Особенности измерения рельсовой плети бесстыкового пути

Введение
Актуальность работы. Бесстыковый путь — условное название железнодорожного пути, расстояние между стыками рельсов которого значительно превышает длину стандартного рельса (25 метров). В России современный бесстыковый путь представляет собой в основном чередование участков пути, где уложены сварные рельсовые плети длиной от 800 метров до длины блок-участка с короткими участками звеньев пути - (выравнивающие пролеты). Рельсы могут быть сварены в плети с длиной пролета и достигать 30 и более километров, иногда такие плети свариваются со стрелами и станционными путями в единое целое.Этот тип пути рассчитан на воздействие значительных (по сравнению с звеньевым путем) термических напряжений, возникающих в рельсах при колебаниях температуры воздуха. Рельсовые плети изготавливаются из стандартных (25 м) рельсов сваркой на предприятиях (РСП - рельсосварочное предприятие) или непосредственно на месте укладки. Хотя прокладка бесшовного пути дороже, чем звеньевого пути, он отличается высокими эксплуатационными характеристиками, обеспечивая скоростное движение поездов, комфорт пассажиров и снижение затрат на содержание подвижного состава и пути.Цель работы – рассмотреть измерение рельсовой плети бесстыкового пути 20-ти метровой стальной рулеткой.Задачи:1. Охарактеризовать особенности измерения рельсовой плети бесстыкового пути;2. Дать оценку процессу и сравнению с эталоном.1 Особенности измерения рельсовой плети бесстыкового путиЛинейные измерения на местности производятся прямым или косвенным методом. Для непосредственного измерения расстояний применяют геодезические ленты, рулетки или инварные проволоки, которые последовательно укладывают в створе измеряемой линии. При расчете длины линии учитывают поправки, связанные со сравнением измерительного прибора, его температуры и угла линии к горизонту. С помощью стальных рулеток и рулеток длины линий измеряют с относительной погрешностью 1:1000 - 1:5000 в зависимости от методики измерения и условий.При косвенном методе измерения применяют оптические или электронные дальномеры, позволяющие получать расстояния по измеренным углам, базам, времени и другим параметрам. Принцип работы оптических дальномеров основан на решении прямоугольного треугольника (рис. 36), в котором длина другого катета вычисляется из малого (параллаксного) угла  и противолежащего катета b (основания) Д = б. ктг. Для удобства измерений одну из величин (b или ) принимают постоянной, а другую измеряют. Поэтому оптические дальномеры бывают с постоянным углом и переменным основанием (например, накальный дальномер) и с постоянным основанием и переменным углом. Точность измерения расстояния оптическими дальномерами характеризуется относительной погрешностью от 1:200 до 1:2000.Электронные дальномеры, к которым относятся световые дальномеры, лазерные рулетки, электронные дальномерные насадки, измеряют расстояния с помощью электромагнитных волн. Погрешность измерения составляет от 3 мм до (10 мм + 5 мм/км).Измерительные ленты. При геодезических работах линии измеряют рулетками длиной 20 и 24, реже 50 и 100 м. Мерные рулетки изготавливаются из стали или инвара (сплав 64% стали и никеля 36/0, имеющий низкий температурный коэффициент линейного расширения). В конструкциях различают штриховые и шкальные ленты.В инженерно-геодезических работах обычно применяют рулетки стальные штриховые типа ЛЗ (рулетка геодезическая).Штриховая лента представляет собой стальную полосу длиной 20 и 24 м, шириной 15-20 мм и толщиной 0,3-0,4 мм. За длину ленты принимают расстояние между штрихами, нанесенными на середину закруглений специальных вырезов, в которые вставляются металлические заостренные штифты для фиксации концов ленты на поверхности земли при проведении измерений.Шкаловая лента представляет собой сплошную полосу, на концах которой имеются шкалы длиной по 10 см с миллиметровыми делениями. Разбивка на метровые и дециметровые отрезки на ленте отсутствует. За длину ленты принимается расстояние между нулевыми делениями шкал.Измеряемая линия предварительно разбивается на пролеты, длина которых примерно равна номинальной длине ленты (24 или 48 м). Длины пролетов фиксируются штрихами, которые прочерчиваются на подкладываемых под концы ленты башмаках, а также иглами либо лезвиями специальных ножей. Натяжение ленты производится с помощью динамометра. Отсчеты по шкалам берутся с точностью до 0,2 мм.Измерение длин шкаловыми лентами может производиться как по поверхности земли, так и в подвешенном состоянии на специальных штативах с блоками. Точность измерения длин шкаловыми лентами при благоприятных условиях достигает 1 :7000, а инварными — 1 : 100 000.Рулетки. Рулетки предназначены для измерения коротких линий при маркшейдерских, топографо-геодезических и строительных работах. Рулетки бывают стальные длиной 10, 20, 30, 50 м и более и тесьмяные длиной 5, 10 и 20 м.В инженерно-геодезических работах используются металлические рулетки в закрытом корпусе типа РЗ, на крестовине типа РК, на вилке типа РВ и др.; в маркшейдерской практике чаще применяются горные рулетки на вилке или крестовине типов РГ-20, РГ-30 и РГ-50, изготавливаемые из нержавеющей стали, обладающие высокими механическими свойствами и большой коррозионной стойкостью.