Екі блокты бетон шпалдары, Моноблок бетон шпалы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

ТЕМІР ЖОЛ ШПАЛДАРЫ МЕН ЖЕЛІДЕ ПАЙДАЛАНЫЛАТЫН ҮЛГІЛЕРДІ ЖАН-ЖАҚТЫ ТЕКСЕРУ, ШПАЛДАРДЫҢ ӘРТҮРЛІ ТҮРЛЕРІН ЗЕРТТЕУ

КІРІСПЕ

Халықтың үздіксіз өсуіне және еліміздің және әлемнің тұтынуына байланысты сенімді және тиімді көлік желісіне қажеттілік үнемі артып келеді. Темір жолдар жүктеме мен жолаушылардың тұтынылатын энергияға арақатынасын қарау жолымен жүргізілген зерттеулерге осы қажеттілікті қанағаттандыра алатын негізгі көлік түрі болып табылатыны айқындалды.
Тасымалдаушы көліктер өсіп келе жатқан қажеттіліктерін үнемді, жайлы және қауіпсіз қанағаттандыруды қамтамасыз ету үшін бүгінде жаңа темір жолдар салынуда және осы қажеттілікті қанағаттандыра алатын сапаға қол жеткізу үшін қолданыстағы темір жол желілерін жаңарту бойынша күш-жігер жұмсалуда.
Теміржолдарды салу және қайта жаңарту кезіндегі негізгі элементтердің бірі теміржол шпалдары болып табылады. Темір жол шпалдары темір жол желілерінің неғұрлым маңызды құрылыс блоктарының бірі болып табылса да, шпалдардың түрлері, функциялары мен пайдалану салалары, сондай-ақ олардың құны мен қызмет ету мерзімі қорытылатын ғылыми зерттеулер сирек жүргізіледі. Бұл бағытта негізгі міндеті поездардан жүктемелерді рельстен балласт пен топыраққа беруді қамтамасыз ету және жолдың тұрақты геометриясын сақтау болып табылады. Қазіргі уақытта әртүрлі типтерді сәйкестендіруші әзірленуде, талдау бойынша зерттеу шеңберінде жинау үшін шпалдарды пайдаланудың қызмет ету мерзімін және өндіріс пен құрылысқа жұмсалатын шығындарды анықтау үшін арнайы функциялармен ауқымды әдебиетті қамтитын зерттеу жобасын жасау қажеттігі анықталды.
Осы магистерлік жобаның шеңберінде теміржол шпалдарының негізгі түрлері қаралды, олар негізінен әлемде және Қазақстанда пайдаланылатын, қазіргі уақытта сынақ кезеңінде тұрған немесе ерекше қажеттіліктер нәтижесінде әзірленген теміржол шпалдарына баса назар аударылды. Ағаш, болат және темір-бетон шпалдарын өндіру тәсілдері туралы мәліметтер жиналды, олар өткен және бүгінгі күндері барынша белсенді пайдаланылады.
Әдебиетке шолу жасау барысында темір жолдардың қозғалыс жылдамдығы мен салмағының артуы, сондай-ақ жайлылық қажеттілігі ағаш және болат шпалдарды пайдаланудың қысқаруына әкеп соқтырғаны анықталды. Алайда темір-бетон технологияларын дамыту да, жаһандық бәсекелестік жағдайларда темір-бетон шпалдарын пайдалануды ұлғайтқаны байқалды. Осы себептен жобаны жалғастыруда темір-бетон шпалдарының бірегей қасиеттеріне баса назар аударылды.
Пайдаланылатын темірбетон шпалдарының арасында әдеттегі және жоғары жылдамдықты теміржол желілерінде В70 үлгісіндегі моноблокты темірбетон шпалдары неғұрлым артықшылықты екендігі анықталды. Сондықтан диссертацияның мазмұнында осы шпалдардың техникалық сипаттамаларына, өндіріс нормаларына, сапаға және конструктивті келісулер мен сынақтарға көбірек назар аударылады.

1 ТАРАУ.

