Контрольные вопросы

1. В увязке с чем должно осуществляться развитие железнодорожного узла?

2. Перечислите основные причины, вызывающие развитие узлов?

3. Что должно обеспечиваться при расположении основных устройств в железнодорожных узлах?

4. Основные пассажирские устройства железнодорожного узла?

5. Особенности расположения пассажирских станций в узле? Технических пассажирских станций? Сортировочных и грузовыхстанций?

6. Чем вызвано строительство сортировочной станции в существующем узле?

7. Почему особое внимание должно уделяться технологической связи между грузовой и сортировочной станциями узла?

8. Какие вопросы решаются при проектировании грузовых районов в ж.д. узлах?

9. Особенности расположения грузовых районов, устройств локомотивного хозяйства в узлах?

10. Какие вы знаете задачи рационального размещения и развития основных устройств ж.д. узла?

Тема 3. Развязки подходов, головные участки и обходы в железнодорожных узлах

1. Общие понятия о развязке пересечений.

2. Методика расчёта и проектирования элементов путепроводной развязки.

3. Проектирование продольного профиля путепроводной развязки.

4. Головные участки железных дорог.

5. Обходы узлов.

Литература: [1] - с.432 – 448; [3] - с.328 – 335; [6]- [8].

1

На узловых участковых и сортировочных станциях и в узлах при передаче вагонов с линии на линию или из парка в парк возникают точки слияния (рис.1, а), разветвления (рис. 1, б) и пересечения маршрутов (рис.1,в, г).

При примыкании ж.д. линий и разделении пассажирского и грузового движения на подходах к узловым участковым и СС и узлам, возникают пересечения маршрутов.

Рис. 1 – Точки слияния, разветвления и пересечения маршрутов.

Различают три вида пе­ресечений путей:

• в одном уровне без устройства шлюзов;

• в одном уровне с устройством шлюзов;

• в разных уровнях с сооружением путепрово­дов.

Основное требование ко всем пересечениям марш­рутов в одном уровне заключается в том, что эти пересечения не должны снижать пропускную спо­собность ниже необходи­мой в период интенсивного движения и создавать угрозу безопасности движения. При невыполнении этих условий проектируются развязки путей в разных уровнях, ликвиди­рующие задержки подвижного состава.

Пересечения в одном уровне устраиваются при благоприятных топографических условиях, относительно небольших размерах движения. Безопасность движения поездов обеспечивается с помощью устройств автома­тики и сигнализации, предохранительных тупиков.

На линиях с подходами трудного профиля и двухпутных линиях развяз- ка в одном уровне не рекомендуется по условиям безопасности.

Наличие развязок в узле обеспечивает безопасность движения, максимальную пропускную способность железнодорожных линий. Однако при сооружении путепроводных развязок ухудшаются план и профиль линий на подходах к узлу и увеличивается их длина при подходе к путепроводу.

Допускается пересечение в одном уровне двухпутной линии с однопутной при усло­вии пропуска в сутки по двухпутной линии 36...72, а по однопутной - 6...24 пар поездов.

Пропускная способность точек пересечений, поездов / сут:

Ν = 1440 (I - Δt) / I , (1)

где I – интервал попутного следования поездов;

Δt – отклонение интервала попутного следования поездов (для точек пересечений двухпутных линий Δt = 0,10 – 0,20; однопутных – 0,07 – 0,10).

Развязки в одном уровне осущесествляются чаще всего с помощью путевых постов или постов-шлюзов (рис. 1, д), обеспечивающих регулиро вание движения поездов.

Посты подразделяются на предузловые, примыкания, разветвления и слияния:

1. Предузловые посты сооружаются на подходах к узлам (рис. 2). На этих постах осуществляется разделение пассажирского и грузового движения, выполняется регулироваие движения поездов, следующих с разных направлений, и разделение по направлениям поездопотков при выходе из узла.

Схемы путевого развития предузловых постов определяются числом схдящихся линий, количеством главных путей на них и расположением специализированных станций. Предузловые посты могут располагаться на любом участке профиля. При крутых спусках к посту сооружаются тупики безопасности.

2. Посты примыкания, слияния и разветвления (см. рис. 2) строятся в пределах узла при наличии большого числа соединительных ветвей.

В трудных топографических условиях эти посты могут иметь пугевое развитие. В пунктах пересечения железнодорожных линии сооружаются посты - шлюзы или путепроводы.

