Проект железнодорожного узла с горочной сортировочной станцией

Анализ исходных технических данных работы узла

Железнодорожным узлом называют комплекс станций, главных и соединительных путей в пункте пересечения или примыкания нескольких железнодорожных линий, обеспечивающий пропуск транзитных грузовых и пассажирских поездов с одной линии на другую, переформирование поездов, а также передачу вагонов, следующих с переработкой, и пересадку пассажиров.

Станции развитых узлов специализируются по характеру работы: сортировочные, пассажирские и грузовые. Эти станции в некоторых узлах размещены на одной площадке, чётко не разграничены и представляют собой одну объединённую станцию.

В исходных данных для составления проекта в железнодорожном узле проектируется: сортировочная, пассажирская, техническая и грузовая станции.

Необходимые размеры грузового движения в поездах по направлениям показаны в схемах:

Приём транзитных с переработкой поездов (схема №1).

Отправление поездов транзитных с переработкой (схема №2):

Приём транзитных без переработки поездов (схема №3):

Отправление транзитных поездов без переработки (схема №4):

Анализ исходных данных и работы узла

Для грузовых станций.

Грузовые станции и грузовые пункты имеются на всех видах транспорта. На железнодорожном транспорте к грузовым относятся станции, которые предназначены для выполнения операций, связанных с приёмом и сдачей грузов и вагонов на подъездные пути предприятий, на другие виды транспорта и с железной дороги одной ширины колеи на другую. Указанные операции выполняются на грузовых станциях крупных узлов и на линейных станциях.

В курсовом проекте необходимо спроектировать:

два крытых механизированных склада для тарно-штучных грузов с внутренним вводом путей;

одну площадку для тяжеловесных грузов;

две площадки для навалочных грузов;

две контейнерных площадки.

Наиболее целесообразным типов складов является ангарный склад с внутренним вводом путей. При значительном грузообороте строительство таких складов дешевле, чем складов с внешним расположением железнодорожных путей. Кроме того, у складов ангарного типа резко улучшаются условия труда и сохранность грузов.

Ширина рампы у крытых складов должна обеспечивать работу погрузочно-разгрузочных машин, и принимается не менее 3м со стороны пути и не менее 1,5мсо стороны подъезда автомобильного транспорта.

Для перегрузки тарных и штучных грузов по прямому варианту с применением погрузочно-выгрузочных машин на грузовых дворах проектируют высокие платформ длиной 4,6м и более вагонов. Борт платформы со стороны подъезда автомобилей устраивают зубчатой формы.

На площадках для контейнеров широко применяются электрические двухконсольные козловые краны пролётом 16м с грузоподъёмными тележками. Краны оборудуются автоматическими захватами системы ЦНИИ МПС. При большом грузообороте применяют мостовые краны грузоподъёмностью 5 - 20 т и пролётами 22,5 и 31,5м. Эти площадки могут быть однопролётные или двухпролётные. Грузооборот последних при одинаковой длине с первыми может быть увеличен вдвое. На контейнерных площадках имеется возможность непосредственной перегрузки контейнеров из подвижного состава железных дорог в автомашины при условии своевременной информации клиентуры и чёткой организации работы автотранспорта.

Для перегрузки тяжеловесных грузов, металлов и лесных грузов устраиваются площадки такого же типа, как и для контейнеров, причём в зависимости от объёма переработки тяжеловесных грузов и металла на одной площадке могут быть уложены два или более погрузочно-разгрузочных пути.

Навалочные грузы выгружаются из самовыгружающегося подвижного состава на повышенных путях высотой 1,5 - 2,4 м и разгрузочных эстакадах высотой до 4м.

Пассажирские и технические пассажирские станции.

В числителе дальних, в знаменателе пригородных.

Пассажирские станции устраиваются в крупных городах, промышленных центрах и курортных районах для обслуживания пассажиров и выполнения операций с пассажирскими поездами и составами.

В процессе развития и совершенствования железнодорожного транспорта сложились многие виды и формы пассажирских станций, различающиеся по характеру и размерам работы, а также по схеме размещения основных элементов.

В нашем случае пассажирская станция обслуживает дальнее и пригородное движение. Пассажирская станция «Д» должна иметь:

пассажирское здание (вокзал) с помещениями для обслуживания пассажиров;

7 перронных путей для приёма и отправления поездов, выполнения маневровых операций и временной стоянки отдельных вагонов (служебных, беспересадочного движения и др.);

багажные и почтовые устройства (склады, помещения, платформы, тоннели для транспортировки багажа и почты);

устройства автоматики, телемеханики (СЦБ) и связи, контактной сети, освещения, водоснабжения и канализации;

технические парки для очистки, ремонта, формирования экипировки и стоянки пассажирских составов и вагонов (в нашем случае необходимо установить самостоятельную пассажирскую техническую станцию).

