2926_EI

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Железнодорожные станции и узлы»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО УЗЛА

Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов по дисциплине «ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ СТАНЦИИ И УЗЛЫ»

для студентов специальности 190701 «Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожный транспорт)» и направления

190500 «Эксплуатация транспортных средств» очной и заочной форм обучения

Составители: А.В. Варламов В.А. Садчикова Н.Н. Мазько И.Р. Андрианова

Самара

2011

1

УДК 656.212.5

Проектирование железнодорожного узла : методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов по дисциплине «Железнодорожные станции и узлы» для студентов специальности 190701«Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожный транспорт)» и направления 190500 «Эксплуатация транспортных средств» очной и заочной форм обучения / составители : А.В. Варламов, В.А. Садчикова, Н.Н. Мазько, И.Р. Андрианова. – Самара : СамГУПС, 2011. – 38 с.

Указания утверждены на заседании кафедры «Железнодорожные станции и узлы»

31.10.2011 г., протокол № 5.

Печатаются по решению редакционно-издательского совета университета.

В методических указаниях определен перечень основных задач по разработке масштабной схемы железнодорожного узла в курсовом и дипломном проектировании, а также указаны последовательность и методы их решения.

Составители: к.т.н., доцент Варламов Александр Васильевич к.т.н., доцент Садчикова Валентина Анатольевна ст. преподаватель Мазько Наталья Николаевна ст. преподаватель Андрианова Ирина Ревазовна

Рецензенты: к.т.н., профессор кафедры «УЭГКР» В.И. Александров; к.т.н., директор Самарского проектно-изыскательского института

«Желдорпроект Поволжья» – филиала ОАО «Росжелдорпроект» В.П. Мохонько

Под редакцией составителей

Подписано в печать Формат 60×90 1/16. Усл. печ. л. 2,4. Заказ № 307.

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2011

2

СОСТАВ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Железнодорожные узлы относятся к сложным системам, в состав которых входят станции, внутриузловые соединительные пути, обходные и главные пути, пути необщего пользования. В узлах размещаются различные железнодорожные хозяйства, в том числе локомотивное и вагонное депо, дистанции пути, СЦБ и связи, электроснабжения и др.

Железнодорожный узел, как правило, составляет ядро транспортного узла. Помимо перевалки грузов с одного вида транспорта на другой, в узлах происходит обслуживание транзитных потоков, организация маршрутов с мест погрузки, ремонт и комплексное обслуживание подвижного состава, транспортно-экспедиционная и коммерческая работа, обслуживание клиентов, хранение грузов. Поэтому проблемам, связанным со строительством новых и развитием существующих железнодорожных узлов, уделяется большое внимание.

При проектировании новых и развитии существующих станций и узлов рассматриваются, как правило, несколько первоочередных и последующих этапов развития. Однако, если для выбора оптимального варианта по первоочередному этапу обычно имеются достаточно надежные исходные данные, то для последующих перспективных этапов такие данные отсутствуют. Отсюда вытекает требование – строительство узла должно удовлетворять возможностям дальнейшего развития по любому перспективному варианту.

Закрепление знаний студентов по теоретическому курсу дисциплины «Железнодорожные станции и узлы» в соответствии с учебной программой достигается разработкой курсового проекта по проектированию железнодорожного узла.

Основой для разработки масштабной схемы железнодорожного узла в курсовом проекте является задание, которое включает:

-схему подхода новых линий к проектируемому узлу с указанием числа главных

путей;

-план местности в районе размещения проектируемого узла с указанием на нем положения населенного пункта, промышленных зон, топографии местности;

-основные данные по технической оснащенности, условиям эксплуатации, размерам грузового и пассажирского движения по каждой линии;

-размеры местной работы в узле.

Курсовой проект должен содержать:

1.Обоснование потребного количества пассажирских, сортировочных, грузовых и других станций в узле для выполнения заданных размеров работы.

2.Разработку не менее двух вариантов принципиальных схем железнодорожного узла и выбор лучшего варианта для последующей разработки масштабной схемы узла.

3.Разработку дополнительного варианта схемы развязки подходов к узлу.

4.Разработку схемы железнодорожного узла в масштабе 1:20000 и в этом же масштабе – схемы развязки подходов для дополнительного варианта.

5.Технико-экономическое сравнение вариантов развязки подходов в железнодорожном узле.

3

1 Анализ исходных данных

Прежде чем приступить к разработке курсового проекта железнодорожного узла, необходимо изучить и проанализировать исходные данные, приведенные в задании.

1.1 Характеристика подходов к узлу

В данном подразделе следует обратить внимание на объем и характер работы, а также на все данные, определяющие техническое оснащение примыкающих к узлу направлений. Необходимо определить характер работы станций, входящих в состав узла.

