Организация путевых работ

3. Организация путевых работ

3.1 Выбор технологической схемы выполнения работ и типов машин

Капитальный ремонт производим при заданной глубине вырезки щебеночного балласта h_в=0,3 м с применением машины СЧ-601.

График распределения работ по дням и участкам приведен на рисунке 2.

Для выполнения капитального ремонта пути выбран типовой технологический процесс. Технологическая схема работ по смене рельсошпальной решетки приведена на рисунке 3.

Для капитального ремонта пути с вырезкой балласта выбран типовой комплект машин, приведенный на рисунке 4.

СЧ-601

Путераз-борочный поезд

Планиров-щик балласта

Путеукла-дочный поезд

ХДС-1

ЭЛБ-3

ХДС-2

ВПО- -3000

ДСП

Рисунок 4– Комплект машин

Длины по осям автосцепок выбранных путевых машин, применяемых в данном технологическом процессе (рисунок 3) приведены в таблице 1.

Таблица 1–Длина путевых машин

Наименование машин	Тип машин	Длина по осям автосцепок, м
Тепловозвоз		18,2
Щебнеочистительная машина	СЧ-601	24,82
Укладочный кран (длина по стреле)	УК-25/9-18	44,0
Хоппер-дозатор	ЦНИИ-ДВ З	10,0
Электробалластер	ЭЛБ-3	50,5
Выправочно-подбовочно-отделочная машина	ВПО-3000	27,9
Динамический стабилизатор пути	ДСП-1	17,4
Прицепная платформа		9,1
Моторная платформа	МПД	16,3
Универсальный тяговый модуль	УТМ-1	14,4
Пассажирский вагон		14,0
Четырехосная грузовая платформа		14,2

3.2 Разработка схем формирования рабочих поездов на станции и во время работ в "окно"

Для выбранной технологической схемы КР пути (рисунок 3) и комплектов машин (рисунок 4) составляем технологическую схему расстановки рабочих поездов и групп рабочих по фронту при полном развороте всех работ в "окно", которая приведена на рисунке 5.

Рисунок 5- Технологическая схема расстановки рабочих поездов по фронту на момент полного разворота работ

Схема формирования рабочих поездов на станции приведена на рисунке 6.

Схема формирования щебнеочистительного комплекса приведена на рисунке 7.

Схема формирования рабочих поездов на перегоне приведена на чертеже.

1 - щебнеочистительный поезд; 2 - путеразборочный поезд;

3 - путеукладочный поезд; 4 - ХДС-1; 5 - балластировочный поезд с ЭЛБ; 6 - ХДС-2; 7 - ВПО поезд с ВПО-3-3000; 8 - поезд с ДСП.

Рисунок 6– Технологическая схема формирования рабочих поездов на станции.

1-универсальный тяговый модуль УТМ-1; 2-щебнеочистительная машина СЧ-601; 3-механизированный бункерный полувагон; 4–механизированный концевой полувагон.

Рисунок 7 – Схема формирования щебнеочистительного комплекса.

3.3 Определение основных параметров технологического процесса

Время на оформление закрытия перегона и пробег машин к месту работ

t_оф/з =t_з+L/V_тр , (1)

где t_з – время на оформление закрытия перегона, мин (t_з =5мин);

L – расстояние от узловой станции до места производства работ, км (L=5…20 км);

V_тр – скорость движения машин в составе поезда, км/ч (V_тр=30км/ч).

t_оф/з=5+10∙60 / 30=25 мин.

Время перевода машин из транспортного в рабочее положение t_тр^р=15 мин.

Время вырезки балласта на участке между блокпостами длиной L_БП=5 км без учета времени на разгрузку состава засорителей.

t_в=V_в·k_р·α/П_Т^/, (2)

где V_в–объем работ комплекса по вырезке, м³.

k_р=1,08…1,12–коэффициент разрыхления;

α–коэффициент, учитывающий потерю времени на пропуск поездов, физиологический отдых и переходы в рабочей зоне.

П_Т^/–производительность средняя в реальных условиях, м³/ч ( при вырезке П_Т^/=300 м³/ч).

V_в= V_б- V_шп, (3)

где V_б – объем вырезаемого балласта без учета объема шпал, м³;

V_шп- объем занимаемый шпалами, м³.

V_б=А_в· L_БП,(4)

где А_в – площадь поперечного сечения вырезаемого слоя балласта без учета шпал, м² ( рисунок 8).

А_в= h_в (В_В+В_Н)/2,(5)

где h_в- высота от плеча балластной призмы до границы вырезанного слоя, м.

В_В, В_Н–ширина соответственно верха и низа балластной призмы, м.

