РОЗМІЧУВАННЯ І ЗЙОМКА З’ЄДНАНЬ І ПАРКІВ ЗАЛІЗНИЧНИХ КОЛІЙ

Скачать:  chastina_3_zm3_zaliznichni_krivi.zip [3,13 Mb] (cкачиваний: 0)  

ЗМ3. РОЗМІЧУВАННЯ І ЗЙОМКА З’ЄДНАНЬ І ПАРКІВ ЗАЛІЗНИЧНИХ КОЛІЙ

3.1 Розмічування з’єднань і парків залізничних колій

З.1.1 Загальні положення

З’єднання залізничних колій влаштовують при допомозі стрілових переведень, які слід розміщувати, за можливістю, на прямих ділянках траси. Геометричні параметри стрілових переведень стандартні і залежать від α - кута між робочими гранями хрестовини, яку використовують на даному переведенні. Цей кут ще називають кутом хрестовини. Відповідно, марка стрілового переводу визначається за формулою:

,(3.1)

Рис.3.1 Перший варіант стрілових переведень

На вантажних лініях марку стрілового переводу приймають рівною

), на пасажирських лініях ) або навіть ).

Виділимо два можливі варіанти влаштування стрілових переведень.

Перший варіант, звичайне одиничне стрілове переведення, коли кут перетину основної колії з тією, що проектується приймається рівним куту α – марці хрестовини, яку будуть використовувати.

Другий варіант, коли колії перетинаються під кутом β більшим від кута α.

3.1.2 Одиничне звичайне стрілове переведення.

Рис.3.2 Основні частини одиничного звичайного стрілкового переведення

Основні частини одиничного звичайного стрілового переведення зображені на рис. 3.2. На рис. З.3а,б зображено схему розміщення осей колій. При розмічуванні звичайного одиничного стрілового переведення на місцевості визначають і закріпляють кілками положення таких елементів: ЦСП(центр стрілового переведення)-точка B, передній стик рамної рейки - точка А, кінець переведення (кінець рамної рейки) - точка С. МЦХ(математичний центр хрестовини)- точка D,початок гостряків - точка G, а також початок і кінець хрестовини – точки E і F.

Рис.3.3 Схема основних частин (а) і осей (б) одиночного стрілочного переводу

Стандартні геометричні параметри хрестовин в залежності від їх марки (кута хрестовини) подані в таблиці 3.1 і зображені на рис. 3.3. На рисунку:

a – віддаль від центра стрілочного переведення (ЦСП – в точці перетину осей колій) до початку рамної рейки;

а₀- віддаль від ЦСП до початку гостряків;

b - віддаль від центра стрілочного переведення до кінця переведення

b₀-віддаль від ЦСП до МЦХ

Крім звичайного одиничного стрілового переведення використовують різностороннє одиничне стрілового переведення, яке може бути симетричним і несиметричним (див. рис. 3.1). Другий варіант влаштування стрілового переведення вимагає влаштування ЦСП на деякій віддалі від точки перетину осей колій - S, яку знайдемо з трикутника B´BC ( див. рис.3.3) , в якому відомі всі три кути і сторона B´C=b+q+T, де q - пряма вставка, яку вибирають виходячи з умов місцевості, звичайно кратною 12,5м.

Рис.3.4 Другий варіант одиничного стрілового переводу

Таблиця 3.1

Стандартні геометричні параметри хрестовин

- тангенс додаткової поворотної кругової кривої радіусом R.

α і b вибирають з таблиць, відповідно до марки хрестовини.

Відповідно до рис. 3.2

(3.2)

При розмічуванні приєднання колії, що трасується до існуючої, знайшовши точку В, встановлюємо в ній теодоліт і виміряємо кут β. Вибравши марку хрестовини, довжину прямої вставки і радіус поворотної кривої найбільшим з можливих, знаходять за формулою (3.2) величину S, яку відкладають вздовж осі існуючої колії, знаходячи, таким чином, положення ЦСП. Далі, з контролем, визначаємо два рази положення точки С з точок Bі B´ полярним способом за кутами відповідно β і α та віддалями ВС=(b+q+T)sinα/sinβ та .

В випадку, коли місце стрілового переводу задано, розмічування проводять в оберненому порядку.

