Проектирование технологического процесса производства комплекса путевых работ

1.2 Проектирование технологического процесса производства комплекса путевых работ

 

К сложному комплексу путёвых работ, относятся, например, усиленный капитальный (капитальный), усиленный средний (средний) и подъемочный ремонты пути, при которых приходится выполнять ряд работ, отличающихся друг от друга трудоемкостью, степенью механизации и тд.

Ведущей частью комплекса работ по ремонту пути являются основные работы, выполняемые в «окно» определенной продолжительности. В связи с этим проектирование 'Технологического процесса производства сложного комплекса работ начинают с основных работ, выполняемых в «окно», И» работ, выполняемых после «окон». Затем приступают к планированию подготовительных и отделочных работ с разработкой графика распределения их по дням.

Порядок составления технологического процесса:

-            Определяют среднюю ежедневную производительность ПМС, фронт работ в «окно» и продолжительность окна;

-            составляют схемы формирования рабочих поездов;

-            заполняют ведомость затрат труда по технологическим нормам;

-            разрабатывают график производства работ в «окно» и после «окна» и график распределения работ по дням;

-            устанавливают численный состав производственных рабочих ПМС и разрабатывают организационную структуру ПМС;

-            составляют пояснительную записку.

Характеристика пути до ремонта: участок группа и категория пути – Б5, двухпутный, электрифицированный, оборудован автоблокировкой; в течение рабочей смены по участку проходит 30 пар поездов; в плане линия имеет 70% прямых и 30% кривых; рельсы типа Р65 длиной 25 м;

накладки четырёхдырые, промежуточное скрепление костыльное;

шпалы деревянные в количестве 1872 шт./км; противоугоны пружинные, 3040 шт. на 1 км пути; балласт щебеночный, размеры балластной призмы соответствуют утвержденным поперечным профилям.

Характеристика пути после ремонта: условия эксплуатации и конструкция пути остаются прежними. Изолирующие стыки укладываются клееболтовые.

Условия производства работ

Годовой объем ПМС по ремонту пути 75 км.

Объем основных работ, подлежащих выполнению на 1 км пути: очистка щебеночного балласта от засорителей – 1000 м, смена путевой решетки – 1000 м, укладка в путь нового щебня -600 м.

На лечение земляного полотна и работу на малых мостах предусматриваются затраты труда в размере 10% общих затрат на капитальный ремонт пути.

Сборку новых и разборку старых звеньев выполняют на производственной базе в соответствии с типовым технологическим процессом.

Загрязненный балласт очищается от засорителей щебнеочистительной машиной БМС. В местах препятствий для работы машины щебеночный балласт очищается вручную в объеме 1% общей протяженности. Для обеспечения нормальной работы щебнеочистительной машины при подготовке участка предусматривается: удаление препятствий, которые могут вызвать остановку или повреждение машины, подготовка мест для заезда машины на путь и выезда с него. Перед работой путеразборочного крана производится закрепление шпал добивкой 50% костылей и забивкой 15% дополнительных шпал.

Путевая решетка заменяется с применением путеукладочных кранов

УК-25/9–18. Нормальные зазоры в. стыках устанавливаются одновременно с укладкой звеньев. Подготовка рубок на отводе производится по предварительному расчету, заранее до укладки последнего звена путеукладчиком.

Выправка пути со сплошной подбивкой шпал производится в «окно» машиной ВПО-3000, а после прохода машины в местах отступлений от нормы и местах препятствий для работы машины электрошпалоподбойками.

Перед открытием перегона после основных работ путь приводится в состояние, обеспечивающее безопасный пропуск первых одного-двух поездов по месту работ со скоростью 25 км/ч, а последующих – со скоростью 60 км/ч. К концу рабочего дня предупреждение отменяется и восстанавливается скорость

движения поездов, принятая для данного участка, но не более 100 км/ч. Скорость более 100 км/ч устанавливается, после окончания стабилизации пути (пропуск не менее 350 тыс. т брутто).

Ежедневная производительность ПМС q (км) определяется по формуле

G= Q / (T- Σ t)

где Q – годовой план ремонта одной ПМС, км;

Т – продолжительность ремонтного сезона, дни;

t – резерв времени (дней), учитывающий отмену

«окон», перебои в обеспечении материалами верхнего строения пути, отказы путевых машин, локомотивов и технологические отказы; составляет (0,1–0,15) Т.

Продолжительность ремонтного сезона зависит от погодно-климатических условий и принимаем Т равным 140.