1.2 Размеры пассажирской работы в узле

В данном подразделе необходимо определить объем пассажирской работы. Если на пассажирскую станцию поступают дальние, местные и пригородные пассажирские поезда, следует выяснить, с какого направления их прибывает больше, а затем решить вопрос о взаимном расположении пассажирской и пассажирской технической станций.

Необходимо привести диаграмму пассажирских поездопотоков.

1.3 Объём грузового движения и сортировочной работы в узле

В данном подразделе необходимо определить, сколько грузовых поездов проследуют через сортировочную станцию без переработки, сколько поступит в переработку и с какого направления их поступает больше, т.к. это будет влиять на месторасположение сортировочных устройств.

Необходимо привести диаграмму грузовых поездопотоков.

2 Разработка немасштабнй схемы железнодорожного узла

2.1 Разработка принципиальных схем железнодорожного узла

В этом подразделе необходимо разработать две принципиальные схемы железнодорожного узла, как правило, с параллельным и последовательным расположением пассажирской и сортировочной станций, а также привести их схемы.

Узлы с параллельным расположением станций образуются при определенных местных условиях и наличии широкой, но короткой площадки, достаточной для расположения пассажирской и сортировочной станций. Такие узлы устраиваются при необходимости выделения многопутной линии для пропуска пассажирских и особенно пригородных поездов с устройством самостоятельной пассажирской станции. Эти узлы образуются как этап переустройства узла с одной станцией, когда она не способна на определенном этапе освоить размеры движения. Тогда она превращается в пассажирскую станцию, а с противоположной стороны города (промышленного предприятия) строится параллельно ей сортировочная станция с грузовыми устройствами и комплексом других устройств.

Преимуществом схемы узла с параллельным расположением пассажирской и сортировочной (с комплексом грузовых и других устройств) станций является полное разделение движения пассажирских (пригородных) и грузовых поездов за счет устройства путепроводных развязок; удобное обслуживание пассажирских перевозок в связи с приближенным размещением к городу пассажирской станции; компактность размещения сортировочного и грузового комплекса; обеспечение хорошего пропуска транзитных потоков при наличии сортировочной станции с последовательным расположением парков. Однако такое размещение требует наличия широкой площадки,

4

значительных затрат на сооружение полной развязки подходов, затрудняет связь районов города, расположенных по обе стороны или внутри железнодорожных линий. Поэтому применяются такие узлы редко.

Узлы с последовательно расположенными станциями образуются в тех случаях, когда по объему и характеру работы имеются две специализированные станции, располагаемые последовательно друг к другу на одном или на двух рядом расположенных железнодорожных направлениях. Такое сочетание месторасположения станций, вытянутых в длину, может образовываться по местным топографическим условиям, когда территория прохождения линий и строительство станций ограничиваются узкой полосой местности (в долине реки, в случае размещения города и промышленных предприятий вдоль железной дороги). Развязки подходов при этом устраиваются на противоположных концах узла.

Такие узлы обладают наибольшей пропускной способностью при сравнительно незначительном путевом развитии и имеют минимальные угловые потоки, направляемые по другим соединительным путям на дальних подходах.

К недостаткам таких узлов следует отнести оторванность станций друг от друга, что вызывает значительные внутриузловые перепробеги и задержки вагонов, необходимость сооружения большого числа автодорожных путепроводов в местах пересечений улиц и автострад с железной дорогой. Рассматриваемые узлы обслуживают в основном прямые грузовые и пассажирские потоки и местную грузовую работу.

Размещение станций в узле определяется планировкой города и размещением в нем крупных промышленных районов. Пассажирская станция размещается, как правило, ближе к центральным районам города, что обеспечивает хорошую связь с городскими магистралями. При значительном протяжении города вдоль железной дороги предусматриваются пассажирские устройства или сооружаются остановочные пункты в районах расположения других станций узла.

Месторасположение сортировочной станции определяется с учетом обеспечения оптимальных условий технологического процесса узла при условии возможности выделения достаточной станционной площадки для ее размещения. Намечаемая сортировочная станция должна иметь хорошие связи с крупными промышленными предприятиями экономического района и обеспечивать поточность подачи вагонов. Сортировочная станция размещается на окраине города со стороны тех подходов, откуда прибывает максимальное количество поездов в переработку. Как правило, вся сортировочная работа концентрируется на одной станции. При наличии в узле, вытянутом в длину, одной сортировочной станции в связи с сильной концентрацией работы значительно увеличивается возможность полной механизации и автоматизации процессов переработки вагонов и исключается повторная переработка транзитных вагонов. Однако при одной сортировочной станции в узле возникают большие пробеги местных вагонов, вызванных размещением сортировочной станции (в одном конце узла) вдали от грузовых станций, и излишние пробеги вагонов угловых потоков, прибывающих со стороны, противоположной размещению сортировочной станции.

