Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра:

«Путь и железнодорожное строительство»

Курсовой проект

По дисциплине: «Проектирование и реконструкция железных дорог и ВСМ с применением геоинформационных технологий»

На тему: «Реконструкция однопутного участка существующей железнодорожной линии»

Проверил:	Выполнил:
к.т.н. доцент	ст.гр. СЖДп-532
Гавриленко А.К.	Пономарев В.А.

Екатеринбург

2017 г.

Оглавление

Список использованной литературы 21

Список использованной литературы …………………………………………….......21

Введение

Задача проектирования, усиления и реконструкции железных дорог возникает вследствие ряда причин:

1.Линия не справляется с возросшими объемами грузовых и пассажирских перевозок;

2.На участке произошло существенное увеличение скоростей движения поездов;

3. На участке требуется нарастить осевую нагрузку вагонного состава, ввести длинносоставные поезда, перейти к тяжеловесному движению.

Указанные факторы можно учесть как реконструктивными мероприятиями, так и организационно-техническими.

Реконструктивные мероприятия: положение кривых в плане, смягчение переломов продольного профиля, уположение радиусов вертикальных кривых, увеличение мощности ВСП, лечение больных мест ЗП, уход от проблемных ИССО с переходом на новые типы, уположение марок стрелочных переводов, строительство второго пути, изменение рода тяги и рода тока.

Организационно-технические мероприятия: изменение графика движения поездов, уменьшение интервалов попутного следования, переход с полуавтоматической блокировки на автоблокировку или диспетчерскую централизацию.

В курсовом проекте выполняем 3 основных раздела:

I.Анализ графика овладения перевозками;

II.Проектирование реконструкции плана линии;

III. Проектирование реконструкции продольного профиля.

Исходные данные

1.Продольный профиль участка – вариант 50;

2.Расчетная провозная способность нетто в грузовом направлении, млн.т•км/км. в год:

а. на начало расчетного периода;

б. на 2-ой год эксплуатации -8;

в.на 5-ый год эксплуатации -14;

г.на10-ый год эксплуатации- 43;

д.на 15-ый год эксплуатации -83;

3.Число пассажирских поездов в сутки:

а. на начало расчетного периода -4;

б. на 2-ой год эксплуатации -4;

в.на 5-ый год эксплуатации -5;

г.на10-ый год эксплуатации- 5;

д.на 15-ый год эксплуатации -6;

4.Число сборных поездов в сутки:

а. на начало расчетного периода -2;

б. на 2-ой год эксплуатации -2;

в.на 5-ый год эксплуатации -3;

г.на10-ый год эксплуатации- 3;

д.на 15-ый год эксплуатации -3;

5.Протяженность участка, подлежащего реконструкции, км. -103;

6.Территориальный район -IX ;

7.Локомотив, эксплуатируемый на участке -2ТЭ10;

8.Отношение массы состава нетто к массе состава брутто -0,73;

9.Период параллельного графика применительно к ограничивающему перегону, мин. -53;

10.Средняя скорость в кривой, км/ч -43;

11.Средняя длина перегона на реконструируемом участке, км. -18;

12.Сторонность II пути –Л

13.Ширина основной площадки земляного полотна, м. -5,3;

14.Тип рельсов –Р50.

Раздел I. Составление и анализ графика овладения перевозками.

График овладения перевозками представляет собой совмещенные кривые изменяющей во времени возможной и потребной провозной способности железной дороги. Потребная провозная способность принимается по исходным данным задания. В нем же приведено расчетное число пассажирских и сборных поездов.

Возможная провозная способность вычисляется по формуле: Г_в= ,

где -возможная пропускная способность по грузовому движению, пар поездов в сутки;

Q_бр.- расчетная масса состава грузового поезда брутто, т;

k- коэффициент, показывающий отношение массы состава нетто к массе состава брутто;

ɣ- коэффициент внутригодичной неравномерности перевозок, принимаем 1,1.

