Изыскания и проектиров ж.д. Для ргр. 2020
.pdf
РОСЖЕЛДОР
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО РГУПС)
ИЗЫСКАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Учебно-методическое пособие для расчетно-графической работы
Ростов-на-Дону
2020
УДК 625.11.001.2(07) + 06
Рецензент – доктор технических наук, профессор В.И. Куштин
Изыскания и проектирование железных дорог: учебно-методическое пособие для расчетно-графической работы / А.Н Опацких, А.А. Ревякин, А.А. Кругликов, М.В. Польшин; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2020. – 43 с. – Библиогр.: с. 26.
Приведена необходимая информация для выполнения расчетнографической работы на тему «Проект реконструкции участка однопутной железнодорожной линии».
Предназначено для студентов специальности 23.05.06 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей», профилей «Управление техническим состояние железнодорожного пути», «Мосты».
Одобрено к изданию кафедрой «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог».
© Колл. авт., 2020 © ФГБОУ ВО РГУПС, 2020
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение …………………………………………………………………. 4
1ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОГРАНИЧИВАЮЩЕГО ПЕРЕГОНА, ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕУСТРОЙСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ И ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ ………………………………. 5
1.1Определение основных параметров лимитирующего перегона ……... 5
1.2Обоснование реконструкции однопутной железнодорожной линии ... 6 2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСИЛЕНИЮ МОЩНОСТИ ЖЕЛЕЗНЫХ
ДОРОГ …………………………………………………………………… 8 3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРОДОЛЬНОГО
ПРОФИЛЯ НА ПЕРЕГОНАХ УЧАСТКА ОДНОПУТНОЙ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ ……………………………………… 10
3.1Общие положения ………………………………………………………. 10
3.2Исходные данные и их анализ …………………………………………. 11
3.3Составление утрированного продольного профиля ………………….. 12
3.4Определение отметок расчетной головки рельса ……………………... 12
3.5 |
Нанесение проектной линии …………………………………………… 14 |
3.6 |
Расчет подъёмок и срезок ………………………………………………. 15 |
4 |
РАСЧЕТ ПОЭЛЕМЕНТНОГО ВРЕМЕНИ ХОДА ПОЕЗДА ………... 17 |
5 |
МАКСИМАЛЬНЫЕ ПРОПУСКНЫЕ СПОСОБНОСТИ УЧАСТКА |
|
ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ ПРИ ВЫБРАННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ |
|
СОСТОЯНИЯХ …………………………………………………………. 18 |
5.1Непакетный парный график ……………………………………………. 18
5.2Пакетный график ………………………………………………………... 19
5.3Частично-пакетный график …………………………………………….. 19
5.4Безостановочное скрещение поездов на раздельных пунктах ……….. 20
5.5Безостановочное скрещение поездов на перегонах …………………... 20
5.6Частично-безостановочное скрещение ………………………………... 20
5.7Однопутно-двухпутная линия ………………………………………….. 21
5.8Двухпутный график …………………………………………………….. 21 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ УЧАСТКА
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ …………………………………….. 22
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОВОЗНОЙ СПОСОБНОСТИ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЯХ ……………………………………... 23
Библиографический список …………………………………………….. 26
Приложения ……………………………………………………………... 27
3
ВВЕДЕНИЕ
Железные дороги являются важным элементом единой транспортной системы страны. Они выполняют громадный объем перевозочной работы, обеспечивая надежные и экономичные транспортные связи между главными экономическими районами и центрами страны. На долю железных дорог приходится более 80 % грузооборота и 40 % пассажирских перевозок, выполняемых транспортом общего пользования.
Российские железные дороги занимают первое место в мире по протяженности электрифицированных магистралей (более 40 тыс. км), второе место после США по эксплуатационной длине (более 85 тыс. км), третье после США и Китая по объемам перевозок грузов и четвертое после Китая, Индии и Японии по перевозке пассажиров
Железные дороги наиболее приспособлены к массовым перевозкам. Они функционируют днем и ночью независимо от времени года и атмосферных условий, что особенно важно для России с ее разными климатическими зонами.
Целями реконструкции существующих железнодорожных линий могут быть улучшение их эксплуатационных показателей, в частности – повышение скоростей движения поездов, и увеличение мощности линий при росте грузонапряжённости.
Задача данной работы состоит в том, чтобы помочь студенту освоить основные приёмы практики проектирования реконструкции эксплуатируемых железных дорог, что позволит ему применить полученные знания в курсовом и дипломном проектировании, а в дальнейшем и в практической деятельности.
1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОГРАНИЧИВАЮЩЕГО ПЕРЕГОНА, ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕУСТРОЙСТВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ И ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
Своевременное, качественное и полное удовлетворение возрастающих потребностей в перевозках обуславливает необходимость периодического переустройства железнодорожной линии. Наиболее распространенным видом переустройства железных дорог является усиление мощности железнодорожной линии для освоения возрастающих перевозок.