Схемы крупных пассажирских технических станций различаются взаимным расположением парков приёма (6 путей) и отправления (8 путей).

Во всех схемах пассажирских технических станций в парках приёма чередуются междупутья шириной 5,3 и 7,5м; в последних прокладывают транспортные дорожки для проезда автомашин или электоротележек. По концам путей устраивают переезды. В междупутья шириной 5,3м укладывают водопроводную и воздухопроводную сети и ставят разборные колонки.

В парке приёма выполняются технический осмотр вагонов для выявления объёма ремонта и вагонов, подлежащих отцепочному ремонту, санитарный осмотр, удаление из вагонов мусора в мусоросборники, санитарная обработка вагонов, снабжение их углём.

После этих операций, выполняемых в основном параллельно, состав в случае необходимости переформировывается: неисправные вагоны, требующие отцепочного ремонта, а также вагоны, подлежащие газовой обработке, заменяют другими из резерва.

Сформированный состав проходит через цех обмывки и поступает в РЭД. Здесь происходит замена постельных принадлежностей. Состав тщательно осматривается и производится межпоездной ремонт ходовых частей.

Готовый состав выставляется из РЭД в парк отправления, где он остаётся до подачи на пути пассажирской станции и случае необходимости может снабжаться топливом, водой и заканчивать зарядку аккумуляторных батарей.

Сортировочная станция

Сортировочные станции предназначены для массовой переработки вагонов и формирования поездов в соответствии с общесетевым планом формирования поездов. На сортировочных станциях формируют сквозные, участковые, сборные и участковые поезда, а также вывозные и передаточные поезда до ближайших грузовых станций узла и заводских станций.

В нашем случае на сортировочной станции необходимо установить: устройства локомотивного и вагонного хозяйств, водоснабжения, энергоснабжения, связи и СЦБ, а также разместить технические и служебные здания, материальные склады. Станция оборудуется электрической централизацией стрелок и сигналов, устройствами механизированной очистки стрелок, телевизионными установками и другими устройствами. Сортировочную горку необходимо оборудовать устройствами автоматического регулирования скорости отцепов.

Анализируя исходные данные по схеме № 1 найдём суточный чётный и нечётный вагонопоток с переработкой:

_ТР.С/П^ЧЁТ m_с n^Б + n^В

_ТР.С/П^ЧЁТ52* (52 + 8) = 3120

_ТР.С/П^НЕЧ m_с n^А + n^Г

_ТР.С/П^НЕЧ= 52 * (12+13) = 1300

_ПЕР^ЗАД = _ТР.С/П^НЕЧ + _ТР.С/П^ЧЁТ 3120 + 1300 = 4420

Так как с чётной стороны в переработку прибывает больше вагонов, то направление сортировки принимаем с чётной стороны:

ПП СП ПО

Разработка вариантов принципиальных схем сортировочной станции (в контурах парков) и выбор наиболее целесообразного из них.

Поступление поездов в расформирование на «Д».

При разработке и выборе оптимальной схемы сортировочной станции решается задача комплексности, то есть целесообразности применения для заданных условий односторонней или двухсторонней станции.

С учётом перерабатываемого вагонопотока (не более 5000 вагонов в сутки) проектируем одностороннюю сортировочную станцию.

Выбрав направление чётное сортировки разрабатываем приемлимые для заданных условий 2 принципиальные схемы станции в контурах парков, где указываем все основные проектируемые устройства, а также горловины и внутристанционные соединения.

При проектировании схемы односторонней сортировочной станции учитываются следующие условия:

парки в комплекте должны располагаться последовательно друг другу;

парк прибытия должен проектироваться объединённым для всех поездов, прибывающих в переработку, таким же объединённым должен быть и парк отправления для всех поездов своего формирования.

Расчёт количества путей в парке прибытия

Число путей в парке приёма для транзитных с переработкой грузовых поездов определяется по формуле:

где t_зан - общее (технологическое и ожидание расформирования) время занятие пути поездом, прибывшим в разборку, мин.; J_р^{ср вз} - средневзвешенное значение расчётного интервала прибытия поездов в парк приёма со всех направлений, мин; m_Доп - дополнительное число путей, равно 4.