Масса состава Q_бр. Определяется с точностью до 50-100 т. в зависимости от руководящего уклона и типа локомотива. По графику (рис.7) Q_бр.=3300 т.

Подсчеты Г_в. Рекомендуется производить с предварительным определением провозной способности первого поезда,

г= , тогда Г_в.=г*n_гр.в.

Возможная пропускная способность по грузовому движению определяется по формуле: n_гр.в.= -(ɛ_п*n_п+ɛ_с*n_с)+n_с , где

- возможная максимальная пропускная способность, пар поездов в сутки;

1,2-коэффициент, учитывающий резерв пропускной способности;

n_п и n_с –число пар пассажирских и сборных поездов в сутки, пропускаемых по участку;

ɛ_п и ɛ_с- коэффициенты съема грузовых поездов соответственно пассажирскими и сборными поездами, в расчетах примем ɛ_п=1,1 и ɛ_с=1,5.

Возможная максимальная пропускная способность, , определяется:

а) при параллельном обыкновенном графике n_max= , где -время хода туда и обратно, мин;

–интервал неодновременного прибытия поездов, мин;

–интервал скрещения поездов, мин;

-время на разгон и замедление, мин;

–коэффициент надежности выполнения эксплуатационной работы (для однопутных линий 0,92; для двухпутных -0,88).

n_max= =22,913

= -(1,1*4+1,5*2)+2=13,694. Аналогичным способом подсчитаем возможную пропускную способность на 5,10 и 15 годы эксплуатации.

б) при частично пакетном графике: n_max= , где

-коэффициент пакетности, показывающий какая часть поездов пропускается пакетами;

-период обыкновенного параллельного графика, применительно к ограничивающему перегону, мин;

-интервал попутного следования (10 минут для тепловозной тяги, 8 минут- для электровозной).

n_max= =34,331

в) при двухпутном графике n_max= = =116,16

Для электрической тяги:

а) при параллельном обыкновенном графике n_max= =25,566

б) при частично пакетном графике n_max= =38,974

в)при двухпутном графике n_max = =145,2

Результаты подсчетов приведем в табличной форме.

Пропускная способность дороги при различном техническом оснащении.

Вид тяги и тип локомотива	Тип графика	Период, мин	nmax,	nгр.в.,
				По годам эксплуатации
				2	5	10	15
Тепловозная	Обыкновенный параллельный	53	22,913	13,694	12,094	12,094	10,994
	Частично пакетный		34,331	23,209	21,609	21,609	20,509
	двухпутный		116,16	91,433	89,833	89,833	88,733
Электрическая	Обыкновенный параллельный	47,5	25,566	15,905	14,305	14,305	13,205
	Частично пакетный		38,974	27,078	25,478	25,478	24,378
	Двухпутный		145,2	115,6	114	114	112,9

Далее рассчитываем возможную провозную способность. Приводим подробный расчет только для одного расчетного срока, а результаты остальных расчетов приведем в таблице.

г= = =0,799;

На 2-ой год эксплуатации Г_в2.=г*n_гр.в2.=0,799*13,694=10,942.

Провозная способность дороги при различном техническом оснащении.

Вид тяги	Тип графика	Тип локомотива	Qбр, т	г,	Гв,
					По годам эксплуатации
					2	5	10	15
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Тепловозная	Обыкновенный параллельный	2ТЭ10	3300	0,799	10,942	9,663	9,663	8,784
	Частично пакетный				18,544	17,226	17,226	16,387
	Двухпутный				73,055	71,777	71,777	70,898
Электри ческая	Обыкновенный параллельный	ВЛ11 (3-х секц.)	4400	1,0658	16,951	15,246	15,246	14,074
	Частично пакетный				28,860	27,154	27,154	25,982
	Двухпутный				123,206	121,501	121,501	120,329

По данным расчетов графы 6-9 таблицы строим графики изменения во времени возможной провозной способности. На эти же графики наносим потребную провозную способность. Их совместный анализ позволяет выявить моменты исчерпания возможной провозной способности при каждом техническом состоянии.

