність

3.5 Визначення температурних умов укладання і експлуатації безстикової колії

4. Розробка робочого технологічного процесу виконання модернізації колії

4.1 Загальні положення

4.2 Розрахунок основних параметрів технологічного процесу

4.2 Визначення необхідної кількості господарчих поїздів і їх довжини для розташування на станції накопичення

4.4 Визначення необхідної тривалості „вікна"

4.5 Графік виконання робіт у „вікно” і їх розподіл по днях виконання

4.6 Технологічний процес модернізації ремонту безстикової колії на залізобетонних шпалах з попередньою заміною рейкових плітей, із застосуванням щебенеочисної машини ЩОМ, колієукладачів УК-25/18, виправно-підбивно-обробної машини ВПО-3000 та інших машин і механізмів

4.6.1 Організація робіт

4.6.2 Розрахунок відомості витрат праці по технологічному процесу

5. Економічна частина

5.1 Визначення кошторисної вартості модернізації верхньої будови колії

6. Розрахунок виправки існуючої збитої кривої з використанням графіка стріл кривизни

7. Охорона праці

7.1 Характеристика ділянки колії, що підлягає ремонту

7.2 Потенційні небезпеки, що виникають на ділянці ремонту

7.2.1 Вимоги безпеки при наявності рухомого складу

7.2.2 Вимоги безпеки при можливості ураження електричним струмом

7.2.3 Вимоги безпеки при вантажно-розвантажувальних роботах

7.2.4 Вимоги безпеки при використанні колійного інструменту

7.2.5 Заходи з безпеки при виникненні на фронті робіт шкідливих факторів

7.3 Розрахунок захисного заземлення

Вступ

Головною метою робітників колійного господарства є забезпечення безпечного та безперебійного прямування поїздів з встановленими швидкостями.

Всі елементи залізничної колії (земляне полотно, верхня будова, штучні споруди) по тривалості, усталеності та стану повинні забезпечувати плавне прямування поїздів з найбільшими швидкостями для даної ділянки. Їхню справність забезпечують дистанції колії, колійні машині станції, колійно-зварювальні підприємства, дорожні і дистанційні майстерні.

Головною метою колійного господарства є виконання сукупності робіт, для надійного функціонування колії та її улаштування з найменшими витратами.

Для здійснення цієї мети необхідно систематично контролювати стан колії, якісно виконувати колійні роботи по утриманню і ремонтам колії.

Найбільш складним і трудомістким із усіх видів ремонтів колії є модернізація.

Для досягнення ефективного результату при модернізації, необхідно організувати чітку взаємодію всіх ділянок виробничого процесу, що може бути досягнуте при старанно розробленому організаційно-технологічному проекті. Основними частинами модернізації колії є визначення порядку робіт, що підлягають виконанню, витрат праці на їхнє виконання; видів, типів та кількості колійних машин, організація їхньої роботи.

Розробка технологічного процесу з визначенням необхідної тривалості „вікна" для виконання основних робіт, чисельності робочих, кількості матеріалів, розподілення робіт технологічного процесу по досягнутому рівню механізації робіт, виробітку на годину „вікна".

Дипломний проект розробляється комплексним методом і передбачає розрахунок модернізації колії з укладанням ланок безстикової колії.

Цей проект передбачає розробку організаційно-технологічних рішень для ефективного і якісного виробництва на базі упровадження високопродуктивних методів, засобів організації робіт і високопродуктивної техніки, досягнень трудових колективів мережі залізниць.

1. Описання дільниці колії ПЧ, проект поздовжнього профілю ділянки, що ремонтується, профіль розкладки рейкових плітей на дільниці

В даній дипломній роботі необхідно виконати модернізацію колії на дільниці Харків-пас - Покотилівка (783-792 км).

Довжина відрізку колії, яка підлягає ремонту, складає 10 км, дільниця двоколійна, ремонтується парна колія.

Дільниця розміщена в межах дистанції колії, електрифікована, обладнана автоблокуванням.

Система руху на дільниці: вантажна і пасажирська.