В условиях примера производительность ПМС составит

G= Q / (T- Σ t) =45 / (105 – 0,15х105) =0,50 км

 

Фронт работ в «окно», км, равен:

 

L _фр = g х n,

где n – периодичность предоставления «окон» для выполнения основных работ, т.е. количество рабочих дней, в течение которых «окно» предоставляется один раз, где n=4.

Период предоставления «окон», n принят равным двум дням. Фронт работ в «окно» составит:

 

L _фр = g х n =0,50 х4 =2 км = 2000 м

 

Полная поточность производства работ обеспечивается при ежедневном предоставлении «окна» со строгим распределением труда между цехами и колоннами ПМС. Однако при ежедневном предоставлении «окон» снижается степень использования тяжелых путевых машин, увеличивается стоимость 1 км ремонта с учетом эксплуатационных затрат, так как требуется больше выездов путевых машин с базы к месту работ и обратно При предоставлении «окон» через один – три дня машины могут быть использованы на других участках-

Если одна производственная база обслуживает две или три ПМС, то- и период предоставления «окон» должен быть равен двум или трем дням, т.е. п – =2–3 дня, в нашем случае. п-2 дня.

Составлению схем формирования рабочих поездов придается большое значение. В зависимости от характера выполняемой работы на перегоне эти схемы могут быть различными. Однако они должны соответствовать типовым схемам, установленным Инструкцией по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ. Если в проектируемом технологическом процессе предусматривают комплекс машин, не соответствующий типовым схемам, то машины расстанавливают и соединяют в один поезд для отправления на перегон по схемам, согласованным с начальником отделения дороги.

Сформированные рабочие поезда по прибытии к назначенному месту поступают в распоряжение руководителя работ. На месте работ по его указанию поезда разъединяются. В связи с этим возникает необходимость в составлении схем формирования рабочих поездов, как на станциях, так и на перегоне. Чтобы установить возможность формирования потребного количества поездов на одной, станции, определяют длину каждого поезда.

Длины поездов рассчитываются в соответствии с длинами отдельных единиц подвижного состава (по осям сцепления автосцепок), м:

Тепловоз серии ТЭ2 – 24 м

То же ТЭЗ – 2х17= 34 м

ТЭ10 –19 м

Платформа четырехосная грузоподъемностью 60 т (из профилей с металлическими бортами) – 14,6 м

Платформа моторная – 16,2 м

Хоппер-дозатор ЦНИИ-ДВЗ вместимостью кузова 32,4 m – 10,9 м

Хоппер-дозатор ЦНИИ-3 вместимостью кузова 31 м³. – 10 м

Хоппер-дозатор ЦНИИ-2 вместимостью кузова 36 м³. – 10 м

Машина ВПР-1200. – 27 м

Электробалластер ЭЛБ-1. – 47,2 м

ЭЛБ-3 – 50,5 м

Путевой струг-снегоочиститель 22,7 м

Укладочный кран УК-25 (длина по ферме) – 43,9 м

УК-25/21 (длина по ферме) – 40,8 м

Выправочно-подбивочно-отделочная машина ВПО-3000 – 27,7 м

Дрезина ДГКу – 12,6 м

Схемы формирования рабочих поездов на станции и на перегоне показаны на рис. 1

Для определения длины первого поезда необходимо знать количество порожних платформ при путеразборщике. Количество

порожних платформ для погрузки и транспортировки звеньев п _пор,

 

п _пор = l _фр × К/ (l_зв п _яр),

 

где l _фр – фронт работ по ремонту пути в «окно», м;

l _зв – длина одного звена, м;

п _яо - число звеньев в пакете;

К – число платформ, занятых одним пакетом (при

рельсах длиной 12,5 м К == 1, при рельсах длиной 25 м К = 2).

Число звеньев в одном пакете зависит от грузоподъемности платформ, типа шпал и рельсов и. не должно превышать:

при погрузке пакета на специальные лыжи при деревянных шпалах и рельсах Р65 – семь звеньев;

при погрузке пакета без лыж с поворотом нижнего звена при деревянных шпалах и рельсах Р65 – семи звеньев;

Для нашего примера количество порожних платформ составит

п _пор = l _фр х К/ (l _зв п _яо)=2000 х2 / (25х7) = 22,9

 

Принимаем 30 платформ из расчета расположения каждого пакета на двух платформах.

Следовательно, первый рабочий поезд, состоящий из тепловоза ТЭЗ, четырехосных платформ (в том числе две моторные) и путеукладчика УК-25, будет иметь длину:

L₁ = 34+23х14,6+2х16,2+43,9 = 446,1 м

В связи с тем, что конструкция пути после ремонта остается прежней, длина второго рабочего поезда L₂ будет составлять также 446,1 м. Для приварки рельсовых соединителей организуется третий рабочий поезд.