Разработку проекта усиления мощности линии начинают с установления перегонов, ограничивающих ее пропускную способность, определения года исчерпания мощности линии и выбора основных технических мероприятий по усилению пропускной и провозной способности линии.
1.1 Определение основных параметров лимитирующего перегона
За наиболее трудный перегон следует принять так называемый расчетный теоретический перегон, состоящий из сплошного затяжного руководящего подъема и двух раздельных пунктов.
Схема лимитирующего перегона приведена на рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема лимитирующего перегона
Длина затяжного руководящего подъема (км) определяется как
|
|
1440 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
||
|
|
|
1 2 |
tрз |
lo |
|
|
||||||||
|
|
|
Np |
|
min |
|
|
||||||||
l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ст |
|
, |
(1.1) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ip |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
p |
|
p |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
min |
|
|
max |
|
|
|
||
где N p расчётная пропускная способность, пар поездов/сутки;1 2 время станционных интервалов, мин;
tрз – суммарное время, затраченное на разгон и замедление поездов на раздельных пунктах, мин;
lо – длина площадки раздельного пункта, км;
5
стmin скорость прохождения поездом станции, км/ч;
pmin расчётная минимальная скорость локомотива, км/ч;
max конструкционная скорость локомотива, км/ч. |
|
|
||
p |
|
|
||
Длина площадки раздельного пункта продольного типа (км) определяется |
||||
как |
|
|
||
lo 2 lпo с. |
|
(1.2) |
||
Длина площадки раздельного пункта полупродольного и поперечного ти- |
||||
па (км) определяется как |
|
|
||
lo lпo с. |
|
(1.3) |
||
Для разъездов дорог I, II и III категории: продольного типа – c 0,35 км; |
||||
полупродольного типа – c 0, 75 км; поперечного типа – c 0, 4 км. |
|
|
||
lпo длина приёмоотправочных путей, км. |
|
|
||
Длина лимитирующего перегона (км) определяется как |
|
|
||
L lip 2 |
lo |
. |
|
(1.4) |
|
|
|||
2 |
|
|
|
|
В расчетно-графической работе Np задано, значения min , |
min , |
и max |
||
|
|
ст |
p |
p |
для действующего на участке локомотива приведены в приложении А. Рекомендуется принять 1 2 4 мин при автоблокировке и tрз = 3 мин.
1.2 Обоснование реконструкции однопутной железнодорожной линии
Обоснование реконструкции существующей однопутной железнодорожной линии заключается в определении года исчерпания мощности линии в её начальном состоянии, что требует её переустройства.
Пропускная способность железной дороги на расчётные годы эксплуатации рассчитывается по формуле:
|
|
Г |
106 |
|
|
|
nгр |
i |
|
, |
(1.5) |
||
365 QН |
||||||
|
|
|
|
|||
где Гi объем перевозок в грузовом направлении на соответствующий год
эксплуатации, млн т/год;коэффициент, учитывающий внутригодичную неравномерность пере-
возки грузов, 1,1; |
|
QН масса грузового поезда нетто, т. |
|
Масса поезда нетто определяется по формуле: |
|
QН QБР , |
(1.6) |
где соотношение массы поезда нетто к массе брутто, 0, 7 ; QБР масса грузового поезда брутто, т.
6
Масса поезда брутто определяется из условия мощности верхнего строения пути по формуле:
QБР qo lпо 50 , |
(1.7) |
где qo нагрузка на путь, т/пог. м;
lпо длина приёмоотправочных путей, м.
Максимальная возможная пропускная способность железной дороги по грузовому движению на расчётные годы эксплуатации определяется по формуле:
nmax |
nгр |
nп п nу у nсб сб nу nсб , |
(1.8) |
|
|||
|
max |
|
|
где max коэффициент максимального заполнения пропускной |
способности |
||
(для однопутной линии принимается равным 0,80, для двухпут-
ной 0,85);
nп , nу , nсб количество соответственно пассажирских, ускоренных и сборных пар поездов в сутки на расчётный год эксплуатации;
п , у , сб коэффициенты съема грузовых поездов пассажирскими, ускорен-
ными и сборными поездами.
В расчетно-графической работе можно принять:
п 1,1 1, 25; |
у 1,3 1, 7; |
сб 1, 2 1, 4. |
По полученным значениям возможной и заданной расчётной пропускной способности строится график определения года реконструкции (рис. 1.2).
./сут |
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
, п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
способность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пропускная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
Годы эксплуатации |
|
|
|
|
|
|
||||
Рисунок 1.2 – График определения года реконструкции: 1 – расчётная пропускная способность (берётся из задания);
2 – максимальная пропускная способность на расчётные годы эксплуатации
7
2 МЕРОПРИЯТИЯ ПО УСИЛЕНИЮ МОЩНОСТИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
В каждый момент времени рассматриваемый участок железной дороги можно представить как сложную физическую систему, которая находится в определенном техническом состоянии.
