Путевое хозяйство метрополитена реферат
Обновлено: 05.07.2024
Библиотека / Строительство метрополитенов / Основные сооружения и устройства метрополитенов
Основные сооружения и устройства метрополитенов
Наиболее эффективным видом транспорта для крупных городов является метрополитен — скоростная городская внеуличная железная дорога с курсирующими на ней маршрутными поездами для перевозки пассажиров.
Метрополитеном называют вид городского скоростного внеуличного железнодорожного транспорта, линии которого прокладываются в подземных тоннелях, по поверхности земли и на эстакадах. От других видов городского пассажирского транспорта метрополитен отличается высокой скоростью и регулярностью движения маршрутных поездов, а также большой провозной способностью.
Линии метрополитена разделены на блок-участки и оборудованы системами автоблокировки и автоматического регулирования скоростей. Это обеспечивает безопасность следования нескольких поездов по одному межстанционному перегону с высокими скоростями (на отдельных участках до 100 км/ч) при коротких интервалах движения (до 1,5—2 мин).
Линии метрополитенов (или их отдельные участки) бывают (рис. 1):
подземные, прокладываемые в тоннелях, на мелком (10—15 м) от поверхности земли или глубоком заложении;
надземные, устраиваемые на специальных эстакадах или путепроводах, сооружаемых над улицами;
наземные, проходящие по насыпям или выемкам и не имеющие пересечения в одном уровне с городскими магистралями.
Рис. 1. Схема способов сооружения метрополитена:
1 и 2 — перегонные тоннели и станция глубокого заложения, сооружаемые закрытым способом; 3 и 5 — станции мелкого заложения, сооружаемые открытым способом, 4 — перегонные тоннели мелкого заложения, сооружаемые закрытым способом; 6 — перегонные тоннели мелкого заложения, сооружаемые открытым способом
В комплекс линии метрополитена входят следующие сооружения (рис. 2): станции, перегонные тоннели, эстакады, мосты, путепроводы, земляное полотно (насыпи и выемки для наземных линий), камеры съездов, тупики, соединительные служебные тоннели, депо, инженерный корпус метрополитена.
Рис. 2. Схема расположения сооружений на участке линии метрополитена:
1 — тупик; 2 — камеры съезда на глубоком заложении; 3 — станция метрополитена глубокого заложения; 4 — наклонный эскалаторный тоннель; 5 — наземный вестибюль станции; 6 — санузел с дренажной перекачкой; 7 — перегонные тоннели; 8 — подземный вестибюль станции мелкого заложения; 9 — станция мелкого заложения; 10 — подуличные переходы с лестничными сходами и входами в вестибюль; 11 — камера съезда за станцией на мелком заложении; 12 — участки перехода перегонных тоннелей от мелкого заложения к выходу на поверхность; 1З — выходные пути из тоннелей; 14 — деповские пути на поверхности; 15 — депо метрополитена; 16 — вентиляционные сбойки— 17 — вентиляционный (подходный) тоннель; 18 — вентиляционный (рабочий) ствол
Станции предназначены для посадки, высадки и пересадки пассажиров, а также для приема и отправления поездов. Станции метрополитена подразделяются по ряду признаков.
По эксплуатационным особенностям и расположению на линии метро станции делят на промежуточные, пересадочные (предназначенные для пересадки пассажиров с одной линии на другую), зонные (те, на которых заканчивается движение поездов в пределах определенного участка — зоны — линии метро) и конечные (те, которыми заканчиваются линии).
По расположению и числу платформ станции делят на три типа: одноплатформенные (с одной островной, т. е. средней, платформой), двухплатформенные (с двумя боковыми платформами) и трехплатформенные (со средней — островной — и двумя боковыми платформами).
По высотному расположению и способам строительства станции делят на четыре типа: подземные (сооружаемые закрытым способом), подземные мелкого заложения (сооружаемые открытым способом в котлованах), наземные и надземные (устраиваемые на эстакадах). На станциях подземных глубокого заложения для спуска и подъема пассажиров используют эскалаторы — подвижные лестницы, которые монтируют в наклонных тоннелях, соединяющих станцию и вестибюль. На станциях мелкого заложения при разности отметок между платформой и вестибюлем до 4,5 м устраивают лестницы, а при большей разнице — эскалаторы.
Тоннели, эстакады, путепроводы, земляное полотно служат для прокладки путей метрополитена и движения поездов между станциями. Тоннели метрополитенов строят одно— или двухпутными. Для перехода от двухпутного участка к двум однопутным участкам сооружают специальные камеры — раструбы. На эстакадах, путепроводах, насыпях и в выемках прокладывают сразу два пути.
Камеры съезда предназначены для соединения двух перегонных тоннелей. В камерах съезда укладывают стрелочные переводы (съезды) для перехода поезда с одного пути на другой.
При устройстве камеры съездов в двухпутных тоннелях, на эстакадах и наземных линиях не требуется изменять конструкции этих сооружений. При расположении путей в двух однопутных тоннелях в местах устройства съезда необходимо устраивать специальный соединительный тоннель. На участках укладки стрелочного перевода в однопутном тоннеле и примыкания соединительного тоннеля делают ступенчатые уширения путем сооружения разной длины коротких тоннелей (камер), постепенно увеличивая пролет ширины. Последняя камера имеет ширину, соответствующую ширине перегонного и соединительного тоннелей.
Тупики сооружают на конечных станциях метрополитена для устройства тупиковых путей, предназначенных для перевода поездов с одного пути на другой, а также для осмотра и отстоя составов. На подземных линиях устраивают тупиковые тоннели, соединенные с главными путями камерами съездов.
