2.3.3. Нормы проектирования продольного профиля.

Важнейшее требование при проектировании продольного профиля и плана железной дороги – обеспечение безопасности и плавности движения поездов.

Продольный профиль пути следует проектировать элементами возможно большей длины при наименьшей алгебраической разности уклонов смежных элементов. Длина элементов профиля, как правило, не должна быть менее половины полезной длины приемо-отправочных путей, принятой на перспективу. Алгебраическая разность уклонов смежных элементов не должна превышать значений ∆i_н, указанных в числителе таблицы 2.14.

При большей разности уклонов смежные элементы следует сопрягать посредством разделительных площадок и (или) элементов переходной крутизны (рисунок 2.9), длина которых при указанных значениях ∆I_н должна быть не менее значений l_н, приведенных в

в знаменателе таблицы 2.14.

Таблица 2.14. Нормы сопряжения смежных элементов профиля [5].

Категория железно- дорожной линии, подъездного пути	Наибольшая алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля ∆iн, ‰ (числитель), и наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны lн, (знаменатель) при полезной длине приемо-отправочных путей, м
	850	1050	2∙850 = 1700	2∙1050 = 2100
Рекомендуемые нормы
Скоростная Особогрузо- напряженная I II III IV	6/250 - 6/200 8/200 13/200 13/200	4/300 3/250 4/250 5/250 7/200 8/200	- 3/250 3/250 4/250 7/250 8/250	- 3/400 3/300 3/300 4/250 -
Допускаемые нормы
Скоростная Особогрузо- напряженная I II III IV	10/250 - 13/200 13/200 13/200 20/200	9/300 10/250 10/250 10/250 10/200 10/200	- 5/250 5/250 6/250 8/250 10/200	- 4/300 4/300 4/250 6/250 -

Примечания: 1. Временные участки трассы проектируются по нормам железных

дорог IV категории при полезной длине приемо-отправочных путей 850 м.

2. При проектировании подъездных путей и временных участков в трудных условиях допускается увеличение алгебраической разности уклонов ∆i_н до 30 ‰ при длине элементов профиля l_н не менее 150 м.

Рисунок 2.9. Разделительная площадка и элемент переходной крутизны.

При расчете алгебраической разности уклонов необходимо учитывать знак уклона элемента профиля (на подъем «+», а на спуск «-»).

Допускаемые нормы, указанные в таблице 2.14, не следует применять:

а) в углублениях профиля (ямах), ограниченных хотя бы одним тормозным спуском;

б) на уступах, расположенных на тормозных спусках;

в) на возвышениях профиля (горбах), расположенных на расстоянии менее удвоенной полезной длины приемо-отправочных путей от подошвы тормозного спуска.

Не следует допускать совпадения кривых в вертикальной плоскости с переходными кривыми в плане. Для этого переломы профиля должны располагаться вне переходных кривых на расстоянии от их начала или конца не менее тангенса вертикальной кривой T_в (рисунок 2.10, а, б).

Наименьшее расстояние T_в, м, от переломов продольного профиля до начала или конца переходных кривых и концов пролетных строений (рисунок 2.10) следует определять по формуле:

T_в =R_в∙∆i/2, (2.19)

где ∆i – алгебраическая разность уклонов на переломе профиля, ‰.

При проектировании схематического профиля в плане линии указывают положение круговых кривых до разбивки переходных кривых, т.е. приводят несдвинутые круговые кривые (рисунок 2.10, а).

Рисунок 2.10. Взаимное положение элементов плана:

а – профиль; б – план линии после разбивки переходной кривой;

в – план линии при несдвинутой круговой кривой.

Расстояние от перелома профиля до начала или конца несдвинутой кривой (если перелом расположен снаружи кривой) должно быть не менее:

T_в + m + T_р ≈ T_в + 0,5∙l, (2.20)

Если перелом расположен внутри, то расстояние должно быть не менее:

T_в + l – (m + T_р) ≈ T_в + 0,5∙l, (2.21)

Переломы продольного профиля в пределах круговых кривых можно устраивать без ограничений, так совмещение вертикальных кривых с круговыми в плане, где возвышение наружного рельса постоянно, не представляет затруднений.

В трудных условиях разрешается на внутристанционных соединительных и подъездных путях IV категории проектировать переломы продольного профиля вне зависимости от размещения переходных кривых.

Кривая в вертикальной плоскости устраивается, когда алгебраическая разность уклонов смежных элементов превышает установленную величину (таблица 2.15).

Вертикальные кривые следует размещать вне пролетных строений мостов и путепроводов с безбалластной проезжей частью (рисунок 2.11).

Таблица 2.15. Условия для устройства вертикальной кривой [5].

Категория дорога	Алгебраическая разность уклонов смежных элементов, ∆i‰	Радиус вертикальной кривой, Rв, км
На скоростных линиях	> 2	20
На линиях I и II	> 2,3	15
На особо грузонапряженных линиях и линиях III категории	> 2,8	10
На железных дорогах IV категории	> 4	5

Рисунок 2.11. Расположение перелома продольного профиля относительно пролетного строения моста с безбалластной проезжей частью.

