Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Строительство новых железных дорог и переустройство существующих линий осуществляются по заранее разрабатываемым проектам. Проекты содержат объемно-планировочные и конструктивные решения, информацию по организации строительства, технико-экономические показатели, в том числе стоимость сооружения объектов, мероприятия по охране окружающей среды и другие материалы, необходимые для эффективной реализации намеченных проектных решений. Исходные данные для разработки проектов собираются в процессе производства экономических и технических изысканий. Основными параметрами проектируемых железных дорог являются: ширина колеи, руководящий уклон, полезная длина приемо-отправочных путей, число главных путей, вид тяги, схемы размещения раздельных пунктов и участков тягового обслуживания, электроснабжение электрифицируемых линий и размещение тяговых подстанций, а также максимальная скорость движения поездов и минимальный радиус кривых _ для высокоскоростных пассажирских магистралей. При проектировании железных дорог следует:

- учитывать новейшие достижения науки и техники;

- предусматривать экономное расходование ресурсов;

- ориентироваться на индустриальные методы строительства;

- обеспечивать безопасность движения поездов и охрану труда рабочих;

- предусматривать сооружение притрассовых автомобильных дорог для нужд строительства и эксплуатации;

Новые железнодорожные линии проектируют как правило однопутными, реже двухпутными или однопутными с частичной укладкой второго пути. Число главных путей проектируемой линии определяется в основном размерами предстоящего движения поездов.

1. АНАЛИЗ ГЕОДЕЗИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

При трассировании стараются запроектировать трассу как можно короче, тем самым обеспечив минимальные затраты на ее сооружение. Кратчайшим направлением между двумя точками является прямая линия. Прямая, соединяющая две точки по земной поверхности является геодезической линией. При наличии опорных пунктов геодезическая прямая заменяется двумя или несколькими прямыми линиями. Для выявления различного рода препятствий необходимо провести анализ геодезической линии. В ходе анализа, кроме того, выявляются участки вольного и напряженного хода и вычисляется коэффициент теоретического развития трассы.

При построении продольного профиля геодезической линии необходимо по плану местности в горизонталях определить отметки земли и нанести на профиль точки находящиеся:

- на каждом километре нужно определить высоту точек на каждом километре геодезической линии;

- в местах пересечения с горизонталями;

- в наиболее характерных низких или высоких местах (пересечение геодезической линией вершин, впадин, рек, горных хребтов и т.п.).

После построение профиля, намечают характерные точки которые позволяют провести «спрямление» профиля и разбить его на участки. Полученный спрямленный профиль позволяет проанализировать местность с точки зрения топографии и выявить высотные препятствия, которые расположены на геодезической линии.

На каждом участке профиля необходимо вычислить значение средних естественных уклонов.

где Н_к, Н_н - отметка земли в конце и начале участка соответственно;

l - длина участка, км.

Для дальнейшего анализа геодезической линии продольный профиль разбивают на участки вольного и напряженного хода.

Вольным ходом называются такие участки, на которых средние естественные уклоны местности меньше уклона трассирования, т.е. выполняется условие i_ср.ест < i_тр .

К участкам напряженного хода можно отнести те, на которых средние естественные уклоны больше или равны уклону трассирования i_ср.ест ? i_тр.

Уклоном трассирования i_тр называется наибольшая допускаемая величина уклона продольного профиля на участке, определяемая значением ограничивающего уклона и величиной уклона эквивалентного дополнительному сопротивлению движению поезда в кривой. Величину уклона трассирования определяют по формуле:

i_тр = i_p - i_э(кр),

где i_p - руководящий уклон принимаемый на основании расчетов либо по заданию;

i_э(кр) - уклон, эквивалентный дополнительному сопротивлению движения поезда в кривых.

В начале трассирования когда еще не известны ни количество круговых кривых, ни их расположение и характеристики значение эквивалентного уклона i_э(кр).принимается ориентировочно исходя из сложности участка трассы

- для сложных условий 1‰;

Кроме того, для предварительного анализа выбранного возможного направления трассы необходимо вычислить значение теоретического коэффициента развития трассы, который дает представление о том во сколько раз запроектированный вариант трассы будет длиннее геодезической линии и определяется по формуле:

где n - количество элементов спрямленного профиля;

l_теор - теоретическая длина участка геодезической линии;

l_г.л. - действительная длина участка геодезической линии.

Действительная длина участка l_г.л. принимается по профилю геодезической линии. Значение теоретической длины определяется в зависимости от вида хода, и на участках вольного хода l_теор= l_г.л., на участках напряженного хода вычисляется по формуле:

Вычисленная величина будет выражена в километрах в том случае, если значения уклона принимались в тысячных (‰) а значения высот - в метрах. На участках напряженного хода величина теоретической длины участка больше чем действительная.

Результаты расчета:

Таблица 1.1

Величина руководящего уклона i_р =10‰.