Время занятия пути одним поездом равно:

где t_пр - время занятия маршрута при приёме поезда в парке (в курсовом проекте принимаем 5 мин.); t_оп - технологическое время на операции обработки состава по прибытию (принимаем 20-30мин.); t_осв - время занятия пути при надвиге и роспуске состава при расформировании:

t_осв =[ l _надв / (16,7 * V_надв) ] +[ (l _сост - l _надв)/ (60* V₀) ],

где _{l надв} - расстояние надвига,(в курсовом проекте принимаем 450 метров); l _сост - длина состава, равна 52 вагона*15 метров= 780метров; V_надв - скорость надвига (в курсовом проекте принимаем 7-9 км/ч);

V₀= 1,8 м/сек и

t_осв =[ 450/ (16,7 * 8) + (78 - 450)/ (60 * 1,8) ]= 6,42 мин

t_ож^р - время простоя состава в ожидании расформирования:

здесь - коэффициент загрузки горки; - коэффициент вариации интервалов между поездами, поступающими в парк приёма (можно принять 0,7 - 1,0); v_г - коэффициент вариации горочных интервалов (можно принять 0,3 - 0,4); - часовая интенсивность поступления поездов в переработку; - суточные размеры транзитных с переработкой поездов, поступающих в парк приёма

<= 0,82

где t_г - горочный интервал:

t_г = t_росп + t_инт,

где t_инт = 1-2 мин

t_росп = (m_c * l_ваг) / (60 * V₀) = (52 * 15) / (60 * 1,8)= 8,0 мин

t_г = 2 + 8 =10,0 мин

- коэффициент, учитывающий повторный роспуск вагонов на горке (принимаем 1,07);

Т_пост - технологическое время перерыва работы горки (принимаем 60-90мин.).

_г = (85 * 10 *1,07) / (1440 - 90) = 0,67 < 0,82

t_ож^р - время простоя состава в ожидании расформирования:

t_ож^р = [ 0,67² * (0,8² + 0,4²) * 60] /[ 2 * 3.54 * (1 - 0.67) ]= 9,2 мин

t_зан - общее (технологическое и ожидание расформирования) время занятие пути поездом, прибывшим в разборку,

t_зан = 5 + 25 + 9,2 + 6,4 = 45,6

Средневзвешенное значение расчётного интервала прибытия поездов в парке приёма со всех направлений равно:

где k - число подходов;

J_р^п - Расчётный интервал прибытия поездов J_р^п для одного направления (подхода) определяют по формуле:

где J_min - минимальный интервал следования грузовых поездов на подходе (принимаем 8 мин - для 2-х путного перегона и 20-25 мин - для однопутного перегона); J_р^п - средний интервал прибытия в парк прибытия в парк приёма грузовых транзитных с переработкой поездов для данного направления.

Средний интервал прибытия для участка:

где N_тр^б/п - суточные размеры транзитных без переработки поездов данного направления; N_пас - размеры пассажирского движения на направлении; N_max - максимальная пропускная способность железнодорожного участка с учётом отказов технических средств и колебаний времени хода; е_пас - коэффициент съёма грузовых поездов пассажирскими (можно принять е_пас=1,8 на двухпутном участке и 1,3 на однопутном участке); б_рез - коэффициент резерва (для двухпутных линий принимаем 1,10 и для однопутных линий принимаем 1,15).

Максимальная пропускная способность линии равна:

где t_техн^` - продолжительность технологического окна в графике движения (на двухпутных линиях принимаем 120 мин, на однопутных линиях - 60 минут); б_н - коэффициент надёжности технических средств (можно принять 0,92 - 0,93); Т_пер - период графика движения поездов (на двухпутной линии можно принять 8 мин и для однопутных линий - 20-25 минут).

Средний интервал прибытия для участка «А - Д»:

N _мах^А = [ (1440 - 120)* 0.92 ] / 8 = 151.8 = 152

J_сред^А = [1440-(1440/152)* (1.10*11*1.8 + (1.10-1)*(54+12)] / 12 = 97 мин

Jр^А = (8 + 97) / 2 = 53 мин

Средний интервал прибытия для участка «В - Д»:

N _мах^В = [ (1440 - 60)* 0.92 ] / 25 = 51

J_сред^В = [ 1440 - (1440/51) * (1.15*8*1.3 + (1.15-1)*(17+5)] / 8 = 121 мин

Jр^А = (121 + 25) / 2 = 73 мин

Средний интервал прибытия для участка «Б - Д»:

N _мах^б = [ (1440 - 120)* 0.92 ] / 8 = 151.8 = 152

J_сред^Б = [1440-(1440/152)* (1.10*11*1.8 + (1.10-1)*(52+19)] / 52=22,4 мин

Jр^А = (22,4 + 8) / 2 = 15 мин

Средний интервал прибытия для участка «Г - Д»:

N _мах^Г = [ (1440 - 60)* 0.92 ] / 25 = 51

J_сред^А = [1440 - (1440/51) * (1.15*5*1.3 + (1.15-1)*(13+7)] / 13 = 88,1 мин

Jр^А = (88,1 + 25) / 2 = 56,5 мин

Jр^СР.ВЗ. = 1 / (1/53 + 1/73 + 1/15 + 1/57) = 8,6 мин

m_ПП = 45,6/8,6 + 4 = 10 путей

Расчёт количества путей в сортировочном парке

Количество основных путей (согласно таблицы 3 Исходных данных) в сортировочном парке - 32.

