Проектирование переходных кривых

Переходные кривые предназначены для соединения прямого участка пути с кривой заданного радиуса с целью обеспечения плавного перехода экипажей в кривой участок пути без толчков и ударов. На переходной кривой полностью осуществляется отвод возвышения наружного рельса и уширения колеи.

При проектировании переходных кривых выбирается их длина, геометрическое очертание кривой в плане и определяются координаты для ее разбивки. Длина переходной кривой определяется несколькими условиями, основным из которых является плавность устройства отвода возвышения на­ружного рельса. По этому условию искомая длина

где h - возвышение наружного рельса в кривой, мм;

i_доп - допускаемый уклон прямолинейного отвода возвышения,

где V_max - максимальная скорость движения по кривой, км/ч.

Найденная длина переходной кривой округляется до значения, кратного 10 м. Параметр переходной кривой С определяется из выражения, м²,

С = Rl₀.

Возможность разбивки переходной кривой проверяется по условию

φ₀ ≤ β/2,

где β - заданный угол поворота всей кривой (круговой и двух переходных);

φ₀ - угол поворота переходной кривой.

В случае невыполнения этого условия уменьшается длина переходной кривой. Уменьшение длины переходной кривой приводит к увеличению уклонов отвода возвышения, следовательно, скорость движения поездов необходимо ограничить:

V_max = 1/10i_доп.

Для разбивки переходных кривых известны различные способы. Рассмотрим наиболее распространенный на практике случай разбивки переходной кривой способом сдвижки центра О (рис. 3.8).

Разбивку переходной кривой производят в предположении, что на местности известно положение тангенса первоначальной круговой кривой (точки Т). Для определения положения начала переходной кривой (точки НПК) необходимо вычислить величину m₀. Из приведенной схемы (рис. 3.8) находим:

m₀ = m + FT;

FT = AO = P·tgβ/2, откуда

m₀ = m + P·tgβ/2. (3.12)

Неизвестные величины m и P определяются как

(3.13)

(3.14)

Зная положение начала переходной кривой НПК, координаты ее конца (x₀;y₀) в точке КПК вычисляются по уравнению радиальной спирали в параметрической форме:

Координаты точек переходной кривой через каждые 10 или 20 м вычисляются по уравнению радиоидальной спирали в прямоугольных системе координат:

(3.15)

Проектирование переходной кривой выполнялось на компьютере. Результаты сведены в таблицы 3, 4,5

Кривая R = 330 м

Таблица 3

i = 1,19 ‰

l₀ = 130 м

с = 42900 м∙м

p = 2,13 м

m₀= 65,67 м

Укороченные рельсы

В кривых участках пути внутренняя рельсовая нить короче наружной, поэтому при расположении стыков по наугольнику возникает необходимость укладки укороченных рельсов. Для каждой кривой выбираются тип укорочения, количество и порядок укладки укороченных рельсов.

Установлено четыре типа стандартных укорочений (см. таблицу 6).

Таблица 6.

Выбор типа укороченных рельсов для данной кривой производится по формуле

(3.16)

где S_i - ширина колеи по оси головки рельсов в пределах круговой кривой;

S_i = S_ПТЭ + b,

где b - ширина головки рельса;

S_ПТЭ - нормативная ширина колеи в кривых в зависимости от радиуса;

1_нр - длина нормального рельса;

R - радиус круговой кривой.

Вычислив величину укорочения по формуле (3.16), принимаем ближайшее большее стандартное укорочение.

Необходимое количество укороченных рельсов принятого размера определим из выражения

(3.17)

где Е - полное укорочение на всей кривой;

K - принятое стандартное укорочение;

Е = 2Е_пк + Е_кк,

где Е_пк - укорочение в пределах переходной кривой; определяется по формуле

где S_ср - средняя ширина колеи между осями головок рельсов в пределах переходной кривой;

где S₀ - ширина колеи между рабочими гранями головок рельсов в прямых участках пути.

Укорочение в пределах круговой кривой Е_кк определится как

где l_кк - длина оставшейся части круговой кривой после разбивки переходных кривых;

где β - полный угол поворота кривой с учетом переходных кривых;

φ₀ - угол поворота в пределах переходной кривой.

Укороченные рельсы укладываются в тех местах кривой, где накапливающийся забег стыков достигает половины при­нятого стандартного укорочения. Порядок укладки укорочен­ных рельсов определяется в табличной форме.