1.3. Контрольные вопросы

1. Перечислите виды современного магистрального транспорта.

2. В чем заключается преимущество железных дорог перед другими ви­дами транспорта?

3. Какими показателями характеризуются грузовые и пассажирские пе­ревозки?

4. Каковы основные экономические показатели работы железнодорож­ного транспорта?

5. Когда и кем в России построена первая железная дорога с паровой тягой?

6. Когда и кем построен первый паровоз?

7. Какова эксплуатационная длина сети железных дорог России?

8. Назовите основные объекты и нововведения на железных дорогах страны, характерные до Великой Отечественной войны и после (до 1957 г.).

2. Железнодорожный путь, его устройство

2.1. Понятие трассы, плана и продольного профиля железнодорожных линий [7, 10]

Трасса железнодорожной линии характеризует положение в пространстве продольной оси пути на уровне бровок земляного полотна. Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом, а развёртка трассы на вертикальную плоскость – продольным профилем линии.

Полоса земли вдоль трассы, отведённая для размещения железнодорожного пути, других устройств, железной дороги, а также железнодорожных посёлков и лесонасаждений, называется полосой отвода. Границы полосы отвода определяются с учётом перспективы развития путей и обозначаются специальными указателями.

Процесс прокладки линии в ходе проектирования называется трассированием линии. Идеальной была бы трасса, представляющая собой прямую в плане и пологий спуск в грузовом направлении в профиле. Однако это не всегда возможно в силу необходимости подхода к населённым пунктам, обхода естественных препятствий (гор, озёр, рек, болот и т. д.), наличия неровностей земной поверхности и стремления удешевить строительство железнодорожных линий. Поэтому план железнодорожной линии, представленный на рис. 2.1, проектируется в виде сочетания прямолинейных участков и кривых.

Рис. 2.1. План железнодорожной линии

Соответственно, продольный профиль, будет представлен в виде горизонтальных участков, называемых площадками, и наклонных, именуемых уклонами (рис. 22).

Рис. 2.2. Элементы продольного профиля линии

П

Рис. 2.3. Элементы круговой кривой: НК – начало кривой; КК – конец кривой; ВУ – вершина угла поворота

рямые участки характеризуются единственным параметром – их длиной. Вместе с тем параметры круговой кривой характеризуются определенными параметрами (рис. 2.3 [10]): угол поворота , зависящий от условий местности, радиус R, обусловленный категорией линии, длина кривой К и тангенс Т – расстояние от начала и конца кривой до вершины угла поворота. Эти параметры кривых геометрически связаны. Исходя из заданного радиуса кривой R и угла поворота  легко определить значения тангенса и длины кривой:

.

Кривые малого радиуса вызывают необходимость снижения скорости дви­жения (наибольшая скорость движения в кривой в зависимости от радиуса R может быть приближённо определена по формуле: , км/ч). повышенный боковой износ рельсов и колёс подвижного состава, удлинение линии повышают сопротивление движению и ухудшают видимость. Плохая видимость в кривых малого радиуса затрудняет ведение поездов машинистами локомотивов, вызывает необходимость ставить дополнительных сигналистов для цели обеспечения безопасности при производстве работ по содержанию и ремонту пути и контактной сети.

кривые малого радиуса для обеспечения плавного вписывания в круговые кривые сопрягаются с прямыми участками с помощью пере­ходных кривых, радиус которых по­степенно уменьшается от до ра­диуса круговой кривой R. Между смежны­ми кривыми предусматриваются прямые вставки с минимальной величиной от 30 до 150 м – в зависи­мости от категории линии и на­правления кривых (в одну или в разные стороны).

П

Рис. 2.4 Расчётная схема для определения крутизны уклона

родольный профиль линии ха­рактеризуется крутизной уклонов элементов и их длиной. Крутизна из­меряется в тысячных долях и полу­чается как частное от деления раз­ности отметок конечных точек, эле­мента профиля h на его длину l, т. е. равна тангенсу угла наклона элемента профиля к гори­зонту.

На рис. 2.4 [10] видно, что кру­тизна уклона создает движению поезда дополнительное сопротивле­ние от подъема:

,

где Q – масса поезда; i – число тысячных подъёма.

при проек­тировании железных дорог стремят­ся к возможно меньшей крутизне уклонов. Одним из основных параметров железнодорожной линии является ее руководящий уклон, представляю­щий собой наибольший затяжной подъем, по значению которого и уста­навливается норма массы поезда при одиночной тяге и расчетная минимальная скорость движения. Руководящий уклон зависит от категории линии, топографических условий и устанавливается технико-экономиче­скими расчетами.

Руководящий уклон должен быть: не более 0,02 – на новых скоростных линиях, 0,009 – на особо грузонапряженных линиях, 0,012 – на ли­ниях I категории, 0,015 – на линиях II категории, 0,02 – на линиях III ка­тегории и 0,03 – на линиях IV кате­гории.

В сложных топографических ус­ловиях, когда на протяжении не менее перегона уклон местности зна­чительно превышает руководящий, применяют так называемый уклон кратной тяги, который поезд рас­четной массы проходит с несколь­кими локомотивами. Предельное значение уклона кратной тяги за­висит от величины руководящего уклона. Например, если руководя­щий уклон линии составляет 0,015, то уклон кратной тяги при двух локомотивах должен быть не более 0,029, а при трех локомотивах – не более 0,04.

Длина элементов продольного профиля должна быть, как правило, не менее половины длины обращаю­щихся поездов, принятой на перс­пективу. При этом под поездом бу­дет одновременно не более двух пе­реломов профиля. Смежные элемен­ты профиля обычно сопрягаются в вертикальной плоскости кривыми радиусом от 15000 до 3000 м в зависимости от категории линии.

Продольные профили оформляются с применением уста­новленных условных обозначений по стандартной форме. По масштабу изображения и количеству содер­жащихся данных различают под­робный и сокращенный продольные профили.

Подробный продольный профиль используют обычно для проектиро­вания вторых путей, определения объемов земля­ных работ, развития станций и т. д. Этот профиль имеет горизонтальный масштаб 1:10 000 и вертикальный 1:200 и состоит из собственно про­филя (верхняя часть) и сетки (ниж­няя часть). На сетке продольного профиля указывают план линии, пикетаж, существующие отметки земли и проектные отметки, проект­ные уклоны, ситуацию, местности и инженерно-геологическую характе­ристику.

Разности между проектными от­метками и отметками земли назы­ваются рабочими отметками и пред­ставляют собой глубину выемок или высоту насыпей. На профиле пока­зывают также условными обозна­чениями мосты, трубы и другие искусственные сооружения, оси стан­ций и других раздельных пунктов, оси переездов.

Сокращенный продольный про­филь составляется на основе под­робного продольного профиля для характеристики и удобства рас­смотрения основных элементов пла­на, профиля и всех линейных со­оружений. Он предназначен главным образом для машинистов локомоти­вов с целью ориентации их при ведении поездов о предстоящих подъ­емах и спусках, В основном сокра­щенный профиль повторяет в сжатом виде главнейшие данные подроб­ного продольного профиля. Он име­ет горизонтальный масштаб 1:50000 и вертикальный 1:1000. На нем на­носят проектный профиль земляного полотна, план линии, километры, оси раздельных пунктов и расстояния между ними, входные и проходные сигналы, положение входных стре­лочных переводов, путевых зданий, переездов и искусственных соору­жений.