При развязке пересечений с помощью шлюзов уменьшается простой поездов, а иногда и исключается полностью, в частности при пересечении поездных маршрутов встречных направлений.

Рис. 2 – Посты.

Для развязки маршрутов встречных направлений путевые шлюзы могут быть без дополнительного — неполный шлюз (рис. 3) и с дополни- тельным путем - полный шлюз(см рис. 2, д)).

Такое расположение путей и их специализация позволяют осуществлять скрещение поездов с пересечением их маршрутов то в одной, то в другой горловине в зависимости от того, какой из встречных поездов подойдёт к шлюзу раньше.

При одновременном подходе к шлюзу встречных поездов пересечение их маршрутов предусматривается в горловин, являющейся входной для преимущественного направления.

Для обеспечения безостановочного пропуска встречных поездов путевой шлюз должен иметь полезную длину:

L_шл. = l_п + l_т ≥ 2l_п , (2)

где l_п – длина поезда;

l_т – расстояние от предупредительного до выходного светофора (д.б. не менее тормозного пути и не менее длины одинарного грузового поезда).

Рис. 3 – Схема пересечения однопутных линий железных дорог.

Полезная длина шлюзовых путей определяется отдельно для каждого направления, и из двух полученных значений принимается большее.

При автоматическом управлении стрелками и сигналами на подходах к шлюзу предусматриваются участки приближения.

Суточная пропускная способность путевого шлюза в месте пересечения двух однопутных линий по кждому пересекающемуся направлению:

Ν = 1440 / I , (3)

где I – межпоездной интервал на соответствующем направлении.

Развязки путей в разных уровнях устраиваются в большинстве крупных узлов в пунктах пересечения ж.д. линий.

Различают три вида развязок:

• По роду движения;

• На многопутных линиях в пунктах изменения числа главных путей;

• В местах пересечения или примыкания линий без специализации путей для грузового и пассажирского движения.

Наличие развязок в узле обеспечивает безопасность движения, максимальную пропускную способность ж.д. линий.

Число путепроводных развязок и их расположение в узле определяется местными условиями и расположением сортировочных, пассажирских и грузовых станций и др. основных устройств узла, а также количеством подходов к узлу и числом основных путей.

Количество путепроводов при пересечении

однопутных линий: А₁ = m(m - 1)/2, (4)

двухпутных: А₂ = m(m - 1)/2 – n₂, (5)

многопутных: А_n = m(m - 1)/2 – n₂ - 3n₃, (6)

где m – общее число главных путей;

n₂ , n₃ – число двух- и трёхпутных линий.

Развязки по линиям проектируются только в узлах, где пересекаются 2 однопутные линии или однопутная с двухпутной.

Развязки по направлениям (рис. 4) характерны для узлов с одной станцией, треугольного, крестообразного типов, вытянутых в длину, кольцевых и комбинированных.

Рис. 4 – Развязка подходов по направлениям.

Развязки по роду движения сооружаются при наличии в узле специализированных станций (сортировочных, грузовых и пассажирских). Характерные схемы развязок по роду движения при различном числе линий на подходах к узлу показаны на рис. 5 и 6.

Схемы путепроводных развязок по роду движения для подхода 1 и 2-путных линий различают (рис. 5) различают примыканием однопутной линии Г по отношению к пассажирской станции узла.

Для подхода 2 2-путных линий схемы развязок приведены на рис. 5, в.г,д.

Схемы развязок по роду движения 3 3-путных линий приведены на рис. 6. Схемы 1 и 2 образуются из соответствующих схем развязок 2 2-путных подходов (см. рис. 5,в,г).

Схема 3 (с 3 путепроводами)приведена на рис.. 5,в. Для этого в данной схеме путь приёма грузовых поездров из А необходимо примыкать к главному пассажирскому пути после путепровода.

Рис. 5 – Развязка подходов в разных уровнях по роду движения и направлениям: а, б – одно и двухпутной линии, в, г, д – двух двухпутных линий.

Рис. 6 – Развязка двухпутных линий.

При переходе 3-путного участка в 2-п-й может возникнуть необходимость строительства простейшей путепроводной развязки (рис.7).

В этой схеме 3 главный путь располагается сбоку от основной пары и пересечение в одном уровне не обеспечивает необходимую пропускную способность. В случае сооружения 4 главного пути, показанного на схеме 1 штриховой линией, дополнительных развязок не возникает.

