Верхнего строения пути

Специфика работы механизированных производственных баз такова, что переработка большого количества различных по составу материалов невозможна без достаточно развитого складского хозяйства.

Необходимость промежуточного складирования и хранения деталей и звеньев рельсошпальной решетки обусловливается неравномерностью их поступления на базы, колебаниями производительности и конструктивными особенностями основного технологического оборудования, а также неравномерностью потребления готовой продукции, связанной с особенностями режима укладочных работ на перегоне.

В этой связи для обеспечения ритмичной работы МПБ по сборке звеньев путевой решетки на ее территории предусматривается размещение складских помещений и открытых складов материалов верхнего строения пути и готовой продукции.

При проектировании складов решаются три основные задачи:

а) выбор типа складов;

б) разработка реконструкций и расчет параметров складов;

в) рациональное размещение складов.

По производственному назначению различают следующие типы складов:

приемные участковые, предназначенные для длительного хранения грузов, поступающих на базу с внешнего транспорта;

промежуточные технологические, предназначенные для размещения оперативного запаса деталей или звеньев рельсошпальной решетки и выполняющие функцию накопителей; они размещаются в зоне действия кранов, обслуживающих поточные линии;

межоперационные и внутрицеховые склады-накопители, создаются при сложных высокопроизводительных сборочно-разборочных комплексах.

Размещение складов на территории базы должно удовлетворять следующим требованиям: снижение времени выполнения погрузочно-разгрузочных работ; сокращение простоя подвижного состава; создание оптимальных условий формирования рабочих поездов, отправляемых с базы и принимаемых с перегона; исключение встреч и пересечений грузопотоков; соблюдение пожарной безопасности.

Технологический запас, а отсюда вместимость закрытых и открытых складов в зависимости от годового объема работ составляют: новые материалы ¾ балласт 50 % (для ПМС, работающих с промежуточными складами щебня); рельсы, шпалы, скрепления, готовые звенья ¾ 20 %; старогодные материалы ¾ рельсы, скрепления, шпалы, звенья путевой решетки ¾ 10 %.

3.5.1. Складирование рельсов

На производственных базах ПМС складируются новые рельсы, поступающие для сборки, и старогодные, получаемые в процессе разборки. Рельсы разделяют по типам, длине и степени износа. Складирование ведется штабелями на подготовленное основание. Подготовка основания заключается в планировке площадки и установке поперечных прокладок ¾ слег из отрезков старогодных рельсов. Их количество принимается от 3 до 5 в зависимости от длины рельсов. Слеги укладываются на шпалы и крепятся костылями.

Рельсы укладываются на подошву рядами. Между рядами укладывают поперечные прокладки. Количество рельсов в ряду зависит от ширины штабеля, определяемой размерами площадки складирования, типом склада, соблюдением условий габарита, типом используемых грузоподъемных кранов. Для промежуточных технологических и внутрицеховых складов применяется четное количество рельсов в ряду. Это обусловлено тем, что из таких складов рельсы подаются на сборочную линию парами.

Число рядов по высоте штабеля зависит от типа склада, конструкции грузозахватных приспособлений и мер, обеспечивающих безопасность производства работ. В технологических складах при использовании грузозахватных приспособлений с ручной строповкой и отстроповкой наибольшее распространение имеют штабели с пирамидальным сечением (рисунок 3.1) с 4¾ 6 рядами рельсов. Между штабелями рельсов устраиваются разрывы длиной 1¾ 2 м.

Рисунок 3.1 - Схема пирамидального штабеля рельсов

Основные задачи при проектировании складов:

1) определение параметров штабелей при заданном количестве складируемых рельсов;

2) определение вместимости склада при известных параметрах штабелей.

Рассмотрим определение длины склада и параметров штабелей рельсов на примере.

Пример.Требуется рассчитать параметры штабелей при складировании 400 штук рельсов типа Р65 длиной 25 м. Ширина прокладки для склада по габаритно-планировочным условиям составляет 4 м. Штабели формируются на складах без ограждающих конструкций. Для грузовых операций используется козловой кран с траверсой, оборудованной клещевыми захватами с ручной строповкой и отстроповкой.