3.1.3 Приєднання паралельних колій

Рис.3.4 Схема приєднання паралельних колій під кутом α

На рис.3.4 зображено схему приєднання паралельних колій, яку використовуютьв випадках, коли віддалі між осями паралельних колій невеликі. В цьому випадку ЦСП розміщають на віддалі АC=l/tgα=lN. Відповідно кут повороту в точці С рівний куту хрестовини α іT=R/2N. Пряма вставка знаходиться за формулою:

,( 3.3)

де l- віддаль між осями колій.

Навіть, для прикладу, при l=5,3м і N=11 віддаль BC´= l/tgα=lN=58,3м. Щоб скоротити цю віддаль використовують з’їзди. Схема приєднання паралельної колії при допомозі з’їзду зображена на рис. 3.5. Якщо використовуються однотипні стрілочні переведення і однакові радіуси

Рис.3.5. Схема приєднання паралельних колій при допомозі з’їзду

поворотних кривих положення другого ЦСП ( точка А´ на рис.3.5) шляхом проектування з’їзду на вісь другої колії, яку приймемо за вісь абсцис:

(3.4)

Для знаходження довжини прямої вставки-d між оберненими кривими, спроектуємо з’їзд на вісь ординат:

sinβ, (3.5)

звідки:

(3.6)

При розплануванні з’їзду на місцевості знаходять за пікетажем запроектоване положення першого стрілового переводу - точку А. За прямокутними координатами x,y знаходять положення другого ЦСП – точку А´. Будують в цих точках кутирівні куту хрестовини α і відкладають за цими напрямками віддалі b+q+T. Одержимо положення точок С і С´. Для контролю виміряємо віддаль СС´, яка з точністю 1:2000 повинна бути рівною 2T+d.

3.1.4 Стрілочні вулиці і парки колій.

Стрілочна вулиця – ряд стрілочних переведень для відведення від основного шляху паралельних колій.

При невеликій кількості колій і можливості влаштувати стрілочну вулицю достатньо довгою їй надають кут відхилення рівний куту хрестовини.

Рис.3.6. Стрілова вулиця

За цієї умови, щоб придати коліям, що відводяться, напрямку паралельного головній колії, достатньо на головній колії на початку вулиці і на стрілових переведеннях встановлювати однотипні стрілкові переведення з кутом хрестовини -α.

Для зменшення довжини Стрєлкової вулиці останню проектують під кутом до головної колії (β>α; β=α…..). В цьому випадку стрілова вулиця спрягається з головною за допомогою стрілового переведення №0 і кругової кривої, яка дає можливість повернути вісь вулиці на додатковий кут β-α для забезпечення паралельності колій.

Розмічування ведуть таким чином. Під кутом α на початку стрілового переводу №0 відкладають величини b, q і Т . В одержаній точці будують кут 180°-(β-α) і одержують напрямок стрілової вулиці вздовж якого згідно проекту розмічають центри стрілових переведень. Контроль – ЦСП повинні знаходитись на осі стрілової вулиці з поперечною похибкою ±1 см.

Для забезпечення можливості заїзду-з’їзду поїздів в прямому і попутному напрямках влаштовують дві стрілкові вулиці, які разом з паралельними коліями утворюють парк колій.

Рис.3.7. Парк колій

Основні вимоги до розмічувальних робіт:

1)центри всіх стрілових переведень стрілової вулиці повинні розміщатись на одній прямій;

2)осі всіх колій парка повинні бути паралельні.

Розмічування ведуть наступним чином:

1)за даними проекту розмічають полярним способом стрілкові вулиці ВС₅і ВС´₅ , звертаючи увагу, щоб ЦСП лежали на одній прямій;

2)за прямокутними координатами розмічають положення вершин кутів повороту С;

3)встановивши теодоліт в центрі стрілового переводу №1 заміряють кут між віссю стрілової вулиці і напрямком на т.С₁.

4)Якщо він не відрізняється від αбільше ніж на 30", то від точки С₁ відкладають Т, а від ЦСП b. Контроль : між одержаними точками повинна бути віддаль –q. Якщо кут відрізняється від α, то переміщають точку С₁ вздовж напрямку С₁С₁´так, щоб новий кут був рівний α і продовжують розмічування. Допустимі зміни лінійних розмірів ( прямих ділянок, прямих вставок) не більше 10 см.

