16. Трассирование по картам и планам.

I этап. Прокладка магистрального хода.

Трассированию дороги должно предшествовать уточнение намеченного направления трассы путем укладки магистрального хода. Магистральный ход представляет собой первое приближение трассы, соответствующее определенной величине руководящего уклона, на участках, проходимых полностью или частично напряженными ходами.

Задача укладки плана трассы на карте с горизонталями сводится к последовательному определению положения трассы между смежными горизонталями. Зная положение точки трассы на одной горизонтали, можно определить положение следующей точки, расположенной на соседней горизонтали. Расстояние между этими точками на карте должно быть равно масштабируемой длине заложения:

d=1000*h_гор/i_тр,

где h_гор - расстояние между горизонталями по вертикали.

Проектный уклон отрезка трассы между смежными горизонталями совпадает с уклоном местности, поэтому полученную таким образом проектную линию называют линией нулевых работ. Прокладку этой линии, как правило, начинают от фиксированных точек в направлении спуска.

При пересечении лога или обходе отрога направление кривых на участке трассы должно соответствовать направлению горизонталей.

После прокладки трассы напряженным ходом уточняется положение трассы на вольном ходу. При этом трасса прокладывается до следующей опорной или фиксированной точки по кратчайшему направлению.

II этап. Камеральное трассирование.

После определения рационального положения магистрального хода приступают к трассированию дороги. Оно выполняется от оси начальной станции небольшими участками, одновременно с укладкой линии в плане составляется схематический продольный профиль трассы. При этом линия нулевых работ спрямляется для рационального уменьшения числа углов поворота и обеспечения допустимых радиусов кривых и длин прямых вставок между ними. При отклонении трассы от линии нулевых работ образуются насыпи и выемки. Целесообразность смещения оси трассы проверяют по объемам земляных работ.

III этап. Трассирование по крупномасштабным планам.

Крупномасштабные планы (М 1:5000 – 1:1000) используются для уточнения положения трассы в плане и профиле с учетом конструкции земляного полотна, размещения водопропускных сооружений, водоотводов. Большое значение имеет детализация трассы на крутых косогорах.

Лог – овраг с пологими задернованными склонами и плоским днищем.

Отрог – ответвление основной горной цепи.

О целесообразности варианта трассирования можно судить по показателям трассы:

17 Показатели трассы.

1. Длина варианта трассы L, км;

2. Длина геодезической линии L_о, км;

3. Коэффициент развития трассы λ λ=L/L_о;

4. Доля напряженных ρ_н и вольных ρ_в ходов в км и %.

Коэффициент развития трассы λ, показывает, во сколько раз длина варианта трассы превышает длину геодезической линии.

Сопоставление коэффициента развития трассы с соотношением вольных и напряженных ходов позволяет судить о том, насколько удачно намечены руководящий уклон и направление данного варианта, и какие целесообразно рассмотреть решения для других вариантов трассы.

Если коэффициент развития линии велик (λ>1.25) и значительна доля участков напряженного хода (ρ_н>50 %), то следует рассмотреть возможность увеличения руководящего уклона.

Если λ<1.25 и ρ_н<50 %, то следует рассмотреть возможность уменьшения руководящего уклона за счет увеличения протяженности напряженных ходов. Более пологий уклон не должен привести к существенному удлинению линии, а может лишь вызвать некоторое увеличение объемов строительных работ.

Если трасса имеет большой коэффициент развития при незначительном протяжении участков напряженного хода, то это возможно свидетельствует о неправильном трассировании варианта (λ>1,25 и ρн<50 %).

18. Требования к проектированию элементов плана железнодорожной линии.

Планом железнодорожной линии называется проекция трассы на горизонтальную плоскость. Он представляет собой сочетание прямых участков пути различного направления, плавно сопряженных между собой круговыми и переходными кривыми.

Прямые участки пути имеют значительные строительные и эксплуатационные преимущества по сравнению с криволинейными (более простая и дешевая конструкция пути, меньший износ элементов пути и подвижного состава и др.). Поэтому в легких топографических условиях при отсутствии контурных препятствий следует стремиться к устройству прямых большой протяженности.

К риволинейные участки пути, как правило, применяются в сложных топографических, инженерно-геологических и иных природных условиях или при трудных ситуационных обстоятельствах (для обхода или наиболее благоприятного пересечения зон жилой застройки, инженерных коммуникаций и т.д.). Хотя устройство кривых удлиняет трассу, но объемы строительных работ (земляных и по искусственным сооружениям) уменьшаются.

