Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Особенности реконструкции и проектирования железных дорог под скоростное и высокоскоростное движение. Учебное пособие
.pdf
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Высокоскоростной железнодорожный транспорт. Общий
курс. Том 1 / под ред. И. П. Киселева. – М. : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2014.
2. Специальные технические условия проектирования участка Москва – Казань высокоскоростной железнодорожной
магистрали Москва – Казань – Екатеринбург со скоростями
движения до 400 км/ч. Согласованы Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской
Федерации (Минстрой России) от 03.08.2016 № 24651-ЕС/03.
3. Программа организации скоростного и высокоскоростного железнодорожного сообщения на перспективу до
2030 года. – М. : ОАО «РЖД», 2015.
4. Аккерман Г. Л. Облик высокоскоростной железнодорожной магистрали / Г. Л. Аккерман, С. Г. Аккерман // Вестник
УрГУПС. – 2017. – № 2. – 45-56 с.
5. Правила тяговых расчетов для поездной работы. – М. :
Транспорт, 1985.
6. Шахунянц Г. М. Железнодорожный путь / Г. М. Шахунянц. –
М. : Издательство «Транспорт», 1987. – 479 с.
7. Ельфимов Г. В. Теория переходных кривых / Г. В. Ельфимов. – М. : 1-я тип. Трансжелдориздата, 1948. – 312 с.
8. Замахаев М. С. Переходные кривые на автомобильных
дорогах : монография / М. С. Замахаев. – М. : Транспорт,
1965. – 114 с.
9. Самодурова Т. В. Автоматизированное проектирование
транспортных сооружений с использованием программных
средств CREDO III : лабораторный практикум / Т.В. Самодурова [др.]. – Воронеж : ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2019. – 121 с.
10. Исаков А. Л. Проектирование трассы и железнодорожного пути высокоскоростной железнодорожной магистрали :
71
учебно-методическое пособие к дипломному проектированию / А. Л. Исаков, В. С. Матвиенко. – Новосибирск :
СГУПС, 2012. – 108 с.
11. Аккерман Г. Л. Требования к величинам переломов профиля / Г. Л. Аккерман, С. Г. Аккерман // Сб. научн. тр. «Путь
и железнодорожное строительство». – Екатеринбург, 2008. –
Вып. 66 (149). – С. 5-8.
12. Исламов А. Р. Имитационное моделирование движения поезда по сопряженным элементам продольного профиля /
А. Р. Исламов // Вестник УрГУПС. – 2011. – № 4.
13. Аккерман Г. Л. Теория и практика проектирования железных дорог с учетом воздействия окружающей среды : дис.
… д-ра техн. наук : 05.22.03 : защищена 18.06.1992 / Аккерман Геннадий Львович. – М. : Моск. ин-т инж. желез. транта, 1992. – 474 с.
14. Ляпунов А. М. Избранные труды. – М., 1948.
15. Аугусти Г. Вероятностные методы в строительном проектировании : пер. с англ. / Г. Аугусти, А. Баратта, Ф. Кашиати. –
М. : Стройиздат, 1998. – 384 с.
16. Стратанович Р. Л. Теория информации / Р. Л. Стратанович. –
М. : Советское радио, 1973. – 143 с.
17. Аккерман Г. Л. Неопределенность при проектировании
железных дорог / Г. Л. Аккерман // Особенности проектирования и текущего содержания железнодорожного пути
и искусственных сооружений в условиях Урала и Сибири :
сб. научн. тр. УЭМИИТ. – Свердловск, 1985. – Вып. 74. –
80–85 с.
18. Таха Х. Введение в исследование операций : пер. с англ. /
Х. Таха. – М. : Мир, 1985. – Т. 1. – 479 с.
19. Курицкий Б. Я. Оптимизация вокруг нас / Б. Я. Курицкий. –
Л. : Машиностроение, 1989. – 144 с.
20. Аккерман Г. Л. Учет реальных условий движения поездов при проектировании железных дорог / Г. Л. Аккерман,
М. И. Мартыненко // Технико-экономическая эффективность проектных решений железных дорог : сб. науч. тр.
МИИТ. – М.,1982. – Вып. 715. – С. 66–76.
72
21. Автоматизированные средства контроля параметров рельсовой колеи на базе вагонов-лабораторий / С. В. Архангельский [и др.] ; под общей редакцией С. В. Архангельского,
В. Б. Каменского, В. П. Конакова. – Самара : Самарский научный центр РАН, 2002. – 236 с.
