Методы / Proektirovanie_rekonstruktsii_prodolnogo_profilya_izdatelstvo
.pdf
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И СТРОИТЕЛЬСТВА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ГЛАВНЫХ ПУТЕЙ
Часть 1
Проектирование продольного профиля при реконструкции существующего пути и строительстве
дополнительных главных путей
Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования
Санкт-Петербург ПГУПС
2012
0
Федеральное агентство железнодорожного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И СТРОИТЕЛЬСТВА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ГЛАВНЫХ ПУТЕЙ
Часть 1
Проектирование продольного профиля при реконструкции существующего пути и строительстве
дополнительных главных путей
Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования
Санкт-Петербург ПГУПС
2012
1
УДК 625.1 ББК 020-02
П79
Р е ц е н з е н т ы:
главный инженер ОАО «Ленгипротранс»
Н. Б. Яковлев;
заместитель заведующего кафедрой «Железнодорожный путь», доцент ПГУПС, кандидат технических наук
А. В. Романов
Проектирование реконструкции эксплуатируемых железных доП79 рог и строительства дополнительных главных путей. Часть 1. Проектирование продольного профиля при реконструкции существующего пути и строительстве дополнительных главных путей : метод. пособие / С. В. Шкурников, Н. С. Бушуев, Е. С. Свинцов, Е. И. Прищепа, В. А. Голубцов, А. Н. Поберезкий. – СПб. : Петербургский государ-
ственный университет путей сообщения, 2012. – 76 с. + вкл.
ISBN 978-5-7641-0388-4
В методическом пособии приводятся данные о современном состоянии сети железных дорог РФ, анализируется стратегия ее развития до 2030 г., излагаются основные принципы и методы проектирования продольного профиля реконструируемых железных дорог при разработке комплексных проектов реконструкции инфраструктуры железных дорог, железнодорожного пути и строительства дополнительных главных путей.
Пособие предназначено для разработки раздела «Проектирование реконструкции продольного профиля» курсового и дипломного проектирования студентов, обучающихся по специальности 271501.65 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей». Может быть полезно для инженерно-технических работников предприятий и организаций железнодорожного транспорта и транспортного строительства.
УДК 625.1
ББК 020-02
ISBN 978-5-7641-0388-7 |
© Петербургский государственный |
978-5-7641-0388-4 (ч. 1) |
университет путей сообщения, 2012 |
2
Оглавление |
|
Введение................................................................................................................... |
5 |
1. Общие положения..................................................................................................... |
6 |
1.1. Современное состояние сети железных дорог России и возможные |
|
пути ее развития ...................................................................................................... |
6 |
1.2. Источники инвестиций в модернизацию и развитие сети |
|
железных дорог........................................................................................................ |
7 |
1.3. Состав работ при проектировании реконструкции железной дороги ........ |
– |
2. Исходные данные для разработки проекта комплексной реконструкции |
|
железной дороги .................................................................................................... |
10 |
2.1. Задание на разработку проекта реконструкции участка |
|
эксплуатируемой железной дороги ....................................................................... |
– |
2.2. Материалы инженерных изысканий ............................................................ |
11 |
2.2.1 Составление продольного профиля участка эксплуатируемой |
|
железной дороги .................................................................................................... |
12 |
2.2.2. Составление поперечных профилей земляного полотна ........................ |
16 |
2.3. Нормы проектирования реконструкции железных дорог .......................... |
18 |
2.3.1. Продольный профиль.................................................................................. |
19 |
2.3.2. План пути ..................................................................................................... |
26 |
2.3.3. Поперечные профили земляного полотна ................................................ |
29 |
2.3.4. Верхнее строение пути ............................................................................... |
31 |
3. Анализ исходных данных эксплуатируемой железной дороги.......................... |
34 |
3.1. Установление категории железной дороги.................................................... |
– |
3.2. Выбор норм проектирования реконструкции железной дороги ................. |
– |
3.3 Анализ продольного профиля участка эксплуатируемой |
|
железной дороги .................................................................................................... |
35 |
4. Проектирование реконструкции продольного профиля ..................................... |
37 |
4.1. Определение расчетных данных................................................................... |