При расположении 3 главного пути внутри основной пары развязка приведена на рис. 7, б. Достоинством этой схемы является возможность одновременного пропуска поездов различных комбинаций.

Схема 1 проще в конструктивном отношении сх.2….

Развязки в местах пересечения или примыкания линий приведены на рис. 8. Схема 1 (рис. 8, а) симметричная относительно узла, схема 2 (рис. 8,б) – последовательная.

Рис. 7 – Схема простейшей путепроводной развязки.

Рис. 8 – Схемы развязок в местах пересечения или примыкания линий.

Типы развязок в узлах выбираются на основании технико-экономического обоснования. Рациональное решение возможно при пересечении подходящих линий под углом, позволяющим использовать типовые конструкции путепроводов; проектировании трасс главных путей на подходе к путепроводу с минимальными объёмами земляных работ, пологими кривыми и уклонами, обеспечивающими движение тяжеловесных поездов.

Путепроводная развязка характеризуется углом пересечения линий, расположением подходов в плане и профиле и шириной отверстия путепровода.

2

Путепроводные развязки в плане и профиле проектируются по нормам, установленным для главных путей железнодорожных линий.

Минимальная длина путепроводной развязки в плане определяется в зависимости от радиуса кривой и угла пересечения. Расстояние от начала ответвления 3 пути (точка А) до его середины, L_пл, м:

L_пл = К₁ + 0,5С₁ + d₀ + 0,5С₂ + К₁ + К₂ + 0,5С₂ + Т_в + 0,5l_пл, (1)

где К₁ , К₂ - длина круговых кривых, м;

d₀ - длина прямой вставки (принимается по таблице 1) , м;

С₁,С₂ - длина переходных кривых, м;

l_пл – длина в профиле площадки для размещения путепровода, м;

Т_в – длина тангенса вертикальной сопрягающей кривой, м;

Т_в = R_в Δі / 2000, (2)

где R_в – радиус вертикальной сопрягающей кривой, м;

Δі - алгебраическая разность сопрягающих уклонов (при разности менее 3%_о вертикальные сопрягающие кривые не устраиваются).

Рис. 9 – Путепроводная развязка в плане.

Длина круговой кривой, К, м:

К₁ = 0,017453 R β; К₂ = 0,017453 R(β + γ) , (3)

где R – радиус круговой кривой (принимается по табл. 2),м;

γ – угол путепроводной развязки, град.;

β – угол отхода на путепроводную развязку, град.

Длина в профиле площадки для размещения путепровода принимается равной минимальной длине элементов профиля (200, 250, 300 м), но не менее:

l_пл^mіn = Т_в + l_пут + Т_в^сп, (4)

где l_пут – длина путепровода, м;

Т_в^сп – тангенс вертикальной сопрягающей кривой со стороны спуска путепровода, м.

Таблица 1 - Длины прямых вставок

Категория линии	Длина прямых вставок, м, между начальными точками переходных кривых, направленных
	в разные стороны	в одну сторону
1 - 3	75 / 30	100 / 50
4	50 / 20	50 / 50
5	30 / 20	30 / 30

П р и м е ч а н и е.

В числителе длина прямой вставки нормальная, в знаменателе – минимальная.

Таблица 2 – Значения радиусов круговой кривой

Категория линии	Радиусы кривых, м
	рекомендуемые	допустимые в трудных условиях	допустимые в трудных условиях при соответствующем обосновании
1	4000 - 2500	1200	600
2	4000 - 1200	1000	600
3	2000 - 1200	800	400
4	2000 - 1000	500	250
5	1000 - 400	300	150

Если L_пр ≥ L_пл, то необходимо увеличить длину подхода развязки. Целесообразно развивать длину подхода при увеличении угла путепроводной развязки, т.к. при этом уменьшается стоимость путепровода.

3

Точки перелома профиля следует размещать так, чтобы сопрягающие кривые в профиле не совпадали в плане с переходными кривыми.

Расстояние от границ переходной кривой до точек перелома профиля д. б. не менее:

• для дорог 1категории l ^mіn = 7,5 Δі ;

• для дорог 2категории l ^mіn = 5 Δі

Продольный профиль (рис. 10) должен проектироваться с учётом не только экономичности (минимум земляных работ и энергозатрат), но и обеспечения условий безопасности, плавности и бесперебойности движения поездов. Уклоны отдельных элементов профиля не должны превышать руководящего уклона, принятого для данного направления.