Металлические рулетки представляют собой полосу из стали (реже—инвара), на которой нанесены сантиметровые или миллиметровые деления. По точности нанесения шкал рулетки делятся на 1-й, 2-й и 3-й классы. Точность измерения длин линий стальной рулеткой достигает 1: 50 000 и выше.2 Очередность процесса и сравнение с эталономПеред измерением длины линии на её концах устанавливают вехи. Если длина линии превышает 100 м или на каких-то её участках не видны установленные вехи, то в их створе ставят дополнительные вехи (створом двух точек называют проходящую через них вертикальную плоскость). Вешение обычно ведут «на себя». Наблюдатель становится на провешиваемой линии у вехи A (рис. 1, а), а рабочий по его указаниям ставит веху 1 так, чтобы она закрыла собой веху B. Таким же образом последовательно устанавливают вехи 2, 3 и т. д. Установка вех в обратном порядке, то есть «от себя», является менее точной, так как ранее выставленные вехи закрывают видимость на последующие.Рис. 1. Вешение линии: а – “на себя”; б – через препятствие; в – то же (вид в плане). Если точки A и B недоступны или между ними расположена возвышенность (рис. 1, б, в), то вехи ставят примерно на линии AB на возможно большем расстоянии друг от друга, но так, чтобы в точке C увидеть вехи B и D, а в точке D - вехи A и C. При этом рабочий в точке C по указаниям рабочего в точке D ставит свою веху в створ линии AD. Затем рабочий в точке D по указаниям рабочего в точке C переносит свою веху в точку D1, то есть в створ точек C и B. Затем из точки С веху переносят в точку С1 и так далее до тех пор, когда обе вехи окажутся в створе AB.Измерение длин линий лентой. Ориентируясь по выставленным вехам, два мерщика откладывают ленту в створе линии, фиксируя концы ленты втыкаемыми в землю шпильками. По мере продвижения измерений задний мерщик вынимает из земли использованные шпильки и использует их для подсчета числа отложенных лент. Измеренное расстояние равно D=20n+r, где n - число отложенных целых лент и r – остаток (отсчет по последней ленте, меньший 20 м).Длину измеряют дважды - в прямом и обратном направлениях. Расхождение не должно превышать 1/2000 (при неблагоприятных условиях - 1/1000). За окончательное значение принимают среднее.Введение поправок. Измеренные расстояния исправляют поправками за компарирование, за температуру и за наклон.Поправка за компарирование определяется по формулеDk = n Dl , (1)где Dl - отличие длины ленты от 20 м и n - число уложенных лент. При длине ленты больше номинальной – поправка положительная, при длине меньше номинальной – отрицательная. Поправку за компарирование вводят в измеренные расстояния, если Dl > 2 мм.Поправка за температуру определяется по формулеDt = aD(t-t0)где a - термический коэффициент расширения (для стали a = 0,0000125); t и t0 - температура ленты во время измерений и при компарировании. Поправку Dt учитывают, если ½t-t0½>10°.Поправка за наклон вводится для определения горизонтального проложения d измеренного наклонного расстояния Dd = D cosn , (2)где n - угол наклона. Вместо вычисления по формуле (2) можно в измеренное расстояние D ввести поправку за наклон: d=D+Dn, гдеDn = d - D = D (cosn - 1) = -2D sin2 . (3)По формуле (8.3) составляют таблицы, облегчающие вычисления.Поправка за наклон имеет знак минус. При измерениях лентой ЛЗ поправку учитывают, когда углы наклона превышают 1°.Если линия состоит из участков с разным уклоном, то находят горизонтальные проложения участков и результаты суммируют.Углы наклона, необходимые для приведения длин линий к горизонту, измеряют эклиметром или теодолитом.Эклиметр имеет внутри коробки 5 (рис. 2, а) круг с градусными делениями на его ободе. Круг вращается на оси и под действием укреплённого на нём груза 3 занимает положение, при котором нулевой диаметр круга горизонтален. К коробке прикреплена визирная трубка с двумя диоптрами - глазным 1 и предметным 4. Рис. 2. Эклиметр: а – устройство; б – измерение угла наклонаДля измерения угла наклона n в точке B (рис. 2, б) ставят веху с меткой M на высоте глаза. Наблюдатель (в точке A), глядя в трубку 2 эклиметра, наводит её на точку M и нажатием кнопки 6 освобождает круг. Когда нулевой диаметр круга примет горизонтальное положение, против нити предметного диоптра 4 берут отсчёт угла наклона. Точность измерения угла эклиметром 15 - 30¢.Поверку эклиметра выполняют измерением угла наклона одной и той же линии в прямом и обратном направлениях. Оба результата должны быть одинаковы. В противном случае надо переместить груз 3 в такое положение, при котором отсчёт будет равен среднему из прямого и обратного измерений.Измерения рулеткой, выполняемые для составления плана местности, аналогичны измерениям лентой ЛЗ. Для измерений с более высокой точностью, необходимой, например, в разбивочных работах, выполняемых при строительстве сооружений, измеряемую линию расчищают, выравнивают и разбивают на отрезки по длине рулетки, забивая в створе линии до уровня земли колья и отмечая створ втыкаемыми в них иглами или ножами. При неровной поверхности на неё укладывают доски или даже делают мостки. Для измерения пролёта между соседними иглами (ножами) рулетку укладывают вдоль пролёта и натягивают с той же силой (50 или 100 H), что и при компарировании, используя для этого динамометр. Отсчёты по рулетке берут одновременно по команде против двух игл (лезвий ножей). Длину пролёта di определяют по формулеdi = П - З,где П и З - передний (больший) и задний отсчёты по шкале рулетки. Полученный результат исправляют поправками за компарирование и температуру, используя уравнение длины рулетки (1).Если линия имеет наклон, необходимо учесть поправку ,где h - превышение между концами пролёта, измеряемое нивелиром.Длина линии определится как сумма длин пролётов. Относительные ошибки расстояний при такой методике измерений 1:5000 - 1:10000.

