Ревякин А.А. Изыскания и проектиров. ж.д. Учеб. пособ. 2017

РОСЖЕЛДОР

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО РГУПС)

_______________________________________________________________

А.А. Ревякин, А.Н. Опацких

ИЗЫСКАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Учебное пособие

Утверждено учебно-методическим советом университета

Ростов-на-Дону

2017

1

УДК 625.11(07) + 06

Рецензенты: главный инженер «Кавжелдорпроект»-филиал АО «Росжелдорпроект» Ю.О. Фиксель;

доктор технических наук, профессор В.И. Куштин (РГУПС)

Ревякин, А.А.

Изыскания и проектирование железных дорог: учеб. пособие / А.А. Ревякин, А.Н. Опацких; ФГБОУ ВО РГУПС. – Ростов н/Д, 2017. – 160 с.: ил.

– Библиогр.: с. 159.

ISBN 978-5-88814-734-4

Изложены основы изыскания и проектирования железных дорог, методика проектирования продольного профиля и плана трассы, а также раздельных пунктов, трассирования железных дорог, водопропускных сооружений, рассмотрены вопросы усиления мощности железнодорожной линии и технико-экономическое сравнение при вариантном проектировании.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей», профиль «Управление техническим состоянием железнодорожного пути», «Мосты» и «Эксплуатация железных дорог», профиль «Магистральный транспорт», а также для аспирантов.

Одобрено к изданию кафедрой «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог».

ISBN 978-5-88814-734-4

© Ревякин А.А., Опацких А.Н., 2017 © ФГБОУ ВО РГУПС, 2017

2

1.3.2Выбор параметров проектирования вторых путей ….…….. 30

1.4Проектирование реконструкции плана и продольного профи-

1.4.2Проектирование реконструкции плана железных дорог. План дополнительного главного пути ……………………………….. 35

1.4.3Проектирование реконструкции продольного профиля железных дорог. Продольный профиль дополнительного главного пути ……………………………………………………………………... 48

1.4.4Проектирование реконструкции поперечных профилей земляного полотна ……………………………………………………... 57

2.6Временная эксплуатация железной дороги. Подготовка законченных строительством линий к сдаче в постоянную эксплуатацию ... 77

2.7Топографо-геодезические работы на изысканиях при реконструкции существующих железных дорог …………………………... 79

3

движения поездов ……………………………………………………… 118

Библиографический список …………………………………………… 159

4

Введение

Основным видом транспорта в России является железнодорожный, деятельность его во многом определяет эффективность функционирования всего народно-хозяйственного комплекса страны.

Состояние и качество работы железных дорог обусловливает не только перспективы дальнейшего социально-экономического развития России, но и возможности государства эффективно выполнять такие важные функции, как защита национального суверенитета и безопасности, сохранение единого социально-экономического пространства, создание условий для развития регионов.

Железные дороги России являются второй по величине транспортной системой мира (7 %), уступая по общей длине эксплуатационных путей лишь США. По протяженности электрифицированных магистралей российские железные дороги занимают первое место в мире. На долю России сегодня приходится более 20 % грузооборота и 15 % пассажирооборота всех железных дорог мира. При этом внутри страны железнодорожный транспорт лидирует по объемам перевозок, обеспечивая более 40 % пассажирских и грузовых перевозок.

В области железнодорожного транспорта в ближайшие годы предстоит решить ряд сложных и весьма ответственных задач, в частности, обеспечить совершенствование организации эксплуатационной работы железных дорог, ремонта и содержания пути и подвижного состава, значительно повысить производительность локомотивов и вагонов, средний вес грузовых поездов, увеличить скорости движения поездов, ускорить оборот вагонов. Намечено повысить пропускную и провозную способность станций, ускорить дальнейшее развитие и техническое переоснащение ремонтной базы железных дорог.

Стратегия-2030 предусматривает ряд мероприятий в области модернизации и развития железнодорожной инфраструктуры, необходимой для ликвидации ограничений по пропускной способности и сокращению числа узких мест, и включает в себя проведение следующих мероприятий:

–строительство вторых, третьих и четвертых путей;

–строительство обходов ряда крупных узлов и населенных пунктов;

–дальнейшая электрификация грузонапряженных участков;

–развитие станций и узлов;

–реконструкция и строительство новых искусственных сооружений;

–замена и модернизация объектов инфраструктуры (электроснабжение, автоблокировка и т.п.).

Для реализации политики развития России, освоения ресурсной базы регионов предполагается построить 20,5 тыс. км новых железнодорожных линий.

Сложность решения поставленных задач состоит в том, что темпы развития промышленности опередили темпы развития железнодорожного

5

транспорта. Поэтому все большее значение приобретает проблема форсированного развития единой транспортной системы страны, прежде всего основных железнодорожных магистралей, определяющих успех работы всей сети путей сообщения. Состояние железнодорожного транспорта требует всемерного ускорения темпов его реконструкции и развития.