5)Всі винесені точки ретельно закріпляють. ЦСП і вершини кутів поворотів додатково закріпляють одною або двома створними площинами за границями зони земляних робіт.

3.1.5 Розмічування габаритних стовпчиків.

Рис.3.8 Розмічування габаритних стовпчиків

Габаритні стовпчики позначають на місцевості корисну довжину колій в границях якої можлива стоянка вагонів. Їх встановлюють так щоб віддаль від осі колії до стовпчика була рівна 2,05 м тобто достатня для безпечного проїзду вагонів.

(3.7)

3.1.6 Виконавча зйомка.

Зйомку виконують в масштабі 1:500 з висотою січення рельєфу 0,5 м. Перевіряють на місцевості значення елементів кривих, координати ЦСП, вершин кутів повороту, тупиків.

ЦСП відновлюють або як пересічення прямих ділянок основної і додаткової колії, або від математичного центра хрестовини, відкладаючи вздовж осі основної колії віддаль рівну .

Центр хрестовини знаходять як пересічення ниток натягнутих вздовж її граней.

Колії нівелюють через 5о м за поперечниками, визначаючи висоти головок рейок, осі і бровок полотна, дна кюветів, резервів і підошви ухилів.

3.2 Зйомка залізничних колій

3.2.1 Основні формули.

Зйомка залізничних колій виконується періодично для рихтування колій (надання коліям проектного просторового положення). Це необхідно для забезпечення їх безпечної експлуатації. Особливу увагу приділяють криволінійним ділянкам.

Рис.3.9 До розрахунку величин рихтування

При рихтуванні точки кривої M, Nописують деякі лінії M´, N ´ близькі нормалям до кривої. Так як величини переміщень - Δl_M, Δl_N при рихтуванні невеликі, то їх розраховують за різницею евольвент проектної кривої - E_п і виміряної на місцевості - E_в. тобто:

(3.8)

Евольвентою називають лінію, яку описує кінець гнучкої, такої, що не розтягується нитки, яку змотують з деякої кривої. Сама крива, в цьому випадку, є геометричним місцем центрів кривини евольвенти, тобто еволютою. Саме тому нормаль до евольвенти в деякій точці Mє одночасно дотичною до кривої в точці В.

Довжина евольвенти (проектної) Е від початкової точки кривої А до поточної В знайдеться за формулою:

(3.9)

Де - довжина кривої АВ;

; (3.10)

Для кругової кривої :

(3.11)

(3.12)

Для радіоідальної спіралі ( клотоїди):

; = ;

; (3.13)

Довжину, виміряної на місцевості евольвенти, підраховують за приблизною формулою:

(3.14)

де відрізки хорд, на які при вимірюваннях ділиться крива

відносно лінії тангенса.

В залежності від методики вимірів розрізняють такі способи зйомки залізничних кривих:

1)Спосіб евольвентних різниць, кути підраховують за виміряними теодолітом кутами повороту хорд.

2)Спосіб стріл вигину: кути підраховують за виміряними стрілками прогину .

3)Фотограмметричний спосіб : кути виміряютьспеціальним фотограмметричним приладомна крупно масштабних знімках.

3.2.2 Спосіб евольвентних різниць ( спосібІ.В.Гонікберга)

3.2.2.1 Основні положення методики зйомки

Суть методики в наступному:

Рис.3Спосіб І.В.Гонікберга

1)На колії, яку знімають лентою або рулеткою розмічають на зовнішній рейці 20-ти метрові хорди і 100 метрові, або рублені пікети. Початкову і кінцеву точку вибирають на прямих ділянках колії на віддалях 40-60 м від видимого початку і кінця кривої.

2)Технічним теодолітом виміряють кути β_iі , при можливості, для контролю кути γ₁, γ₂. Одночасно з виміром кутів, на плюсових точках +20, +40, +60, +80 способом бокового нівелюванняпри

Рис.3 Зйомка плюсових точок

допомозі теодоліта і горизонтально встановленої рейки виміряють стрілки вигину кривої від хорди між пікетними точками. Рейку закріпляють спеціальним пристроєм на гранях головки рейки. Нульова позначка ("п’ятка”) рейки повинна співпадати з повздовжньою віссю рейки. Стрілки виміряють два рази в прямому і зворотному напрямках ( допустиме розходження – 5 мм.)

