4. Проектирование продольного профиля железнодорожной линии

Продольным профилем называется проекция развертки трассы на вертикальную плоскость.

При проектировании продольного профиля необходимо выполнять следующие требования:

• соблюдение норм проектирования

• смягчение руководящего уклона в кривых

• взаимное расположение плана и профиля

• расположение водопропускных сооружений

• соблюдение условий снегоборьбы

• минимальные объемы земляных работ

1. С целью недопущения превышения крутизны руководящего уклона при совпадении в плане с кривыми значение его должно быть уменьшено на величину, эквивалентную сопротивлению от кривых. Смягчение руководящего уклона в кривых производится по формуле:

i_см =i_р –i_э(к) (4)

где i_э(к) – эквивалентный уклон от кривых, ‰.

Эквивалентный уклон от кривых определяется по формулам (4) и (5):

если длина кривой меньше длины поезда

(5)

где  - угол поворота, град, на участке смягчения;

L_п – длина поезда, м (800 м).

если длина кривой больше длины поезда

(6)

где R – радиус кривой, м.

2. По карте местности, у нас проходит ручей, поэтому для проектирования железнодорожной трассы, потребуется возведение искусственных сооружений (малые железобетонные мосты).

3. Взаимное расположение плана и продольного профиля. В вертикальной плоскости смежные элементы продольного профиля сопрягаются с вертикальными прямыми, радиус которых R_в = 15 000м (т.к. дорога II категории), поэтому кривые разрешается не устраивать при алгебраической разности сопрягаемых уклонов менее 2,3 %.

5. Размещение водопропускных сооружений (рассмотрим ниже). Высота насыпи в месте расположения водопропускного сооружения не должна быть менее 3 м.

6. Важное экономическое условие, предъявляемое к продольному профилю, является соблюдение минимальных объемов земляных работ (рассмотрим ниже)

Проектная отметка, соответствующая оси начальной станции, принимается по профилю графически с использованием шкалы высот. Все последующие проектные отметки, м, вычисляются аналитически с точностью до 0,01 м по формуле:

Н_n+1 = Н_n ± i∙l

где Н_n – отметка проектной линии в начале элемента профиля, м;

Н_n+1– отметка проектной линии в конце элемента, м;

i – уклон элемента профиля, %о

l - - длина элемента профиля, км.

Вычисленные отметки сличают с наколкой переломов проектной линии, полученных графически. В случае значительного расхождения (более 0,5 мм) расчеты и графические построения проверяются.

Рабочие отметки представляют собой разницу между проектными отметками и отметками земли. Их подсчеты необходимы, как правило, во всех точках перелома и линии земли, и проектной линии. Отметим все рабочие и прочие отметки двух вариантов на продольном профиле.

5.Размещение раздельных пунктов

Для обеспечения безопасного и бесперебойного пропуска необходимого числа поездов и выполнения грузовой работы на железных дорогах должна быть размещены раздельные пункты. Раздельные пункты на однопутных железных дорогах размещаются на расстоянии, время хода по которому равно расчетному времени хода пары поездов, соответствующему расчетной пропускной способности проектируемого участка, мин.:

(9)

где t_т и t_o – время хода поездов соответственно «туда» и «обратно»;

t_техн– средний резерв времени на производство ремонтов пути;

для однопутных железных дорог t_тех = 60 мин;

_н – коэффициент, учитывающий надежность работы железной

дороги; при автоблокировке и тепловозной тяге;

n_p – расчетная пропускная способность линии на 10-й год

эксплуатации, пар поездов в сутки;

(₁+₂) - интервал времени для скрещения поездов на раздельном

пункте; при автоблокировке и тепловозной тяге

(₁+₂) = 5 мин;

t_р.з. – время на разгон и замедление поезда; при тепловозной

тяге t_р.з. =4 мин.

Расчетная пропускная способность n_р на 10-й год эксплуатации определяется по формуле:

n_p = n_гр + n_cб  _сб + n_пс  _пс (10)

где n_гр – число пар грузовых поездов в сутки на 10-й год

эксплуатации;

n_cб – число пар сборных поездов в сутки на 10-й год

эксплуатации;

_сб – коэффициент съема грузовых поездов сборным поездом;

_сб =1,2;

n_пс – число пар пассажирских поездов в сутки на 10-й год

эксплуатации;

_пс – коэффициент съема грузовых поездов пассажирских поездом;

_пс =1,4;

Число пар грузовых поездов n_гр на 10-й год эксплуатации определяется следующим образом:

(11)

где Г – объем грузовых перевозок на 10-й год эксплуатации, млн. т

в год, Г=15,4 млн. т в год

 - коэффициент неравномерности перевозок в течение года; принимаем равным 1,2

Q_ср – средняя масса состава поезда брутто,

(12)

(13)

q_п/м – погонная нагрузка;

Здесь Q принимается в зависимости от мощности локомотива и

руководящего уклона; для локомотива 2ТЭ10 и руководящего уклона 15 ‰ Q = 2850 т;

α_ср- коэффициент, учитывающий неполногрузность подвижного состава; принимается 0,8;

η - коэффициент, учитывающий отношение массы поезда нетто к брутто, принимаем равным 0,67;

= 2850 ∙ 0,8 = 2280 т

В дальнейшем к расчету оставляем массу из условия полного использования полезной длины п/о путей.

