3.2. Проектирование плана железнодорожной линии

Планом железнодорожной линии является проекция трассы на горизонтальную плоскость.

Составляющими плана линии являются прямые участки пути, круговые и переходные кривые.

Прямые вставки, м, между начальными точками переходных кривых

(рис.11) не должны быть менее величины, указанной в табл.2.

Рис.11. Сопряжение смежных кривых и границы прямой вставки

Таблица 2

Категория железной дороги	Длина прямой вставки lпв, м
	В нормальных условиях при направлении кривых		В трудных условиях при направлении кривых
	в разные стороны	в одну сторону	в разные стороны	в одну сторону
I и II	150	150	50	75
III	75	100	50	50
IV	50	50	30	30

Круговые кривые на новых железных дорогах следует проектировать возможно больших радиусов в соответствии с рекомендациями табл. 3. Конкретные значения радиусов, м, можно принимать равными: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350, 300, 250 и 200.

Для вписывания кривых в углы поворота необходимо из плотной бумаги вырезать шаблоны кривых всех перечисленных радиусов в виде круга (рис. 12). Радиусы кругов определяются с учетом масштаба карты М 1:50000 (в 1 см 500 м). Так, например, для изготовления шаблона кривой радиусом 2000 м надо на бумаге нарисовать окружность радиусом 4 см.

Рис. 12. Шаблон для вписывания кривых

Таблица 3

Категории линии и тип пути	Значения радиусов кривых, м, в плане
	Рекомендуемые	Допускаемые в трудных условиях	Допускаемые в особо трудных условиях при технико-экономическом обосновании	По согласованию с ОАО «РЖД» и ФАЖТ
1	2	3	4	5
I	40002500	2000	1000	600
II	40002000	1500	800	400
III	40001200	800	600	350
IV	20001000	600	350	200

перед началом проектирования плана трассы следует выписать из норм проектирования (табл. 2 и 3) значения радиусов круговых кривых и прямых вставок: R_{рек ,}R_доп, l_пв, а также определенное ранее минимально потребное расстояние от оси станции до начала первой круговой кривой.

Для рассматриваемого примера (категория железной дороги – II, см. исходные данные):

R_рек = 4000, 3000, 2500, 2000 м;

R_доп = 1500 м в трудных условиях;

R_доп = 800 м в особо трудных условиях;

l_пв = 150 м при направлении кривых как в одну так и в разные стороны;

Расстояние от оси станции до вершины первой круговой кривой должно быть не менее 1500 м (определено ранее, см. стр. 11).

На участках напряженного хода линия нулевых работ является ломаной линией, которая не может быть планом трассы из-за небольшой длины каждого отрезка. Поэтому следующим этапом работы является замена линии нулевых работ прямыми участками как можно большей длины, но с минимальным отклонением от нее в плане.

Для рассматриваемого примера вариант спрямления линии нулевых работ приведена на рис. 13.

Пересечения спрямляющих прямых образуют угол поворота трассы ^о с его вершиной (ВУ), располагаемой против препятствия, как показано на рис. 14.

Следующим этапом является вписывание в каждый угол поворота круговой кривой при помощи шаблона кривых.

Рис. 14. Пример вписывания кривых.

При решении этой задачи основным вопросом является выбор величины радиуса круговой кривой R. Лучшим решением является рекомендуемая величина радиуса. Однако, следует учитывать то, что на величину радиуса могут оказать влияние объемы земляных работ при вписывании плана в рельеф местности, а также возможность осуществления природоохранных мероприятий по отношению к занимаемой трассой земле, растительности, миграционным путям животных и др. Поэтому в необходимых и обоснованных случаях можно применять меньшие величины радиусов – допускаемые.

Следует помнить, что между двумя соседними кривыми должна обязательно располагаться прямая вставка, минимально необходимая длина которой определена ранее по табл. 3 и для рассматриваемого примера l_пв = 150 м (см. стр. 19).