Грузовые станции в узлах примыкают к сортировочной станции и располагаются вблизи промышленных предприятий.

2.2 Проектирование развязок подходов к узлу

На подходах к станциям узла и в их горловинах пути имеют пересечения друг с другом или с соединительными путями. Различают три вида развязок подходов: в одном уровне в горловинах станций, в одном уровне с устройством постов-шлюзов и в разных

5

уровнях с сооружением путепроводов. Недостатками пересечения подходов без путевого развития являются их высокая загрузка и небольшая пропускная способность. Уменьшение загрузки точек пересечения и задержек подвижного состава достигается устройством постов-шлюзов. Простые шлюзы (рисунок 2.1 а, б, в) позволяют поездам поочередно пересечь главные пути, разделяя их дополнительным шлюзовым путем 3. Поезд, идущий из Г на А (см. рисунок 2.1 а) или из Г на В (см. рисунок 2.1 б), вначале пересекает главный путь II, а по прибытии на путь 3 и при проходе другого поезда по главному пути I может следовать в направлении А или пересечь этот путь и следовать в направлении В.

а – примыкание однопутной линии к двухпутной; б – пересечение двухпутной линии однопутной; в – пересечение однопутных линий

Рисунок 2.1 – Схемы шлюзов

Шлюзовой путь 3 должен иметь полезную длину, принятую для приемоотправочных путей пересекающихся линий. На концах пути 3, а также на примыканиях к посту-шлюзу однопутных подходов со сторон В и Г устраивают предохранительные тупики. В проекте можно применять развязки путей данного типа при пересечении с линией, связывающей грузовую и сортировочную станции.

Однако при пересечениях в одном уровне возникают дополнительные задержки подвижного состава (остановки) на маршрутах непреимущественного направления в ожидании пропуска поездов по преимущественному направлению. Кроме того, снижается скорость движения поездов преимущественного направления при проходе по дублирующим главным путям на постах-шлюзах. Для исключения этих недостатков, а также обеспечения полной безопасности движения и высокой пропускной способности применяют пересечения путей в разных уровнях с устройством путепроводов.

Различают три основных вида развязок путей в разных уровнях: по роду движения (рисунок 2.2 а, б), по линиям (рисунок 2.2 в) и по направлениям движения (рисунок 2.2 г).

Развязки по роду движения сооружают при наличии в узле специализированных станций (пассажирских, сортировочных, грузовых), когда с примыкающих к узлу линий требуется принять пассажирские поезда на пассажирскую станцию, а грузовые – на сортировочную или грузовую, а также отправить поезда с этих станций на соответствующую линию.

6

а)

б)

в)

г)

ПС – пассажирская станция; СС – сортировочная станция; А–Г – подходы к узлу Рисунок 2.2 – Схемы развязок путей в разных уровнях

Развязки по линиям проектируют при пересечении друг с другом двух однопутных линий (или однопутной с двухпутной), имеющих незначительную или полностью отсутствующую взаимную корреспонденцию поездопотоков.

Развязки по направлениям движения предусматривают при пересечениях железнодорожных линий, имеющих значительную взаимную корреспонденцию при больших размерах движения.

Число путепроводных развязок и их расположение зависит от схемы узла, числа подходов к узлу и числа главных путей. Минимальное число пересечений однопутных линий

двухпутных

7

В общем случае, когда в узле пересекаются линии с разным числом путей, минимальное число пересечений

где т – общее число главных путей;

n2, n3, n4 – число двух-, трех- и четырехпутных линий.

План и профиль главных путей в путепроводной развязке проектируют с соблюдением норм проектирования главных путей на перегонах. При проектировании развязок в железнодорожных узлах в трудных условиях допускается применять кривые радиусом 250 м. Если путь развязки примыкает к горловине станции, то для возможности удлинения путей в будущем рекомендуется на протяжении не менее 200 м укладывать его на прямом участке параллельно главным путям в одном с ними уровне. Угол пересечения обычно принимают стандартным: 20; 25; 30; 45; 60 или 90°. По конструкции путепроводы бывают мостового и тоннельного типов.

ПГР – проектная отметка головки рельса; hг – габаритное расстояние от головки рельса до низа конструкции пролетного строения путепровода (на перегоне hг = 6,25 м); hпрс – конструктивная высота пролетного строения от низа до подошвы рельса верхнего пути; hр – высота рельса верхнего пути

Рисунок 2.3 – Схема путепровода

Необходимая разность отметок головок рельсов верхнего и нижнего путей (рисунок 2.3) определяется по формуле

2.3 Обоснование рациональной схемы железнодорожного узла

На последнем этапе разработки принципиальной схемы узла производится сравнение подготовленных вариантов схем на уровне экспертных оценок, даваемых самим разработчиком, что позволяет частично формализовать и упростить процедуру сравнения. С этой целью составляется перечень показателей, по которым сравниваемые варианты имеют существенные различия. Структура перечня должна обеспечивать комплексный подход к оценке качества вариантов проектных решений. В него должны входить показатели, характеризующие капитальные вложения и эксплуатационные

8

расходы, качество использования подвижного состава, размеры занимаемой площадки, обеспечение безопасности движения поездов, экологические и другие аспекты. При этом следует избегать слишком обобщенных показателей, стремясь там, где это возможно, разделить их на более простые, легче поддающиеся экспертной оценке.