Электродепо предназначены для ночного отстоя подвижного состава (вагонов), их осмотра, проведения технического обслуживания и ремонта. В состав электродепо, кроме цехов и помещений, предназначенных для проведения указанных работ, входят производственные мастерские, камеры для мойки и обдувки вагонов, компрессорная станция: парковые пути, административно-бытовой корпус и др.
Инженерный корпус метрополитена является центром управления движением поездов и работой всех технологических установок (электротехнических, связи и автоматики, сантехнических и др.), обеспечивающих работу метрополитена. Инженерный корпус оснащается различным оборудованием и устройствами. В нем также размещаются управление метрополитена и аппарат различных служб.
К технологическим устройствам метрополитена относятся: рельсовый путь; контактный рельс; электротехнические устройства (электроподстанции, кабели различного назначения, освещение, различные силовые установки); устройства автоматики и телемеханики; устройства сигнализации и связи; санитарно-технические устройства, обеспечивающие вентиляцию, теплоснабжение, водоснабжение, водоотвод и канализацию.
Электроэнергия для движения поездов и постоянного оборудования метрополитена подается от тягово-понизительных подстанций, которые преобразуют переменный ток напряжением 6—10 кВ, получаемый от городских электрических подстанций, в постоянный напряжением 825 В для движения поездов, а также понижают напряжение переменного тока до 380 В, что необходимо для других потребителей энергии на метрополитене.
Вентиляция метрополитена обеспечивает санитарно-гигиениче-ские условия, нормальные для пребывания пассажиров в тоннелях метрополитена. Система вентиляции обеспечивает необходимый воздухообмен, чистоту воздуха, его влажность и температуру. В тоннели чистый воздух поступает через специальные вентиляционные стволы, или шахты; камеры для размещения вентиляторов располагают на перегонах между станциями и на самих станциях.
Для управления движением поездов, обеспечения безопасности и высокой пропускной и провозной способности предназначены устройства СЦБ (сигнализации и связи, централизации и блокировки). Эти устройства установлены с учетом разделения перегонов между станциями на отдельные блок-участки, ограждаемые системой сигналов (светофоров), разрешающих или запрещающих поездам следовать по перегону или блок-участку. Специальные устройства (автостопы) обеспечивают остановку поезда в случае проезда им запрещающего сигнала. Установлено централизованное управление всеми стрелками на линии из одного места — с поста диспетчера движения. Все технические службы метрополитенов, включая подвижной состав, оборудованы телефонной, радио— и громко-говорящей связью.
Метрополитен - внеулочная электрическая железная дорога, предназначенная для перевозки пассажиров.
В комплекс сооружений, устройств и оборудования метрополитена входят: путь и путевое хозяйство, тоннели, подвижной состав, станционное хозяйство, устройства сигнализации, централизации, блокировки и связи, устройства электроснабжения, эскалаторное хозяйство, устройство тоннельной вентиляции, водоснабжения, отопления, водоотвода, канализации, восстановительные и противопожарные
Для обслуживания подвижного состава имеются заводы, электродепо и др.
Линии метрополитена подразделяются на подземные, наземные и надземные в соответствии с рисунком 1
Рисунок 1 Расположение метрополитенов в профиле городской улицы: а - под землёй; б - на уровне земли; в - над землёй
Наземные линии размещают на поверхности земли, строят их обычно в малонаселённых районах города и на конечных участках линии.
Надземные линии - размещают на эстакадах в случае пересечения рек, железных дорог, при трудных топографических условиях города.
Метрополитен строят в городах с населением более 1 млн. человек.
Устройство и эксплуатация метрополитенов и железных дорог аналогичны.
Ширина колеи - 1520мм.
Работа метрополитена осуществляется в строгом соответствии с графиком движения поездов.
Действуют также: Правила технической эксплуатации метрополитенов; Инструкция по сигнализации; Инструкция по движению поездов и маневровой работе.
Руководство метрополитенами страны осуществляет Главное управление метрополитенов МПС.
Для руководства отдельными отраслями хозяйства метрополитенов имеются службы: движения, подвижного состава, пути, сигнализации и связи, электроподстанцией и сетей, тоннельных сооружений, санитарно-техническая, эскалаторная и др. В службах метрополитена имеются соответствующие дистанции.
По конструктивным особенностям подвижного состава и условиям водоотвода продольный уклон применяют:
- подземных главных путей - 0, 003 - 0, 004;
- надземных закрытых участков - 0, 003 - 0, 004;
- наземных открытых участков - не более - 0, 035;
- водоотводных лотков - не менее - 0, 002;
- станции закрытых наземных участков - не менее 0, 003;
- пути для отстоя и оборота с подъёмом в сторону станции -0, 003;
Станции метрополитенов, как правило располагают на прямых участках.
Линии метрополитена делят на отдельные перегоны длиной 1-2км на границах которых располагают станции.
Перегоны состоят из блок-участков ограниченных светофорами. У каждого светофора устанавливается автостоп для предупреждения проезда поездом запрещающего сигнала. Расстояние между светофорами должно быть не менее тормозного пути при полном служебном торможении и максимально установленной скорости.
Станции проектируются с островными платформами длиной, превышающей расчётную длину поезда на 6-10м, шириной 10-12м и высотой от головки рельсов - 1100мм.
Питание тяговых двигателей моторных вагонов происходит от третьего контактного рельса располагаемого с левой стороны по ходу поезда.
Для осмотра, мелкого ремонта уборки и отстоя подвижного состава предусмотрены пункты ПТО с тупиковыми путями и смотровыми канавами.