Под техническим состоянием участка железной дороги понимают сочетания технических параметров постоянных сооружений (число главных путей, руководящий уклон, вид тяги, схемы размещения раздельных пунктов, полезная длина приемоотправочных путей и т. д.), технического оснащения (тип локомотива, устройства СЦБ и связи, тип верхнего строения пути, структура вагонного парка и т. д.) и технологии процесса перевозок (тип графика, тип скрещения, число поездов в пакете, коэффициент безостановочного скрещения и т. д.), обеспечивающие соответствующую провозную способность.
Состояние, которое предлагается для проектирования, назовем начальным техническим состоянием. Состояние, обеспечивающее освоение потребной провозной способности на последний год рассматриваемого периода (в проекте
15-й год), назовем конечным техническим состоянием. Состояния между начальным и конечным назовем промежуточными состояниями.
Естественно, основным ориентирующим параметром, определяющим мощность участка железной дороги, является потребная мощность, которую можно рассматривать как непрерывно возрастающую функцию Гп = f(t). Она определяется исключительно внешними факторами (развитием промышленности и сельского хозяйства).
Под наличной Гн (возможной) провозной способностью понимают провозную способность, которая реализуется при определенном сочетании основных параметров постоянных сооружений, технического оснащения и технологии процесса перевозок. Она является основой характеристикой конкретного технического состояния и зависит только от деятельности всех служб участка железнодорожной линии. Максимальная наличная провозная способность не должна зависеть от времени эксплуатации, так как все запроектируемые технические параметры должны поддерживаться неизменными за счет текущего содержания и необходимых ремонтов.
Для обеспечения выполнения перспективных объемов перевозок необходимо соблюдение условие Гн ≥ Гп, а для этого нужно периодически переводить дороги в новое (с более высокой Гн) техническое состояние. Это достигается осуществлением мероприятий, направленных на изменение параметров технического оснащения и технологии процесса перевозок.
Параметры постоянных сооружений проектируют на значительные временные периоды и при реконструкции их менять не рекомендуется.
Так как невозможно сразу предложить оптимальные технические состояния, которые и технически и экономически будут выгодными, необходимо рассмотреть возможные мероприятия, которые повысят наличную провозную способность. Наиболее распространенными являются следующие:
– введение дополнительных резервов;
–организация частично-пакетного движения поездов за счет постройки дополнительных приемоотправочных путей;
–строительство двухпутных вставок;
–строительство вторых путей на отдельных перегонах;
–строительство сплошных вторых путей;
–электрификация линии;
–удлинение приемоотправочных путей;
–введение более мощных локомотивов;
–совершенствование устройств СЦБ.
9
3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ НА ПЕРЕГОНАХ УЧАСТКА ОДНОПУТНОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ
3.1 Общие положения
Реконструкция продольного профиля в основном вызывается плановыми мероприятиями, направленными на увеличение пропускной и провозной способности железнодорожных линий и скоростей движения пассажирских поездов.
Задача проектирования продольного профиля при реконструкции заключается в следующем: ликвидировать отступления от норм; привести в соответствие места переломов профиля с планом линии, который также подвергается реконструкции, с обновленным типом верхнего строения пути; сохранить при этом максимально возможное число и объем имеющихся сооружений с минимальным их переустройством – водопропускных труб и мостов, пассажирских платформ, опор электрификации, насыпей и выемок, дренажных и водоотводных устройств, подпорных стен.
В процессе реконструкции продольный профиль приводится в соответствие с современными требованиями строительных норм и правил. При этом в основном осуществляется усиление верхнего строения пути с переходом на более мощный его тип. При проектировании реконструкции продольного профиля, принимаемые в проекте решения должны основываться на соблюдении следующих принципиальных требований:
1)все работы по реконструкции следует производить без длительного перерыва в движении поездов, т. е. с наименьшими помехами для движения поездов по эксплуатируемой линии;
2)следует обеспечить минимальные объемы работ, их стоимость и продолжительность.
Для выполнения этих требований необходимо:
а) в наибольшей степени разумно использовать имеющиеся устройства эксплуатируемого пути (искусственные сооружения, земляное полотно, верхнее строение пути, раздельные пункты и др.);
б) сохранять существующие отметки головок рельсов (СГР) в местах расположения сложных сооружений (на больших и средних мостах, в тоннелях, на путепроводах, в горловинах, в пределах посадочных пассажирских платформ станций и других местах);
в) увеличивать в незначительной степени (5–15 см) отметки существующей головки рельса на малых мостах за счет увеличения толщины мостовых брусьев, балластного слоя (на железобетонных мостах) и подферменных опор;
г) проектирование продольного профиля целесообразно увязывать с поперечными профилями так, чтобы новая балластная призма не вызывала уширения основной площадки эксплуатируемого земляного полотна;
д) для сопряжения смежных, крутых элементов профиля следует применять профиль криволинейного очертания («цепочку»), позволяющий обеспе-
10