Вариант I –предусматривается работа дороги при электрической тяге с первых лет эксплуатации с локомотивом ВЛ11 и обыкновенным графиком. На 5-ом году переход на частично-пакетный график. После 7-го года переход на двухпутный график

Вариант II –дорога сдается в эксплуатацию при тепловозной тяге (тепловоз 2ТЭ10, частично-пакетный график). После 5-го года переход на двухпутный график. После 13-го года электрификация и переход на двухпутный график с локомотивом ВЛ 11.

Вариант III- дорога сдается в эксплуатацию при тепловозной тяге (тепловоз 2ТЭ10, двухпутный график). После 13-го намечается электрификация с переходом на двухпутный график с локомотивом ВЛ 11,

Эти варианты характеризуются различными капитальными вложениями и эксплуатационными расходами.

Рассчитаем суммарные приведенные строительно –эксплуатационные затраты.

Затраты определим для одной схемы этапного наращивания провозной способности (вариант II).

Исходные данные: территориальный район – IX, длина реконструируемой железой дороги -103 км, руководящий уклон -13 ‰, масса состава брутто при электрической тяге (ВЛ11)-4400 т, при тепловозной тяге (2ТЭ10) -3300 т, отношение массы состава нетто к массе состава брутто -0,73. Расчетный срок суммирования затрат -13 лет. Полезная длина приемо –отправочных путей -1050 м. Условия строительства –легкие.

Затраты в связи с переходом на частично-пакетный график движения поездов: на устройство дополнительных приемо-отправочных путей на раздельных пунктах ( = (103/18 + 1)/2=3,36≈4) потребует капитальных вложений А_дп = 4[(1,05+0,2)*2+2*0,02]=1,16 млн. руб., а с учетом территориального поправочного коэффициента А_дп= 1,3*1,16=1,508 млн. руб.

Электрификация двухпутной линии на постоянном токе (с учетом территориального поправочного коэффициента)

А_эл= 0,24*103*1,11=27,4392 млн. руб.

Эксплуатационные расходы по передвижению поездов по передвижению поездов. Число грузовых поездов на 2-ой год эксплуатации (при заданной грузонапряженности 8 млн.т.км./км. в год при тепловозной тяге):

n_гр= , где Г_п- потребная провозная способность, млн.т.км./км;

-масса поезда нетто, т;

-коэффициент внутригодичной неравномерности перевозок (1,1).

n_гр= =10,008≈10 поездов.

Расходы С_пр по пробегу одним поездом участка длиной 103 км. в направлении «туда» вычисляем по следующим исходным данным: H=83 м, ∑α=383˚; Н_с=11 м, ∑α_с=14˚, l_c=9 км. Тогда

= *L+A(H+0,012∑α)+Б( Н_с-0,012∑α_с)-В* l_c, где

-норма расхода на пробег поездом 1-го км. на площадке, руб./км;

А- то же, на преодоление 1 м. высоты, руб/м;

Н- алгебраическая разность отметок конечной и начальной точек маршрута, м;

∑α-сумма градусов углов поворота всех кривых на маршруте;

Б- норма дополнительных расходов на движение поездов на каждый метр высоты тормозного спуска, руб./м;

Н_с-сумма высот всех спусков на маршруте данного направления, имеющих крутизну более предельно безвредного уклона, м;

∑α_с-сумма углов поворота кривых в пределах этих спусков, град;

В-поправка к величине расходов на тормозных спусках, учитывающая часть кинетической энергии поездов, расходуемой на преодоление основного удельного сопротивления подвижного состава;

l_c-протяжение тормозных спусков, км.

=1,9*103+0,3084(83+0,012*383)+0,407(11-0,012*14)-0,929*9=235,48 руб.