Для оборота подвижного состава и перехода его на другие линии предусматриваются специальные пути и соединительные ветви, в соответствии с рисунком 2
Рисунок 2 Схема размещения на станции тупиков для оборота и отстоя составов.
В зависимости от числа составов, подлежащих обороту или отстою, принимают схему с одним тупиковым путём - рисунок 2а, или с двумя путями - рисунок 2б; при необходимости один из них может быть использован для отстоя, а другой для оборота составов. Крайние тупиковые пути на схеме предназначаются для ночного отстоя и осмотра составов.
Оборот подвижного состава на конечной станции может быть выполнен с помощью петлевого устройства, в соответствии с рисунком 3.
Рисунок 3 Схема петлевого устройства
Для перехода поезда с одной линии на другую предусматриваются специальные соединительные ветви в соответствии с рисунком 4
Рисунок 4 Устройства для перехода поездов с одной линии метрополитена на другую
На линиях метрополитенов строят наземные депо для ТО-1, ТО-2, ТО-3, ТО-4 и текущего ремонта ТР-1, ТР-2, ТР-3 подвижного состава, а также для его экипировки и отстоя.
Капитальный и средний ремонты вагонов ведутся на заводах и депо.
Габариты метрополитенов
Безопасность следования поездов обеспечивается соблюдением габаритов подвижного состава, приближения строений и приближения оборудования в соответствии с рисунками 5, 6.
Рисунок 5 Схема совмещенных габаритов подвижного состава, приближения строений и оборудования для тоннелей кругового очертания на перегонах: 1 - габарит приближения строений; 2 - габарит приближения оборудования; 3 - габарит подвижного состава; 4 - служебная дорожка; 5 -место для установки автостопа; 6 - бетонное основание; 7 - габарит контактного рельса
Рисунок 6 Габариты приближения строений на перегонах для тоннелей с вертикальными стенками для наземных участков (а) и на станциях (б): 1 - для стен и колонн; 2 - для колонн; 3 - для стен; 4 - для перил на мостах и для подпорных стен наземных линиях; 5 - служебная дорожка; 6 - при путевом бетонном слое; 7 - при щебёночном балласте; 8 - для стен служебных помещений.
Пространство между габаритом приближения строений и габаритом приближения оборудования установлено для размещения устройств пути, автоматики и телемеханики для движения поездов, связи, электроснабжения, освещения, санитарной техники и других устройств, а также дорожки для прохода обслуживающего персонала.
Пространство между габаритом приближения строений и габаритом подвижного состава предусмотрено для перемещения подвижного состава, вызванных отклонениями в состоянии отдельных элементов пути.
На кривых участках расстояние между осями смежных путей и между осью пути и габаритами приближения строений и оборудования устанавливается в зависимости от радиуса кривых и возвышения наружного рельса над внутренним.
Об устройстве пути в метрополитенах
На наземных участках метрополитена, в местах расположения стрелочных переводов и перекрёстных съездов применяют пути на балластном основании.
В тоннелях и на закрытых наземных участках пути укладывают на бетонном основании, рисунок 5.
В качестве подрельсового основания применяют в тоннелях и на закрытых и наземных участках деревянные шпалы или железобетонные опоры, а на открытых наземных участках - железобетонные или деревянные шпалы.
Скрепление рельсов со шпалами на главных путях уложенных на бетонном основании, раздельное в соответствии с рисунком 7, на остальных путях - нераздельное.
Рамы в первом случае прикрепляются к шпале внутри колеи лапой подкладки, а снаружи - маятниковым штырём, а подкладку к шпале -путевыми шурупами.
Стыки рельсов нормальной длины располагают на весу; их соединяют накладками с помощью болтов.
Устройство пути на станциях метрополитена показано на рисунке 8, на наземных участках на рисунке 9
Рисунок 8 Верхнее строение пути на станциях: 1 - путевой бетон; 2 - шпалы; 3 - водоотводная канава; 4 - подстилающий бетонный слой
Рисунок 9 Поперечное сечение железнодорожного пути наземной линии метрополитена на перегоне на насыпе (а) и на станции (б): 1 - ограждение; 2 - щебень; 3 - песок; 4 - столбик для путевых и сигнальных знаков; 5 - мачта освещения; 6 - городской проезд; 7 -асфальт толщиной 3-4см; е - междупутье: 10, 9м - при ширине платформы 8м; 12, 9м - при ширине платформы 10м
На метрополитенах применяют стрелочные переводы с марками крестовин не круче 1/9 на всех путях и не круче 1/5 на прочих путях, рисунок 10
Рисунок 10 Основные размеры стрелочного перевода с маркой крестовины 1/5
У главных путей с правой стороны по направлению движения устанавливают путевые и сигнальные знаки.
Предельные столбики на наземных линиях и предельные рейки в тоннелях указывают место, далее которого на пути нельзя устанавливать подвижной состав в направлении стрелочного перевода или глухого пересечения.
Подвижной состав состоит из цельнометаллических моторных вагонов типов Д, Е, 81-717, 81-714.
На каждой оси моторного вагона устанавливается тяговый двигатель. Вагоны оборудованы токоприёмниками для нижнего токосъёма с контактного рельса, установленного слева от ходового рельса.
Вагоны оборудованы пневматическими, электрическими и, кроме того ручными тормозами.
Характеристика вагонов дана в таблице 1
Таблица 1 - Характеристика вагонов
Промышленностью разрабатывается подвижной состав новой серии с учётом современных требований.