Участок №1. Вольный ход, следовательно l _теор= l _г.л.=1000м

Участок №4. Напряженный ход. км

2. ТРАССИРОВАНИЕ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ

Трассой называется пространственная ось железной дороги на уровне бровки земляного полотна.

Трассирование - это совокупность изыскательских процессов связанная с поиском и закреплением рационального положения трассы в пространстве. Камеральное трассирование осуществляется путем проектирования плана линии по топографическим картам в горизонталях с одновременным составлением ее продольного профиля. Кроме того возможно полевое трассирование, когда работы проводятся непосредственно на местности.

На участках вольных ходов, когда топографические условия легкие и средний естественный уклон местности по направлению трассирования меньше руководящего, трасса проектируется по прямой между опорными пунктами и фиксированными точками. Каждый угол поворота на участках вольного хода должен быть обоснован.

Для поиска положения трассы на участках напряженных ходов используется расчетное значение расстояния между горизонталями (заложение) d, см, которое соответствует заданной величине руководящего уклона и вычисляется по формуле:

где m - масштаб карты;

h - сечение горизонталей, м;

i_тр -уклон трассирования, ‰.

Для карт масштаба 1:50000 и h=10м шаг трассирования можно вычислить следующим образом. .

напряженного хода.

3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ

Планом железнодорожной линии является проекция трассы на горизонтальную плоскость. Составляющими плана линии являются прямые участки пути, круговые и переходные кривые.

Прямые вставки между начальными точками переходных кривых согласно СТН Ц-01-95 следует принимать по возможности большей длины и не менее указанной в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Длина прямой вставки, м

Проектирование плана трассы производится после укладки линии нулевых работ и спрямлении некоторых ее участков. Спрямление необходимо проводить для уменьшения числа углов поворота и следовательно числа круговых кривых. Процедура спрямления линии нулевых работ заключается в замене некоторого участка состоящего из ломанных отрезков одной прямой. После спрямления линии нулевых работ необходимо вписать в получившиеся углы поворота круговые кривые. Данная задача решается при помощи шаблонов круговых кривых. С помощью шаблона подбирается наиболее подходящий радиус кривой исходя из топографических условий и норм проектирования.

Радиусы кривых следует назначать в соответствии с табл. 3.2 и принимать равными, м:, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, В первую очередь рассматривается возможность применения рекомендуемых радиусов для данной категории дороги в противном случае используют допускаемые радиусы.

Таблица 3.2 Радиусы кривых в плане, м

Расчет основных характеристик а также пикетажных значений начала и конца круговых кривых осуществляется по следующим формулам:

 ,

,

НКК=ВУ-Т,

ККК=НКК+К,

S = НКК_i+1 - ККК_i,

где R - радиус круговой кривой

К - длина круговой кривой

Т - тангенс круговой кривой

- угол поворота в градусах

ВУ - пикетажное значение вершины угла поворота

НКК, ККК - пикетажное значение начала и конца круговой кривой:

S - прямая вставка между смежными круговыми кривыми.

Пример расчета характеристик 1 кривой.

Радиус кривой R=1100 м, =26⁰

НКК=ВУП-Т=2000-65,49=1934,51 или км1 пк9+34,51

ККК=НКК+К=1934,51+130,83=2065,34 или км2 пк0+65,34

Результаты расчетов характеристик круговых кривых сводятся в табл. 3.3.

Таблица 3.3 Ведомость круговых кривых

Разбивка километража запроектированного участка плана трассы выполняется после вписывания круговых кривых с учетом заданного масштаба карты.

Прямые и кривые участки пути, а также смежные круговые кривые разных радиусов следует сопрягать посредством переходных кривых. На новых скоростных линиях, а также линиях I и II категорий длины переходных кривых I, м, следует принимать из условия:

где v_max - скорость движения, км/ч, наиболее быстроходного поезда в данной кривой;

h - возвышение наружного рельса, определяемое по формуле:

где v_ср - средневзвешенная квадратическая скорость, км/ч, намечаемая на десятый год эксплуатации в месте расположения кривой;

R - радиус круговой кривой, м;

k - коэффициент увеличения возвышения наружного рельса, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону по отношению к оси кривой, принимаемый равным 1,0 при скоростях движения до 140 км/ч включительно и 1,2 - при скоростях более 140 км/ч.

На особогрузонапряженных линиях, а также линиях III и IV категорий длину переходных кривых следует устанавливать по табл. 4.4. В технико-экономически обоснованных случаях при проектировании участков, располагаемых в трудных условиях, где не может быть реализована скорость движения поездов, допускаемая принятым радиусом кривой, а также при проектировании дополнительных главных путей и усиления (реконструкции) существующих железных дорог длину переходных кривых следует устанавливать расчетом в зависимости от проектируемого для данной кривой возвышения наружного рельса и уклона отвода этого возвышения, который должен быть не более 1, а в трудных условиях на особогрузонапряженных линиях, а также на линиях III и IV категорий - не более 2, на подъездных путях - 3.