Длина третьего рабочего поезда, состоящего из дрезины ДГКу и одной четырехосной платформы составит

L₃ = l _дгк + l _пл = 12,6 +14,6 = 27,2 м

Длина четвертого рабочего поезда, состоящего из тепловоза ТЭЗ, хоппер-дозаторов ЦНИИ-ДВЗ, определяется по формуле:

L₄ = L _лок + W _щ l _хд / W _хд + l _т,

где W _щ – количество щебня, подлежащего выгрузке, м;

W _хд – вместимость кузова хоппер-дозатора, м;

l _хд - длина одного хоппер-дозатора, м;

l _т – длина жилого вагона для обслуживающего персонала, м.

Общий объем щебня, который требуется выгрузить на рассматриваемом участке, составляет 600х2 = 1200 м³. Вслед за укладкой путевой решетки выгружается 70% щебня от общего объема, т.е. 840 м³, а вслед за машиной ВПО-3000 – 15%, или 180 м³. Оставшаяся часть щебня выгружается в отделочный период.

Следовательно, длина четвертого поезда

L₄= 34 + 840 х 10,9 / 32,4 + 10 = 327 м

Длина пятого рабочего поезда, в который включены ТЭЗ и машина

ВПО-3000 с пассажирским вагоном для обслуживающего персонала, составит

L ₅ = 34+27,7+24,5 = 86,2 м.

Длина шестого рабочего поезда определяется длиной тепловоза ТЭЗ и хоппер-дозаторных вагонов, т.е.

L₆ = L _лок + W _щ l _хд / W _хд = 34+180х10,9/32,4 = 95 м

Седьмой поезд состоит из одной единицы – дрезины ДГКу и имеет длину

L₇ = 12,6 м. Дрезина предназначена для уборки контейнеров с инвентарными противоугонами с участка отделочных работ.

Общая длина рабочих поездов составит 446,1 + 446,1 + 27,2 + 327 + 86,2 + 95 + 12,6 = 1440,2. С учетом необходимых разрывов сформированные поезда будут занимать не менее двух станционных путей.

Предполагается, что все станции, расположенные в пределах ремонтируемого участка, имеют достаточное путевое развитие.

Выполнение путевых работ организуют таким образом, чтобы, несмотря на предоставление «окон» для выгрузки материалов и комплекса основных работ, не нарушались установленные размеры движения. Чтобы правильно и организованно обеспечить бесперебойный пропуск поездов, заранее предусматривают «окна» необходимой продолжительности на весь период ремонта. При этом обеспечивается наиболее удобное планирование путевых работ и наилучшая согласованность действия работников всех служб, причастных к ремонту пути.

Необходимую продолжительность «окна» То(н) устанавливают в зависимости от вида и объема ремонтно-путевых работ, конструкции и числа используемых машин и механизмов, применяемой технологии работ, а также конкретных условий каждого участка, на котором они выполняются.

С увеличением продолжительности «окна» до некоторых пределов, обеспечивается возможность удешевления выполнения путевых работ, так как одни и те же потери времени и энергии на доставку путевых машин к месту работы и обратно, на развертывание и окончание работы, на устройство отводов приходятся на более продолжительную полезную работу машин и рабочих на перегоне.

Однако продолжительность «окна» ограничивается запасом пропускной способности рассматриваемого участка. Кроме того, даже при достаточном запасе пропускной способности основные потери в поездной работе возрастают прямо пропорционально квадрату продолжительности «окон».

Экономически выгодная продолжительность «окон» для капитального ремонта пути в зависимости от технической вооруженности участка, размеров движения, организации пропуска поездов, технической вооруженности ПМС, вида и организации выполнения путевых работ колеблется на двухпутных участках от 4 до 6 ч, на однопутных – от 3 до 5 ч. При среднем ремонте пути экономически выгодная продолжительность «окон» колеблется от 2 до 3 ч.

Для определения необходимой продолжительности «окна» предварительно составляют технологическую схему работ в «окно» с указанием основных операций в требуемой последовательности.

На рис. 3.2 представлена технологическая схема для рассматриваемого примера. Продолжительность «окна» То(н) складывается из следующих элементов:

Она складывается из следующих элементов:

То(н)= t₁+t₂+t₃+t₄+t₅+t₆+t₇+t₈+t₁₀+t₁₁+t₁₂+t₁₃.