22. Аккерман Г. Л. Алгоритм выявления участков пути с неблагоприятной динамикой / Г. Л. Аккерман, О. В. Голубев //
Путь и путевое хозяйство. – № 1. – 2013. – С. 19–22.
23. Пат. 2478153 РФ, МПК Е01В 19/100, 29/44, 31/06, 35/06.
Способ определения механических напряжений в рельсовой плети и устройство для его осуществления / Аккерман Г. Л., Аккерман С. Г., Сергеев Б. С., Смирнов Ю. А. ;
заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уральский государственный университет путей
сообщения» (УрГУПС); опубл. 27.03.2013, Бюл. № 9.
24. Мишарин А. С. Стратегия развития высокоскоростного
и скоростного железнодорожного сообщения в России. Научное обеспечение инновационного развития и повышение
эффективности деятельности железнодорожного транспорта : монография / А. С. Мишарин ; под ред. Б. М. Лапидуса. – М. : Редакция издания объединенного ученого совета
ОАО РЖД, 2014. – С. 21–31.
25. Сотников К. ВСМ под совместным управлением / К. Сотников // Гудок. – 2017. – 18 января.
73
ПРИЛОЖЕНИЕ
Выписка из СТУ:
разделы «План пути» и«Продольный профиль»
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Петербургский государственный университет путей
сообщения Императора Александра I»
(ФГБОУ ВО ПГУПС)
190031, Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
Проектирование участка Москва – Казань высокоскоростной
железнодорожной магистрали Москва – Казань – Екатеринбург
со скоростями движения до 400 км/ч
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
РАЗРАБОТАНО
Проректор по научной работе
ФГБОУ ВПО ПГУПС Титова Т. С.
Санкт-Петербург 2016
74
5.2. План пути
5.2.1. Общие сведения
Максимальный радиус круговых кривых (R) на специализированных пассажирских (выделенных) высокоскоростных
железных дорогах за рубежом составляет, как правило, 4000–
7000 м для скоростей движения 300–350 км/ч при возвышении
наружного рельса (h) до 200 мм и непогашенном ускорении (а
0,4–0,7 м/с
2
.
Европейскими техническими условиями STIs для выделенных пассажирских ВСМ со скоростями до 350 км/ч рекомендуются: h
до 200 мм и недостаток возвышения наружного рельса
max
(∆h) – 80 мм, что соответствует допускаемому горизонтальному
ускорению 0,52 м/с
2
. Сравнительные данные по нормам проектирования плана и продольного профиля трассы ВСМ в различных странах приведены в таблице.
5.2.2. Нормы проектирования плана трассы ВСМ вСТУ-3
План пути на перегонах проектируют с учетом топографических, ситуационных и иных условий в зависимости от скорости
движения поездов по участку при обязательном обеспечении
следующих требований:
– непогашенное поперечное ускорение на буксе при максимальной скорости движения по условиям комфортабельности
проезда для пассажиров, плавности движения и допустимого
динамического воздействия на путь не должно превышать:
для высокоскоростных пассажирских поездов:
~ плюс 0,4 м/с
~ плюс 0,5 м/с
~ плюс 0,6 м/с
~ плюс 0,7 м/с
2
– при скорости 400 км/ч;
2
– при скорости 350 км/ч;
2
– при скорости 300 км/ч;
2
– при скорости до 250 км/ч и менее (для
промежуточных уровней скорости нормативные значения непогашенного поперечного ускорения определяются путём интерполяции);
нп
)
75
для скоростных пассажирских поездов:
~ плюс 0,7 м/с
2
;
для специальных грузовых поездов:
~ минус 0,3 м/с
ускорения сверх указанного значения (до минус 0,6 м/с
2
. Увеличение отрицательного непогашенного
2
) допу-
скается при соответствующем обосновании;
– возвышение наружного рельса в кривой не должно превы-
шать 150 мм.
В России при скоростях движения пассажирских поездов
до 250 км/ч в качестве рекомендуемого значения используется
норма непогашенного поперечного ускорения на буксе, равная
0,7 м/с
2
, которая в целом оправдана имеющимся опытом эксплу-
атации поездов «Сапсан».
Опыт эксплуатации ВСМ со скоростями более 250 км/ч
в России отсутствует.
