14. Природные и технические факторы, влияющие на выбор направления железнодорожной линии

Природные факторы:

1. рельеф местности, гидрографическая сеть, инженерно-геологические и другие природные условия в районе прохождения трассы (значение космической съемки);

2. природоохранные требования.

На основе анализа природных факторов определяют положение фиксированных точек, т. е. такие точек на местности, через которые целесообразно провести трассу по топографическим, инженерно-геологическим и другим природным условиям. К числу фиксированных точек относятся точки пересечения водоразделов и точки обхода болот, излучин рек и других контурных препятствий.

С учетом опорных пунктов и фиксированных точек определяются варианты направления проектируемой линии.

Технические факторы:

1. ограничивающие уклоны на трассе;

2. полезная длина приемо-отправочных путей;

3. число главных путей;

4. длины площадок для размещения раздельных пунктов, зависящие от типов их схем;

5. размещение раздельных пунктов на трассе, зависящее от расчетной пропускной способности.

Для отбора рациональных вариантов трассы используют следующие показатели:

–       протяженность проектируемой линии;

–       сумма преодолеваемых высот в каждом направлении;

–       количество и протяженность искусственных сооружений (мостов, тоннелей, путепроводов и др.);

–       протяженность участков, расположенных в неблагоприятных инженерно-геологических условиях.

Так, при проектировании двухпутной электрифицированной линии следует стремиться к сокращению ее длины из-за большой стоимости каждого километра дороги. Сокращения длины линии можно добиться увеличением ограничивающего уклона, но это в свою очередь ограничит массу состава поезда и провозную способность линии, а также может привести к увеличению расходов по движению поездов. Сокращение длины при фиксированном значении ограничивающего уклона тоже ведет к увеличению объемов работ (земляных, по возведению водопропускных сооружений и др.). Однако при благоприятных топографических условиях (перевалистый рельеф без затяжных максимальных подъемов) такое увеличение может быть сопоставимо со снижением объемов и стоимости сооружений, зависящих от длины трассы (верхнее строение пути и др.).

Электрификация железной дороги повышает ее стоимость. Но позволяет при увеличении максимальных уклонов и сокращении длины линии сохранить или даже повысить среднюю скорость движения поездов, а следовательно, пропускную и провозную способность дороги.

Удлинение l_по также приводит, с одной стороны, из-за необходимости обеспечения большей плавности движения поезда и из-за повышения сложности размещения площадок раздельных пунктов к росту соответственно средней стоимости 1 км и удлинению линии, особенно в сложных топографических условиях. С другой стороны, большая l_по позволяет увеличить массу состава поезда и провозную способность дороги, обеспечивая освоение грузовых перевозок на более далекую перспективу.

15. Классификация методов трассирования железных дорог.

В ольным ходом называются участки трассы, на которых средние естественные уклоны местности меньше руководящего уклона: i_ест <i_р; напряженным ходом – участки трассы, на которых средние уклоны местности равны или круче руководящего уклона: i_ест ≥i_р.

На вольных ходах нет значительных высотных препятствий, поэтому основным принципом трассирования является укладка трассы по кратчайшему направлению между фиксированными и опорными точками. Длина прямых участков пути достигает десятков и даже сотен километров. Углы поворота трассы на вольных ходах с целью обхода некоторых контурных препятствий, позволяющие уменьшить объем земляных работ, не должны превышать 15-20⁰. Трасса должна идти «с препятствия на препятствие», а не обходить каждое препятствие, уже подойдя к нему.

Н а участках напряженного хода уменьшение среднего уклона участка до величины уклона трассирования достигается путем развития трассы с существенным отклонением от кратчайшего направления.

Необходимая расчетная длина трассы определяется по формуле:

L_р=∆H/i_тр, где ∆H - разность отметок фиксированных точек, м; i_тр - уклон трассирования.

Сократить расчетную длину трассы можно путем уменьшения величины за счет отсыпки насыпи в начале напряженного хода и устройства выемки (тоннеля) в его конце.

При укладке трассы на участках напряженного хода протяженностью два перегона и более предусматривают дополнительное развитие трассы, обусловленное размещением станционных площадок.

Трасса железной дороги состоит, как правило, из совокупности тех или иных трассировочных решений, каждое из которых имеет свои преимущества, недостатки и особенности. Так, в пределах вольного хода меньше энергетические затраты на I км линии, но в сложных топографических условиях чрезмерное использование вольного хода приведет к значительному удлинению трассы.

Д олинный ход – участок трассы, уложенный по долине реки (как правило, вольным ходом). Трассированием в долинах рек создаются благоприятные условия для водоснабжения станций и станционных поселков. Однако в этом случае пересекается большое количество водотоков и увеличивается стоимость искусственных сооружений.

В равнинной местности долины рек мало извилисты, с широкими террасами и небольшим продольным уклоном. Учитывая это, трассу укладывают на одной из надпойменных террас. Участок трассы в таких условиях называют долинно-террасовым ходом.

В пересеченной местности долины рек более извилисты. Обход излучин удлиняет трассу. Вместо обхода рассматриваются варианты спрямления трассы: пересечение реки двумя мостами или спрямление ее русла.

В горных районах, где реки текут в ущельях с крутыми склонами без террас, трасса может быть уложена на косогоре выше уровня высоких вод (долинно-косогорный ход), либо у подошвы косогора. При этом сложность и стоимость строительства существенно возрастают. На косогорах с неустойчивыми породами земляное полотно целесообразно размещать у их подошвы, отсыпая насыпи скальным грунтом в русло реки.

Террасы – естественные горизонтальные или несколько наклоненные площадки земной поверхности на склонах речных долин, берегах озер и морей, ограниченные сверху и снизу уступами.

П ойма – часть дна речной долины, затопляемая только в половодье.

Водораздельный ход – участок трассы, уложенный вдоль водораздела. Водораздельные ходы часто применяются при проектировании железных дорог в равнинных и слабо холмистых районах. Для них характерны небольшие объемы земляных работ и малое количество водопропускных сооружений. Недостатком водораздельных ходов в сравнении с долинными ходами является сложность устройств водоснабжения станций и поселков.

Поперечно-водораздельный ход – участок трассы на пересечении водораздела при переходе из одной долины в другую. В большинстве случаев такие трассы являются напряженными ходами. Им свойственны участки усиленной тяги, тоннельные пересечения водораздела или достаточно глубокие перевальные выемки. Место пересечения водораздела намечается при выборе основного направления линии.