3.2.2.2 Розрахунок значень виміряних евольвент

За даними польових вимірів розрахунок евольвент виконують в наступному порядку:

1)Урівнюють кути у зімкнутому теодолітному ході.

2)На пікетах підраховують кути :

;

;(3.15)

=

…………………………………………

;

3)Підраховують виміряні значення евольвент на пікетах. Так як , то згідно формули (3.14):

;

(3.16)

………………………………………

;

4)Обчислення евольвент плюсових точок. Для обчислення евольвент плюсових точок користуються виміряними стрілками прогину. Приросток евольвенти на 20-ти метровий відрізок дорівнює:

ΔЕ=dφ-Δf = 20φ – Δf ,(3.17)

деΔf – алгебраїчна різниця стрілок вигину на сусідніх точках.

Послідовно сумуючи величини ΔЕ знаходять евольвенти для точок +20, +40, +60, +80.

Так як в границях кожного пікету ΣΔf =0, то, відповідно в границях кожного пікету:

,(3.18)

що і є контролем правильності обчислень.

3.2.2.3 Підбір радіуса проектної кривої

При підборі радіуса проектної кривої дотримуються наступних умов:

1)Загальний кут повороту цієї кривої, утворений лініями тангенсів повинен бути рівний проектному.

2)Проектна крива ( радіусом який ми підбираємо) повинна вписуватись в цей кут при мінімальних переміщеннях рейок.

3)В критичних точках ( звичайно, штучні споруди) переміщення повинні бути рівні нулю.

Для всієї кривої радіус можна знайти за формулою:

, (3.19)

де - відповідно евольвента останньої точки і загальний кут повороту від лінії тангенса останньої хорди.

Одержане значення R слід округлити до найближчого стандартного значення .

Для окремих хорд довжиною – b радіус кругової кривої можна знайти за формулою:

(3.20)

Згідно формули (3.8) і (3.12) переміщення колій при рихтуванні в поточній точці М буде дорівнювати:

= (3.21)

Якщо в противному випадку назовні.

При вписуванні перехідних кривих кругова крива переміщається всередину кола на величину , тому загальна величина переміщення рейки при рихтуванні колії буде:

а) в границях зміщеної кругової кривої -

б) в границях першої половини перехідної кривої від її з’єднання з прямою S=0 до точки де S=0,5l.

.(3.22)

в) в границях другої половини перехідної кривої від точки, де S=0,5l до точки примикання до кругової кривої

) (3.23)

3.2.2.4 Точність способу.

Точність визначення величин Δl - залежить від точності підрахунку дожин евольвент існуючої колії - .

Для пікетних точок :

(3.24)

Приймемо, що рублені пікети відсутні : , тоді

(3.25)

СКП функції (3.25) :

+ , (3.26)

Для кінця кривої:

(3.27)

(3.28)

За умови, що

З врахуванням формул (3.27) і (3.28) для кінця ходу ( і приймаючи , одержимо:

(3.29)

При можливості вимірів кутів γ і зрівнюванні ходу:

(3.30)

Якщо прийняти R=1000 м, K=400м, n=4, ,

То за формулою (3.29) одержимо , а за формулою (3.30) , тобто в урівненому ході похибка зменшується майже в 1,5 рази.

Рис. 3.8 Спосіб стріл вигину.

3.2.3 Спосіб стріл вигину.

Методика вимірів полягає в наступному:

1) До початку вимірів криву і 40-60 метрові ділянки, які до неї примикають розмічають на 10 метрові відрізки, які відмічають на зовнішній рейці.

2) Виміряють стрілки прогину в середині кожної 20-ти метрової хорди з перекриттям 10 м. Для цього натягують 20-ти метрову нитку і при допомозі спеціального шаблону виміряють стрілку прогину.

Обчислення евольвент в розмічених через 10 метрів точках ведуть наступним чином:

1)За виміряними величинами стрілок прогину вираховують кути повороту хорд і кути повороту відносно тангенса кривої - :