Локомотиви, які знаходяться в обігу на дільниці 2ТЕ - 116; ЧС-2,7; ЕР-2; ВЛ-11.

Існуюча швидкість на дільниці: до 80 км/год вантажних і до 100 км/год пасажирських.

Мінімальний радіус кривої - 550 м.

Максимальний нахил - 13,0 ‰. .

Верхня будова колії:

рейки типу Р 65;

шпали залізобетоні, дерев’яні; тип скріплення: КБ, ДО, КПП;

баласт щебеневий, товщина під шпалою 50 см.

На ділянці, яка підлягає модернізації лежить безстикова колія на залізобетонних шпалах, є ділянки колії на яких лежить і ланкова колія.

Пасажирські платформи: 3 шт на з. п.

Труб: 6 шт на 787, 789, 791, 792+20,792+42,792+91 км.

Міст: 785 км.

Протяжність: насипів 7400 м;

виїмок 2600 м.

В плані колія має вираз: прямих 7065 м;

кривих 2935 м.

Існуюча характеристика верхньої будови колії взята з технічного паспорту дистанції колії і по матеріалам вишукувальних робіт дорожньої геобази.

При встановленні проекту модернізації колії були використані такі матеріали:

а) будівельні норми і правила БНіП 11-39-76;

б) технічні вказівки на проектування КРК Транспорт 1984р;

в) технологічні процеси по модернізації безстикової колії на залізобетонних шпалах. М. Транспорт 1973р;

г) „Про середні норми витрат щебеню при улаштуванні баластної призми по новим профілям";

д) Інструктивні вказівки МШС „Про порядок надання i використання „вікон”, які передбачаються в графіку руху поїздів для ремонтних i будівельних робіт на залізницях”.

1.1 Поздовжній профіль

Проектування поздовжнього профілю виконувалось у відповідності з технічними умовами проектування (БНіП-ІІ-39-76) та умовами виконання робіт на існуючому земляному полотні при цьому:

а) керуючий нахил прийнято існуючий;

б) мінімальна довжина елементів проектування поздовжнього профілю 100 м.;

в) радіуси кривих прийнято згідно наданого поздовжнього профілю.

г) точки переломів поздовжнього профілю розташовані поза перехідними кривими на відстані від їх кінців, а також кінців без баластних прольотних побудов мостів і кінців стрілочних переводів менше ніж 5м. На кожну тисячну алгебраїчної різниці спрягаємих нахилів при спряганні кривих радіусом 10000 м і не менше 2,5 м на кожну тисячну при кривих радіусом 5000 м.;

д) проектні нахили близькі до натуральних.

Поздовжній профіль запроектований з урахуванням:

а) товщини існуючого баластного шару під шпалою;

б) усунення різниці в рівнях суміжних колій з доведенням до норми БНіПа не більше 150мм, за винятком того, де за домовленістю зі Службою колії ПЗ не складена часова різниця в висоті головок рейок парної і непарної колії більше 150 мм, яка буде ліквідована при наступних ремонтах і поточному утриманні колії;

в) висота підвіски контактного дроту;

г) по станціям, на підходах до залізобетонних мостів, під шляхопроводами запроектовані підрізки баластного матеріалу з метою зберігання висотного габариту платформ, конструктивним міркуванням штучних споруд, а також в місцях викривлення профілю, де влаштування вирізок викликає невиправдано великі об'єми робіт.

1.2 План лінії

План лінії розраховано по способу інженера Гонікберга І.В. з використанням програмованих мікрокалькуляторів і EOM. Проектування плану виконувалось з умови мінімально-можливих рихтовок і розміщення кривих в межах земляного полотна (опор контактної мережі) зі зберіганням існуючої ширини узбіччя.

Підвищення зовнішньої рейки в кривих розраховано по середньозваженій квадратичних швидкостей руху всіх категорій поїздів, які обертаються на даній ділянці.

1.3 Земляне полотно

Поперечні профілі земляного полотна запроектовані відповідно до „Альбому типових поперечних профілів баластної призми”, складеного y відповідності з наказом 18/ЦЗ від 30 березня 1978 року.