Система электроснабжения метрополитенов
Электроснабжение метрополитенов обеспечивается таким образом: трёхфазный ток напряжением 6-8кВ от энергосистемы города поступает по высоковольтной линии на тяговую или тяговопонизительную подстанцию и оттуда после преобразования посредством трансформатора и кремневого выпрямителя к местам потребления. Тяговая подстанция предназначается для питания тяговых нагрузок, совмещения - для питания как тяговых, так и силовых и осветительных нагрузок.
Передача электроэнергии потребителям может быть осуществлена и посредством понизительных тяговых подстанций, на которых напряжение переменного тока 6-10кВ, получаемого по кабелям от ближайшей тяговой подстанции, понижается до 380, 270, 220 и 127В.
Питание контрольного рельса электрическим током производится по кабелям, идущим от шин постоянного тока тяговой подстанции. Обратным проводом служат ходовые рельсы от которых ток возвращается на тяговую подстанцию.
Ток от контактного рельса через токоприёмник вагона поступает к тяговым двигателям, превращающим электрическую энергию в механическую, которая через передачу приводит в движение колёсные пары вагонов.
Схема прохождения тягового тока по участку с двусторонним питанием контактной сети приведена на рисунке 11
Рисунок 11 Схема прохождения тягового тока по участку: 1 -отсасывающий фидер; 2, 3 - дистанционно-управляемые разъединители; 4 - питающий фидер
Контактный рельс 4, рисунок 12 подвешивают головкой вниз на металлических опорах-кронштейнах 5, которые прикрепляют к концам деревянных шпал 6 путевыми шурупами, а к концам железобетонных шпал вертикальными закладными болтами. При этом токоприёмник 2 постоянно скользит по головке контактного рельса, обеспечивая таким образом нижний токосъём в соответствии с рисунком 13. Контактный рельс должен быть электрически изолирован от ходового рельса и конструкций тоннелей.
Рисунок 12 Подвеска контактного рельса: 1 - ходой рельс; 2 -токоприёмник; 3 - крепёжный узел контактного рельса; 4 - контактный рельс; 5 - опора-кронштейн; 6 - шпала; 7 - стальная планка; 8 - шурупы
Рисунок 13 Месторасположение контактного рельса в пути: 1 -дренажный лоток; 2 - ходовой рельс; 3 - контактный рельс
Устройства автоматики, телемеханики и связи
Для обеспечения безопасности и организации движения поездов линии метрополитенов оборудуются устройствами:
- комплексной системы автоматизированного управления движениием поездов (АУП);
- электрической централизацией стрелок и сигналов (ЭЦ);
- диспетчерской централизации (ДЦ)
Применяемая на метрополитенах система автоведения позволяет осуществлять управление движением поездов из одного пункта без непосредственного участия машинистов, но под их контролем. Для этого применяют центральный пост автоведения, напольные устройства и поездное оборудование.
На линиях метрополитенов должны быть основные виды связи: поездная диспетчерская, поездная радиосвязь, тоннельная, электродиспетчерская, электромеханическая диспетчерская, радиосвязь диспетчеров с восстановительными формированиями, эскалаторная диспетчерская, стрелочная, оперативная служебная между диспетчерскими пунктами и объектами СЦБ, автоматики, телемеханики и др.
На метрополитенах предусматриваются устройства управления работой станции с применением телевидения и, в частности, теленаблюдение за перемещением пассажиров.
Используемая литература: Воронков А.И.
Общий курс железных дорог. Тексты лекций:
Учебное пособие - Оренбург: Сам ГУ ПС, 2009.
Метрополитен – вид внутригородского рельсового пассажирского транспорта, (перспективный в условиях больших городов с насыщенным уличным движением) представляющий собой внеуличную электрическую железную дорогу. Является наиболее удобным, безопасным и экономичным видом городского транспорта. Отличается высокой эксплуатационной скоростью (до 45 км/ч) и провозной способностью (до 60 тыс. пассажиров в 1 ч в одном направлении). Линии метрополитена обычно прокладывают под землей (в тоннелях), при необходимости по поверхности и на эстакадах.
Линии метрополитенов подразделяются на подземные, наземные и надземные.
Как правило строят метрополитены мелкого заложения. Глубокое заложение применяют при неблагоприятных геологических и гидрогеологических условиях, а также при наличии плотной многоэтажной застройки.
Наземные линии размещают на поверхности земли (обычно в качестве конечных участков линии, в малонаселенных районах города).
Надземные линии размещают на эстакадах. Не получили широкого распространения (оправдывают себя лишь в трудных топографических условиях).
Перевозка пассажиров в метрополитене имеет относительно низкую себестоимость, однако сооружение метрополитенов требует крупных капиталовложений. Поэтому их строят обычно в городах с населением более 1 млн. жителей , на направлениях с устойчивыми пассажиропотоками с интенсивностью не менее 25000 пассажиров в час.
Станции метрополитена предназначены только для посадки и высадки пассажиров и располагаются друг от друга на расстоянии от одного до двух километров. Конечные станции имеют путевое развитие для оборота и отстоя составов.
Для удовлетворения потребности населения в перевозках необходимо обеспечить пропускную способность до 40-50 пар поездов в час. Для этого линии метрополитена оснащают комплексом технических средств, среди которых важная роль отводится устройствам автоматики и телемеханики.
2. Роль устройств автоматики в общем комплексе технических средств метрополитена
Главная задача устройств автоматики и телемеханики (А и Т ) метрополитенов – обеспечение интервального регулирования движения поездов с целью повышения его безопасности и повышения пропускной способности линий метрополитена.
Устройства А и Т подразделяются на станционные и перегонные.
Перегонными оборудуют пути перегонов и станций, не имеющих путевого развития.