Рисунок 8–Схема к определению площади поперечного сечения вырезаемого балласта

h_в=h_в^/+(h_шп-∆), (6)

где h_в^/–глубина вырезки по заданию, м (h_в^/=0,2 м).

h_шп – высота шпалы, м (h_шп=0,18м);

∆ - расстояние от поверхности плеча балластной призмы до верхней границы шпалы, м (∆=0,03…0,02 м).

h_в=0,6 (0,18-0,03)=0,36 м.

В_В=7,5/2=3,75 м.

В_Н=3,75+ h_в ·1,5=3,75+0,36·1,5=4,29 м.

А_в=0,36(3,75+4,29)/2=1,45 м².

V_б=1,45∙5000=7250 м³.

Объем шпал на длине L_БП, м³:

V_шп =V_шп^/∙ L_БП , (7)

где V_шп^/–объем шпал на 1 км, м³/км.

V_шп^/= В_шп∙(h_шп -∆)∙L_шп×N_эп, (8)

где В_шп – ширина шпалы, м (В_шп=0,25м);

N_эп – количество шпал на 1 км пути, шт (N_эп=1840шт).

V_шп^/=0,25∙(0,18-0,03)∙2,75∙1840=190 м³/км.

V_шп=190·5=950 м³.

V_в =7250-950=6300 м³.

 (9)

где Т – продолжительность рабочей смены, мин (Т=492 мин);

St=t₁+t₂+t₃, (10)

где t₁ – время на переходы в рабочей зоне, мин (t₁=15мин); t₂ - время на отдых, мин ( t₂=30мин.); t₃ – время на пропуск поездов, мин.

, (11)

где N_пас – количество пар пассажирских поездов проходящих по участку в течении суток, (N_пас=40);

N_гр – количество пар грузовых поездов проходящих по участку в течении суток, (N_гр=30);

H_вр^пас – норма времени на пропуск одного пассажирского поезда, мин (H_вр^пас=1мин);

H_вр^гр – норма времени на пропуск одного грузового поезда, мин (H_вр^пас=1,5мин);

t_сут – количество часов в сутки, ч (t_сут=24ч);

t_см – количество часов в смену, ч (t_см=8,2ч).

мин.

St=15+30+58=103 мин.

t_в=6300·1,12·1,26/300=29,6ч=1778 мин.

Продолжительность работы ЩОК по заполнению состава засорителей t_в^/, мин:

t_в^/= t_в (V_сз/ V_в), (12)

где V_сз–суммарный объем состава засорителей, м³.

V_сз=n_пв·V_пв,(13)

где n_пв–количество механизированных полувагонов в составе для засорителей, шт (n_пв=10 шт);

V_пв–вместимость одного полувагона, м³ (V_пв=30 м²).

V_сз=10·30=300 м².

t_в=29,6(300/6300)=1,4 ч=85 мин.

Расстояние пробега машины при заполнении состава засорителей L_сз, м:

L_сз= L_БП (V_сз/ V_в)(14)

L_сз= 5000(300/6300)=238 м.

Продолжительность выгрузки балласта из состава для засорителей t_выг, мин:

t_выг= t_гр+ t_р+ t_пор,(15)

где t_гр, t_пор–время пробега машины от места работы ЩОК до места разгрузки и обратно, мин.

t_гр=t_пор=L_в/V_сз,(16)

L_в= L_БП– L_сз(17)

L_в=5000-238=4762 м.

V_сз–скорость движения состава, км/ч (V_сз= 50 км/ч=50000 м/ч).

t_гр=t_пор=7762/50000=0,095ч=6 мин.

Время разгрузки

t_р= V_сз/(b·h_м·V_тр),(18)

где b–ширина конвейера, м (b=2,2 м);

h_м–высота загружаемого слоя ВСП в промежуточных полувагонах, м (h_м=0,75 м).

V_тр–скорость перемещения материала ВСП по транспортной ленте, м/с(V_тр=0,12 м/с).

t_р= 300/(2,2·0,75·0,12)=1515 с=25 мин.

t_выг=6+25+6=37 мин.

Длина ЩОК СЧ-601 с составом для засорителей l₁, м:

l₁=l_УТМ-1+l₆₀₁+l_ПВ·n_ПВ+l_КВ+ l_УТМ-1 ,(19)

где l_УТМ-1–длина универсального тягового модуля, м (l_УТМ-1=14,4 м);

l₆₀₁–длина СЧ-601, м (l_СЧ=24,82 м);

l_ПВ–длина полувагона для засорителей, м (l_ПВ=16,62 м);

l_КВ–длина концевого полувагона, м (l_КВ=16,62 м).

l₁=14,4+24,82+16,62·10+16,62+14,4=236,44 м.