где Сумма t – время, необходимое для полного развертывания работ в «окно», мин;

t₈ – время, необходимое для приварки рельсовых соединителей на фронте работ l _фр в «окно» в темпе работы путеукладчика, мин;

l _зв – длина укладываемого звена, м;

t _укл- – время укладки одного звена, мин;

– поправочный коэффициент;

– интервал времени между окончанием работ 9 по приварке рельсовых соединителей и открытием перегона для движения поездов, мин.

 

То(н)= t _разв +l_фр х t _укл×α / l _зв + t

В общем виде необходимая продолжительность «окна» определяется по формуле

Время на оформление закрытия перегона по типовым технологическим процессам составляет 5 мин. Время на проход путеразборочного поезда от станции к месту определяется по формуле:

T _прох = L × 60/V = 5×60/50 = 6 мин

где L – расстояние от станции до места работы на перегоне» км;

V – скорость следования на перегон путеразборочного поезда, км/ч.

Скорость V согласно Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (ЦП/3075) может быть не более 70 км/ч. С учетом времени на разгон и замедление в период следования к месту работ скорость движения обычно не превышает 50 км/ч.

При расстоянии L от станции до места работ, равном 5 км, скорости движения V = 50 км/ч:

t ₁ = 5 + L х 60/V= 5+ 5х60/50 = 11 минут

Интервал от начала работ по разборке пути до начала работ по очистке щебня:

t ₂ = 50 t _раз. / l _зв = 50 х 1,7х1,15/25 = 3,91 минуты

Интервал от начала работ по очистке щебня до начала работ по укладке путевой решетки:

t ₃ = 50 х 1,7х1,15/25 = 3,91 минуты

где 50 – разрыв в метрах между путеразборщиком и БМС,

между БМС и путеукладчиком.

Интервал между началом укладки пути и началом постановки накладок и сболчивания стыков определяется временем, необходимым для того, чтобы до постановки накладок и сболчивания стыков путеукладчик с запасом звеньев освободил путь на длине 25 м по условиям техники безопасности:

t ₄ = (l _ук + l _гр.пл. + 25) t _укл α / l_зв,

где l _ук – длина путеукладчика;

l _гр.пл. – длина четырехосных платформ при путеукладчике, загруженных пакетами;

t _{укл -} время укладки одного звена, мин (по типовым технологическим процессам на укладку одного звена с деревянными шпалами затрачивается 1,7 мин). Путеукладочный поезд, прибывший на перегон, разъединяют на две части, одну из которых, головную, оставляют при путеукладчике, другую вместе с локомотивом отводят от головной на некоторое расстояние. Такое разделение позволяет уменьшить периоды развертывания и свертывания работ вслед за укладкой пути и облегчает работу путеукладчика. Количество четырехосных платформ (с пакетами звеньев), оставляемое при путеукладчике, зависит от плана и профиля линии, типа верхнего строения, длины укладываемого звена, фронта работ в «окно» и колеблется от трех до пяти.

Принимая количество платформ при путеукладчике равным трем, получим

t ₄ = (43,9 + 3х14,6 + 25) х1,7 х 1,15 / 25 = 9 мин.

Интервал t₅ между началом постановки накладок со сболчиванием стыков и началом поправки шпал по меткам определяется фронтом работ бригады бортовщиков l _болт, технологическим разрывом между бригадами по сболчиванию стыков и по поправке шпал по меткам не менее 25 м. Для освобождения участка, равного длине l _болт, +25, впереди идущей головной части путеукладчика потребуется время

t ₅ = (l _болт + 25) х t _укл α / l _зв.

Фронт работы бригады по постановке накладок со сболчиванием стыков

l _болт определяется по формуле

l _болт = С _болт х l _зв / (t_б х 4),

где С _болт – затраты труда на постановку накладок и сболчивание стыков, чел.-мин;

l _зв – длина укладываемого звена, м;

t_б – время, необходимое на постановку накладок и сболчивание стыков на длине фронта работ в «окно» в темпе работы путеукладчика:

t_б = t₈ = l _фр х t _укл α / l _зв,

4 – количество рабочих, занятых на одном стыке пути.

Подставляя в формулу для l _болт, значение t_б, получим

l _болт = С _болт х l _зв²/ (4 l _фр t _укл α),

На фронте работ 2000 м имеем 81 стыков пути; при норме времени на сболчивание и постановку накладок на один стык пути 18,21 чел.-мин и коэффициенте α = 1,15 затраты труда на эти работы составят 1695 чел.-мин. Тогда фронт работы бригады соответственно будет:

l _болт = 1695 х 25 ² / (4х2000х1,7х1,15)= 67,7 м

принимаем 75 м.