Длина переходных кривых l_пер, расположенных между прямым участком и круговой кривой, в курсовой работе может быть принята равной 100 м. Таким образом, минимально необходимое расстояние между началом последующей круговой кривой (НКК_n) и концом предыдущей (ККК_n-1)

l_min = l_пв + l_пер = 150 + 100 = 250 м.

В масштабе карты М 1:50000 величина прямого участка длинной 250 м составляет 5 мм. Таким образом, вписывая кривые в углы поворота, необходимо следить, чтобы длины прямых участков, образующихся между круговыми кривыми, были не менее 5 мм (с запасом лучше предусматривать не менее 6 мм).

На рис. 15 показаны кривые, вписанные в углы поворота для рассматриваемого примера.

Привязка сооружений и устройств железной дороги (осей раздельных пунктов и искусственных сооружений, начала и конца кривых и др.) осуществляется с помощью пикетажа. Пикетом (ПК) называется участок пути длиной 100 м.

За начало отсчета пикетажа принимается нулевой километр, как правило, совмещенный с осью начальной станции.

На прямых участках пути пикетаж разбивается с использованием линейки (или измерителя) и с учетом масштаба карты.

Пикетажное значение начала НКК₁ и конца ККК₁ первого закругления определяется по схеме:

ПК ВУ₁ – Т₁ = ПК НКК₁;

ПК НКК₁ + К₁ = ПК ККК₁.

где	Т1		значение тангенса первой кривой, м;
	К1		длина первой кривой, м;
ПК ВУ1			пикетажное значение вершины первого угла поворота;
ПК НКК1			пикетажное значение начала первой круговой кривой;
ПК ККК1			пикетажное значение конца первого круговой кривой.

Для определения пикетажного значения вершины угла поворота ПК ВУ₁ следует установить «точку привязки расчета» − местоположение ближайшего от начала трассы к закруглению целого километра. Далее, следует измерить в сантиметрах с точностью до 1 мм расстояние Р − от точки привязки расчета до точки ВУ₁.

Рис. 16. Схема к расчету пикетажного значения вершины угла ПК ВУ

Измеренное в сантиметрах расстояние Р (см), следует с учетом масштаба карты М 1:50000, перевести в метры, для чего расстояние, выраженное в см, следует умножить на 500.

Р (м) = 500·Р(см) .

Тангенс Т, м, и длина проектируемой кривой К, м, определяются по формулам:

,				(2)
				(3)
где	R		радиус проектируемой кривой, м;
			угол поворота по ходу трассы, град.

Аналогично определяются пикетажные значения остальных кривых.

Геометрическое положение точки начала кривой НКК на плане трассы можно определить, если отложить от вершины угла поворота ВУ величину тангенса Т назад по ходу пикетажа, а положение точки конца кривой ККК – вперед по ходу трассы. Пропущенные пикеты в пределах закругления расставляются по кривой с учетом масштаба карты.

Длина первого прямого участка:

l1 = ПК НКК1 – ПК НТ
где	ПК НКК1		пикетажное положение начала первой круговой кривой;
	ПК НТ		пикетажное положения начала трассы.

Длина последнего прямого участка:

l посл = ПК КТ – ПК КККпосл
где	ПК КТ		пикетажное положение конца трассы;
ПК КККпосл			пикетажное положение конца последней круговой кривой.

Длина остальных прямых участков:

l = ПК НККn – ПК КККn-1
где	ПК НККn		пикетажные положения начала круговой кривой примыкающей к концу прямого участка;
ПК КККn-1			пикетажные положения конца круговой кривой примыкающей к началу прямого участка

На плане трассы фиксируются точки начала и конца каждой круговой кривой, которые находятся на расстоянии тангенса Т от вершины угла поворота ВУ. При этом между соседними (смежными) кривыми следует обеспечивать прямую вставку длиной не менее l_min (см. стр.21).

Положение очередного километра или вершины следующей кривой находят с учетом координаты конца предыдущей кривой.

Результаты расчетов плана линии сводятся в таблицу, образец заполнения которой для рассматриваемого примера приведен в табл. 4.

Таблица 4