Для скорости 350 км/ч требования ЕС предусматривают непогашенное поперечное ускорение не более 0,52 м/с
2
.
В большинстве стран ЕС норма непогашенного горизонтального ускорения с увеличением уровня максимальной скорости
снижается, что соответствует и результатам исследований отечественных учёных.
В связи с этим в настоящих СТУ при реализации скорости 400 км/ч рекомендуется использовать норму непогашенного поперечного ускорения 0,4 м/с
при реализации скорости 350 км/ч – 0,5 м/с
аналогии), при реализации скорости 300 км/ч – 0,6 м/с
2
(по аналогии с СТУ-2),
2
(по практической
2
(усреднённое значение), а при реализации скоростей до 250 км/ч –
0,7 м/с
2
.
Скорости движения высокоскоростных поездов, меньшие
400 км/ч, и соответствующие им пределы горизонтального ускорения могут быть применены в различных трудных условиях
(плотная городская застройка и т. п.).
Общепринятой в России нормой отрицательного поперечного горизонтального ускорения для грузовых поездов с нагрузкой
на ось от 23 до 25 т является – 0,3 м/с
2
. Существенное изме-
нение отрицательных значений в большую сторону, например
76
до – 0,5 м/с
aS
2
, как это сделано в СТУ-2, связано с большими рисками значительного износа внутренней грани головки рельса,
а следовательно, требует тщательных исследований и опытной
проверки. В связи с этим в настоящих СТУ для трудных условий
на период до получения результатов научных обоснований рекомендуется ограничиться нормой 0,4 м/с
2
, которая соответствует
одному из действующих в России нормативных документов.
Расчетное значение возвышения наружного рельса в кривой
определяется во взаимосвязи с уровнем скорости движения поездов и величиной радиуса круговой кривой исходя из условий
обеспечения требований, указанных в пункте 5.2 настоящих
СТУ по известной формуле (1):
2
[]
V
,
12 5
h
R
нп
(1)
,
g
где V – скорость движения поезда, км/ч;
R – радиус круговой кривой, м;
а
– принятая норма непогашенного поперечного ускорения
нп
для пассажирских поездов, м/с
g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с
2
;
2
;
S – расстояние между осями рельсов, равное 1600 мм.
По указанной формуле могут быть также определены допускаемая скорость движения, потребный радиус круговой кривой
или реализуемое непогашенное горизонтальное ускорение в зависимости от остальных составляющих формулы.
При проектировании необходимо стремиться к реализации
максимальных скоростей движения всех категорий поездов.
Один из основных путей достижения максимальных возможных
скоростей – применение круговых кривых пологих радиусов.
Для примера ниже приведены возможные сочетания допускаемой скорости и характеристик круговых кривых, которые
удовлетворяют требованиям п. 5.2 настоящих СТУ:
V
= 400 км/ч, Vпс = 200 км/ч, Vгр = 160 км/ч, R = 15000 м,
вс
h = 70 мм; V
= 350 км/ч, Vпс = 200 км/ч, Vгр = 160 км/ч,
вс
77
R = 10000 м, h = 80 мм; V
h
dhdldh
Vdtdhdt V
V
11
= 320 км/ч, Vпс = 200 км/ч,
вс
V
= 160 км/ч, R = 7500 м, h = 90 мм.
гр
Возможность реализации максимальных скоростей контро-
лируется результатами тяговых расчетов.
В случае если максимальные скорости по тем или иным причинам не могут быть реализованы (по тяговым возможностям
подвижного состава, при наличии контурных препятствий, по
экономическим соображениям и т. п.), то характеристики кривых
с соответствующими обоснованиями должны быть скорректированы. Например, может быть уменьшено значение R с пересчётом
h и последующей проверкой на соответствие требованиям п. 5.2.
Ограничения по минимальной длине круговой кривой соответствуют рекомендациям СТУ ВСМ 2.
Длина переходных кривых определяется с учётом допустимых значений уклона отвода возвышения i
, скорости подъёма
доп
колеса по возвышению f и скорости нарастания Ψ непогашенно-
го поперечного ускорения.
На железных дорогах России и многих других стран принят
равномерный линейный отвод возвышения наружного рельса.