38 |
4.1.1. Определение отметки подошвы балласта................................................... |
– |
4.1.2. Определение отметки расчетной головки рельса .................................... |
40 |
4.2. Определение барьерных мест ....................................................................... |
41 |
4.2.1. Сопряжение элементов продольного профиля в пределах |
|
переходных кривых............................................................................................... |
42 |
4.2.2. Участки превышения руководящего уклона ............................................ |
43 |
4.2.3. Продольный профиль на станциях .............................................................. |
– |
4.2.4. Проектирование продольного профиля на мостах .................................. |
44 |
4.2.5. Продольный профиль в выемках ................................................................. |
– |
4.3. Особые случаи проектирования продольного профиля ............................. |
45 |
4.4. Определение величины подъемок и подрезок ............................................ |
49 |
4.5. Определение проектной толщины щебня ...................................................... |
– |
|
3 |
5. Определение объема щебня, необходимого для выправки продольного |
|
профиля пути............................................................................................................... |
50 |
5.1. Деформации основной площадки земляного полотна и балластной |
|
призмы ...................................................................................................................... |
– |
5.2. Работы по реконструкции балластной призмы эксплуатируемой |
|
железной дороги .................................................................................................... |
52 |
5.3. Типовые технологические последовательности очистки балласта........... |
54 |
5.4. Расчет требуемого объема чистого щебня................................................... |
55 |
5.5. Расчет объема щебня в типовой балластной призме .................................... |
– |
5.6. Расчет объема щебня при сохранении уровня подошвы шпалы............... |
57 |
5.7. Расчет объема щебня при подъемке уровня подошвы шпалы .................. |
58 |
5.8. Расчет объема щебня при понижении уровня подошвы шпалы |
|
(подрезке) ............................................................................................................... |
61 |
5.9. Подсчет объемов щебня при реконструкции участка ................................ |
63 |
6. Пример проектирования продольного профиля .................................................. |
68 |
Заключение ............................................................................................................ |
71 |
Библиографический список.................................................................................. |
73 |
Приложение А ............................................................................................................. |
74 |
Приложение Б........................................................................................................... |
вкл. |
Приложение В .......................................................................................................... |
вкл. |
4
Введение
Пособие разработано для студентов строительных специальностей, занимающихся разработкой дипломных и курсовых проектов по дисциплине «Проектирование реконструкции железных дорог с применением геоинформационных технологий» в соответствии с современными требованиями.
Цель пособия – научить студентов пользоваться нормативной базой для проектирования железных дорог, анализировать фактическое состояние эксплуатируемой железной дороги, соответствие ее параметров заданным условиям эксплуатации, применять теоретические знания для комплексного решения задач при реконструкции участка пути и строительстве дополнительных главных путей.
В данном пособии рассматриваются вопросы проектирования комплексной реконструкции главного пути, земляного полотна и связанные с ними вопросы реконструкции путей на станциях и искусственных сооружениях, а также вопросы проектирования продольного профиля при реконструкции эксплуатируемой однопутной железной дороги и сооружения дополнительных главных путей.
Комплексное проектирование реконструкции железнодорожных путей основано на знаниях, полученных при изучении курсов инженерной геодезии, инженерной геологии, железнодорожного пути, организации строительства, а также дисциплин, изученных ранее по курсу «Изыскания и проектирование железных дорог».
Любые проектные и изыскательские работы на территории России выполняются в соответствии с действующей нормативной базой, в первую очередь, регулирующим любые вопросы организации проектирования Градостроительным кодексом Российской Федерации [2]. Согласно этому документу железные дороги относятся к особо важным и особо опасным сооружениям.
Регулирование всех вопросов, касающихся железнодорожного строительства, осуществляет закон РФ «О железнодорожном транспорте в Российской Федерации» [3].