Длина путеразборочного поезда l₂, м:

l₂=2∙l_т+ l_пл.пр.+ l_пасс.в +N_гр× l_гр+ N_мпд × l_мпд + l_пл.пр.+ l_кр., (20)

где l_т – длина одной секции электровоза, м;

l_пл.пр.- длина платформы прикрытия, м;

l_пасс.в - длина пассажирского вагона, м;

l_гр – длина грузовой платформы, м;

N_гр – количество грузовых платформ, шт;

N_мпд – количество моторных платформ типа МПД, шт;

l_мпд – длина моторной платформы типа МПД, м;

l_кр – длина укладочного крана по стреле типа УК-25/9-18, м.

N_гр=2∙N_пак^р(у) (21)

где N_пак^р(у) – количество пакетов при разборке и укладке, шт.

 (22)

где n^р(у)_зв – количество звеньев в одном пакете при разборке и укладке, шт.

n^р(у)_зв определяется по:

-- характеристикам участка на, котором производится ремонт;

-- характеристикам подвижного состава входящий в ПРП и ПУП поезд.

Количество звеньев в одном пакете по условию грузоподъемности платформы крана (Рисунок 9):

 (23)

где l^/_пак – длина пакета находящийся на платформе крана, м (l^/_пак=17м);

G_{пл.кран.} – грузоподъемность платформы крана, кг (G_{пл.кран.}=40000кг);

m_р.ш.р. – масса рельсошпальной решетки, кг.

m_р.ш.р.=2∙m_р+N_шп.зв×m_шп., (24)

где m_р – масса одного рельса, кг (m_р=1292кг);

m_шп – вес одной шпалы со скреплением, кг (m_шп=90кг);

N_шп.зв – количество шпал в одном звене, шп.

Рисунок 9–Схема расположения пакета на платформе крана

 (25)

.

m_р.ш.р.=2×1292+46×90=6724 кг.

Количество звеньев в одном пакете по условию грузоподъемности грузовой платформы:

 (26)

где G_пл.гр. – грузоподъемность грузовой платформы, кг (G_пл.гр.=60000 кг).

Количество звеньев в одном пакете по условию электрофицированности участков (Рисунок 10):

 (27)

где H_пак – высота занимаемая одним пакетом, м (из рисунка 10 H_пак=5750-1500-450-1450=2350мм);

H_зв – высота звена, м (H_зв =0,352 м).

Рисунок 10 – Схема к определению допустимой высоты пакета

Количество звеньев в одном пакете по условию вместимости унифицированного съемного оборудования (УСО) определяется по техническим характеристикам УСО-3АМ:

n_усо=6 (при всех видах шпал и типах рельсов).

Принимаем n^р_зв=6 шт.

пл.

Количество моторных платформ:

 (28)

где n_мот – количество пакетов перетягиваемых одной моторной платформой за один цикл, пак.

n_мотi определяется по трем условиям:

1) по канатоемкости барабана тяговой лебедки крана (S_л=75м);

n^s_мотi=S_л / l_зв, (29)

n^s_мот=75 / 25=3 пак.

2) по тяговому усилию барабана;

, (30)

где Д_р – диаметр ролика, м (Д_р=0,15м);

F_лi – тяговое усилие лебедки моторной платформы МПД, Н (F_л=29400Н);

d – диаметр цапфы ролика, м (d=0,12м);

b - коэффициент, учитывающий переход с платформы на платформу (b=1,5);

f – коэффициент трения качения в шарикоподшипниках (f=0,15);

m₁ – коэффициент трения качения рельсов о ролики, м (m₁=0,0004м);

i – наибольший уклон пути, (i=0,008).

пак.

3) По технологии перетягивания пакетов (Рисунок 11).

Сначала лебедка МПД перетягивает 2 пакета, что соответствует ее тяговому усилию. Затем, т.к. длины каната хватает на 3 пакета, он закрепляется на третьем пакете, который связывается четвертым пакетом, и вновь перетягиваются 2 пакета. Таким образом, одной лебедкой платформы МПД можно перетянуть 4 пакета.

Рисунок 11–Схема перетягивания пакетов

Следовательно принимаем из условия перетягиванию пакетов: n_мот=4 пак.

пл.

Принято N_МПД=2.

Число грузовых платформ

N_гр=14 - 2=12 пл.

l₂=2×18,2+14,2+14,0+14×14,2+2×16,3+1×14,2+44=354,2 м.

Длина путеукладочного поезда l₃:

Длину путеукладочного поезда находим, используя формулы, применяемые при расчете путеразборочного крана.

m_р.ш.р.=2×1618+46×250=14736 кг.

n_усо=6.