Интервал между началом постановки накладок со сболчиванием стыков и поправкой шпал по меткам

t ₅ = (l _болт + 25) х t _укл. / l _зв.= (75+25) х1,7х1,15 / 25= 8 минут.

Интервал t ₆ между началом работ по поправке шпал по меткам и рихтовкой пути определяется фронтом работ бригады по поправке шпал l _шпи технологическим разрывом между этой бригадой и бригадой рихтовщиков (обычно не более 50 м),

Т.е. t ₆ = (l _шп + 50) х t _укл α / l _зв.

Фронт работ бригады, выполняющей работы по поправке шпал по меткам, определяется количеством шпал, которое требуется передвинуть по меткам (в среднем не более 10% от общего количества), и интервалом между отдельными группами рабочих по передвижке шпал.

На рассматриваемом фронте работ количество шпал, требующих передвижки, составляет 1872 х 0,1 х 2 = 374 шт.

При норме на передвижку одной шпалы 1,9 чел.-мин общие затраты труда на выполнение данной работы составят:

C= 374 х 1,9 х 1,15 = 817 чел. – минут.

При таких затратах труда количество монтеров пути в бригаде по передвижке шпал составит:

п_шп = С l _зв/ (l _фр t _укл α) = 817 х 25х/ (2000 х1,7 х 1,75) = 6 человека

Учитывая, что одну шпалу передвигают два монтера пути, то при расстоянии между каждой группой из двух человек 2 м фронт работы бригады составит:

L _шп = 6/2х2 = 6 м

Следовательно

t ₆ = (6 + 50) х 1,7х1,15 /25 = 4,4 минут

принимаем 5 мин.

Интервал t₇ определяется фронтом работы бригады рихтовщиков и разрывом по технике безопасности между этой бригадой и дрезиной ДГКу. При фронте работы бригады рихтовщиков 50 м

t₇ = (50 + 25) х 1,7 х 1,15 / 25 = 6 минут

Время t₈ на постановку рельсовых соединений на всем фронте работ определяется темпом работы путеукладчика:

t ₈ = l _фр х t _ук х α / l _зв = 2000 х 1,7 х 1,15 / 25 = 156 минута

Интервал t ₉ между окончанием работ по постановке рельсовых соединителей и выгрузкой балласта из хопперов-дозаторов определяется фронтом работ бригады по постановке рельсовых соединителей L_пс, разрывом между этой бригадой и хоппер-дозаторным поездом по технике безопасности (100 м), длиной хоппер-дозаторного поезда t ₄, т.е.

t ₉ = (L_пс + 100 + L_{4 )} 60 α / V _щ

При скорости выгрузки щебня 3 км/ч

t ₉ = (27,2+100+327) 60х1,15 / 3000 = 10,4 мин.

Интервал t ₁₀ зависит от разрыва по технике безопасности между хоппер-дозаторным поездом и машиной ВПО-3000, а также от длины машины ВПО-3000 и локомотива t _лок, т.е.

t ₁₀ = (100+ l _впо + l _лок) 60 α / V _в

При длине ВПО-3000 =27,7 м, локомотива ТЭЗ 34 м, скорости выправки пути машиной ВПО-3000 3 км/ч

t ₁₀ = (100+27,7 + 34₎ 60х1,15 /3000 = 4 минуты

Интервал t ₁₁ определяется разрывом по технике 'безопасности между машиной ВПО-3000 и хоппер-дозаторным поездом, длиной хоппер-дозаторного поезда и скоростью выгрузки щебня V_щ

t ₁₁ = (100 + L₆) 60 α / V_щ

При L₆= 95 м

t ₁₁ = (100+95) 60х1,15/3000 = 4,5 минуты

Интервал t ₁₂ между окончанием работ по выгрузке щебня из хоппер-дозаторного поезда и выправкой пути в местах отступлений по уровню после прохода ВПО-3000:

t ₁₂ = (25+25) 60α/ V_в= (25+25) 60х1,15/3000 = 2 минуты

t ₁₃ – время на открытие перегона для движения поездов – 5 мин.

Суммируя рассчитанные интервалы, получим необходимую продолжительность «окна»

To(н) = 11+3,91+3,91+9+8+5+6+156+10,4+4+4,5+2+5 = 228,72 мин. Принимаем 4 часа.

To(в)= 1440 – t' – (N – 1) I

To(в)= 1440–2,5 – (30–1)·30 =568 мин = 9 ч

To(н) <To(в), следовательно создаются наилучшие условия для выполнения заданного объема работ в «окно «, так как в графике движения поездов имеется некоторый резерв времени на возможные непредвиденные обстоятельства.