На основании законов РФ принимаются документы, которые определяют нормы и требования для выполнения проектных работ на конкретных объектах. Одним из них является постановление Правительства Российской Федерации № 87 [4].
Для проектирования железных дорог используются нормативы, разработанные на основании перечисленных выше документов. Разработчиками нормативов являются ведомственные институты министерств транспорта и регионального развития, а также ОАО «РЖД» [14].
5
1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1.Современное состояние сети железных дорог России
ивозможные пути ее развития
Железнодорожный транспорт Российской Федерации играет существенную роль в обеспечении грузовых и массовых пассажирских перевозок. Железнодорожная сеть страны занимает второе место в мире по протяженности. На сегодняшний день общая протяженность российских железных дорог составляет более 86 тыс. км, что составляет около 7 % мировой железнодорожной сети. Из них более 36 тыс. км – двухпутные и многопутные линии, более 62 тыс. км оборудованы автоблокировкой и диспетчерской сигнализацией и более 40 тыс. км электрифицированы.
Вместе с тем на сети железных дорог России имеются так называемые «узкие» места, значительно снижающие пропускную и провозную способности, т. е. нуждающиеся в существенной модернизации. Наиболее важным обстоятельством при этом является снижение износа основных фондов, который составляет на сегодня около 59 %, а по подвижному составу и путевому хозяйству этот показатель значительно выше. Это может привести к потере экономической безопасности отрасли и к снижению конкурентной способности железных дорог по сравнению с другими видами транспорта.
Согласно стратегии развития железнодорожного транспорта РФ до 2030 г. [1], основными направлениями модернизации действующих железных дорог являются:
строительство дополнительных главных путей (вторых, третьих и т. д.);
строительство обходов кризисных узлов и населенных пунктов;
развитие станций и узлов (увеличение числа приемоотправочных путей, их удлинение с целью обеспечения приема длинносоставных и тяжеловесных поездов и т. д.);
повышение скоростей движения грузовых и пассажирских поездов за счет реконструкции плана и продольного профиля;
реконструкция и строительство новых искусственных сооружений;
усиление несущей способности земляного полотна (с целью обеспечения пропуска подвижного состава с повышенной осевой нагрузкой);
6
замена и модернизация объектов инфраструктуры (электроснабжение, автоблокировка и т. д.);
снижение выбросов загрязняющих веществ, сброса неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод и, как следствие, уменьшение платы за загрязнение окружающей среды.
На реализацию этих мероприятий, а также на строительство 20,5 тыс. км новых железных дорог при самой благоприятной экономической ситуации в стране потребуется до 13,8 трлн руб. инвестиционных вложений.
1.2.Источники инвестиций в модернизацию
иразвитие сети железных дорог
Исходя из реалий современной экономики, оптимальным вариантом инвестирования железнодорожной сети является многоканальное инвестирование в реализацию программы модернизации и развития сети железных дорог России, т. е. привлечение средств из бюджета Российской Федерации (20 %), субъектов (5 %) и частных инвесторов (75 %). Распределение частных инвестиций, в том числе и ОАО «РЖД», предполагается следующим образом: ОАО «РЖД» – 40 %, другие частные инвесторы – 35 % с выделением инвестиций в развитие железнодорожного транспорта общего пользования (12 %) и не общего пользования, т. е. промышленного железнодорожного транспорта, – 23 %.
В современных законодательных актах и регламентах взаимодействия ОАО «РЖД» с клиентами по вопросам примыкания путей не общего пользования к сети железнодорожного транспорта общего пользования не оговорены способы возврата частных инвестиций. Поэтому возникает проблема привлечения инвесторов для финансирования развития сети железных дорог общего пользования и повышения конкурентоспособности железных дорог.
1.3. Состав работ при проектировании реконструкции железной дороги
Работы по реконструкции проводятся при необходимости увеличения пропускной и провозной способности участков, а также при вводе в обращение грузовых вагонов с осевой нагрузкой выше 25 т/ось и организации скоростного (от 141 до 200 км/ч) и высокоскоростного (более 200 км/ч) движения пассажирских поездов.