Заключение

Контроль за угоном плетей осуществляется перемещениями контрольных участков рельсовой плети относительно шпал-«маяков». Эти участки маркируются поперечными полосами шириной 10 мм, наносимыми светлой несмываемой краской на верх подошвы и шейки рельсов внутри пути вровень с боковой гранью подкладки. Дополнительно точно в совмещении с подкладкой выполняется пробивка или нанесение тонкой линии (риски) острым металлическим инструментом по нижней части рельса.Содержание бесстыкового пути должно быть обеспечено без сезонных нагрузок. Разрядка напряжения должна считаться исключительной работой и проводиться в следующих случаях:• при перекреплении плетей на постоянный режим работы после их фиксации в процессе укладки при температуре, отличной от оптимальной, или, при необходимости, перед вваркой в ​​длинные плети эксплуатируемых плетей;• при необходимости срочного проведения ремонтных работ на пути при температуре выше допустимой, в том числе при исправлении острого угла в плане, образовавшегося в пути;• после окончательного восстановления целостности рельсовой плети, если она была сварена за пределами расчетного диапазона температур и т.п.Для полного снятия напряжений хлысты после освобождения от крепления на шпалах и в местах стыков должны быть размещены на выдвижных роликовых опорах или на скользящих парах пластин, устанавливаемых на каждую 15-ю шпалу.

Список использованной литературы

Авакян В. В. Прикладная геодезия. Технологии инженерно-геодезических работ. Учебник. – М.: Инфра-Инженерия, 2019. – 616 с.Багратуни Г. В. Инженерная геодезия: Учебник для вузов/Багратуни Г. В., Ганьшин В. И., Данилевич Б. Б. и др. 3-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 2018. — 344 с.Большакова В. Д. Методы н приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве. Под ред. В. Д. Большакова. М., «Недра», 2018. — 345 с.Гермак О.В., Калачева Н.А., Гугуева О.А. Геодезия. Учебное пособие. – М.: Феникс, 2020. – 316 с.Глухих М. А. Землеустройство с основами геодезии. Практикум. Учебное пособие для ВО, 1-е изд. – М.: Лань, 2020. – 136 с.