Определим наибольшее количество рельсов n, размещаемых в нижнем ряду штабеля:

, (3.12)

где А ¾ ширина площадки, на которой складируются рельсы, 4000 мм; D ¾ средний зазор между кромками подошвы двух рядом стоящих рельсов, D = 5...20 мм, примем D =10 мм; а ¾ ширина подошвы рельса, мм, для рельсов Р65 а =150 мм.

Подставив соответствующие значения в формулу (3.12), будем иметь:

шт.

округлив до четного числа в меньшую сторону, примем n ₁= 24 шт.

Определим общее число рельсов в штабеле, если в нижнем ряду их 24, а в каждом выше расположенном на 2 меньше, т.е. a = 2.

шт. (3.13)

Таким образом, максимальное количество рельсов в одном штабеле не должно быть больше 156 шт. Следовательно, заданный объем склада следует разбить на несколько штабелей.

Однако, учитывая ручную строповку, принимаем в штабеле шесть рядов, т.е. К = 6.

Определим количество рельсов в шестом ряду по формуле:

=24-2 (6-1)=14 шт. (3.14)

Количество рельсов в одном штабеле из 6 рядов составит

=(24+14) =114 шт. (3.15)

Разобьем заданный объем склада на 4 штабеля.

S ₁= S ₂= S ₃=114 шт. и S ₄=58 шт.

Определим высоту штабеля из 6 рядов при толщине прокладок 50 мм по формуле:

H = K (h + b) - b, (3.16)

где b ¾ толщина прокладки между рядами; h ¾ высота рельса мм, для Р65 h =180 мм.

Тогда

H = 6 (180+50)-50=1330 мм.

Общая длина склада (рисунок 3.2) при разрывах между штабелями в 2 м будет равна:

. (3.17)

где l _p ¾ длина рельсов, м; К _ш ¾ количество штабелей, К _ш = 4,

м.

Рисунок 3.2 - Схема складирования рельсов

3.5.2. Складирование шпал

На производственных базах ПМС применяется штабельное складирование деревянных и железобетонных шпал, штабель формируется из отдельных пакетов, размеры которых определяются грузоподъемностью крана и конструкцией грузозахватных устройств. При использовании козловых кранов грузоподъемностью 10 т количество деревянных шпал в пакете составляет 100¾ 110 шт., железобетонных ¾ 32 шт.

Шпалы складируются вдоль выгрузочных путей на очищенной и спланированной площадке с соблюдением горизонтальности рядов и располагаются под консолями козловых кранов. Шпалы железобетонные и деревянные, как новые, так и старогодные, укладываются в штабели длиной 24 м по 16 рядов. Разрывы между штабелями составляют 2 м, и через каждые три штабеля необходимо оставлять противопожарный разрыв для железобетонных шпал 4 м, для деревянных 25 м.

Расчетная схема такая же, как и для звеньев путевой решетки (рис.3.3), с учетом того, что длина штабеля шпал составляет 24 м. Число штабелей шпал определяется выражением:

, (3.18)

где N ¾ запас шпал, км; n _э ¾ число шпал на 1 км пути, шт./км; n _ш ¾ число шпал в штабеле, шт.

Число шпал в штабеле составляет:

деревянных ¾ 1536 шт.;

железобетонных ¾ 1280 шт.

Необходимая развернутая длина пути для складирования шпал определяется по формуле:

,

где l _ш = 24 м ¾ длина штабеля; а = 25 (4) м ¾ разрыв через каждые 3 штабеля (для деревянных и железобетонных шпал).

Подставляя известные значения и преобразуя формулы, получим: для деревянных шпал

L _ш=33, 7 K _ш - 25, (3.19)

для железобетонных шпал

L _ш=26, 7 K _ш - 4. (3.20)

Рисунок 3.3 - Схема складирования шпал

3.5.3. Складирование скреплений

Детали промежуточных и стыковых скреплений поступают на базы большей частью россыпью. Отдельные детали раздельного типа скреплений могут поступать в упаковочной таре.