В этих условиях длина переходной кривой при уклоне в виде
десятичной дроби определяется из выражения
l
(2)
.
i1000
доп
Основным условием, ограничивающим уклон отвода возвышения наружного рельса для новых скоростных и высокоскоростных линий, является допустимая скорость подъёма колеса
на возвышение наружного рельса f = dh / dt. Взаимосвязь между
допустимым уклоном отвода возвышения i
=dh / dl и скоро-
доп
стью движения поезда V определяется зависимостью
i
доп
(3)
f
.
Опыт эксплуатации железных дорог и многочисленные исследования свидетельствуют, что по условиям безопасности
78
Таблица 5.2
= 350
STIs
max
V
, км/ч
350
max
1
Россия при V
= 210–260
max
Япония при
V
км/ч
км/ч
0,4 (0,7) 0,52 (0,57)
0,7
0,5
(1,0)
(0,7)
Из усл.
По расч.
7000
(6000)
3700
(3000)
2500–4000
Из усл.
комфорт.
Нет данных 0,50 0,4
комфорт.
комфорт.
Нет данных 34,7 38,9
комфорт.
Из усл.
комфорт.
Из усл.
Из усл.
Сопоставительные данные по плану и продольному профилю высокоскоростных магистралей
, км/ч
max
в различных странах
Страны ЕС при V
Страны
300 350 250
1
250
Параметры
0,42–0,73
–180 1301–180 180 100 (125) 150 200
1
0,55–0,84
(Италия)
, мм 125 105
max
h
и нормы
(0,55)
)
2
(0,65–0,97
0,85
2
, м/с
н(пс)
а
Междупутье, м 4,6 (4,0) 4,2–5,0 4,5–5,0 4,2–4,3 4,1 4,8 4,5
6250–7250
(5120–6500)
300–420 350–476 Нет данных 50 400
4000–6000
(3200–4800)
Нет
данных
, м 3000
min
R
Прямая вставка, м
0,30–0,52
0,30–0,60
Нет
, ‰ 8 12–40 12–40 12–15 15 24 35
p(max)
i
(50)
30,0–37,0
(0,52–0,62)
(50)
27,0–37,0
(0,60–0,72)
Нет
данных
данных
f, мм/с
Отвод h, мм/м
Ψ, м/с3 0,33 0,28–0,33 Нет данных 0,14 0,40 0,4
20 000 –
12 000–25 000 20 000–25 000 10 000–15 000 16 000 25 000
30 000
, м
в
R
Для совмещенного пассажирского и грузового движения.2 При устройстве пути без балласта; цифры в скобках соответствуют трудным условиям.
Примечания:
1
79
движения f не должно превышать 50 мм/с. Например, при нор-
100
hV
a
aV
мировании длин переходных кривых в СТН Ц-01-95 для скоростей от 160 до 200 км/ч f принято равным 28 мм/с, а в трудных
условиях – 35 мм/с или 1/10 и 1/8 км/ч соответственно. В целом
ряде стран ЕС при скоростях до 350 км/ч рекомендуемая норма
f составляет 27–30 мм/с.
В связи с указанным, в настоящих СТУ, по аналогии с СТУ
ВСМ 2, рекомендуется нормативное значение f, равное 28 мм/с.
Тогда для наиболее неблагоприятного случая, то есть для поездов, двигающихся с максимальной скоростью, в соответствии
с формулой (3):
i
доп
(4)
,
V
110
max
а длина переходной кривой, согласно условию (2), определяется
по формуле
max
l⋅=
(5)
.
Нормы, рекомендуемые пунктами 5.1.3,а и 5.1.3,б СТУ
ВСМ 2 не соответствуют друг другу. Уклон отвода возвышения
и скорость подъёма колеса по возвышению f тесно связаны
i
доп
зависимостью (3). Поэтому принятой в п. 5.1.3,а (СТУ ВСМ 2)
норме скорости подъема колеса по возвышению, равной 28 мм/с
(рекомендуемой и в настоящих СТУ), будут соответствовать
следующие значения крутизны отвода возвышения наружного
рельса:
– при скорости 200 км/ч –0,50 мм/м;
– при скорости 250 км/ч –0,40 мм/м;
– при скорости 300 км/ч –0,34 мм/м;
– при скорости 350 км/ч –0,29 мм/м;
– при скорости 400 км/ч –0,25 мм/м.
От длины переходной кривой зависит скорость нарастания
Ψ непогашенного поперечного ускорения, м/с
3
:
80
нп
t
нп max
l
,,36
(6)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]