Их основные функции:
1) разрешают или запрещают отправление поезда на перегон или занятие блок-участка;
2) исключают возможность отправления поездов на занятый перегон или блок-участок;
3) исключают возможность превышения допустимой скорости и сближения с препятствием менее чем на критическое расстояние.
К перегонным устройствам относятся две системы:
автоблокировка (АБ), при которой участки пути ограждаются светофорами и автостопами точечного действия, а управление сигнальными показаниями светофоров и автостопами осуществляется автоматически при воздействии поезда на первичные путевые датчики (р. ц.) ограждаемых участков;
автоматическая локомотивная сигнализация с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС), при которой движение осуществляется по кодовым сигналам, передаваемым в кабину машиниста, а фактическая скорость непрерывно контролируется и автоматически ограничивается в пределах допустимых по условиям безопасности движения.
Станционные устройства обеспечивают:
1) взаимную зависимость стрелок и сигналов при приеме и отправлении поездов и маневровых передвижениях;
2) контролируют положения стрелок, не допускают их перевода при занятом стрелочном участке;
3) замыкают стрелки и сигналы в заданном маршруте, исключая возможность установки враждебных маршрутов;
4) исключают возможность открытия светофора при маршруте на занятый путь.
К станционным устройствам относится электрическая централизация, обеспечивающая управление стрелками и сигналами с поста централизации.
Наибольший эффект в реализации максимальной пропускной и провозной способности достигается при оборудовании линии комплексной системой автоматического управления и регулирования движения поездов, которая содержит подсистемы безопасности – устройства АЛС-АРС и автоведения поездов. Такие системы автоматики позволяют совершенствовать перевозочный процесс, повышать эффективность работы метрополитена для удовлетворения потребностей населения в безопасных и качественных перевозках
3. Основные понятия об автоблокировке, блок-участке и защитном участке
Автоблокировка(АБ)-система железнодорожной автоматики, предназначенная для регулирования движения поездов по показаниям светофоров, работающих автоматически в результате воздействия поезда на первичные датчики ограждаемых участков пути. На метрополитене АБ служит для регулирования движения не только на перегонах, но и на станциях без путевого развития.
Основу АБ составляет рельсовая цепь(РЦ), которая представляет собой первичный путевой датчик в виде непрерывной электрической цепи, изолированной от цепей смежных участков изолирующими стыками, и состоящей из рельсовой линии, а также источника тока и приемника, подключенных на ее концах (рис. 1.1) Источником тока служит путевой трансформатор ПТ, а приемником – путевое реле П, контролирующее состояние рельсовой цепи.
Если путь в пределах РЦ блок-участка, например 3БУ, не занят поездом, то электрический ток от ПТ протекает по ходовым рельсам и обмотке путевого реле П. Путевое реле находится под током и его фронтовые контакты замыкают цепи приборов, фиксирующих свободность контролируемого участка.
Когда на путь в пределах РЦ (например 1БУ) вступает поезд, то путевое реле П данной РЦ обесточится. Его фронтовые контакты размыкаются, а тыловые замыкаются и включают приборы, фиксирующие занятость участка.
Кроме того РЦ контролирует целость рельсовой нити. В случае излома рельса (обрыва рельсовой цепи) путевое реле обесточивается, чем фиксируется повреждение рельса на участке.
С правой по ходу движения стороны устанавливают светофоры, ограждающие блок-участки и разграничивающие попутно следующие поезда заданными интервалами. У светофоров устанавливают механические автостопы точечного действия, предназначенные для экстренной остановки поезда в случае проезда запрещающего сигнала. Разрешающий сигнал светофора включается только при открытом автостопе.
Блок-участком(БУ) называют участок пути, расположенный между смежными светофорами. Его минимальная длина равна тормозному пути поезда при полном служебном торможении от максимальной реализуемой скорости на участке. Как правило в пределах БУ устраивают одну РЦ, однако в некоторых случаях его делят на две и больше РЦ.
Между светофором с автостопом и ограждаемым ими блок-участком устраивают защитный участок (ЗУ) длиной не менее длины тормозного пути экстренного торможения при максимальной скорости движения на линии (Рис 1.2 (а)). При наличии препятствия для движения на ограждаемом участке и непринятия мер машинистом для остановки поезда перед запрещающим показанием светофора закрытый автостоп вызывает экстренное торможение и остановку поезда на защитном участке, предотвращая столкновение с препятствием.
Считается, что экстренное торможение эффективнее служебного на 15%, следовательно и длина тормозного пути при экстренном торможении короче. Несмотря на это, как правило, ЗУ не выделяют в отдельную РЦ. В этом случае в качестве ЗУ используется БУ, находящийся непосредственно за данным светофором, а ограждаемым является следующий по ходу движения БУ (Рис. 1.2 (б)). Таким образом каждый БУ контролируется двумя светофорами.
На подходах к станции длина ЗУ, как правило, в два раза больше длины БУ. За выходными светофорами станции также допускаются БУ уменьшенной длины (для увеличения пропускной способности).
4. Основы сигнализации на метрополитене
Сигналы служат для обеспечения безопасности и четкой организации движения поездов и маневровой работы.
Сигнал является приказом и подлежит беспрекословному выполнению. Работники метрополитенов должны использовать все возможные средства для выполнения, требования сигнала.
В сигнализации, связанной с движением поездов, применяются следующие основные сигнальные цвета:
зеленый, разрешающий движение с установленной скоростью;
желтый, разрешающий движение и требующий уменьшения скорости;
синий и сигнальное показание автоматической локомотивной сигнализации, разрешающей движение, не превышая указанной сигнальным показанием АЛС скорости,
красный, требующий остановки.