Как правило, длина элементов профиля на главных путях д.б. не менее половины принятой на перспективу длины приёмо-отправочных путей.

Согласно СНиП для линий 1 и 2 категорий алгебраическая разность сопрягаемых уклонов составляет:

• 5 %_о при длине приёмо-отправочных путей 1250 м,

• 6 %_о при длине 1050 м;

• 8 %_о при 850 м.

Если разность уклонов больше допустимой, проектируются разделительные площадки или элементы переходной крутизны.

В местностях, подверженных снежным заносам, высота насыпи земляного полотна д.б. не менее расчётной толщины снежного покрова.

Новые путепроводы обычно сооружаются над существующими главными путями без изменения их профиля.

Развязки подходов в железнодорожных узлах и соединительные пути, предусматриваемые для движения поездов в одном направлении, в трудных условиях допускается проектировать на спусках круче руководящего уклона, но не более максимального, установленного для линий:

1 и 2 категорий – 15 %_о;

3 категории - 20 %_о;

4 и подъездных путей – 30 %_о.

Развязки в узлах, где предусматривается движение пассажирских поездов со скоростями более 120 км/ч, следует проектировать с уклонами не более

9 %_о, а в трудных топографических условиях – не более 12 %_о.

Рис. 10 – Нормальный продольный профиль.

Мосты с устройством пути на балласте, а также водопропускные трубы разрешается сооружать на любых элементах продольного профиля и плана линии.

4

На головных участках очень важно правильно специализировать главные пути. Специализация путей зависит от размеров движения, соотношения грузовых, дальних и пригородных поездов, расположения станций, промпредприятий, наличия кольцевых железных дорог.

Т.к. грузовое и пассажирское движение на подходах к головным участкам осуществляется по одним и тем же путям, целесообразно оставлять такую специализацию и в пределах головного участка, разделяя их только при подходе к сортировочной станции (рис. 11).

Рис. 11 – схема головного участка.

На 3-х путном участке такое решение нецелесообразно, т.к. не обеспечивается возможность остановки поездов других зон. Поэтому на таком участке платформы могут располагаться в зависимости от направления преимущественных потоков между путями 1 и 3 или 2 и 3 (рис. 12).

Рис. 12 – Схемы специализации путей на головных участках.

При тёх путном подходе во многих случаях целесообразно специализировать средний путь для двустороннего действия (рис. 14), что обеспечивает хорошую организацию движения.

Рис. 13 – Схемы развязок главных путей на головном участке.

5

Рис. 14 – Схема обхода пассажирской и сортировочной станций.

Для уменьшения пробега подвижного состава, улучшения организации движения вагонопотоков и разгрузки отдельных участков внутриузловых линий в узлах строятся обходы, используемые для пропуска грузовых поездов вне основных элементов узла, угловых транзитных поездов без захода в узел (рис. 15), поездов в обход крупных мостовых переходов (рис. 16).

Обходы в узлах подразделяются на глубокие, параллельные ходы и местные.

Глубокие обходы проектируют обычно в виде полного кольца или его части, связывающие между собой сходящиеся к узлу линии. Такие обходы располагаются на расстоянии 20…30 км от города.

Параллельные ходы используются в узлах для ответвления транзитных потоков и уменьшения пробега транзитных поездов.

Местные обходы устраиваются в случае необходимости пропуска поездов или передач без захода на отдельные станции или устройства узла.

Обходы в узлах строятся в случае перегрузки существующих транспортных устройств или выноса грузового движения из центральных районов города.

На обходах могут размещаться грузовые станции (рис. 15 и 16, предназначенные для обслуживания промышленного района города), пассажирские остановочные пункты, технические пассажирские станции, основные сортировочные станции.

Рис. 15 – Схема обхода в узлах с крупным мостовым переходом.

При проектировании и строительстве обходов необходимо учитывать технологию работы станций и прилегающих участков железных дорог, необходимость пропуска транзитных поездов без изменения массы; возможность использования существующих устройств (ЛХ, ВХ) и размещения ЭУ для поездных локомотивов, следующих по обходу, и ПТО на предузловых станциях; перспективные размеры движения поездов, определяющие число главных путей на обходе и виды развязок в пунктах пересечения.