Основными параметрами (характеристиками) круговой кривой являются направление поворота (вправо или влево), угол поворота α в градусах и радиус R в метрах.

Главными производными характеристиками круговой кривой от угла и радиуса являются тангенс Т(расстояние от ВУ до НКК), длина круговой кривой, а также точки вершины угла ВУ, начала круговой кривой НКК и конца круговой кривой ККК.

При проектировании новых железных дорог в соответствии с действующими нормативными документами в благоприятных условиях следует применять возможно большие радиусы и назначать их равными: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350, 300, 250 и 200 м. Указанные радиусы являются стандартными для удобства при расчете и разбивке кривых новых железных дорог.

Выбирая величину радиуса круговой кривой, следует иметь в виду, что наряду с преимуществами, кривые, особенно малых радиусов, имеют существенные недостатки:

-      необходимость ограничения скорости движения поездов;

-      повреждаемость и повышенный износ рельсов;

-      увеличение расходов по текущему содержанию и ремонту верхнего строения пути;

-      увеличение износа колес подвижного состава;

-      уменьшение сцепления колес локомотива с рельсами;

-      удлинение трассы и др.

Зависимость допускаемой скорости движения поезда от величины радиуса определяется поперечными силами, действующими на подвижной состав в кривой. Основной такой силой является центробежная, направленная от центра кривой и стремящаяся опрокинуть подвижной состав.

Действие указанной силы неблагоприятно влияет на комфортабельность езды пассажиров. Эта сила способствует также боковому воздействию на наружную рельсовую нить, что может привести к уширению колеи, боковому износу рельсов и поперечному угону пути.

Для уменьшения влияния центробежной силы на подвижной состав, пассажиров и грузы устраивается возвышение наружного рельса над внутренним h, мм. В результате устройства возвышения наружного рельса появляется горизонтальная составляющая силы тяжести подвижного состава, направленная, в отличие от центробежной, наоборот, к центру круговой кривой.

Расходы на текущее содержание пути резко возрастают в кривых R<600-800 м. Кривые R>1200-1500 м по этим показателям мало отличаются от прямых участков пути.

Усиление, а, следовательно, и удорожание верхнего строения в кривых малых радиусов вызвано необходимостью обеспечения его большей устойчивости против действия более значительных (по сравнению с прямыми участками) горизонтальных и продольных сил. Так, число шпал на 1 км пути в кривых радиусом менее 1200 м увеличивается с 1840 до 2000 штук, необходимо большее число скреплений на единицу длины пути. В кривых малых радиусов увеличивается ширина основной площадки земляного полотна с наружной стороны кривой (при R< 600 м – на 0,5 м). Кроме того, в кривых радиусом менее 600 м на 0,1 м уширяют балластную призму с наружной стороны кривой. На электрифицированных линиях в кривых малых радиусов нужно больше опор на 1 км пути.

18. Назначение и порядок определения длин переходных кривых на перегонах.

Переходные кривые устраивают для плавного перехода от круговой кривой радиуса R к прилегающим прямым участкам пути и для плавного сопряжения круговых кривых разных радиусов. Кроме того, в пределах переходной кривой также устраивают плавный отвод возвышения наружного рельса, а в кривых радиусом менее 350 м – и отвод уширения колеи.

Длины переходных кривых для железных дорог скоростной, I и II категорий определяются расчетом.

Длина переходной кривой зависит от:

- возвышения наружного рельса, h, мм;

-  ограничения скорости подъема колеса по отводу возвышения.

Поскольку наибольшие скорости движения поездов на дорогах разных категорий различны, длины переходных кривых при данном значении радиуса зависят от категории проектируемой железной дороги. В нормах проектирования также учитывается и то, что наибольшая скорость движения может быть реализована при определенном профиле пути (например, на затяжном спуске). На возвышениях профиля скорость поездов меньше, и длина переходной кривой может быть уменьшена. Поэтому участки пути подразделяются по конфигурации профиля на три скоростные зоны, в зависимости от которых принимают длину переходной кривой. Для удобства разбивки кривых длина округляется до значения, кратного 10 м, и принимается равной не менее 20 м.

Проектная линия продольного профиля состоит из прямолинейных отрезков, наклоненных под различными углами к горизонту и сопрягаемых в необходимых случаях кривыми. Прямолинейные отрезки называют элементами продольного профиля.

Крутизна элемента характеризует уклон в тысячных выражает тангенс угла наклона элемента профиля к горизонту.