Балластты темір жолдарда рельстер шпалдарға тіркеледі және осылайша темір жолдың жоғарғы құрылысын құрайды. Негізінен ағаш және бетон шпалдары пайдаланылады, бірақ болат шпалдар да сирек пайдаланылады, бірақ салыстырмалы түрде әлдеқайда аз. Темір-бетон шпалдарының оңтайлысы климаттық жағдайлардың оларға өте аз әсер ететіндігі болып табылады. Белгілі бір жағдайларда темірбетон шпалдарының қызмет ету мерзімі ағаш шпалдармен салыстырғанда айтарлықтай үлкен. Бұл қызмет мерзімі іске асырылуы үшін рельстің геометриясы мен дәнекерлеу орнынан басқа, қабат пен балласт тіреуішінің сапасы жақсы болуы қажет. Алайда темірбетон шпалдары 25-300 Гц жиілік диапазонындағы соққы жүктемелеріне ерекше сезімтал.
Шпалдарда пайдаланылатын бірінші материал ағаш болып табылады. Ағаш іздеудің қиындығынан және оның сыртқы факторларға қатысты әлсіздігінен болат шпалдар 1880 жылдары қолданыла бастады және ұзақ уақыт қолданылды. Бетон технологиясының дамуымен бетон шпалдары 1950 жылдан кейін қолданыла бастады және олар екі санатқа бөлінеді:
* Екі блокты бетон шпалдары,
* Моноблок бетон шпалы.
Бүгінде әлемде 3 миллиардтан астам шпал пайдаланылады, оның 500 миллионы бетон шпалдары. Жыл сайын 2-5% шпал ауыстырылады. Қазіргі уақытта дәл осы бетон ауыстырмасы көбінесе поездардың жаңа желілерінде пайдаланылады. Алайда кейбір желілерде ағаш шпалдар да пайдаланылады. Болат шпалдарды қолдану қысқарады, оларды позицияларда темір-бетон немесе ағаш шпалдармен алмастырады, ал жаңа желілерде олар пайдаланылмайды.
Шпалдың ең қолайлы түрін таңдау үшін әрбір желіде келесі факторларды бағалау мен есептеуді қоса алғанда, техникалық-экономикалық талдау жүргізу қажет.
* Өндіріске және сатып алуға арналған шығыстар,
* Ұйықтап жатқан адамның өмірі,
* Қосу және құрастыру құны,
:: Техникалық қызмет көрсету құны,
* Қызмет мерзімінің соңындағы сынықтардың құны (Esveld, 2014).

