Ответы к вопросам по гос экзамену 2017 год
Модель поезда и силы, действующие на поезд. Основное и дополнительное сопротивления движению поезда.
Идеальная тяговая характеристика локомотива. Ограничение силы тяги по сцеплению.
Тормозной путь поезда. Ограничение скорости поезда по тормозам.
Транзитный и местный районы тяготения.
Транзитный район тяготения
Районом тяготения проектируемой дороги называется территория с расположенными на ней предприятиями и населенными пунктами, для которых экономически целесообразно осуществлять транспортные связи по проектируемой линии.
Определение транзитных перевозок возникает когда:
при назначении транзитных маршрутов мы сокращаем время движения и стоимости перевозок;
повышается ли качество транспортных услуг для пассажиров;
при назначении транзитных маршрутов надо учитывать мощность данного направления;
специализация направлений при назначении транзитных маршрутов.
Транзитным районом тяготения называется полигон сети железнодорожных станций, которые могут направлять свои грузы транзитом через новостройку. Что находится внутри веера пойдут через новостройку.
Все транзитные точки корректируются по стоимости перевозок, получаем транспортный район тяготения. Транспортный район тяготения строится на расчетные годы.
Местный район тяготения грузов
Местным районом тяготения называется территория, предприятия и населенные пункты которой для удовлетворения своих транспортных нужд используют рассматриваемую дорогу.
Границы местного района тяготения определяются двумя методами: геометрическим и аналитическим.
Геометрический
район предварительного обследования, границы которого уточняются аналитическим способом
l – длина автомобильной дороги
Аналитический способ основан на определении района тяготения местных грузов по отдельным грузообразующим центрам. Основными критериями для включения таких центров в район тяготения служит себестоимость доставки груза от пункта его зарождения до ближайшей станции ж.д.
Строим районы тяготения на все расчетные годы. Если есть река, она будет районом тяготения. Если судоходная, часть грузов по ж.д., часть по реке. Но строим как будто нет, потом просто часть грузов снимаем с ж.д.. Если в районе тяготения строится новая ж.д. то в этом случае границу района тяготения корректируют на год строительства этой линии.
5. Основы проектирования криволинейных участков железнодорожного пути
Круговые кривые в плане
В благоприятных природных условиях трасса железной дороги в плане состоит из прямых длиной в десятки километров. Криволинейные участки трассы проектируют в том случае, если необходимо обойти топографические или геологические препятствия с целью уменьшения строительных затрат (сокращения земляных работ и работ по искусственным сооружениям) и обеспечения устойчивости земляного полотна и других железнодорожных сооружений.
На железных дорогах России протяженность криволинейных участков пути составляет около 25% общей длины сети. На некоторых дорогах удельный вес кривых значительно больше: на Красноярской железной дороге - около 50%, на Кемеровской 40%, немногим менее - на Восточно-Сибирской железной дороге. В Германии и Швейцарии протяженность криволинейных участков железнодорожном сети доходит до 37%, во Франции составляет примерно 31%.
С целью снижения затрат на сооружение железной дороги достигается за счет укладки на трассе кривых с меньшими радиусами. Однако, учитывая тот факт, что данные кривые имеют эксплуатационные недостатки, Строительно-технические нормы ограничивают применяемые при проектировании железных дорог радиусы кривых, подразделяя их на рекомендуемые и допускаемые в трудных условиях.
Следует по возможности проектировать кривые рекомендуемыми радиусами. В трудных условиях радиусы могут быть уменьшены. Только в особо трудных условиях допускаются еще меньшие радиусы кривых. Целесообразность принятия радиуса еще меньшего значения, должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом. В этом расчете экономию на строительной стоимости, полученную за счет применения кривой меньшего радиуса, необходимо сопоставить с увеличением эксплуатационных расходов, вызванных этой кривой.
Эксплуатационные недостатки кривых, особенно малых радиусов (менее 800-1000 м), следующие:
ограничивается скорость движения поездов;
быстрее изнашиваются рельсы и колеса подвижного состава;
сокращается срок службы шпал; увеличиваются расходы по текущему содержанию и ремонту верхнего строения пути;
уменьшается коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами;
удлиняется трасса;
требуется усиление пути, а на железных дорогах с электрической тягой - и контактной сети.
Повышенный износ рельсов в кривых - следствие проскальзывания колес (вертикальный износ) и прижатия их к боковым граням головок рельсов под действием поперечных сил (боковой износ). Износ рельсов в значительной степени зависит от радиуса кривой, интенсивно возрастая в кривых радиуса менее 700-800 м. Например, в кривых R = 500 м сплошная смена рельсов производится примерно в 2 раза чаще, а в кривых R = 300 м - в 3,5 раза чаще, чем в прямых участках пути при прочих равных условиях. Еще в большей степени от радиуса кривой зависит повреждаемость и одиночный выход рельсов. В кривых R = 500 м он в 3,5 раза больше, а в кривых R = 400 м в 7 раз больше, чем на прямых участках пути.
Повышенные боковые усилия в кривых требуют более частой рихтовки пути. В кривых радиуса менее 400 м эти усилия приводят к отжатию костылей и разработке костыльных отверстий. Для стабилизации ширины колеи в конце зимы перешивают колею на большом числе шпал, расположенных в кривых (до 75% шпал), что сокращает срок службы шпал. Указанные обстоятельства существенно увеличивают расходы по текущему содержанию и ремонту пути в кривых малых радиусов.