Принимаем n^у_зв=6 шт.

n^s_мот=75/25=3 пак.

Для МПД:

пак.

3) По технологии перетягивания пакетов.

С использованием обратного блока возможно перетягивать 4 пакета

Принимаем из технологии перетягивания пакетов с помощью обратного блока n_мот=4 пак.

пл.

Принято N_МПД=2. Число грузовых платформ

N_гр=14пл.

Значит l₃ =2×18,2+14,2+14,0+14×14,2+2×16,3+1×14,2+44=354,2 м.

Длина материальной секции разборщика (укладчика):

l_мср(у)=l₂₍₃₎ – l_рср(у), (31)

где l_рср(у) – длин рабочей секции разборщика (укладчика), м.

l_рср(у)=l_кр+n_пл×l_гр, (32)

где n_пл – количество не самоходных грузовых платформ в рабочей секции разборщика (укладчика), шт (n_пл=1 пл).

l_рср(у)=44+2×14,2=72,8 м.

l_мср=354,8 – 72,8=281,8м.

l_мсу=354,2-72,8=281,8 м.

Длина ХДС-1 и ХДС-2 состава l₄, м:

l₄₍₆₎=2∙l_т+l_х-д×N_х-д+ l_{пасс.в..}+l_т, (33)

где l_х-д – длина хоппер-дозатора вагона, м (l_х-д=10м);

N_х-д – количество хоппер-дозаторов в составе, шт.

 (34)

где V_ХДС-i – объем выгружаемого балласта, м³;

V_х-д – вместимость кузова, м³ (V_х-д=36 м³).

Необходимый объем V_необх, м³ :

V_необх = V_б- V_шп^/, (35)

где V_б – объем вырезаемого балласта без учета объема шпал, м³;

V_шп^/- объем занимаемый шпалами на участке длиной l_фр , м³.

V_б=А_в∙ l_фр, (36)

где А_в – площадь поперечного сечения выгружаемого слоя балласта без учета шпал, м( рисунок 12).

А_в= h_в (В_В+В_Н)/2,(37)

где h_в- высота от плеча балластной призмы до границы вырезанного слоя, м. В_В, В_Н–ширина соответственно верха и низа балластной призмы, м.

Рисунок 12–Схема к определению площади поперечного сечения выгруженного балласта

h_в=h_в^/+(h_шп-∆), (38)

где h_в^/–высота от подошвы шпалы до границы вырезанного слоя, м (h_в^/=0,2 м). h_шп – высота торцевой части шпалы, м (h_шп=0,15м);

∆ - расстояние от поверхности плеча балластной призмы до верхней границы шпалы, м (∆=0,03…0,02 м).

h_в=0,2+(0,15-0,02)=0,33 м.

В_В=7,3/2=3,65 м.

В_Н=3,5+ h_в ·1,5=3,5+0,33·1,5=4 м.

А_в=0,33(3,5+4)/2=1,24 м².

V_б=1,24∙1000=1240 м³.

Объем шпал на длине l_фр, м³:

V_шп^/ =V_шп∙ l_фр, (39)

где V_шп–объем шпал на 1 км, м³/км.

V_шп= В_шп∙(h_шп -∆)∙L_шп×N_эп, (40)

где В_шп – ширина шпалы, м (В_шп=0,3м); N_эп – количество шпал на 1 км пути, шт (N_эп=1840шт).

V_шп=0,3∙(0,15-0,02)∙2,7∙1840=194 м³/км.

V_шп^/ =194·1=194 м³. V_необх =1240-194=1046 м³.

V_ХДС-2=(h_шп-D)∙В_в∙l_фр –V_шп^/, (41)

V_ХДС-2=(0,15-0,02)∙3,5∙1000-194=261 м³.

V_ХДС-1= V_необх - V_ХДС-2, (42)

V_ХДС-1=1046 – 261=1025,5 м³.

ваг.

ваг.

l₄=2×18,2+22×10+14+18,2=288,6 м.

l₆=2×18,2+8×10+14+18,2=148,6 м.

Длина поезда с машиной ЭЛБ-3М l₅, м:

l₅=2∙l_т+l_элб, (43)

где l_элб – длина машины ЭЛБ-3М, м.

l₅=2∙18,2+50,5=86,9 м.

Длина выпровочно-подбовочного поезда l₇, м:

l₇=l_т+l_пасс.в.+l_пл.пр.+l_впо, (44)

l₇=18,2+14+14,2+27,9=70,5 м.

Длина состава динамического стабилизатора пути , м:

l₈=l_дсп+l_пл, (45)

l₈=17,4+ 9,1=26,5м.