В автоматической локомотивной сигнализации с автоматическим регулированием скорости (АЛС-АРС) в кабине управления поездом применяются следующие сигнальные показания:
цифровые, разрешающие движение и указывающие предельно допустимую скорость на данном участке пути;
Проезд светофора с красным огнем запрещается.
Погасшие огни на светофорах (кроме светофоров автоматического действия на линиях, где основным средством сигнализации и связи является АЛС-АРС, резервных и повторительных), неправильное или непонятное их показание, а также неправильная или непонятная подача сигналов другими сигнальными приборами требуют остановки.
На метрополитенах в качестве постоянных сигналов применяются светофоры и указатели АЛС в кабине управления поездом.
Светофоры устанавливаются справой стороны по направлению движения поездов.
По назначению светофоры подразделяются на:
входные, разрешающие или запрещающие поезду следовать с перегона на станцию;
проходные, разрешающие или запрещающие поезду проследовать с одного блок-участка на другой;
маневровые, разрешающие или запрещающие выполнение маневров;
повторительные, повторяющие показания основного светофора, когда по местным условиям видимость основного светофора не обеспечивается;
резервные, устанавливаемые в створе с основным светофором, резервный светофор нормально погашен и сигнального значения не имеет;
ограждения, устанавливаемые перед металлоконструкциями.
Один светофор может совмещать несколько назначений (входной и выходной, выходной и маневровый и др.).
По способу управления светофоры могут быть автоматического и полуавтоматического действия.
Если регулирование движения поездов осуществляется по локомотивным светофорам, то сигнальные огни на светофорах автоматического действия выключают. На светофорах полуавтоматического действия при этом огни остаются включенными.
По конструкции светофоры, применяемые на линиях метрополитена, бывают двух типов :
линзовые мачтовые (на укороченных мачтах), железнодорожного типа, которые применяют на путях открытых наземных участков и парковых путях электродепо.
(Дальше см. стр.15-19 [1])
5. Требования ПТЭ метрополитенов к системам автоблокировки
Устройства автоматической блокировки не должны допускать открытия светофоров до освобождения ограждаемых ими участков пути.
На линиях, оборудованных автоматической блокировкой с автостопами и защитными участками, запрещающее показание светофора (входного, выходного, проходного), закрывшегося при проходе поезда, может смениться на разрешающее показание только после освобождения блок-участка за этим светофором и защитного участка за следующим светофором, который перекрылся на красный огонь и автостоп которого принял заграждающее положение. До смены показания светофора с запрещающего на разрешающее его автостоп должен принять разрешающее положение.
На подходах к станциям и на станционных путях для увеличения пропускной способности допускается включение разрешающего показания светофора после начавшегося перевода автостопа с заграждающего в разрешающее положение.
На линиях, оборудованных устройствами АЛС-АРС и автоматической блокировкой без автостопов и защитных участков, запрещающее показание светофора, закрывшегося при проходе поезда, может смениться на разрешающее показание только после освобождения блок-участказа этим светофором и перекрытия следующего светофора а красный огонь.
Все светофоры должны автоматически перекрываться на красный огонь, а их автостопы принимать заграждающее положение при входе поезда на ограждаемые ими участки пути, а также в случае нарушения целости рельсовых цепей этих участков.
При повреждениях светофоры должны автоматически принимать запрещающее показание, а связанные с ними предшествующие светофоры соответствующее предупредительное показание.
Сигнализация при автоматической блокировке с автостопами и защитными участками на тоннельных и закрытых наземных участках должна быть, как правило, двух- или трехзначной, на открытых наземных участках - трехзначной, а при автоблокировке без автостопов и защитных участков - четырехзначной.
Длина защитных участков должна быть:
за выходными светофорами - не менее расчетного тормозного пути при экстренном торможении со скорости не менее 35 км/ч;
за светофорами, расположенными на перегонах, - не менее расчетного тормозного пути при экстренном торможении с максимальной установленной для данной линии скорости;
за светофорами, расположенными в пределах подхода к станции, - не менее расчетного тормозного пути при экстренном торможении со скорости, предусмотренной расчетным режимом вождения поездов, но не менее 60 км/ч.
В местах, где по условиям профиля пути не может быть достигнута максимальная установленная для данной линии скорость движения, длина защитных участков определяется по наибольшей скорости, которую поезд может реализовать на данном участке.
В целях увеличения пропускной способности разрешается дополнение автоблокировки устройствами внепоездного контроля скорости движения поездов, допускающими открытие светофора при неполном освобождении поездом защитного участка за следующим светофором.
На линиях, не оборудованных АЛС-АРС, устройства внепоездного контроля скорости должны быть предусмотрены на спуске круче 0,025 протяжением более 800 м, если на подходе к станции эти спуски заканчиваются на расстоянии менее 150 м до начала пассажирской платформы.
На линиях, оборудованных автоматической блокировкой с защитными участками, у светофоров устанавливают путевые автостопы, которые должны автоматически вызывать экстренное торможение поезда (состава) при проезде светофора с запрещающим показанием.
У светофоров малодеятельных маршрутов на линиях и у маневровых светофоров на парковых путях автостопы могут не устанавливаться.
На пути для оборота составов станции с перекрестным съездом перед маневровым светофором устанавливается дублирующий автостоп.
Скоба путевого автостопа должна устанавливаться с правой стороны пути перед светофором на расстоянии не более 20 м.