Скрепления, как новые, так и старогодные, хранятся на базе в штабелях, контейнерах или бункерах. Мелкие детали скреплений ¾ болты, шайбы, рельсовые соединители ¾ хранятся в закрытых складах. При сборке звеньев на открытых площадках скрепления располагают под консолями козловых кранов в зоне сборки, при сборке в крытых помещениях ¾ под консолями козловых кранов в крытых бункерах перед цехом сборки. Наиболее предпочтительны заглубленные бункеры, обеспечивающие выгрузку деталей скреплений через люки полувагонов. Такие бункеры изготавливаются из железобетонных плит с гидроизоляцией и имеют крышки.

Ширина бункера должна обеспечивать возможность работы крана с магнитной плитой. Так как диаметр магнитной плиты составляет примерно 1 м, то ширина бункера В должна быть более 1, 5 м. Длина бункера закрытого типа, наземного или заглубленного, определяется по формуле:

, (3.21)

где м ¾ масса складируемых элементов скреплений, т; 7, 8 ¾ плотность металла, т/м³; К ¾ коэффициент объемного заполнения; h ¾ высота для наземного или глубина для заглубленного бункера, м; В ¾ ширина бункера, м; d ¾ толщина стенки бункера, м.

Так как для каждого вида скреплений свой коэффициент заполнения, то, следовательно, необходимо произвести расчеты отдельно для каждого типа скреплений, а значит, выполнить большой объем расчетов. В курсовом и дипломном проектировании для уменьшения расчетов можно принять средний коэффициент заполнения в зависимости от типа шпал: деревянные шпалы ¾ К = 0, 3; железобетонные шпалы ¾ К = 0, 4. По нормам расхода материалов определим массу скреплений на 1 км ¾ m.

При деревянных шпалах m @ 60 т, при железобетонных m @ 45 т. Тогда длина бункера для скреплений на 1 км составит (толщиной стенки бункера как малой величиной пренебрегаем):

. (3.22)

Отсюда при деревянных шпалах

,

при железобетонных шпалах

.

Тогда развернутая длина бункеров для хранения скреплений

l _ск= N l _км,

где N ¾ запас скреплений на 1 км.

3.5.4. Склад балластных материалов

При производстве работ по капитальному ремонту пути балластные материалы (щебень, асбестовый балласт) на место укладки выгружаются за несколько приемов. Щебень, выгружаемый в период “окна” для засыпки шпальных ящиков и выправки пути перед открытием перегона, называют “технологическим” щебнем и привозят его обычно со склада балластных материалов, который в зависимости от местных условий располагается на производственной базе либо на одной из промежуточных станций, находящихся ближе к месту работ. Потребность в балластных материалах на 1 км пути при различных вариантах организации работ представлена в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Потребность балласта, м³/км

Емкость склада балластных материалов, их путевое развитие определяются двумя факторами: потребностью в технологическом щебне, который в зимний период могут дать щебеночные заводы, обеспечивающие ПМС, и площадью склада. Объемы технологического щебня обычно колеблются в пределах от 18 до 60 % годовой потребности.

Наиболее часто склады балластных материалов имеют емкость в пределах 30...50 тыс. м³.

На складах балластных материалов пути по своему назначению могут быть разделены на 4 вида:

а) разгрузочные ¾ для разгрузки прибывшего балласта;

б) погрузочные ¾ для погрузки щебня в подвижной состав;

в) для стоянки подвижного состава и производства маневров;

г) для прохода и работы механизмов на железнодорожном ходу.

На одном пути склада может совмещаться несколько операций.

Для отсыпки штабеля балласта на заранее подготовленную площадку по его оси укладывается выгрузочный путь. Щебень из подвижного состава выгружается на обе стороны пути. Затем балластером путь поднимается на выгруженный слоями по 20¾ 25 см щебень на высоту до 1 м, с дальнейшей его выправкой для подачи следующих составов. После этого щебень выгружается на откосы насыпи. От пути щебень отваливается стругом-снегоочистителем на полный размах крыла в каждую сторону. Затем вновь производится отсыпка насыпи на высоту около 1 м. Так процесс повторяется. В результате штабель имеет ширину по верху 15 м (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 - Схема отсыпки штабеля балласта с одного разгрузочного пути

При короткой площадке укладывается два выгрузочных пути с междупутьем в 14¾ 17 м. На них поочередно производится выгрузка щебня из подвижного состава с последующей подъемкой пути балластером и отвалкой щебня от пути стругом. После заполнения обоих штабелей на высоту 2¾ 3 м их соединяют вместе, и образуется общий штабель шириной по верху 32¾ 33 м (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 - Схема отсыпки штабеля балласта с двух разгрузочных путей

По окончании складирования балласта выгрузочный путь разбирают, а материалы используют для укладки погрузочных путей.