При проектировании комплексной реконструкции железной дороги должны предусматриваться следующие работы по реконструкции верхнего строения пути:
постановка пути в проектное положение в плане и приведение длин переходных кривых и прямых вставок между смежными кривыми в соответствие с максимальными скоростями движения поездов, предусмотренными для данного участка;
7
удлинение переходных кривых и прямых вставок, ликвидация образовавшейся в процессе эксплуатации многорадиусности кривых;
переустройство элементов профиля и их сочетаний до установленных нормативов;
ликвидация негабаритных мест;
очистка щебеночной балластной призмы на глубину не менее 40 см или ее замена асбестового балласта (щебня); формирование и уплотнение балластного слоя;
доведение балластной призмы до типовых размеров;
сварка плетей до длины перегона, включая стрелочные переводы;
утилизация снимаемых элементов верхнего строения пути, не-
годных к повторной укладке в путь.
Работы по верхнему строению пути должны выполняться только по завершении мероприятий по реконструкции и ремонту искусственных сооружений и земляного полотна.
При проектировании комплексной реконструкции железной дороги должны предусматриваться следующие работы по реконструкции земляного полотна:
противодеформационные мероприятия с устранением дефектов земляного полотна, включая устройство несущего подбалластного слоя из песчано-гравийной смеси в местах, где не обеспечивается несущая способность грунтов основной площадки земляного полотна и имеет место повышенная интенсивность расстройства геометрии рельсовой колеи в плане и профиле, а также морозное пучение;
устранение зауженной ширины основной площадки;
уположение откосов насыпей и выемок;
срезка обочин на уровне подошвы новой балластной призмы;
срезка и уборка отложений загрязнителей балласта на откосах выемок, насыпей и нулевых местах;
раскрытие заработанных нулевых мест и мелких выемок;
восстановление водоотводов и дренажей и устройство новых с использованием прогрессивных конструкций водоотводных лотков и дренажей при изменении в процессе эксплуатации гидрологической ситуации;
устройство подкюветных дренажей и лотков у платформ на станциях;
устройство защитных сооружений на скально-обвальных и лавиноопасных участках.
Реконструкция больших мостов должна проводиться по индивидуальным проектам.
8
Перечень работ при реконструкции малых и средних мостов (путепроводов) и водопропускных труб определяется по результатам их обследований или испытаний и в случае необходимости включает:
замену фильтрующих насыпей на мосты и трубы;
переустройство искусственных сооружений с целью увеличения скоростей движения или нагрузок;
устройство переходных участков пути переменной жесткости на подходах к мостам (путепроводам);
удлинение водопропускных труб при уширении основной площадки земляного полотна и уположении откосов;
увеличение водопропускной способности малых мостов и труб, если в процессе их эксплуатации возникли трудности с пропус-
ком паводковых и ливневых вод.
Перечень сопутствующих работ при реконструкции железнодорожного пути:
восстановление километровых и пикетных знаков на соответствующих местах, а также знаков закрепления кривых с учетом их нового положения;
приведение полосы отвода в соответствие с нормами;
оборудование централизованных стрелочных переводов на главных путях, съездах главных путей и приемоотправочных путях электрообогревом или устройствами автоматической пневмообдувки;
переустройство железнодорожных переездов;
устройство пунктов обогрева;
устройство технологических автомобильных подходов к железнодорожному пути;
устройство ограждения вдоль железнодорожного пути;
создание реперных сетей на участках реконструкции железнодорожного пути.
Мероприятия, технологически связанные с производством работ по реконструкции железнодорожного пути:
устройство однопутной двухсторонней автоматической блокировки;
перестановка опор контактной сети;
вынос кабелей из зоны реконструкции;
устройство оповестительной сигнализации на оборудованных пешеходных переходах.
9