Для сравнения вариантов схем узла можно использовать шкалу оценок в виде натуральных чисел от одного до десяти. При этом лучшему варианту должно соответствовать большее значение оценки. Лучшим вариантом схемы узла будет тот, у которого сумма экспертных оценок будет больше.

В таблице 2.1 приведен перечень показателей, по которым рекомендуется производить сравнение вариантов схем железнодорожного узла.

Таблица 2.1 – Выбор рациональной схемы железнодорожного узла

3 Выбор схем станций в узле

3.1 Выбор рациональной схемы пассажирской станции

В соответствии с требованиями к размещению основных устройств в узле /2/, в нем, как правило, должна быть одна объединенная пассажирская станция сквозного типа. Увеличение их числа допускается только при соответствующем обосновании. Для принятия решения на данном этапе в пояснительной записке должен быть приведен анализ размеров пассажирского движения с указанием количества пар поездов дальнего, местного и пригородного сообщений, в том числе конечных. Если в качестве окончательного решения принимается одна пассажирская станция, то в пояснительной записке должно быть показано, что она в состоянии выполнить заданные размеры работы.

К пассажирским относятся станции, основной работой которых является обслуживание пассажиров.

Пассажирские станции устраиваются в крупных городах, промышленных центрах и курортных районах; при этом для всех прилегающих к узлу направлений следует проектировать одну объединенную пассажирскую станцию, расположенную вблизи жилой части города с учетом обеспечения удобной транспортной связи с уличными магистралями.

9

Пассажирские станции, обслуживающие дальнее, местное и пригородное движение, обычно имеют:

1)пассажирские здания (вокзалы) с помещениями для обслуживания пассажиров;

2)пассажирские платформы и переходы в одном и разных уровнях (тоннели, переходные мосты, связывающие вокзал и привокзальную площадь с платформами);

3)пути для приема и отправления поездов, выполнения маневровых операций и временной стоянки отдельных вагонов;

4)технические парки для очистки, ремонта, формирования, экипировки и стоянки пассажирских составов или пассажирские технические станции;

5)локомотивное и вагонное хозяйства;

6)багажные и почтовые устройства;

7)устройства автоматики, телемеханики и связи, контактной сети, освещения, водоснабжения, канализации.

Пассажирские станции в зависимости от характера приемо-отправочных путей делятся на три типа:

1)со сквозными приемо-отправочными путями;

2)с тупиковыми приемо-отправочными путями;

3)с комбинированными приемо-отправочными путями.

Основными преимуществами пассажирских станций сквозного типа являются:

1)пропуск поездов без перемены направления движения;

2)высокая пропускная способность;

3)минимальное число встречных пересечений маршрутов следования пассажирских поездов между собой и с маневровыми передвижениями.

Основное внимание при выборе пассажирской станции следует уделять вопросам обеспечения безопасности движения поездов, удобства обслуживания всех категорий пассажиров и рационального устройства горловин станции.

Стрелочные горловины пассажирских станций должны обеспечивать наименьшее число «враждебных» маршрутов; число параллельных операций должно быть, по возможности, равно числу примыкающих к горловине главных и ходовых путей. При больших размерах движения и значительном числе приемо–отправочных путей в горловинах следует проектировать параллельные стрелочные улицы для всех или части путей.

При разработке схемы станции необходимо решить вопрос о расположении главных путей для грузового движения относительно пассажирской станции (в случае проектирования узла с последовательным размещением основных станций).

Возможны три варианта расположения главных путей для грузового движения:

1)внутреннее – главные пути для грузового движения расположены между перронными путями;

2)комбинированное – один главный путь расположен между перронными путями, а второй в стороне от главных путей, со стороны, противоположной вокзальному зданию;

3)одностороннее боковое (главные пути вынесены за пределы станции).

В курсовом проекте необходимо разработать принципиальную схему пассажирской станции в осях путей, на которой следует указать все перечисленные выше устройства и описать технологию работы станции.

На рисунке 3.1 приведен пример схемы пассажирской станции сквозного типа, когда в узле для пропуска грузовых поездов имеются самостоятельные главные пути, уложенные в обход станции. Между путями 3 и 5 укладывается ходовой путь 4 для подачи и уборки локомотивов, почтовых и багажных вагонов. Каждая промежуточная

10