Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы проектирования железных дорог. Ч.2. Учебное пособие
.pdf
15
12
2
11
6
1
5
1
0
1125100
)()()(
t
t
t
t
t
t
tCtCtC
KKKЭ
T
t
t
tСКЭ
1
00
К0
К1
К2
C0(t)
C1(t)
C2(t)
t0
t1
t2
t3 t 5
11
15
0
Рисунок 4.2 – Графическое представление многоэтапных
капитальных вложений и непостоянных во времени
эксплуатационных расходов
Для схемы трехэтапных капитальных вложений,
представленной на рисунке 4.2, формула определения
приведенных строительно-эксплуатационных затрат
принимает вид:
.
При одноэтапных капитальных вложениях и
непостоянных эксплуатационных расходах формула 4.7
принимает вид:
, (4.8)
51
0
К
tС
0
Т
Е
С
КЭ
С
Е
1
К
2
К
1
С
2
С
21
КК
21
СС
где:
– начальные (одноэтапные) капитальные
вложения;
– ежегодные эксплуатационные расходы в
начальном (единственном) состоянии;
– срок службы состояния (расчетный период).
В некоторых случаях, когда размеры перевозок и, как
следствие, эксплуатационные расходы незначительно
отличаются за период службы состояния, можно принять
допущение, что эксплуатационные расходы постоянны. В
этом случае, приведенные строительно-эксплуатационные
затраты:
, (4.9)
где: К – начальные (одноэтапные) капитальные
вложения;
– постоянные во времени эксплуатационные
расходы в начальном (единственном) состоянии;
– норма дисконта.
Пусть сравниваются два проектных варианта.
– капитальные вложения по первому варианту.
– капитальные вложения по второму варианту.
– эксплуатационные расходы по 1-му варианту.
– эксплуатационные расходы по 2-му варианту.
Если
и
, то очевидны преимущества
второго варианта. Такие варианты являются
52
21
КК
21
СС
21
КК
12
СС
12
21
СС
КК
Т
ОК
Н
Т
НОК
ТТ
неконкурентными. Если
и
, то варианты
конкурентные.
При инвестировании по первому варианту,
понадобятся дополнительные капитальные вложения
по сравнению со вторым вариантом. Но при этом
будет иметь место ежегодная экономия эксплуатационных
расходов
, которая может окупить дополнительные
капитальные вложения.
Срок окупаемости дополнительных капитальных
вложений за счет экономии в эксплуатационных расходах:
. (4.10)
Если этот срок является приемлемым, то можно
принять более дорогой вариант. Здравый смысл
подсказывает, что чем меньше срок окупаемости, тем
тверже позиции первого варианта. Чтобы судить о сроке
окупаемости, нужно сравнить его с некоторым значением.
Таким значением является нормативный срок
окупаемости
. Для железных дорог обычных
категорий нормативный срок окупаемости обычно
составляет 10 лет. Но для отдельных капиталоемких
сооружений, таких как большие мосты, тоннели, вокзалы,
срок окупаемости может быть увеличен до 15 – 20 лет.
Вариант с большими капитальными вложениями
может быть принят, если:
.
53
Если сравниваемые варианты незначительно
отличаются по денежным показателям (порядка 4 % на
проектной стадии), то к оценке следует привлекать другие
критерии выбора проектных решений: технические,
технологические, социальные, экологические и др.
Особое внимание следует уделить тем критериям,
которые отражают специфику объекта проектирования.
Так, например, при проектировании строительства
высокоскоростных пассажирских магистралей становится
значимым социальный аспект строительства, при
реконструкции железных дорог в пригородной зоне –
экологический, при строительстве в северных широтах
(в условиях вечной мерзлоты) – технологический,
транспортный и т.п.
Вышеперечисленные способы сравнения и выбора
проектных решений справедливы как при рассмотрении
проектов новых железнодорожных линий, так и при
разработке проектов реконструкции существующих. [2, 3]
54
5 РЕКОНСТРУКЦИЯ ТРАССЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ
ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Реконструкция трассы существующих
железнодорожных линий может осуществляться для
увеличения их провозной способности, для введения
скоростного движения пассажирских поездов, улучшения
плана и продольного профиля, а также с другими целями.
Основными недостатками трассы существующих
железных дорог являются кривые малых радиусов в плане,
излишнее развитие линии, короткие прямые вставки,
крутые уклоны продольного профиля, а также нарушение
нормативной алгебраической разности уклонов,
приводящее к превышению допустимых усилий в составе
поезда.
Кривые малых радиусов вызывают ограничение
скоростей движения поездов, повышенный износ и выход
рельсов, износ бандажей колес подвижного состава,
расходы, связанные с необходимостью замедления и
разгона поездов. Крутые уклоны продольного профиля
ограничивают массу поезда. Неоправданно большое
развитие существующей линии, приводит к завышенным
эксплуатационным расходам.
Для ликвидации указанных недостатков может
потребоваться вынос участков линии на новую трассу. В
этом случае целесообразно новую трассу располагать с
одной стороны по отношению к существующему пути, не
допуская их пересечения. В противном случае осложняется
выполнение строительно-монтажных работ в условиях
55
сохранения движения, а также эксплуатация линии при
переключении движения поездов.
Реконструкцию трассы однопутной линии
целесообразно проводить в момент сооружения второго
пути, когда переключение движения поездов на уже
построенный второй путь позволяет выполнять
реконструктивные мероприятия на существующем пути
без значительных помех движению поездов.