1.1 Жобаның мақсаты
Мақсатымыз әлемде, елімізде пайдаланылатын шпалдардың түрлерін таныстыруға, темір-бетон шпалдарын өндіру стандарттары мен өндіру әдістерінің қалай орындалып жатқанын толық түсіндіруге бағытталған. Халықаралық стандарттарға сәйкес және дұрыс теміржол шпалын таңдау байланысты өлшемдерді айқындау, сондай-ақ бұл таңдаудың теміржол желісінің сипаттамаларына, құрылыс әдісінің типіне және шығындарға әсерін айқындау.
Бүгінде салынып жатқан теміржолдарда шпалдарды таңдау жүзеге асырылатын критерийлерді зерделеу және нәтижелерді анықтау үшін қолданыстағы теміржол желісінде зерттеулер жүргізілетін болады және шпал түрінің сызық сипаттамасына әсері анықталатын болады. Осы тексерулердің нәтижесінде желіде пайдаланылатын шпал материалдарының бағасын және сынақ желісіндегі шығындарды анықтау әрекеті жасалатын болады, бұл желі түрінің өзгеруі нәтижесінде басқа материалдардың бағасын және құрылыстың бағасын түсінуге және бастапқы нүктені жасауға оңай болады.
1.2 Әдебиет іздеу
Біздің еліміздегі және әлемдегі темір жолдар туралы көптеген жазба көздер бар. Жобаның мазмұнын жасау кезінде теміржолдың қондырмасы мен инфрақұрылымы туралы жазылған материалдар пайдаланылды. Темір жолдарда пайдаланылатын шпалдардың түрлері, олардың сипаттамалары, артықшылықтары мен кемшіліктері туралы зерттеулер әдетте темір жолдар туралы жазылған мақалалардан, кітаптардан және журналдардан алынады.
Бұдан басқа, моноблокты темірбетон шпалдары өндірісінің стандарттары және қолданылатын сапа сынақтары мен конструкциялар еліміздің темір жолдарының мемлекеттік кәсіпорны, халықаралық стандарттар үшін пайдаланылды. Сондай-ақ осы мақсатта ол өзінің темір жолдарында пайдалануға рұқсат берген шпалдар үшін дайындаған техникалық ерекшеліктер пайдаланылды.
Тағы да, біздің елдегі, әсіресе еуропалық темір жол әкімшіліктеріндегі шпал конструкциясына қатысты дауыс беруге құқығы бар ХТЖО (Халықаралық темір жол одағы) белгілеген жобалау стандарттары осы бөлімдегі ең ірі әдебиет көзіне айналды.
1.3 Гипотеза
Шпалдар кәдімгі желілердегі, жүрдек поездар желілеріндегі, тіпті метро және трамвай желілеріндегі жолдың жоғарғы құрылысының маңызды бөліктерінің бірі болып табылады.
Ағаш және болат шпалдарды пайдалану қазіргі уақытта едәуір қысқаруда, тіпті жаңадан салынып жатқан темір жолдарда болат шпалдарды пайдалану ерекше талаптарды сақтаған кезде ғана мүмкін болады. Шпалдардың басқа екі түрінен айырмашылығы, темір-бетон шпалдары миллиметрге рұқсат етіліп, өте жоғары дәлдікті және сапалы дайындау әдістері жасалады, ал оларды пайдалану саласы мен пайдалану пайызы ұлғайып келеді.
Сапалы темір-бетон шпалдарын өндіру қолданыстағы стандарттарды сақтауға, дайындау сапасына және әсіресе дұрыс жобалауға байланысты. Желінің қажетті қауіпсіздігі мен орнықтылығын, сондай-ақ ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін шпалдарды пайдалану мүмкіндігі өндіріс жағдайларымен және дұрыс жобалаумен тығыз байланысты.
Теміржолды жобалау және салу кезінде теміржол шпалының дұрыс түрін таңдау салынып жатқан теміржолдың жайлылығына, қызмет ету мерзіміне және құнына тікелей әсер етеді.
Бұдан басқа, дұрыс жол түрі бар сенімді және қымбат емес теміржол жолын жасау тәсілі белгілі бір стандарттар бойынша сапалы дайындалатын қолайлы теміржол шпалын таңдауға байланысты.

2 .ТАРАУ
ТЕМІР ЖОЛ КОНСТРУКЦИЯЛАРЫНДА ПАЙДАЛАНЫЛАТЫН ШПАЛДАРДЫҢ ТИПТЕРІ

Шпалдар рельс пен балласттың арасында орналасқан шанақ төсемінің элементі болып табылады. Алғашқы темір жол желілерінде рельстер тікелей жерге төселген блоктарға орнатылды. Кейінірек жүктемені жақсы бөлу үшін балласттар мен шпалдар қажет болды.
Шпалдар мынадай міндеттерді орындайды деп күтілуде:

* Рельстен балластқа жүктемені дұрыс беруді және бөлуді қамтамасыз ету үшін,
:: Рельстерді 120 немесе 140 еңістігі бар шпалдармен бекітуді қамтамасыз ету (Вагондардың бүйірлері қапталған және белгілі бір еңістігі болуы тиіс. Осындай күйдегі бандаждар рельске орналасуы үшін тұтқаларға ішке бірдей еңіс беру қажет. Бұған сондай-ақ тұтқаның астында орналасқан отырғызу орындарына сызық жағына қарай еңіс беру есебінен қол жеткізіледі),
:: Көлденең және тік бағыттарда жеткілікті механикалық беріктігі болу
:: Рельстердің тұрақтылығын қамтамасыз ету;
Биіктік сияқты (көтерілу мен құлауда),
* Орталық және көлденең күштерге қарсы бүйірлік, осы бойлық бағытта рельспен жүру кезінде тежеу, жылдамдату және температураның өзгеруі кезінде туындайтын күштерге қарсы.
* Рельстердің вибрациясын жұмсарту және дыбыс толқындарының қоршаған ортаға әсерін төмендету
* Екі рельс арасындағы барабар электр оқшаулауды қамтамасыз ету. Жатын шпалдар үшін қажетті сипаттамалар:
:: Климатқа өзімділік,
:: Икемділік,
:: Сынуға және сындыруға төзімділік,
* Рельстермен қарапайым және тұрақты қосылу,
* Табиғи құбылыстардың зиянды әсеріне төзімді болу,
* Арзан және ұзақ мерзімді болу.

Бұл бөлімде негізінен Қазақстан мен әлемде қолданылатын шпалдардың түрлері айтылады.

2.1 Болат шпалдар
Олар жұмсақ болаттан жасалған. Олардың бастары тырнақшалармен жабылғандықтан. Егер рельс пен кесу арасындағы қосылыс тиісті түрде ұсталмаса, рельстік және көлденең әсерлердің астында тұрған жерде ысыраптар болады. Шпалдың көлденең қимасындағы отырғызу салдарынан тозу нәтижесінде осы жердегі беріктік төмендейді, жарылу мен сынуды тудырады. Осыған байланысты байланыс идеалды болуы тиіс.
Бұл шпалдар қазіргі уақытта олардың жеңіл салмағына, қызмет көрсетудің күрделілігіне және оқшаулау проблемаларына байланысты жиі пайдаланылмайды. Болат шпалдар шу тудырады, бұдан басқа оқшаулау проблемалары салдарынан олар үшін дабыл беру үшін арнайы жабдық қажет.
Болат шпалдары климатта маңызды рөл атқарады. Олар ылғалды климатта тотығып, шіриді, олардың қызмет ету мерзімі өте қысқа. Алайда климаты ылғалды емес, балласт жақсы және ол шағын қозғалысты жолдарда 50 жылға жетеді
Болат шпал 2.1-суретте көрсетілгендей, аударылған U-тәрізді пішінге оралған, ал шпалдың ұштары балласты сығу үшін прокацияланған. Болат шпалдар төмен көміртекті болаттан жасалады, созылуға барынша беріктігі 40-50 кгмм2 құрайды.
Тұтастай алғанда болат шпалдардың артықшылықтары:
* Аз салмақтың арқасында монтаждаудың қарапайымдылығын қамтамасыз етеді,
:: Шағын монтаждау биіктігінің арқасында желіде аз балласт қажет,
:: Олардың ұзақ қызмет ету мерзімі бар ,
:: Оларды аздаған салмақтың арқасында тасымалдау оңай,
:: Өз нысанына байланысты жеңіл сақтауды және шағын қойма кеңістігін талап етеді,
:: Олар алюминотермит көздеріне қарсы тұра алады,
:: Толық өңделуі мүмкін,
:: Олар отқа төзімді,
:: Рельстерде оңай құрастырылады және бөлшектенеді.
Кемшіліктер:
:: балласт соққыны жұмсарта алмағандықтан өзінің қасиеттерін тез жоғалтады.
* Темір-бетон шпалдармен салыстырғанда көлденең тартымның кедергісі төмен,
* Желінің дренаждық функциясы балластық астықтардың өз қасиеттерін тез жоғалтатындықтан жоғалады,
:: Оларды ылғалды климаттық жағдайларда және құрамында тұздары бар су қоймаларына жақын жерлерде пайдалану тотығу мен өтімділікті жоғалтады,
:: Теміржол өтпелерінде шу мен вибрацияны басу қабілеті аз,
* Рельстерді орналастыруға арналған орын әлсіз. Жарықтар осы салада жоғары жылдамдықтар мен жұмыс жүктемелері кезінде пайда болуы мүмкін,
:: Температураның жоғары өзгеруі кезінде сызықтың ұзаруы ұлғаюы немесе азаюы мүмкін,
:: Олар электр тогын өткізеді,
:: Ағаш шпалдарымен салыстырғанда тұрақтылығы, икемділігі және ыңғайлылығы аз.