Скоба путевого автостопа маневрового светофора на путях для оборота или отстоя подвижного состава станции постройки после 1964 г. устанавливается за изолирующим стыком этого светофора по ходу движения на расстоянии от 0,7 до 1 м.
Расстояние от центра скобы путевого автостопа в заграждающем положении до внутренней грани головки ближайшего ходового рельса должно быть 308 мм с отклонением не более 20 мм в сторону увеличения или уменьшения.
Возвышение скобы путевого автостопа над уровнем головок рельсов должно быть 85 мм с отклонением не более 5 мм в сторону увеличения.
На тупиковых путях перед упорами устанавливаются инерционные автостопы и неподвижные скобы.
Инерционный автостоп также должен устанавливаться на главном пути по прибытию поездов конечной станции линии, кроме станций, оборудованных устройствами контроля остановки поезда у платформы, и станций открытых наземных участков.
Общая протяженность путей метрополитена увеличилась с 11,4 км в 1935 г. до 767,7 км. Из них 549,92 км - главные пути, 159,9 км - парковые пути, расположенные в 15-ти электродепо. Длина контактного рельса - 636,6 км За эксплуатацию и ремонт этого комплекса отвечает Служба пути. Постоянный рост протяженности линий не приводит к снижению грузонапряженности, так как не успевает за растущими пассажиропотоками. Наиболее загруженной линией является Замоскворецкая, одна из старейших, где грузонапряженность достигает более 61 млн.т.км в год.
На участке 1 очереди длиной 11,4 км применялось по тем временам самое мощное верхнее строение пути: рельсы типа 1а, деревянные шпалы типа 1, щебеночный балласт, нераздельное скрепление, накладки фартучные. На второй очереди строительства все пути были уложены на бетонное основание. Скрепление - раздельное, накладки - двухголовые, на четырех стыковых болтах.
С 1950 г. на всех эксплуатируемых линиях, а также при сооружении новых стали укладывать более мощные углеродистые рельсы типа Р-50 с подкладками типа "Метро", двухголовыми накладками в тоннелях - на бетонном основании, на открытых участках - на щебне.
Замена рельсов Р-43 на Р-50 на эксплуатируемых участках закончилась в 1956 г. С 1983 г. началось внедрение рельсов типа Р-65 на открытых участках Филевской линии. Впервые (1985 г.) при строительстве уложен участок пути (9,6 км) с рельсами типа Р-65 на Замоскворецкой линии с пружинным скреплением. В настоящее время на главном пути метрополитена лежат рельсы типа Р-50 - 399,8 км, типа Р-65 - 103,2 км.
В последние годы Службой пути Московского метрополитена ведется активная деятельность по повышению устойчивости рельсовых цепей, разработке, испытанию и внедрению в постоянную эксплуатацию современных конструкций пути, улучшающих показатели вибро- и шумозащиты, а также защиты пути от коррозии.
Среди новых технологий, применяемых в путевом хозяйстве метрополитена, - укладка пути на композиционных шпалах. Срок эксплуатации последних значительно выше, что позволяет уменьшать затраты на содержание и капитальный ремонт пути. Кроме того, конструкция снижает уровень вибрации от проходящих поездов и коррозию рельсов.
Такая конструкция с начала нового века стала стандартом в Московском метро.
Некоторые участки метрополитена проложены в непосредственной близости от зданий и сооружений, в этих местах требуются особые меры по предотвращению вибрации и шума от проходящих поездов. Сегодня Московским метрополитеном совместно с отечественными предприятиями проводится большая работа по разработке и испытанию конструкций пути, предназначенных для вышеуказанных участков. В частности, на соединительной ветке между станцией "Белорусская"-кольцевая и электродепо "Красная Пресня" для испытаний уложен путь с железобетонным лежневым подрельсовым основанием. Он разработан ВНИИЖТ. В случае положительного заключения экспертов о вибро- и шумозащитных свойствах данной конструкции и возможности ее установки в условиях действующих линий она будет использоваться на некоторых участках метрополитена. В частности, под музеем изобразительных искусств имени Пушкина.
Специалистами службы Пути для повышения надежности работы рельсовых цепей на изолирующих стыках путей установлены современные композиционные накладки. Их использование улучшает работу систем сигнализации, централизации и блокировки.
В ведении Службы пути находятся 1148 стрелочных переводов. Службой проводится большая работа по укладке в них крестовин с уменьшенной врезкой сердечника. Эта конструкция надежна и долговечна. Ее применение снижает количество сердечников, преждевременно выходящих из строя.
Контактный рельс.
Уложенная при строительстве 1 очереди конструкция узла контактного рельса при эксплуатации выявила ряд существенных недостатков. Начиная с 1948 г., постоянно проводилась работа по ее совершенствованию: с 1953 г. предложена П-образная скоба, которая в дальнейшем стала фиксироваться штырями фасонной скобы, кожемитовые прокладки заменили на полиэтиленовые высокого давления, что позволило увеличить пробивное напряжение с 2 до 20-30 кв. С 1975 по 1981 гг. все узлы контактного рельса на главных путях были модернизированы. В 1980 г. стали внедрять конструкцию из стеклопластика. В 1993-94 гг. изготовили и установили 1200 таких узлов. В настоящее время решается вопрос о массовом их производстве для нужд эксплуатации и строительства новых линий. С 1935 г. контактный рельс закрывался деревянными коробами. В настоящее время из 492,3 км контактного рельса главных путей 177,2 км закрыты стеклопластиковыми коробами.
С целью экономии электроэнергии, а также для облегчения затрат на текущее содержание пути совместно с ВНИИЖТом разработаны технические условия на биметаллический сталеалюминевый контактный рельс, который при значительном снижении веса конструкции имеет более чем в два раза меньшее сопротивление по сравнению с обычным стальным.