Для повышения конкурентоспособности железнодорожного транспорта и расширения международной деятельности на период до 2030 г. предусматривается:

–развитие международных транспортных коридоров, проходящих через территорию России;

–транспортное обеспечение внешнеэкономических связей Российской Федерации, в том числе посредством комплексного развития инфраструктуры российских морских портов и подходов к ним;

–создание транспортных логистических центров за рубежом с продлением железнодорожных линий колеи 1520 мм на территорию европейских стран и на Корейский полуостров;

–углубление сотрудничества с крупнейшими международными транспортными компаниями и участие в капиталах зарубежных транспортных компаний;

–активное участие российских железных дорог в международных организациях;

–приоритетное развитие партнерства со странами железнодорожной колеи стандарта 1520 мм;

–участие в инфраструктурных проектах зарубежных стран, включающих в себя железнодорожное строительство, реализацию конкурентоспособных технологий российских железных дорог и продукции отечественного транспортного машиностроения;

–приобретение современной зарубежной техники с последующей локализацией технологий при условии наличия у них преимуществ перед российскими аналогами;

–расширение международного сотрудничества в сфере фундаментальных, научных исследований и опытно-конструкторских разработок, подготовки и повышения квалификации персонала.

Встратегии-2030 определены также целевые показатели развития промышленного железнодорожного транспорта, потребности в обновлении подвижного состава и объемах привлекаемых инвестиций.

Вобласти проектирования и строительства железных дорог предстоит существенный подъем технико-экономического уровня строительства, превращение строительного производства в единый индустриальный процесс, повышение качества и снижение стоимости проектных и строительных работ, сокращение сроков сооружения объектов и освоения производственных мощностей.

6

1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕУСТРОЙСТВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

1.1Усиление мощности эксплуатируемых железных дорог

1.1.1Задачи переустройства железных дорог

изначение проектов усиления мощности железнодорожных линий

Целью переустройства эксплуатируемых железных дорог является повышение их мощности (при росте потребных перевозок) или улучшение эксплуатационно-экономических показателей.

При проектировании переустройства каждой железнодорожной линии (направления) эта цель конкретизируется в основную задачу ее развития:

–экономически эффективное освоение возрастающих грузовых перевозок в течение заданного периода времени;

–пропуск грузовых поездов повышенной массы;

–повышение скорости движения поездов (например, увеличение скорости движения пассажирских поездов до 160 км/ч);

–повышение пропускной способности (например, сооружение новых разъездов или второго пути на однопутной линии, строительство третьего (четвертого) главного пути на участках дорог, примыкающих к крупным городам с большими размерами движения пригородных поездов);

–повышение экономической эффективности перевозок (в частности, снижение расходов на перевозочный процесс, содержание пути, сооружений и устройств);

–повышение конкурентоспособности железнодорожных перевозок по сравнению с другими видами транспорта (например, обеспечение высокоскоростного пассажирского сообщения на данном направлении).

Переустройство железнодорожных линий и направлений может потребоваться в связи с изменением ситуации в масштабе страны, отрасли, железной дороги, участка, например, по причине изменения социальноэкономической обстановки или окружающей природной среды. Целесообразность переустройства железных дорог возникает также для более эффективного использования научно-технического потенциала отрасли. Наконец, переустройство линий в масштабе сети может осуществляться в связи с достижениями научно-технического прогресса, открывающими качественно новые возможности развития железнодорожного транспорта.

Переустройство железных дорог может отличаться масштабом и сложностью: от модернизации отдельных сооружений и устройств до комплексной и многоэтапной реконструкции и развития железнодорожного узла (направления, коридора), железнодорожной магистрали или региональной сети дорог.

Проект развития железнодорожной линии (магистрали) определяется

7

как система (упорядоченный комплекс) действий, в результате выполнения которых должны быть достигнуты установленные цели развития линии с учетом лимита ресурсов (времени, денег и т.п.) и экономического окружения. При этом системно-целевой и действенный характер проекта не исключает, а, наоборот, предполагает разработку соответствующих проектных материалов.

Эффективность проекта реконструкции железнодорожной линии оценивается соотношением необходимых затрат и получаемых результатов. В качестве критерия эффективности обычно принимают минимум приведенных затрат на эксплуатацию дороги, ее содержание и переустройство. В «Указаниях по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте» рекомендуются такие показатели экономической эффективности проектов, как инвестиционные затраты на проект, чистый дисконтированный доход (денежный поток), срок окупаемости проекта, внутренняя норма доходности, индекс доходности, а также обоснование социальной и бюджетной эффективности проектов. Эффективность проекта может оцениваться и в технологическом аспекте, т.е. определенными частными показателями: максимальным сокращением времени хода поездов при заданном уровне затрат на повышение скорости их движения, повышением массы или участковой скорости движения грузовых поездов, а также другими показателями эксплуатационной работы, соответствующими целям реконструкции железной дороги.

Наиболее распространенным видом переустройства железных дорог является усиление мощности железнодорожной линии (магистрали) для освоения возрастающих перевозок.