2.1.1 Y типті болат шпалдар

Y типті болат шпалдар бір бейіндегі екі S-тәрізді керілген көтергіш және екі жалпақ көтергіш бөліктен тұрады. Болат пішіндердің бір-бірімен қосылуы әрбір көлденеңінде екі төменгі және екі жоғарғы белдеуі бар бүркеніштің пайда болуы жолымен қамтамасыз етіледі. Y-типті болат шпалдар жұп орналасқан және шпалда рельстің үш тірек мойынтіректері болады. Y типті болат шпалдың сызбасы 2.2-суретте келтірілген.
Y типті болат шпалдардың артықшылықтары:

:: Көлденең және бойлық сырғанауға жоғары қарсылыққа ие,
* Шағын монтаждау биіктігі кезінде балласт мөлшерінің ұлғаюын қамтамасыз етеді,
:: Салмағы аз және габариттерде жеңіл тасымалданады және жиналады,
:: Жоғары айналдыру қасиеттері мен раманың қаттылығы бар,
:: Толық өңделеді
:: Олардың мерзімі ұзақ.

Кемшіліктер:

* Бұрғылау дайындау үшін арнайы станоктар қажет,
:: Қолдау қиын,
:: Сұраныстың төмендігінен және өндірушілер санының көп болмауынан баға жоғары,
* Оның бүйірлік әсерлерге төзімділігінен сызықтағы осьтік ауытқуларды түзету қиын

2.2 Ағаш шпалдар
Ағаш шпалдар жүктемені басқа шпалдарға қарағанда жақсы бөледі. Осы себептен ағаш шпалдар сапасы төмен жабындарда балласттың төмен биіктігін қамтамасыз ету үшін пайдаланылады. Алайда құнының жоғары болуына және қызмет мерзімінің қысқа болуына байланысты Еуропада олардан бас тарта бастады. Бұдан басқа, ағаш шпалдарын пайдалану ағаштарды кесудің алдын алу тұрғысынан айтарлықтай қысқарды.
Ағаш шпалдары Америкада 95% -ға пайдаланылады. Қатаң шпалдардың қызмет ету мерзімі 30-50 жылды құрайды, жыл сайын 16 миллион шпал ауыстырылады. Ағаш шпалдың астындағы қысым бетон шпалмен салыстырғанда үштен бірін құрайды. Еуропада ағаш шпалдарын жасау үшін көбінесе бук пен емен пайдаланылады.
Ағаш шпалдардың ең үлкен артықшылығы - олар икемді және балласт қабатына жүктемені жақсы бөледі. Осыған байланысты мұндай шпалдарды әдетте әлсіз жабындарда пайдаланады. Бұдан басқа, жақсы электр оқшаулауының арқасында оларды қандай да бір қосалқы құрылғыларды қажет етпей дабыл және электр желілерінде пайдалануға болады. Ағаш жапсырмадағы төмен үйкеліс балласттың зақымдануын барынша азайтады. Осы себептен темірбетон шпалдарынан айырмашылығы ағаш шпалдары бар теміржол аймақтарында балласт материалы ретінде әктасты қолдануға рұқсат етіледі. Ағаш жапсырманың жеңілдігі - тағы бір артықшылық.
Ағаш шпалдардың жетіспеушілігі олардың қызмет ету мерзімі өте аз, олардың бастапқы құны жоғары, ал бүйір кедергісі жоғары жылдамдықты желілер үшін аз. Отқа төзімділіктің төмендігі және оларға ылғалдың әсер ететіндігі де ағаш шпалдардың ең үлкен кемшіліктері болып табылады.
2.2.1 Ағаш шпалдарын қолдану