Уклоны, круче руководящего, преодолеваемые с использованием дополнительных локомотивов (уклоны усиленной тяги), допускается применять в местах сосредоточенных высотных препятствий с обоснованием таких решений в проекте.

При совпадении с кривой руководящий уклон на затяжных подъемах уменьшают (смягчают) с учетом уклона, эквивалентного дополнительному сопротивлению от кривой I_э (рисунок 2.12), так, чтобы уклон проектирования i не превышал i = i_p – i_экв(‰).

Рисунок 2.12. Смягчение уклона в кривой.

Участки профиля, расположенные на кривых, длиной, равной или более длины поезда, выделяются в самостоятельные элементы, на которых руководящий уклон смягчается на величину:

(2.22)

где R – радиус кривой, м.

Если поезд располагается одновременно на нескольких кривых и сумма углов поворота всех кривых ∑α (град), то руководящий уклон смягчается на величину:

(2.23)

где ∑α – сумма углов поворота кривых в пределах данного элемента, град;

l – длина элемента продольного профиля, м.

Уклоны продольного профиля принимаются с округлением до 0,1‰. При совпадении кривых с уклонами менее руководящего требуется следить за тем, чтобы сумма действительного уклона и уклона, эквивалентного сопротивлению от кривой, не превышала величины руководящего уклона: i + i_экв= i_р(‰).

Необходимость смягчения (уменьшения) ограничивающих уклонов имеет место и в тоннелях, где снижается коэффициент сцепления (в связи с влажным состоянием рельсов), и, кроме того, увеличивается сопротивление воздушной среды.

Смягчение уклона обязательно как в пределах самого тоннеля (рисунок 2.13), так и на подходе к нему со стороны подъема на длине, равной полезной длине приемо-отправочных путей (принятой на перспективу).

Рисунок 2.13. Смягчение уклона в тоннеле и на подходе к нему.

Максимальный уклон в тоннеле: i_max = k∙i_p. Значение коэффициента k приведены в таблице 2.16.

По условию отвода воды продольный профиль пути в тоннеле проектируется односкатным или двускатным с уклонами, как правило, не менее 3‰ и в исключительных случаях – не менее 2‰. Горизонтальные площадки длиной до 400 м допускается предусматривать в двускатных тоннелях лишь как разделительные площадки между двумя уклонами, направленными в разные стороны.

Таблица 2.16. Коэффициент для определения наибольшего уклона пути в тоннелях.

Длина тоннеля	Коэффициент k
До 300 м	1,0
От 300 м до 1 км	0,9
От 1 до 3 км	0,85
Более 3 км (в зависимости от длины тоннеля)	0,8 – 0,75

Продольный профиль в выемках длиной более 400 м и выемках независимо от их длины, устраиваемых в вечно мерзлых грунтах, следует проектировать уклонами одного

направления, либо выпуклого очертания (рисунок 2.14). Крутизну уклонов следует принимать не менее, соответственно, 2 и 4‰.

Рисунок 2.14. Продольный профиль в выемках:

а – продольный профиль выемки длиной менее 400 м; б – поперечный профиль в конце (начале) выемки, расположенной на площадке; в – продольный профиль выемки длиной 400 м и более; 1 – проектная линия; 2 – профиль дна кювета.

Продольный профиль железнодорожных линий в метелевых районах следует проектировать преимущественно в виде насыпей; высоту насыпи над уровнем расчетной толщины снежного покрова (определена заданием на проект) следует принимать не менее 0,7м на однопутных и 1,0 м двухпутных линиях. Опыт эксплуатации существующих дорог, показал, что наиболее заносимыми снегом участками полотна являются мелкие выемки и нулевые места. Поэтому при проектировании необходимо:

а) при проектировании плана линии максимально использовать естественные препятствия и лесонасаждения для защиты пути от снежных заносов;

б) избегать при проектировании затяжных выемок длиной более 1 – 1,5 км;

в) в равнинных условиях избегать выемок вообще и мелких выемок (глубиной менее 2 м) в особенности, стремясь проектировать профиль насыпью минимально необходимой высотой.

При насыпях высотой свыше 20 – 25 м следует сравнивать варианты насыпи с устройством виадука, который может оказаться выгоднее по строительным и эксплуатационным затратам. По тем же экономическим и строительным соображениям проектирование тоннеля может быть целесообразнее проектирования глубокой выемки (глубиной свыше 20 м).

В сильно заболоченной местности взамен насыпей может эффективно применено сооружение свайных эстакад. Мосты эстакадного типа могут иметь преимущество перед насыпями высотой более 15 м и более в районах с ценными земельными угодьями (за счет уменьшения полосы отвода).

В Строительно-технических нормах СТН Ц-01-95 [5] указано, что мосты с устройством пути на балласте, так же как трубы под насыпями можно располагать на участках дороги с любым планом и профилем, принятым для данной линии.

Мосты с безбалластной проезжей частью (в том числе с ездой по железобетонным плитам) следует располагать на прямых участках пути и, как правило, на площадках либо на уклонах не круче 4‰. На уклонах круче 4‰, но не более 10‰ такие мосты разрешается располагать только при технико-экономические обоснования, обязательно учитывая в расчетах дополнительные усилия, возникающие в конструкциях сооружений.