Балластные материалы на склад обычно прибывают целыми составами, поэтому все обустройства склада должны обеспечивать минимальные простои подвижного состава под разгрузкой и погрузкой.

Длина путей зависит от емкости и размеров склада, способов образования штабелей, методов погрузки материалов, типов применяемых погрузочно-выгрузочных механизмов и ряда других факторов.

Емкость склада W _ск зависит от видов ремонтов пути, выполняемых ПМС, и расчетного годового объема работ N и определяется выражением:

W _скл=0, 5 N V _об, (3.23)

где N ¾ годовой объем работ ПМС, км; V _об ¾ общий расход балласта на 1 км пути, принимается по табл. 3.7.

Необходимая длина погрузочного пути на складе балласта определяется по длине штабеля и вытяжки для размещения хоппер-дозаторов с локомотивом.

Длина и поперечное очертание штабеля выбираются с учетом потребного объема складирования, типа погрузочных механизмов и местных топографических условий.

Расчетная схема с необходимыми размерами штабелей балласта приведена на рисунке 3.6.

Из схемы продольного профиля штабеля балласта видно, что длина пути складирования балласта будет равна:

l _от + + l _з, (3.24)

где l _от ¾ длина отвода разгрузочного пути с уклоном не более 15 ‰, м;

Рисунок 3.6 - Поперечный и продольный профили штабелей балласта:

а ¾ поперечный профиль при двух путях складирования; б ¾ поперечный профиль при одном пути складирования; в ¾ продольный профиль штабеля

¾ длина штабеля балласта в его середине, м; l _з ¾ длина заложения откоса штабеля, м.

При высоте штабеля h _ш, которая обычно принимается в пределах 4...6 м, и уклоне отвода i = 0, 015

l _от = h _ш/0, 015. (3.25)

Длина заложения откоса штабеля определяется зависимостью:

l _з= h _ш m, (3.26)

где m ¾ крутизна откоса, принимается обычно 1, 5.

Длина штабеля в средней его части будет равна:

, (3.27)

где ¾ объем балласта в средней части штабеля,

= W _ск - W _зал - W _от, (3.28)

где W _от, W _зал ¾ объем балласта на отводе и в заложении; w ¾ площадь поперечного сечения штабеля,

, (3.29)

W _зал= , (3.30)

W _от= . (3.31)

Наиболее часто применяемые схемы расположения путей при погрузке щебня экскаватором на железнодорожном ходу приведены на рисунке 3.7. Схема а, предусматривает отправку щебня со склада одним поездом. При погрузке двух поездов для лучшего использования

Рисунок 3.7 - Схема путей на складе щебня:

а ¾ при погрузке в один поезд; б ¾ при погрузке в два

поезда; в ¾ при погрузке в большее число поездов

погрузочных механизмов необходимо иметь тупик (схема б), при погрузке более двух поездов погрузочных ¾ обгонный путь (схема в).

Минимальная длина пути погрузки щебня в хоппер-дозаторы (см. рис.3.7) определится зависимостью:

l _п= l _ск + l _хд. (3.32)

Длина хоппер-дозаторной вертушки в составе n хоппер-дозаторов, локомотива ТЭ-2 и пассажирского вагона будет равна:

l _хд= n l _хд + l _лок+ l _пв. (3.33)

Количество хоппер-дозаторов n определяется по зависимости:

n= , (3.34)

где V _в ¾ объем балласта, необходимый для выправки пути и засыпки штабельных ящиков, принимается по табл. 3.6; V _хд ¾ объем одного хоппер-дозатора, который равен для ЦНИИ-ДВЗ ¾ 32, 4 м³; l _хд ¾ длина одного хоппер-дозатора, принимается 10, 9 м; l _лок ¾ длина локомотива, для ТЭ-2 l _лок = 24 м; l _пв ¾ длина пассажирского вагона, принимается равной 24, 6 м.