В направлении «обратно» ( H=-25 м, Н_с=-7 м.)

=195,7-24,1797936-4,545376-8,361=158,61руб.

Расходы по передвижению пары поездов по участку протяжением 103 км. составят С_пр=235,48+158,61=394,09 руб, а общие затраты по передвижению поездов на 2-ой год эксплуатации Э_дв=365*n_гр.*С_пр.

Э_дв=158,61*10*365≈0,579 млн.руб.

Расходы на содержание постоянных устройств Э_пу=с_лин.*L, где

с_лин.- удельные затраты по содержанию постоянных устройств, определяем по таблице.

Э_пу=7,4*103=0,762 млн.руб./год.

Сюда же должны быть включены расходы на пополнение локомотивного парка, представляющие собой разность между стоимостью инвентарного парка на начало расчетного периода и на 2-ой год эксплуатации.

На начало расчетного периода ( при грузонапряженности 6 млн.т.км./км. год): n_гр= =7,51≈8 поездов.

Среднее время простоя тепловозов, ч: =4,08+0,0055*L+77/ ,

=4,08+0,0055*103+77/8=14,27 ч.

Время полного оборота тепловозов на обслуживание одной пары поездов на рассматриваемом участке Т_п=2*L/ + .

-участковая скорость, км/ч (тепловозная тяга -30, электрическая-40)

Т_п=2*103/30+14,27=21,14 ч.

Рабочий парк тепловозов для грузового движения Л_раб=T_п*n_гр./24,

T_п-время полного оборота локомотива на обслуживание одной пары поездов.

Л_раб=(21,14*8)/24=7,05 тепловоза. Инвентарный парк Л_инв.= Л_раб*α_п, где

α_п-коэффициент перехода, учитывающий локомотивы, находящихся на всех видах ремонта, -1,20, -1,10.

Л_инв.=1,20*7,05=8,46 тепловоза.

Аналогично на 2-ой год эксплуатации (при n_гр=10 поездов) =4,08+0,0055*103+77/10=12,35 ч. Т_п=2*103/30+12,35=19,22 ч. Л_раб=(19,22*10)/24=8,01 тепловоза. Инвентарный парк Л_инв.=1,20*8,01=9,61 тепловоза.

Необходимое пополнение парка тепловозов составляет 9,61-8,46=1,15≈1 тепловозов 2ТЭ10, на что потребуется 369*1=0,369 млн. руб. т.е. ежегодные затраты на пополнение парка за время между началом расчетного периода и 2-м годом эксплуатации составят 0,369/2=0,1845 млн. руб./год.

Итак, суммарные эксплуатационные затраты на 2-ой год эксплуатации

Э=0,579+0,762=1,341 млн.руб.

До 13-го года включительно линия эксплуатируется на тепловозной тяге. Определим эксплуатационные расходы на 13-м году. Потребная провозная способность по заданию на этот срок составляет 67 млн. т.

Для этого при тепловозной тяге требуется ежесуточно пропускать

n_гр= =83,82≈84 поезда.

Суммарные затраты по передвижению поездов Э_дв=394,09*84*365=12,083 млн.руб.

Расходы по содержанию постоянных устройств Э_пу=7,7*103=0,793 млн.руб./год.

Для расчета затрат на пополнение локомотивного парка вычислим для 13-го года: =4,08+0,0055*103+77/84=5,56 ч. Т_п=2*103/30+5,56=12,43 ч. Л_раб=12,43*84/24=43,51 тепловоза. Инвентарный парк Л_инв.=1,20*43,51=52,21≈53 тепловоза.

Пополнение локомотивного парка на 53-10=33 единицы. Ежегодные затраты на это составят 369*33/11=1107 тыс. руб./год, тогда эксплуатационные затраты 13-го года Э=12,083+0,793=12,876 млн.руб./год.

На 13-м году предусматривается электрификация реконструируемого участка. При грузонапряженности 14- го года 75 млн.т. размеры грузового движения составят n_гр= =70,37≈71 поезд.