По всій ділянці капітального ремонту колії по земляному полотну передбачені роботи по зрізці узбіччя. Баласт в місцях підрізки i відходи від очистки щебеню видаляють за межі земляного полотна.

1.4 Пасажирські платформи

На ділянці модернізації колії ремонтується три платформи:

Вирізаний забруднений щебінь видаляється зі станції з завантаженням на платформи грейферним краном у спеціальні додаткові „вікна”. Вартість робіт з перевлаштування платформ включена до вартості одного кілометра ремонту колії.

1.5 Штучні споруди

Штучні споруди, які знаходяться на ділянці модернізації, залізобетонні мости і труби не перевлаштовуються.

1.6 Безстикова колія

Укладання рейкових плітей безстикової колії на ділянці ремонту виконується під час модернізації колії з укладкою інвентарних рейок типу P65 довжиною 12,5 м на роздільному скріпленні марки КБ, залізобетонних шпал з епюрою 1840-2000 шт/км на щебеневому баласті товщиною 50 см.

Загальна протяжність ділянки модернізації колії 10000м, з них: безстикової колії - 10000 м.

Розрахунок довжини рейкових плітей виконаний відповідно до перевірки, яка була здійснена перед модернізацією колії.

Кінцева довжина рейкових плітей визначається натурним проміром після укладки інвентарних рейок і виправки колії в плані і профілі. Всього на ділянці передбачено укласти 13 пар рейкових плітей і 9 комплектів ізолюючих стиків, з яких 9 комплектів клеєболтових.

Розрахунком передбачається укладання рейкових плітей безстикової колії температурно-напруженого типу в прямих і кривих R 1200, 1000, 800, 600 м без сезонної розрядки напруг.

При з'єднанні рейкових плітей між собою і ланковою колією необхідно суворо дотримуватися ТБ. Зварювання рейкових плітей безстикової колії виконується електроконтактним засобом на РЗП-ІІ ст. К з послідуючим транспортуванням до місця укладки. Укладка безстикової колії повинна виконуватися з дотриманням потреб ПТЕ, інструкцій і технологічних процесів.

Контроль за правильністю укладки безстикової колії покладається особисто на ПЧ і виконавця робіт КМС.

В робочому проекті передбачається, як варіант, укладання плітей довжиною більше 800м.

Клеєболтові стики передбачаються в робочому проекті вклеєними в рейку довжиною 12,5м.

1.7 Описання КМС

КМС, яка буде виконувати модернізацію колії має в своєму розпорядженні слідуючі лінійні підрозділи:

ланкозбиральну базу;

колійну колону.

Ланкозбиральна база включає:

одну комплексну бригаду по збиранню колійної решітки у складі 30 чоловік;

одну спеціалізовану бригаду з ремонту шпал в шпалоремонтних майстернях у складі 9 чоловік;

одну спеціалізовану бригаду з поточного утримання колії в складі 5 чоловік;

лінії реставрації старопридатної решітки на залізобетонних шпалах - 14 чоловік.

Колійна колона включає 3 спеціалізованих бригади по капітальному ремонту колії загальною чисельністю 83 чоловік.

Колійна машинна станція має в своєму розпорядженні такі машини i механізми:

1. Колієукладальний кран УК 25/18 - 3 шт.

Вони призначені для укладання в колію нових ланок або розбирання старої колії. При укладанні чергова ланка захвачується траверсою i крановим візком піднімається з платформи, виноситься вперед i опускається на баластну призму. Після стикування опущеної ланки з раніше укладеним, кранові візки повертаються для захвату слідуючої ланки. При розбиранні старої колії цикл виконується у зворотній послідовності.

2. Моторні плaтформи - 5 шт.

Вони використовуються для перевезення пакетів ланок в межах фронту робіт i для перетяжки ланок вздовж потягу. Кількість платформ, які входять в комплект колієукладальника, визначається довжиною ділянки колії, яка підлягає розбиранню або укладанню, та кількістю ланок в кожному пакеті.