Службой Пути ведется работа по улучшению конструкции не только ходового, но и контактного рельса. В частности, проводится разработка полимерного кронштейна-изолятора контактного рельса. Его внедрение позволит повысить надежность конструкции, электрическую и пожарную безопасность контактного рельса.
Машины, механизмы, инструмент
Сначала на парковых путях очистка и уборка снега производились вручную. Первый вагон- путеизмеритель был системы Долгова. Только за первые пять лет эксплуатации техническая вооруженность возросла в 3,5 раза. Особенно механизация стала развиваться в послевоенные годы. Был изготовлен габаритный вагон. Самоходные снегоуборщики на парковых путях появились в 1960-1967 гг., роторные снегоочистители - в 1970 г., скоростной - в 1968 г. Первая снеготаялка на парковых путях электродепо "Красная Пресня" появилась в 1962 г. В настоящее время снеготаялки работают на 12 его площадках. Передвижные компрессоры с пневматическими молотками, а также бетономешалки для смены шпал на бетонные стали применять в 1961 г. Дрезины АГМ и платформы для перевозки грузов до 1974 г. находились в ведении службы пути. В 1974 г. их передали в службу подвижного состава. В 1976 г. ввели в эксплуатацию ультразвуковой вагон-дефектоскоп, а в 1982 г. - скоростной путеизмерительный вагон системы ЦНИИ. Снегоуборочные машины для метрополитенов СМ-М и СМ-М2 спроектированы ЦКБ "Путьмаш". Снегоочиститель вентиляционный ("Ветерок") появился в 1990г.
В 1975 - 1978 гг. проведена реконструкция рельсосварочной станции с заменой устаревшей машины МГРС-500 на К.-190. Позднее была установлена вторая сварочная головка К-355. В 1992 г. изготовлены принципиально новые тележки для перевозки рельсовых плетей. Стрелочные переводы парковых путей электродепо к 1984 г. были полностью оснащены автопневмообдувкой. В настоящее время ею оборудовано 602 стрелочных перевода. В 1984 г. начала работать машина 13ПРС-500. Для механизации погрузо-разгрузочных работ на площадке электродепо "Сокол" в 1975 и 1977 гг. смонтировали два портативных крана.
В 1983 г. на Серпуховской линии был заложен опытный участок (400 м) на малогабаритных железобетонных рамах. В 1985 г. на подобных двух отрезках (100 м) на Замоскворецкой линии уменьшили вибрации тоннельной обделки в диапазоне частот 31,5 - 63 Гц на 9 дБ. Все недостатки резиновых деталей при поглощении вибрации и снижении уровня шума устранятся, если использовать упругий элемент с гибким тросом, смонтированный в полом цилиндре.
Дефектоскопия пути.
В первые годы контроль за состоянием рельсов в основном осуществляли обходчики, проверка рельсов и скреплений проводилась визуально и с помощью простейших приспособлений. В дальнейшем появились магнитные дефектоскопные тележки и вагон- дефектоскоп, которые могли выявлять неисправности только на поверхности головки рельса и на глубину 10 мм. Позже были внедрены магнитные и ультразвуковые дефектоскопы. В 1976 г. был введен в эксплуатацию ультразвуковой дефектоскопный вагон, изготовленный на базе вагона А 1031. Постоянное внимание организации и совершенствованию контроля состояния рельсов и остряков стрелочных переводов дало свои результаты. В 1994 г. с началом эксплуатации второго ультразвукового дефектоскопного вагона, с более совершенной аппаратурой, приписанного к депо "Владыкино", качество диагностики пути значительно повысилось.
В 2001 году первый дефектоскоп был списан и вместо него изготовлен новый, на базе вагона 81-714 9425.
Одновременно для контроля за состоянием рельсов и остряков стрелочных переводов на линии выходят до 35 дефектоскопов. Впервые на метрополитене с 1978 г. начали проверять перья подошвы остряков стрелочных переводов дефектоскопом ДУК-66. Дефектоскопная станция производит не только эксплуатацию и ремонт средств, но и с 1986 г. - проверку всех дефектоскопов на метрополитене.
Обслуживание и ремонт пути.
В первые годы эксплуатации производить ремонтные работы не требовалось. Со старением верхнего строения пути появилась необходимость в путейских подразделениях, которые могли бы выполнять эту работу. Объем ее определяется сроком службы: так, шпалы на наземных участках - 15-16 лет, на тоннельных - 35-37 лет, рельсы по предусмотренному тоннажу Р-50 - 350 млн.т.км, скрепление - в 2-3 раза дольше, щебень - по загрязненности. Вначале смена рельсов велась по предусмотренному тоннажу. С 1950 г. пути стали усиливать рельсами типа Р-50. Потребовались разработка технологии смены шпал на бетонном основании и увеличение количества компрессоров и отбойных молотков. В отдельные годы заменялось до 4 тыс. шпал, в дальнейшем - около 3 тыс. в год. В 1974 г. была организована дистанция капитального ремонта пути (ДКР). В 1994 г. годовой объем работ (основных) составил: замена рельсов новыми - 64 км; старых переводов на главных путях м1/9 - 36 комплектов; старых переводов м1/5 с Р-43 на Р50 в основном с переводными брусьями - 20 комплектов; подъемочный и средний ремонт пути - 2,6 км.
С 1972 г. начали внедрять автоматизированную систему контроля межремонтных сроков службы рельсов. Эта программа расширена и превращена в АСУ-путь.
Читайте также: