ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА И ПРОФИЛЯ НОВОЙ

ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Основные технические параметры и нормы проектирования железнодо­рожной линии

Исходные данные для проектирования:

Объект проектирования:

Одноколейная железнодорожная ветка в Тверскойкой области.

Технические параметры:

Категория железной дороги: II;

Ширина колеи: t = 1520 мм;

Величина руководящего уклона: i_р =9 ⁰/₀₀;

Полезная длина приемоотправочных путей: l_по = 1050 м.

Число пассажирских составов на 10-й год эксплуатации: 2;

Число сборных составов на 10-й год эксплуатации: 3;

Объем перевозок на 10-й год эксплуатации: 16 млн. тонн в год.

Проектирование железнодорожной линии должно производиться с учетом следующих рекомендаций и ограничений:

1. Станционная площадка должна располагаться на горизонтальном участке пути, в трудных условиях допускается расположение станционных площадок на уклоне до 2,5⁰/₀₀.

2. Максимальный уклон линии не должен превышать руководящего уклона: i  i_p = 9⁰/₀₀

3. Смежные элементы продольного профиля в вертикальной плоскости, при алгебраической разности сопрягаемых углов более 2,3⁰/₀₀, сопрягаются вер­тикальными кривыми, радиус R_в которых, на линиях II категории, составляет 15 км.

4. Наибольшая алгебраическая разность уклонов смежных элементов на линии II-й категории, при полезной длине приемоотправочных путей 1050 м не должна превышать следующих значений

рекомендуемые нормы i_рек = 5 ⁰/₀₀;

допускаемые нормы i_доп = 10 ⁰/₀₀.

5. При сопряжении элементов с алгебраической разностью уклонов более установленных норм, должны проектироваться разделительные площадки или элементы переходной крутизны, длина которых должна быть не меньше :

при рекомендуемых нормах L_рек  250 м;

при допускаемых нормах L_доп  200 м.

6. При алгебраической разности уклонов менее нормативных значений, длину раздели­тельных площадок и элементов переходной крутизны допускается пропорционально уменьшать, но не менее чем до 25 м. Уменьшенная длина элементов профиля должна быть кратна 25 м и не менее величины, м, определенной по формуле:

, (1.3)

где i_1, i₂  алгебраические разности уклонов, %, по концам элемента профиля.

7. В случае если на участок напряженного хода совпадает с поворотной кривой, значение руководящего уклона должно быть уменьшено на величину, эквивалентную сопротивлению от кривых. Смягчение руководящего уклона в кривых производится по формуле:

i_см =i_р –i_э(к) (1.4)

где i_э(к) – эквивалентный уклон от кривых, ⁰/₀₀.

Эквивалентный уклон от кривых определяется по формулам 1.5 и 1.6:

a) если длина кривой меньше длины поезда

, (1.5)

где  - угол поворота, , на участке смягчения:

L_п – длина поезда, м.

б) если длина кривой больше длины поезда

, (1.6)

где R – радиус кривой, м.

8. Перелом профиля в вертикальной плоскости при алгебраической разности сопрягаемых уклонов более 2,3⁰/₀₀ не должен находится в пределах переходной кривой в плане. Минимальное расстояние между переломом профиля и началом круговой кривой, определяется по формуле:

L = T_в + , (1.7)

где T_в – тангенс сопрягающей кривой в вертикальной плоскости, м;

определяется по формуле: (1.8)

где i – алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, ⁰/₀₀;

L_ПК – длина переходной кривой, м; условно можно принять L_ПК =100м.

При рекомендуемой разности сопрягаемых уклонов 5⁰/₀₀ тангенс сопрягающей кривой в вертикальной плоскости составит:

T_в = 152,5 = 37,5 м.

Тогда минимальное расстояние от перелома профиля до начала круговой кривой будет:

L = 37,5 + = 87,5 м.

При допустимой разности сопрягаемых уклонов 10⁰/₀₀ тангенс сопрягающей кривой в вертикальной плоскости составит:

T_в = 1510 = 150 м.

Тогда минимальное расстояние от перелома профиля до начала круговой кривой будет:

L = 150 + = 150 м.

9. Продольный профиль в выемках длиной более 400 м необходимо проектировать уклонами одного знака (либо в виде подъема, либо в виде спуска) или уклонами выпуклого очертания. При этом крутизну уклонов следует принимать не менее 2⁰/₀₀.

10. Продольный профиль однопутной железнодорожных линий в снегозаносимых районах по возмож­ности следует проектировать в виде насыпей высотой, м:

= h_сн + 0,7, (1.9)

где h_сн  расчетная годовая толщина снежного покрова в районе проектирования, м;

В качестве расчетной принимается толщина снежного покрова, имеющая вероятность превышения 3%. При толщине снежного покрова 0,7 м, h_сн = 0,72, тогда по формуле 1.9 : = 0,72 + 0,7 = 1,43 м.

11. Бровка земляного полотна на подходах к водопропускным сооружениям в пределах разлива водотока, а также при расположении железнодорожных линий вдоль водотоков, озер, водохранилищ, морей должна возвышаться над наивысшим уровнем воды заданной вероятности превышения с учетом подпора, наката волны на откос, ветрового нагона, при­ливных и ледовых явлений не менее чем на 0,5 м.

Заданной вероятностью превышения при определении наивысшего уровня воды для линий II категории явля­ется 0,33%.

1.3. Трассирование участка новой железнодорожной линии

1.3.1. Проектирование и описание вариантов плана трассы

Начальный и конечный пункты участка проектируемой линии заданы исходя из усло­вий проектирования и зафиксированы на карте (Плакат 1). Местоположение железнодорожного полотна между заданными пунктами в значительной мере зависит от величины руководяще­го уклона, который составляет 9%.

В первую очередь исследуем возможность укладки трассы железной дороги по крат­чайшему направлению, соединяющему основные опорные пикеты (фиксированные точки в задании на проектирование данной железнодорожной ветки отсутствуют). На плане видно, что прокладка начала трассы вдоль условной прямой, совпадающей с кратчайшим путем нецелесообразна из-за сложного рельефа местности. Оптимальным решением на данном участке будет прокладка трассы вдоль водораздела. Разработано два основных варианта трассы и три улучшающих подварианта. С ПК 0 по ПК 39, с ПК 306 по ПК378 и с ПК 660 по ПК 690+50 варианты 1 и 2 имеют общую трассу. Подвариант 1 ответвляется от варианта 2 трассы на ПК 261 и примыкает к ней на ПК 408+15,38/436+00,00, представляя собой вариант прохода с другой стороны водораздела. Подвариант 2 представляет собой переключение с варианта 1 на вариант 2, отмыкает от варианта 1 на ПК 523 и примыкает к варианту 2 на ПК 566+33,81/562. Подвариант 3 представляет собой переключение с варианта 2 на вариант1, от варианта 2 отмыкает на ПК 520 и примыкает к варианту 1 на ПК 566+93,78/550.

1.3.2. Проектирование плана железнодорожной линии

Рассчитаем основные параметры проектируемой линии по каждому из вариантов.

Для начала определим на плане участки напряженных ходов. Напряженным ходом называются участки местности, для которых усредненный уклон местности больше проектного уклона трассирования. Для этого рассчитаем величину расчетного горизонтального заложения уклона, см:

, (1.10)

где h – сечение горизонталей, м;

m – масштаб карты;

10⁵ – коэффициент размерности для перевода величины d в см;

i_p – руководящий уклон, тыс.;

По формуле 1.10 находим:

= 2,22 см.

Расчет пикетажных значений начала и конца круговых кривых осуществляется по следующей расчетной схеме:

ПК

+ l₁

ВУ ПК

 т

нк кпк

+ к

ккк пк

где ПК  точка привязки расчета;

ВУ ПК  пикетажное значение вершины угла;

НКК ПК  пикетажное значение начала круговой кривой;

ККК ПК  пикетажное значение конца круговой кривой;

l₁  расстояние в пикетах от точки привязки до вершины угла.

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

T = R  tg , (1.11)

К = , (1.12)

где R  радиус проектируемой кривой, м;

  угол поворота по ходу трассы, град.

После расчета каждой кривой место положения ее начала и конца переносится на план трассы.

Результаты расчетов плана линии сводятся в таблицы 1.1-1.5.

Вариант 1 трассы:

Таблица 1.1

Результаты расчета плана линии

ВУ	Элементы кривой					Пикет		Прямая вставка, м
	угол, °	радиус, м	тангенс, м	кривая, м	длина переходной кривой, м	НК	КК
								1854.1
ВУ1	22	2000	432.24 / 432.24	694.6	80.00 / 80.00	18+54.10	27+8.70
								1564.08
ВУ2	101.7	800	1059.25 / 1059.25	1270.15	150.00 / 150.00	42+72.78	58+42.93
								1529.96
ВУ3	32.6	2000	625.60 / 625.60	1059.28	80.00 / 80.00	73+72.89	85+92.17
								1113.48
ВУ4	-117.4	800	1392.32 / 1392.32	1489.02	150.00 / 150.00	97+5.65	114+94.67
								221.01
ВУ5	45.4	1000	483.72 / 483.72	662.6	130.00 / 130.00	117+15.68	126+38.27
								548.96
ВУ6	-27.1	1000	306.08 / 306.08	342.82	130.00 / 130.00	131+87.23	137+90.06
								977.25
ВУ7	117.2	600	1066.54 / 1066.54	1067.7	160.00 / 160.00	147+67.31	161+55.01
								448.36
ВУ8	-122.8	600	1184.36 / 1184.36	1126.27	160.00 / 160.00	166+3.37	180+49.63
								476.32
ВУ9	14.3	2000	290.60 / 290.60	418.56	80.00 / 80.00	185+25.96	191+4.52
								2989.97
ВУ10	-11.3	800	154.46 / 154.46	8.21	150.00 / 150.00	220+94.49	224+2.70
								1785.6
ВУ11	46.4	800	418.38 / 418.38	497.89	150.00 / 150.00	241+88.30	249+86.19
								2129.24
ВУ12	-45.8	1500	688.82 / 688.82	1089.14	110.00 / 110.00	271+15.44	284+24.58
								653.73
ВУ13	78.8	1000	887.12 / 887.12	1245.49	130.00 / 130.00	290+78.31	305+83.79
								7846.46
ВУ14	-18.9	2000	373.75 / 373.75	581.36	80.00 / 80.00	384+30.26	391+71.62
								4151.68
ВУ15	-11.6	2000	242.91 / 242.91	324.4	80.00 / 80.00	433+23.30	438+7.70
								5903.05
ВУ16	-12.5	800	162.42 / 162.42	23.95	150.00 / 150.00	497+10.75	500+34.70
								2957.05
ВУ17	48.4	1000	514.56 / 514.56	714.47	130.00 / 130.00	529+91.74	539+66.21
								1884.27
ВУ18	-47.5	2000	920.35 / 920.35	1578.52	80.00 / 80.00	558+50.48	575+89.00
								2794.89
ВУ19	13.2	2000	271.07 / 271.07	380.08	80.00 / 80.00	603+83.89	609+23.97
								3141.6
ВУ20	34.4	2000	658.60 / 658.60	1119.8	80.00 / 80.00	640+65.56	653+45.36
								3166.16

Вариант 2 трассы:

Таблица 1.2

Результаты расчета плана линии

Обозначение точки	Элементы кривой					Пикет		Прямая вставка, м
	угол, °	радиус, м	тангенс, м	кривая, м	длина переходной кривой, м	НК	КК
								1854.1
ВУ1	22.1906236	2000	432.24 / 432.24	694.6	80.00 / 80.00	18+54.10	27+8.70
								1161.25
ВУ2	51.1909573	3000	1462.08 / 1462.08	2630.35	50.00 / 50.00	38+69.94	66+0.30
								3728.46
ВУ3	27.9532242	2000	537.82 / 537.82	895.75	80.00 / 80.00	103+28.75	113+84.50
								1275.65
ВУ4	-6.163173	2000	147.68 / 147.68	135.14	80.00 / 80.00	126+60.15	129+55.29
								6037.69
ВУ5	47.5268193	2000	920.64 / 920.64	1579	80.00 / 80.00	189+92.98	207+31.97
								453.44
ВУ6	-32.458623	800	308.18 / 308.18	303.21	150.00 / 150.00	211+85.41	217+88.62
								1673.56
ВУ7	-64.539922	800	580.87 / 580.87	751.15	150.00 / 150.00	234+62.18	245+13.32
								1644.56
ВУ8	88.5419585	800	856.02 / 856.02	1086.28	150.00 / 150.00	261+57.88	275+44.16
								7721.46
ВУ9	-48.812537	2000	947.56 / 947.56	1623.88	80.00 / 80.00	378+56.44	396+40.32
								4965.17
ВУ10	25.5769358	4000	927.93 / 927.93	1745.61	40.00 / 40.00	446+5.49	464+31.10
								1974.21
ВУ11	-24.760185	2000	479.03 / 479.03	784.29	80.00 / 80.00	484+5.30	493+49.60
								539.35
ВУ12	28.9934276	800	282.13 / 282.13	254.82	150.00 / 150.00	498+88.94	504+43.77
								411.11
ВУ13	-28.147753	1500	431.13 / 431.13	626.91	110.00 / 110.00	508+54.88	517+1.78
								398.11
ВУ14	52.3419423	800	468.70 / 468.70	580.83	150.00 / 150.00	520+99.89	529+80.72
								534.15
ВУ15	-65.762528	800	592.91 / 592.91	768.22	150.00 / 150.00	535+14.87	545+83.09
								359.93
ВУ16	49.982784	1000	531.44 / 531.44	742.36	130.00 / 130.00	549+43.02	559+45.38
								8412.27
ВУ17	16.0212446	2000	321.48 / 321.48	479.25	80.00 / 80.00	643+57.66	649+96.90
								4078.37

Подвариант 1 трассы:

Таблица 1.3

Результаты расчета плана линии

Обозначение точки	Элементы кривой					Пикет		Прямая вставка, м
	угол, °	радиус, м	тангенс, м	кривая, м	длина переходной кривой, м	НК	КК
								363.02
ВУ1	76.3215197	1000	851.36 / 851.36	1202.06	130.00 / 130.00	264+63.02	279+25.08
								5850.31
ВУ2	28.089855	1500	415.29 / 415.29	655.39	80.00 / 80.00	337+75.40	345+90.79
								1258.05
ВУ3	-51.658355	1500	781.23 / 781.23	1242.41	110.00 / 110.00	358+48.84	373+11.25
								2939.22
ВУ4	-13.023673	2000	268.30 / 268.30	374.61	80.00 / 80.00	402+50.48	407+85.09
								30.29

Подвариант 2 трассы:

Таблица 1.4

Результаты расчета плана линии

Обозначение точки	Элементы кривой					Пикет		Прямая вставка, м
	угол, °	радиус, м	тангенс, м	кривая, м	длина переходной кривой, м	НК	КК
								58.56
ВУ1	-34.580871	1000	376.49 / 376.49	473.55	130.00 / 130.00	523+58.56	530+92.11
								2182.5
ВУ2	66.9828866	1000	727.13 / 727.13	1039.07	130.00 / 130.00	552+74.61	565+73.68
								60.13

Подвариант 3 трассы:

Таблица 1.5

Результаты расчета плана линии

Обозначение точки	Элементы кривой					Пикет		Прямая вставка, м
	угол, °	радиус, м	тангенс, м	кривая, м	длина переходной кривой, м	НК	КК
								57.77
ВУ1	81.7007421	1000	930.31 / 930.31	1295.95	130.00 / 130.00	520+57.77	536+13.72
								1910.36
ВУ2	-29.15631	2000	560.18 / 560.18	937.75	80.00 / 80.00	555+24.08	566+21.82
								71.95