3. При завантаженні i розвантаженні залізобетонних шпал, рейок i скріплень та інших матеріалів використовують стріловий повно - поворотний залізничний кран КДЕ-251 вантажопідйомністю при стрілі 15м - 25т.

4. Кран боковий навантажувальний ПКД.

5. Козловий кран КДКК - 10 - 5 шт.

B колійній машинній станції є також інші будівельні i загальнотранспортні машини. Для перевезення монтерів колії до місця роботи i назад шиpоко використовуються автомобільний транспорт - автобуси та спеціально обладнані для перевезення людей i інструментів автомашини.

Навантаження щебеню на рухомий склад зі складів баластних матеріалів виконується екскаватором з ковшом 1-1,5 м ³.

Сумарна кількість робітників 184 чоловік.

2. Техніко-економічне обгрунтування вибору конструкції колії

Техніко-економічне обгрунтування ефективності впровадження нових конструкцій колії виконується з урахуванням вантажонапруженості, категорії колії та елементів верхньої будови колії.

Якщо елементи, які порівнюються, або конструкції колії в цілому відповідають вимогам оволодіння вантажообігу, то їх подальшу оцінку проводять за терміном окупаємості початкових капітальних вкладень. Безсумнівно, при порівнянні варіантів, до наступної розробки приймається варіант більш економічний за першопочатковими капіталовкладеннями. Але цей виграш на протязі 3-5 років може бути перекритий послідуючими витратами на експлуатацію колії з неекономічним (за першопочатковими витратами) варіантом. Тому оцінку пропонуємих до розгляду конструкцій ведуть з урахуванням витрат як на укладку колії, так і на подальшу iї експлуатацію і необхідні ремонти до наступного капітального ремонту.

Не менш важливе значення при оцінці розглядаємих елементів колії мають такі фактори, як термін служби елементів колії, їх собівартість (доля витрат, яка приходиться на 1 млн. т∙км роботи), трудові та матеріальні витрати на укладання і утримання колії, витрати часу на укладання колії, які викликають затримки поїздів, витрати рухомого складу для виконання робіт по перевезенню елементів колії для ремонту i утримання.

2.1 Вибір та побудова схем ремонтного циклу для варіантів, які порівнюються

Техніко-економічна оцінка укладання верхньої будови колії виконується для двох варіантів:

І варіант: рейки типу Р65,шпали залізобетонні, баласт щебеневий, конструкція колії - ланкова;

II варіант: рейки типу Р65, шпали залізобетонні, баласт щебеневий конструкція колії - безстикова.

Вантажонапруженість Г_о = 25, 4 категорія колії - для oбох варіантів. По І варіанту: міжремонтний тоннаж між двома модернізаціями Т=700. Міжремонтна схема: М₁ - КО_р1 - С_{р1 -} КО_р2-М₂, які виконуються через

КО_р1 - 175^,С_Р1 - 350, КО_р2 - 525, М₂-700

Рік експлуатації, на який буде виконуватися кожен з ремонтів колії після першого капітального ремонту розраховуеться по формулі

, (рік), (2.1)

де Ti - міжремонтний тоннаж кожного I - го ремонту, ;

Го - вантажонапруженість ділянки, яка підлягає ремонту

Го = 25.

Т_кор1 = 175/25 ≈ 7 (рік);

Т_CP1 = 350/25 ≈ 14 (рік);

Т _кор2 = 525/25 ≈ 21 (рік);

Т_CP2 = 700/25 ≈ 28 (рік).

По ΙΙ варіанту: міжремонтний тоннаж між двома модернізаціями

Т ^ІІ _мк = 800.

Міжремонтна схема: М₁ - КО_р1 - С_Р1 - КО_р2 - С_{р2 -} М₂,кожен з яких буде виконуватися через

КО_р1 - 160 ,

С_р1 - 320,

КО_р2 - 480

С _{р2 -} 640,

М_{2 -} 800.