Второй главный путь может располагаться на
отдельном или на общем земляном полотне с
существующим. Практика показывает, что второй путь,
как правило, сооружается на общем землянам полотне с
действующим путем, что обеспечивает уменьшение
объемов строительных работ и площади занимаемых
земель. Второй проектный путь желательно располагать в
одном уровне с существующим, иначе усложняется
текущее содержание пути, увеличивается
снегозаносимость нижнего пути, затрудняется отвод воды
от места сопряжения откосов земляного полотна
проектируемого и действующего путей.
Строительство дополнительных главных путей
обычно требуется после длительного срока эксплуатации
существующей железной дороги, в течение которого могли
не раз измениться нормы и технические требования к
проектированию железнодорожных линий. Поэтому при
сооружении дополнительных существующие главные пути
приводятся в соответствие с современными требованиями
к плану и продольному профилю, а также к другим
устройствам и сооружениям.
56
Для получения исходных данных для реконструкции
необходимо зафиксировать положение оси существующего
пути в плане и профиле. Для этого проводят полевые
обследования, в процессе которых прежде всего ось пути
разбивают на 100-метровые отрезки (пикеты), в пределах
кривых на двадцатиметровые хорды. Затем фиксируют
положение в плане каждой такой точки деления.
Наиболее современным и совершенным способом
такой фиксации является применение реперных систем.
Эта система состоит из ряда капитальных реперов,
координаты которых, абсолютные или относительные
определяют высокоточными геодезическими измерениями,
в том числе с применением спутниковых систем. В
настоящее время используются две спутниковые системы
определения координат: американская система NAVSTAR –
«Навигационная спутниковая система измерения времени
и расстояния» (Navigation Satellite system providing Time
And Ranging) и российская система ГЛОНАСС –
«ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система».
Систему NAVSTAR называют также GPS (Global
Positioning System). Координаты каждой токи деления оси
пути могут быть с высокой точностью определены их
привязкой к этим реперам.
На железных дорогах, где пока нет указанных
реперных систем, можно воспользоваться электронными
тахеометрами, которые позволяют определить и сохранить
координаты точек в декартовой или другой локальной
системе координат.
57
На практике нередко применяют способ съемки
кривых И.В. Гоникберга. С помощью теодолита разбивают
стометровые основные хорды, а затем измеряют углы
между ними, а также «стрелы», то есть расстояния от этой
хорды до оси пути в точках деления кривой.
В процессе полевых исследований, которые
предшествуют проектированию, выполняют тщательное
обследование существующего пути, при котором
предусматривается:
– инструментальная съемка поперечных профилей на
всех пикетах и дополнительных точках (плюсах),
перекрывающая прилегающую полосу местности на
ширину, достаточную для проектирования нового
земляного полотна, в результате которой должны быть
получены отметки точек, характеризующих геометрию
пути в поперечном разрезе (поперечный профиль);
– замеры толщины балласта и определение его
состава и степени загрязненности;
– бурение скважин на откосах и у основания насыпи
с целью получения информации о грунтах и их состоянии,
а также о грунтовых водах, по результатам которого
производится анализ состояния основной площадки
земляного полотна и выявление ее деформаций. [3]
К исходным данным, необходимым для
проектирования реконструкции, относится и «ситуация».
Капитальные сооружения, находящиеся в полосе отвода
железной дороги, могут накладывать ограничения на
возможность перемещения оси пути, сторонность
расположения второго пути и другие проектные решения.
58
РШБППР
hhhhh
П
h
Б
h
Ш
h
Р
h
НБС
ПГР
hПР
аБП
аС
b
MIN
hБ
hШ
hР
hП
5.1 Реконструкция продольного профиля
Исходными данными для проектирования
реконструкции продольного профиля, получаемыми в
процессе съемки существующего пути, являются:
– отметки существующей головки рельса (СГР),
– высота балластной призмы (СБ) или отметка низа
балластного слоя (НБС),
– отметки земли (НЗ),
– ширина основной площадки земляного полотна
(аС).
Реконструкция продольного профиля обычно может
быть вызвана двумя следующими причинами.
Необходимостью замены существующего верхнего
строения пути на более мощное, имеющее большую
проектную высоту (рисунок 5.1):
, м, (5.1)
где:
– толщина песчаной подушки, м;
– толщина балластного слоя (щебня), м;
– высота шпалы, м;
– высота рельса, м.
Рисунок 5.1 – Верхнее строение пути
59
ПР
hНБСПГР min
Необходимостью приведения очертания продольного
профиля в соответствие с действующими нормами
проектирования железных дорог.
Формальное соблюдение норм проектирования
новых дорог при реконструкции может повлечь
необходимость перестройки таких капитальных
сооружений как тоннели, мосты и путепроводы. Чтобы
избежать значительных капитальных затрат, при
реконструкции можно применять несколько более
льготные нормы по сравнению с применяемыми для новых
линий, но которые, тем не менее, гарантируют
безопасность движения поездов.
Проектное положение продольного профиля в уровне
головки рельса (ПГР) можно получить увеличением или
уменьшением слоя балласта, либо подъемкой или срезкой
основной площадки земляного полотна (ЗП).
Работы с балластом предпочтительнее, так как эти
работы могут выполняться механизированным способом с
минимальными перерывами в движении поездов. Чтобы
разместить по высоте проектное верхнее строение пути без
срезки основной площадкой земляного полотна, ПГР не
должна быть ниже отметки:
, (5.2)
где: НБС – отметка низа балластного слоя или верха
основной площадки.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]