Полученные по расчету длины переходных кривых следует, как правило, округлять до значений, кратных 10. Длина переходной кривой должна быть не менее 20 м. Длину промежуточных переходных кривых, сопрягающих круговые кривые разных радиусов, направленные в одну сторону, следует определять в зависимости от разностей возвышения наружного рельса и кривизны. При этом длина переходной кривой должна быть не менее 30м.

Таблица 3.4 Длина переходных кривых на железнодорожных линиях, м

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ НОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ

Продольным профилем называется развернутая на плоскость вертикальная цилиндрическая поверхность, проходящая через ось трассы.

Продольный профиль новой железной дороги дает представление о проектном положении оси железной дороги в уровне бровки земляного полотна и включает в себя отдельные элементы (подъемы, спуски, площадки), каждый из которых характеризуется своими уклоном и длиной.

Проектирование продольного профиля производится параллельно с проектированием плана трассы и должно выполнятся в строгом соответствии с существующими нормами.

Большое значение при проектировании имеет величина ограничивающего уклона. Наиболее распространенным ограничивающим (максимальным) уклоном продольного профиля является руководящий уклон. Он входит в состав основных технических параметров и выбирается на основании технико-экономических обоснований. Величина руководящего уклона зависит от топографических условий местности, размеров, структуры и темпов роста объемов перевозок, других основных технических параметров проектируемой линии и параметров линий примыкания. При соответствующем обосновании допускается применять различные значения руководящего уклона по направлениям.

На новых железных дорогах руководящий уклон в грузовом направлении не должен превышать: 9‰ _ на особогрузонапряженных линиях, 12‰ _ на линиях I категории, 15‰ _ на линиях II категории, 20‰ _ на линиях III категории, 30‰ _ на линиях IV категории, а в трудных и особо трудных условиях на подъездных путях IV категории - 40‰. На новых скоростных магистральных линиях руководящий уклон не должен превышать 20‰.

Крутизну руководящего уклона на затяжных подъемах (когда скорость поезда становится близкой к расчетно-минимальной) в кривых участках пути следует уменьшать на величину, эквивалентную дополнительному сопротивлению движению от кривой, которая определяется по формуле:

Длина элементов профиля, если это не приводит к значительному увеличению объемов земляных работ, должна быть по возможности не менее половины полезной длины приемо-отправочных путей.

Таблица 4.1 Нормативные значения алгебраической разности уклонов и длины элементов профиля

Допускаемые нормы, указанные в табл. 5.1, не следует применять:

- в углублениях профиля (ямах), ограниченных хотя бы одним тормозным спуском;

- на уступах, расположенных на тормозных спусках;

- на возвышениях профиля (горбах), расположенных на расстоянии менее удвоенной полезной длины приемо-отправочных путей (расчетной длины поезда) от подошвы тормозного спуска.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

геодезический трассирование железнодорожный линия

1. Строительно-технические нормы МПС РФ «Железные дороги колеи 1520 мм» СТН Ц-01-95. - М. 1995г.

2. Экономические изыскания и основы проектирования железных дорог: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ Б.А. Волков, И.В. Турбин, Е.С. Свинцов, Н.С. Лобанова; Под ред. Б.А. Волкова. - М.: Маршрут, 2005. -408 с.

3. Изыскания и проектирование железных дорог: метод. пособие на практические занятия для студентов всех форм обучения специальности 270204.65 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство»/ Благоразумов И.В., Кирпичников К.А. 2-е изд., перераб. Чита: ЗабИЖТ, 2011. 76с.

4. Проектирование участка новой железнодорожной линии с анализом овладения перевозками: Учебное пособие/ Скрипачева Н.Л. - Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2000 г. - 80с.

5. Комплексный курсовой проект железной дороги. Часть 2. Проектирование участка новой железнодорожной линии: Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию/ Н.С. Бушуев, П.В. Бобарыкин ,А.Н. Поберезкий: Под ред. Н.С. Бушуева. - СПб. ПГУПС, 1999г.- 33с.

6. Проектирование железных дорог: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию / В.А. Подвербный, О.В. Подвербная, О.А. Гнездилова, В.В. Четвертнова, П.Н. Холодов, И.В. Благоразумов. - Иркутск: ИрГУПС, 2010. - 112 с.

7. Проектирование малых водопропускных сооружений : метод указания по выполнению курсового и дипломного проектирования по дисциплине «Изыскания и проектирование железных дорог» для студентов очной и заочной форм обучения специальности 270204.65 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» / И.В. Благоразумов. 2-е изд., перераб. - Чита: ЗабИЖТ, 2011. - 38с.

Размещено на Allbest.ru