Зависимость износа колес подвижного состава от радиуса кривой имеет примерно такой же характер, как и зависимость износа рельсов.
Усиление контактной сети в кривых на электрифицированных железных дорогах осуществляют увеличением числа опор на 1 км. Так, в кривой R =500 м расстояние между опорами контактной сети примерно в 1,3÷1,4 раза меньше, чем в кривой R = 1200 м.
Хотя удлинение трассы и другие перечисленные причины вызывают увеличение некоторых слагаемых строительной стоимости железной дороги, в трудных топографических условиях уменьшение радиусов кривых может привести к существенному снижению общих строительных затрат за счет сокращения объемов земляных работ и искусственных сооружений.
Самые малые допускаемые радиусы кривых определяются условиями безопасности вписывания подвижного состава. Электровозы и тепловозы вписываются в кривые радиусами 125÷140 м. Однако такие малые радиусы, обеспечивающие только заклиненное вписывание, в условиях обычной эксплуатации недопустимы. Поэтому при проектировании новых железных дорог указанные минимальные радиусы, увеличенные до 200 м (с учетом возможной неточности при разбивке и содержании таких кривых), применяют лишь в особо трудных условиях на подъездных и соединительных путях, а на железнодорожных линиях IV категории, кроме того, - обязательно по согласованию с МПС.
Кривые очень больших радиусов имеют тенденцию изменять очертание, превращаясь на одних участках в прямые, а на других - в кривые меньших радиусов, что вызывает дополнительные затраты на содержание таких кривых. Поэтому при проектировании новых железных дорог, радиусы кривых более 4000 м не применяют.
Дня удобства разбивки и содержания пути в кривых при проектировании новых железных дорог применяют унифицированные значения радиусов- 4000, 3000, 2500, 2000. 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350 300 250, 200 м. Сокращение интервалов между смежными значениями радиусов с уменьшением их величины облегчает подбор наиболее целесообразного радиуса кривой при проектировании трассы в трудных условиях.
Переходные кривые
Для плавного перехода поезда из прямой в круговую кривую и обратно устраивается переходная кривая переменной кривизны. В пределах переходной кривой плавно отводят возвышение наружного рельса, устраиваемого в круговой кривой, и переходят от ширины колеи 1520 мм на прямой к увеличенной ширине колеи (в кривых R < 350 м), В качестве переходной кривой принимают радиоидальную спираль (клотоиду).
Длина переходных кривых. На железных дорогах России и стран СНГ принят линейный отвод возвышения наружного рельса в кривой. Длину переходной кривой определяют в зависимости от возвышения наружного рельса h, мм, и уклона отвода возвышения i (десятичная дробь):
Основным условием, ограничивающим уклон отвода возвышения наружного рельса, является допускаемое значение вертикальной составляющей скорости подъема колеса по возвышению dh/dt. Значение dh/dt не должно превышать 40-45 мм/с. При нормировании длин переходных кривых в СТН Ц-01-95 величину dh/dt приняли в пределах 28-35 мм/с. Тогда в соответствии с формулой
Согласно Строительно-техническим нормам СТН Ц-01-95 на новых скоростных железных дорогах, а также линиях I и II категорий длины переходных кривых определяют в соответствии с зависимостями (3.8) и (3.9). На особогрузонапряженных линиях, а также линиях III и IV категорий и подъездных путях длины переходных кривых принимают по табл. 3.3 (из СТН Ц-01-95) в зависимости от радиуса сопрягаемой кривой и категории проектируемой линии.
Минимальные углы поворота.
При малых углах поворота и соответственно коротких кривых необходимо проверить возможность устройства переходных кривых.
Минимальную длину участка круговой кривой Kmin между точками НКК и ККК, рекомендуют принимать равной наибольшей полной колесной базе экипажа, т.е. около 20 м.
Если алгебраическая разность уклонов отводов возвышения наружного рельса переходных кривых, примыкающих одна к другой, не превышает указанных ранее максимально допустимых уклонов отвода возвышения наружного рельса для каждой переходной кривой, то можно принять Kmin =0
Смежные (зависимые) кривые
Смежными (зависимыми) называются близко расположенные одна к другой кривые, оказывающие взаимное влияние на условия движения поезда по ним. При движении по переходной кривой вследствие отвода возвышения наружного рельса экипаж поворачивается вокруг своей продольной оси. Чтобы возникшие при этом в экипаже поперечные колебания стабилизовались к моменту входа в смежную кривую, между кривыми, как правило, устраивают прямую вставку. Наименее благоприятны условия движения по кривым, направленным в одну сторону, когда направление поворота экипажа при переходе из одной кривой в другую изменяется. Более благоприятно движение по кривым, направленным в разные стороны (так называемым обратным кривым), когда поворот экипажа при входе из одной кривой в другую продолжается в том же направлении. Поэтому между обратными кривыми можно устраивать более короткие прямые вставки, а на некоторых железных дорогах, как указано ниже, а также в тоннелях и метрополитенах, можно проектировать обратные кривые без прямых вставок.
При определении длины прямой вставки учитывают частоту боковых колебаний вагонов v = 1÷2,5 Гц и количество циклов колебаний n до момента их затухания 2÷3. Тогда, чтобы колебания, возникшие в одной кривой, прекратились к моменту входа экипажа в другую кривую, длина прямой вставки а, м, должна удовлетворять условию