Расходы по пробегу одним поездом с локомотивом ВЛ11 всего маршрута в направлении «туда» составят:

=2,086*103+0,2786(83+0,012*383)+0,3878(11-0,012*14)-1,026*9=234,23 руб.

В направлении «обратно» ( H=-25 м, Н_с=-7 м.)

=214,858-21,8433544-4,3253664-90234=179,46руб.

В обоих направлениях С_пр=179,46+234,23=413,69руб.

Суммарные расходы по пробегу поездов за год Э_дв=413,69*71*365=10,721 млн.руб.

Расходы по содержанию постоянных устройств Э_пу=13,2*103=1,36 млн.руб.

Затраты на приобретение парка электровозов: =2,89+0,0033*103+77/71= =4,31 ч. Т_п=2*103/40+4,31=9,46 ч. Л_раб=9,46*71/24=27,99 электровоза. Инвентарный парк Л_инв.=1,10*27,99=30,79≈31 электровоз.

Их стоимость 433*31=13,42 млн.руб.

Итого суммарные эксплуатационные затраты Э=10,721+1,36=12,08 млн.руб.

При этом возвратные суммы по тепловозному парку составят: А_т=0,369*53=19,557 млн.руб.

Для 15-го года эксплуатации при электрической тяге: n_гр= =77,88≈78 поездов.

Суммарные расходы по пробегу за год: 413,69*78*365=11,778 млн.руб.

Суммарные эксплуатационные расходы: Э=11,778+1,36=13,138 млн.руб.

Затраты на приобретение парка электровозов: =2,89+0,0033*103+77/78=

4,22 ч. Т_п=2*103/40+4,22=9,37 ч. Л_раб=9,37*78/24=30,45 электровозов. Инвентарный парк Л_инв.=1,10*33,5=≈34 электровоза.

Их стоимость 433*34=14,722 млн.руб.

Теперь можно вычислить = + + - ,

Предварительно заполним вспомогательные таблицы. Вычислим

Где суммарные эксплуатационные затраты за первые 12 лет работы железной дороги при тепловозной тяге;

–стоимость электрификации на постоянном токе (электровоз ВЛ11) на 13-м году;

-возвратные суммы в связи с высвобождением парка тепловозов 2ТЭ10 при переходе на электрическую тягу;

- суммарные эксплуатационные затраты за период от перехода на электрическую тягу на 13-м году до 15 –го года.

-коэффициент приведения, учитывающий уменьшение затрат, совершенных через t лет.

= , где - норматив для приведения разновременных затрат, установленный действующей методикой в размере 0,08.

1,16*0,926+4662*0,926+1710*0,857+3497*0,794+4545*0,735+5594*0,681+6643*0,63+7961*0,583+8740*0,54+9788*0,5+10837*0,463+11886*0,429

12934*0,397+13983*0,368+25500*0,34+13751*0,315+27,4392*0,368-19,557*0,368=67542 млн. руб.

Вид тяги	Годы эксплуатации
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Электрическая	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	12080	13138
Тепловозная	1341	1341	2390	3438	4487	5536	6584	7633	8681	9730	10779	11827	12876	-	-

Суммарные эксплуатационные расходы Э=Э_дв+Э_пу, тыс.руб. в год

Затраты на пополнение локомотивного парка, тыс.руб. в год
Вид тяги	Годы эксплуатации
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Вариант II
Электрическая	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	13420	433
Тепловозная	3321	369	1107	1107	1107	1107	1107	1107	1107	1107	1107	1107	1107	-	-

Эксплуатационные расходы с учетом ежегодных затрат на пополнение локомотивного парка, тыс. руб. в год
Вид тяги	Годы эксплуатации
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Вариант II
Электрическая	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	25500	13571
Тепловозная	4662	1710	3497	4545	5594	6643	7691	8740	9788	10837	11886	12934	13983	-	-