2.2. Выбор наиболее конкурентных направлений линии и значений их руководящих уклонов

Из намеченных вариантов трассы необходимо выявить наиболее целесообразные для дальнейшего рассмотрения с уточнением значений крутизны руководящих уклонов.

Для анализа профиля трассы и определения крутизны руководящих уклонов по намеченным спрямленным воздушно-ломаным направлениям строятся схематические продольные профили на одном листе миллиметровой бумаги шириной 297 мм, а длиной, зависящей от длины вариантов трассы. Горизонтальный масштаб принимается равным масштабу карты, а вертикальный – 1:1000. Рекомендуется для разных вариантов принимать различные точки отсчета отметок (линии условного горизонта). На сетке профиля показываются отметки земли и километры. На наиболее трудных участках хода (большой перепад высот) подсчитываются средние естественные уклоны местности i_ср(ест) /3/. Величина руководящего уклона по топографическим условиям выбирается по характерным (наиболее крутым и затяжным – более 2,5 – 3,0 км) средним уклонам местности. При этом учитывается возможность уменьшения величины i_ср по сравнению с i_ср(ест) за счет устройства перевальной выемки и долинной насыпи. Перевальную выемку можно назначать ориентировочно глубиной до 6 - 10 м. В местах пересечения средних рек предварительно следует предусматривать насыпь высотой 6 - 10 м, а при пересечении больших рек – 10 - 15 м. Следует иметь в виду, что наибольшая возможная величина i_р не должна превышать нормативной (максимальной) величины, установленной для линий I категории – 12 ‰,_, II категории – 15 ‰, III – 20 ‰ и IV – 30 ‰ /1/. В отдельных случаях, при пересечении больших сосредоточенных высот и малой длине варианта трассы, можно рассматривать как конкурентные варианты с применением уклонов усиленной тяги или устройством тоннелей.

Для каждого варианта трассы необходимо установить процент использования руководящего уклона (по длине варианта). Если участки напряженного хода составляют сравнительно небольшую часть, и выбранная по этим участкам величина i_р не используется на значительном протяжении линии (более 75 - 80 %), целесообразно уменьшить величину i_р за счет некоторого удлинения линии на этих участках или увеличения объемов земляных работ на участке с руководящим уклоном.

Для уточнения направления трассы и выбора величины руководящего уклона (при минимальном развитии линии) на участках напряженного хода на карте производят прокладку линии нулевых работ, рис. 1. Ее нанесение целесообразно вести от фиксированных точек. Для этого определяется шаг трассирования d (горизонтальное заложение между соседними горизонталями) по формуле:

^см,

где Δh – высота сечения рельефа, м;

i_p – руководящий уклон, ‰;

i_э(к) – эквивалентный уклон, численно равный дополнительному сопротивлению

движению поезда в кривой;

– масштаб карты (1:25000 или 1:50000);

Рис. 1. Варианты линии нулевых работ

Откладывая измерителем в масштабе карты расстояние d между соседними горизонталями, получают линию нулевых работ. При нанесении этой линии на карту нельзя пропускать хотя бы одну горизонталь, так как это приведет к увеличению объема земляных работ на последующем участке напряженного хода. Лишь при пересечении логов и водоразделов возможен пропуск 1 - 2 горизонталей для лучшего вписывания трассы в рельеф местности и выдержки в логах необходимой высоты насыпи для размещения в ней водопропускного сооружения (ориентировочно не менее 2,5 - 4 м).

Наиболее характерные рекомендации по укладке линии нулевых работ даны на рис. 2.

Рис. 2. Примеры укладки «линии нулевых работ»:

1 – правильный вариант; 2 – неправильный вариант

На рис. 2, а в варианте 2 после спрямления трассы фактическое расстояние между горизонталями окажется существенно меньше расчетного заложения d, что приведет к значительному превышению уклона местности над ограничивающим и большим объемам земляных работ. Пропуск одной из горизонталей на рис. 2, б в варианте 2 ведет к тем же самым последствиям, несмотря на возможное сокращение длины линии. При пересечении водотока по варианту 2 на рис. 2, в удлиняется линия, а с учетом спрямления трассы для вписывания кривых значительно большими окажутся и объемы земляных работ. Повторное пересечение в пределах расчетного заложения одной из соединяемых горизонталей, особенно при пересечении водотока, возможно, так как при незначительном увеличении объемов земляных работ такой вариант проектирования позволяет сократить длину линии, тем более что при сооружении водопропускной трубы или моста насыпь порядка 2 - 3 м просто необходима. На рис. 2, г направление 1 правильное, так как предыдущее меньшее заложение сразу компенсируется большим, чем расчетное, последующим. Незначительное увеличение объемов земляных работ в результате такого приема часто перекрывается эффектом от сокращения длины железнодорожной линии /4/.

В процессе нанесения «линии нулевых работ» учитывают необходимость ее вынужденного спрямления для вписывания кривых достаточно больших разрешенных радиусов при соблюдении нормируемых длин прямых вставок между ними.

От крутизны руководящего уклона в значительной степени зависит не только длина линии, но и объемы работ, строительная стоимость и эксплуатационные расходы. Поэтому выбору величины руководящего уклона при проектировании новой линии придается большое значение.

Для выбора лучших конкурентных вариантов трассы необходимо произвести их сопоставление по следующим основным показателям: а) длина варианта, км; б) коэффициент развития линии; в) протяженность кривых, км и %; г) минимальный и средний радиусы кривых, м; д) сумма углов поворота кривых в плане, град., всего и на 1 км длины линии; е) сумма преодолеваемых высот, м; ж) протяженность напряженных и вольных ходов, км и %; з) количество и ориентировочная длина средних и больших мостов, тоннелей, м; и) протяжение геологически неблагоприятных мест, км.

При наличии явно выраженной неравномерности размеров перевозок по направлениям сумма преодолеваемых высот подсчитывается «туда» и «обратно». Полученные данные по вариантам трассы заносятся в таблицу 1.

Таблица 1