Разработку проекта усиления мощности линии (магистрали) начинают с установления перегонов, ограничивающих ее пропускную способность, определения года исчерпания мощности линии в существующем состоянии и последующего формирования (выбора) схемы ее технического развития. Такая схема предусматривает поэтапное повышение провозной и пропускной способности, а также мощности отдельных устройств линии. При этом развитие раздельных пунктов, устройств локомотивного, вагонного и других хозяйств проектируют, исходя из обеспечения требуемого уровня пропускной и провозной способности перегонов. Такая технология обеспечивает согласованную мощность всех подсистем и элементов железнодорожной линии.

Более сложным случаем по сравнению с усилением мощности линии является разработка проекта развития железнодорожного направления или транспортного коридора, поскольку такие транспортные системы представляют собой одно или несколько параллельных (альтернативных для перевозки грузов и пассажиров) железнодорожных сообщений (магистралей), связывающих крупные населенные пункты с развитой промышленностью. Эти магистрали, как правило, связаны соединительными железнодорожными линиями. Кроме того, к ним могут примыкать тупиковые железнодорожные линии.

8

Разработка проектов развития железнодорожных направлений и транспортных коридоров обычно отличается большим многообразием допустимых вариантов и трудоемкостью оценки проектных решений и, как правило, отсутствием полной информации на ранних стадиях проектирования. Поэтому в традиционной (существующей) технологии разработки таких проектов исходная задача, как правило, распадается на частные задачи согласованного поэтапного повышения пропускной и провозной способности железнодорожных линий (магистралей), входящих в конкретную транспортную систему. Таким образом, формируется комплексное решение по развитию мощности данной системы.

Задача развития мощности региональной сети железных дорог или всей сети железных дорог России качественно отличается от разработки проектов развития рассмотренных выше транспортных систем. Одно из принципиальных отличий данной задачи состоит в необходимости формирования и обоснования трех взаимно согласованных планов для строительства новых и технического развития существующих линий и узлов данной сети дорог и для распределения перспективных транспортных потоков на сети. Эта задача характеризуется большой размерностью и сложностью описания, значительным многообразием и трудоемкостью оценки допустимых вариантов проектных решений, а также отсутствием полной информации на ранних стадиях проектирования. В связи с этим разработка проекта развития определенной сети железных дорог обычно разделяется на частные задачи проектирования новых линий и поэтапного повышения мощности линий и направлений, входящих в данную сеть.

Таким образом, существующая технология проектирования усиления мощности железнодорожного направления, транспортного коридора или полигона базируется на разработке проектов развития мощности отдельных железнодорожных линий (магистралей), входящих в данную транспортную систему.

1.1.2 Мероприятия по усилению мощности железных дорог

Провозную способность железных дорог можно повысить, увеличивая:

–пропускную способность при сохранении массы грузового состава;

–массу грузового состава при неизменной пропускной способности;

–одновременно массу грузового состава и пропускную способность. Мероприятия по повышению провозной способности линии могут

быть разделены на три группы по степени влияния и размерам капитальных затрат на их реализацию:

–интенсификация перевозочной работы;

–организационно-технические мероприятия;

–реконструктивные мероприятия.

Мероприятия первой группы позволяют вскрыть и использовать внутренние резервы существующего оснащения железной дороги посред-

9

ством более эффективного применения технических средств, внедрения новых технологий и современных форм организации труда:

–повышение провозной способности на основе рационального сочетания норм массы и допускаемых скоростей движения грузовых поездов по направлениям движения;

–увеличение погонных нагрузок посредством применения более эффективных схем загрузки вагонов;

–сокращение времени хода на основе использования рациональных режимов вождения грузовых поездов; уменьшение станционных интервалов

спомощью современных средств получения, обработки и передачи информации;

–уменьшение времени обработки поездов посредством использования новых средств диагностики;

–уменьшение коэффициентов съема грузовых поездов пассажирскими в результате оперативного регулирования скоростного режима поездопотока и др.

Внедрение этих мероприятий в той или иной степени увеличивает провозную способность линии (магистрали). Однако получаемый при этом эффект не позволяет рассматривать их в качестве отдельных (этапных) технических состояний линии. Они служат вспомогательными в рамках определенного технического состояния. Тем не менее интенсификация эксплуатационной работы является, безусловно, положительным и требующим дальнейшего совершенствования направлением развития железной дороги.

Организационно-технические мероприятия предусматривают вложение определенных, как правило, относительно небольших капитальных затрат, необходимых для создания условий их реализации.

К организационно-техническим мероприятиям, позволяющим повысить пропускную способность железной дороги, относятся:

–уплотнение графика движения поездов;

–сокращение расчетного времени хода поездов;

–организация безостановочного скрещения поездов на раздельных пунктах, имеющих достаточную для этих операций длину станционных путей.

Организационно-технические мероприятия по увеличению провозной способности линии сводятся к пропуску поездов повышенной массы за счет использования кинетической энергии поезда, к отмене остановок на раздельных пунктах, предшествующих перегонам с крутыми затяжными подъемами, к организации разгонного подталкивания в пределах станции или части перегона и ряд других.

Мероприятия реконструктивного характера существенно меняют постоянные устройства железной дороги. Эти мероприятия требуют серьезной проектной разработки, а их реализация связана с необходимостью значительных инвестиций и может занимать значительное время.

К реконструктивным мероприятиям, изменяющим техническое со-

10