пары поездов/сутки

пар поездов/сутки

мин

Фактическое время хода пары поездов между осями двух соседних раздельных пунктов не должно првышать расчетное.Допускается располагать ось раздельного пункта на 2 мин раньше и на 1 минуту позже.

Расчет фактического времени хода пары поездов по перегонам приведем в табл. 6.

Таблица № 6

Раздельный пункт и № элемента профиля	Уклон элемента 0/00	Длина элемента, км	Время хода на 1 км ,мин			Время хода по элементу, мин	Суммарное время хода, мин
			туда	обратно	туда + обратно
1 вариант
Ст. А.
1	0	1,0	0,6	0,6	1,2	1,2	1,2
2	5	1,0	1,19	0,6	1,79	1,79	2,99
3	9	1,7	1,83	0,6	2,43	4,11	7,1
4	12	1,1	2,55	0,6	3,15	3,46	10,56
5	5	0,5	1,19	0,6	1,79	0,89	11,45
6	-2	0,5	0,6	0,77	1,37	0,68	12,13
7	-7	1,1	0,6	1,54	2,14	2,35	14,48
8	-12	2,1	0,6	2,55	3,15	6,59	21,07
9	-8	1,5	0,6	1,74	2,34	3,50	24,57
10	0	1,0	0,6	0,6	1,2	1,74	26,31
11	-1	1,2	0,6	0,66	1,26	1,46	27,77
12	4	0,45	1,05	0,6	1,65	0,70	28,47
13	1	0,8	0,66	0,6	1,26	1	29,47
Раз. Б.
1	1	1,2	0,66	0,6	1,26	1,45	1,45
2	-7	0,2	0,6	1,54	2,14	0,41	1,86
3	-8	0,5	0,6	1,74	2,34	1,14	3,00
4	-7	1,65	0,6	1,54	2,14	3,5	6,5
5	-11	0,9	0,6	2,33	2,93	2,47	8,97
6	-3	0,6	0,6	0,89	1,49	0,8	9,77
7	0	1,2	0,6	0,6	1,2	2,44	12,21
8	3	0,55	0,89	0,6	1,49	0,85	13,06
9	11	0,2	2,33	0,6	2,93	0,51	13,57
10	12	5	2,55	0,6	3,15	15,75	29,32
11	2	0,55	0,77	0,6	1,37	0,8	30,12
Раз. В
2 вариант
Ст. А.
1	0	1,0	0,6	0,6	1,2	1,2	1,2
2	5	1,0	1,19	0,6	1,79	1,79	2,99
3	9	1,7	1,83	0,6	2,43	4,11	7,1
4	12	1,1	2,55	0,6	3,15	3,46	10,56
5	5	0,5	1,19	0,6	1,79	0,89	11,45
6	-2	0,5	0,6	0,77	1,37	0,68	12,13
7	-7	1,1	0,6	1,54	2,14	2,35	14,48
8	-11	1,85	0,6	2,33	2,93	5,38	19,86
9	-7	1,55	0,6	1,54	2,14	3,3	23,16
10	-12	1,55	0,6	2,55	3,15	4,75	27,91
11	-7	0,2	0,6	1,54	2,14	0,41	28,33
12	1	1,45	0,66	0,6	1,26	1,74	30,07
13	2	0,15	0,77	0,6	1,37	0,32	30,39
Раз. Б.
1	2	0,65	0,77	0,6	1,37	0,75	0,75
2	1	0,8	0,66	0,6	1,26	1,0	1,75
3	-7	0,7	0,6	1,54	2,14	1,55	3,3
4	-10	0,2	0,6	2,14	2,74	0,59	3,89
5	-12	0,8	0,6	2,55	3,15	2,61	6,5
6	-4	0,6	0,6	1,05	1,65	1,0	7,5
7	0	2	0,6	0,6	1,2	2,4	9,9
8	8	0,2	1,74	0,6	2,34	0,53	10,43
9	11	1,15	2,33	0,6	2,93	3,37	13,80
10	12	4,25	2,55	0,6	3,15	14,12	27,92
11	3	0,55	0,89	0,6	1,49	0,88	28,80
Раз. В.

По результатам таблицы 6 производим нанесение на продольный профиль осей раздельных пунктов.