По року експлуатації

Ткор1 = 160/25 ≈ 7 (рік);

Тср1 = 320/25 ≈ 13 (рік);

Ткор2 - 480/25 ≈20 (рік);

Тср2 = 640/25 ≈ 26 (рік);

Тмп2 = 800/25 ≈ 32 (рік).

Схеми міжремонтного циклу для двох варіантів приведені на рисунку 1.

Рисунок 1 - Міжремонтні схеми проведення модернізації колії

Так як у І та ІІ варіантах раніше настає періодичність проведення ремонтів по роках ніж за пропущеним тонажем, тому для порівняння варіантів приймаю періодичність проведення ремонтів за роками. (І варіант - 25р., ІІ варіант - 30р).

2.2 Експлуатаційні витрати

Річні експлуатаційні витрати для кожного з варіантів розраховуються по формулі

Срі=Сзп+Сw+См+Сін, (2.2)

де Сзп - витрати на утримання контингенту робітників пр поточному

утриманні колії, грн/рік;

Cw - витрати, пов'язані з основним опором руху поїздів, грн/рік;

См - витрати на матеріали при поточному утриманні колії, грн/рік;

Сін - інші експлуатаційні витрати, грн/рік.

2.2.1 Витрати по поточному утриманні колії

Витрати по поточному утриманні колії для кожного з розглядаємих варіантів і всіх величин вантажонапруженості, при яких змінюється Нтаб визначаються за формулою

Сзп = 12 ∙ 1,51 ∙ Р ∙ Нтаб, (2.3)

де 12 - кількість місяців у році; 1,51 - коефіцієнт, який враховує нарахування у фонд заробітної плати; Р - середньомісячна заробітна плата, приймається - 1500 грн; Нтаб - приймається в залежності від верхньої будови колії по варіантам:

Н^І_Таб = 0,59 чол/км; Н^ІІ_Таб =0,50 чол/км;

С^І_ЗП = 12 ∙ 1,51 ∙ 1500 ∙ 0,59 = 16036,20 (грн/рік);

С^ІІ_ЗП= 12 ∙ 1,51 ∙ 1500∙0,50= 13590,00 (грн/рік).

2.2.2 Річні витрати, які пов'язані з впливом типу рейок на питомий опір руху поїздів

Річні витрати, які пов’язані з впливом рейок на питомий опір руху поїздів визначаю за формулою

Wо = , кг/т, (2.4)

де Р - тиск від колеса на рейку, приймаю 11500 кг; U - модуль пружності колії, (UΙ = 400 кг/см, UΙΙ = 800 кг/см); k - коефіцієнт відносної жорсткості рейкової основи і рейки, (k=0,016 см - ¹); r - параметр розсіювання енергії у конструкції колії (приймаю r _Ι = 27, r_ΙΙ = 16);

Wo = = 0,1242 (кг/т);

Wo = = 0,0184 (кг/т).

Механічна робота локомотива при виконані ним перевізної роботи в 1млн. т∙км. бр на одному кілометрі колії, яка викликається опором руху, розраховується по формулі

Ao = Wo,; (2.5)

Ао^І = 0,1242.10³ = 124,2 ;

Ао.

Загальні витрати на питомий опір руху при виконані перевізної роботи, яка дорівнює вантажонапруженості ділянки, розраховується по формулі

СW = Емех,грн/км колії, (2.6)

де Емех - витрати на 1000 т∙км механічної роботи і ремонт ходових частин рухомого складу, (Емех = 390грн);

Гср - середньорічна вантажонапруженість ділянки у млн. ткм. бр на

1 км колії, Гср = 25;

Cw^І = 390 грн/км;

Cw^II = 390 грн/км;

2.2.3 Витрати на матеріали при поточному утриманні колії

Витрати на матеріали при поточному утриманні колії розраховуються по формулі

См, грн, (2.7)

де Qі - кількість матеріалів, які витрачаються;

Ці - ціна цих матеріалів, грн.

Перелік необхідних матеріалів при поточному утриманні колії, їх кількість, ціна та загальна вартість по обом варіантам наведена у таблиці 2.1

Таблиця 2.1 - Відомість витрат матеріалів при поточному утриманні колії та їх вартість