Шикі шпалдарды ашық ауада 1-2 жылға жуық кептіреді. Осыдан кейін оларға жоғары қысымдағы ыстық пеш майымен (креозотпен) су өткізбеушілік беріледі (сіңіреді). Бұл ретте сіңдіру материалы шпалға тек талшық түрінде ғана енеді. Бұл материалдың сіңдіру кезінде мүмкіндігінше үлкен ішкі алаңға әсер етуі өте маңызды.
Сіңіру аяқталған кезде ағаштың текше метріне шамамен 500 кг пеш майы сіңіріледі .
Ағаш шпалдарға беру үшін препараттардан іздейтін негізгі қасиеттері:

* Препаратты уақыт өте келе жууға болмайды, яғни ол суда ерімеуі тиіс, сонымен қатар оның антисептикалық әсері жақсы болуы тиіс,
:: Ол ағашқа оңай кіруге тиіс, ағашқа біртекті енуге тиіс,
:: Ағаштың механикалық қасиеттерiн өзгертпеуге тиiс,
:: Шпалдармен жанасатын қондырманың темір бөліктерін зақымдамауы тиіс (жалғау материалдары),
:: Ол қызметкерлер мен табиғатқа зиян келтірмеу үшін улы болмауы тиіс
Ағаш шпалдар қысым, күн және жаңбыр суы әсерінен уақыт өткен сайын бойлық бағытта жарылуға ұшырайды. Жарықшақтар күтілетін шпалдармен алдын алынады:
АҚ ҰК ҚТЖ әлі күнге дейін болат көпірлерде пайдалану үшін ағаш шпалдарды сатып алады, өйткені оларды шпалдарында оңай пайдалануға болады. Ағаш шпалдардың мынадай сипаттамаларын анықтадық:
:: Ағаштарды кесу күні мен террасалық тақтаны жеткізу күні арасындағы ең ұзақ кезең 10 айды құрайды және осы кезеңнің соңында террасалық тақта сіңіріледі.
:: Шпалдардың жарылуын болдырмау үшін олардың маңдайынан 8-10 см қашықтықта көпір шпалдарының шпалдарының қалыңдығы мин. 1,5 мм, қалған шпалдардың барлық қалыңдығы кемінде 30 мм құрайды. 1 мм, ені мин. ол 30 мм шеңбермен ол тарылмайтындай етіп байланысатын болады. Көпір шпалдарында шеңберге қатысты бұрыштар ені 35 мм-дей қапталады.
:: Экологиялық сіңіруге дейін еменнен жасалған ағаш шпалдардың ылғалдылығы 22-28%, ал салмағы 750-900 кгм3,
* Ағаш шпалдар олардың беріктігі мен қорғалуына әсер ететін барлық бұзу ақауларынан ыдырайтын болады. Ішке бұрылған ағаш шпалдардағы өлі бұтақтар ішінде немесе бұтақтарда пайда болатын жарты ай түріндегі қабықтар, дақтар, құрттар, көгерістер, ерітінділер және т.б., кемшіліктер болмайды,
:: Шпалдың жоғарғы және төменгі беттері арамен кесіледі және бұл беттер бір-біріне параллель болады,
* Шпалдың бүйір беттері төменгі бетке тік бұрышта болады,
* Қабық пен шіріген немесе қапталған бұталар суды оңай ағызатындай етіп тазартылады. Теміржол көлігі аймағында қазба жұмыстары болмайды. Басқа учаскелердегі қималардың тереңдігі көлденең қимада 115-тен астам және биіктігі бойынша 15-ке азаюға әкелмейді. Шпалдарда олар жоғарғы беттегі талап етілетін ең төменгі шамадан төмен болмауы шартымен,
:: Шпалдарда жарықтар болмайды. Бір беттен екінші параллель бетке көлденең қимада жалғасатын және ұзындығы 25 см-ден асатын шпалдар қатарларға салынбайды (жарықшақ: талшықтардың бір-бірінен бойлық бөлінуі),
* Шпалдар тегіс және дұрыс пішінді болады,
* Шпалдар шілдеде таза болады және құм, кір, мұз, үгінділер болмайды,
:: Шпалдарда ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.