Кроме заданных должны быть запроектированы дополнительные пути для местных и неисправных вагонов. На двусторонних станциях дополнительные пути предусматриваются в обоих сортировочных парках, а также пути для вагонов угловых потоков.

Пути сортировочного парка группируются со стороны горки в пучки обычно от 6 до 8 путей в каждом.

Расчёт количества путей в парке отправления

Число путей для отправления поездов своего формирования определяют отдельно для каждого направления по формуле:

:

где - общее время занятия пути одним поездом, мин; - расчётный интервал отправления поездов для направлений, мин; - дополнительное число путей, специализированных как вытяжные или ходовые пути (принимаем 1 путь).

Общее время занятия пути определяется по формуле:

= t_выс + t_отпр^ож.i + t_отпр:

здесь t_выс - время занятия маршрута при выводе состава из сортировочного парка в парк отправления

t_выс = (l _горл^сп + l _соед + l _горл^ПО + L_полез.^ст) / (16,7 * V _ман), где

l _горл^сп = 450 метров - длина горловины сортировочного парка;

l _соед = 400 метров - длина соединительного пути;

l _горл^ПО = 350 метров - длина горловины парка отправления;

V _ман = 12-15 км/ч - скорость движения маневрового состава;

t_выс = (1050 + 400 + 350 + 450) / (16,7 * 13) = 10,4 мин

t_обсл - технологическое время на операции обработки составов по отправлению (принимаем 30мин); t_отпр - время занятия маршрута при отправлении поезда из парка, принимаем 5 мин; - время простоя состава в ожидании отправления, мин.

Среднее время простоя состава в ожидании отправления на данное направление:

где - коэффициент загрузки данного железнодорожного участка по отправлению грузовых поездов; - коэффициент вариации интервалов вывода составов из сортировочного парка в парк отправления (можно принять 0,35 - 0,40); - коэффициент вариации интервалов отправления поездов (можно принять 0,70 - 0,90); - часовая интенсивность отправления поездов своего формирования данного направления.

Загрузка данного участка для транзитных поездов равна:

Расчётный интервал отправления поездов для направления равен:

где ,

где N _трi^с/ф - количество поездов своего формирования - транзитных с переработкой(см. схема 2)

с направления А -Д

= 48/24=2

_{о (А)} = (48 + 20) / (152 - 11 * 1,8)= 0,51

t _{ож.отпр.}^А = [ 0,51² * (0,4² +0,8²⁾ * 60] / [2 * 2 * (1-0,51) ]= 6,4 мин

t_зан^А = 30 + 6,4 + 5 = 41,6 мин

J_мин^А= 8 мин

J_сред^А = [1440-(1440/152)* (1.10*11*1.8 + (1.10-1)*(48+20)] / 48 = 57 мин

J_р^А = (8 + 57) / 2 = 32,5 мин

m_ПО^А= 41.6 / 32.5 + 1 = 2.28 3 пути

с направления Б -Д

= 12/24=0,5

_{о (Б)} = (12 + 59) / (152 - 11*1,8)= 0,53

t _{ож.отпр.}^Б = [ 0,53² * (0,4² +0,8²⁾ * 60] / [2 * 0,5 * (1-0,53) ]= 28,7 мин

t_зан^Б = 30 + 28,7 + 5 = 63,7 мин

J_мин^Б= 8 мин

J_сред^Б = [1440-(1440/152)*(1.10*11*1.8 + (1.10-1)*(59+12)]/ 12 = 97,2 мин

J_р^Б = (8 + 97,2) / 2 = 52,6 мин

m_ПО^Б= 63,7 / 52.6 + 1 = 2.21 3 пути

с направления В -Д

= 18/24=0,75

_{о (В)} = (18 + 7) / (51 - 1,3*8)= 0,54

t _{ож.отпр.}^В = [ 0,54² * (0,4² +0,8²⁾ * 60] / [2 * 0,75 * (1-0,54) ]= 20,3 мин

t_зан^В = 30 + 20,3 + 5 = 55,3 мин

J_мин^В= 25 мин

J_сред^В =[1440 - (1440/51) * (1.15*1,3*8 + (1.15-1)*(18+7)]/ 18 = 56,05 мин

J_р^В = (25+56,05) / 2 = 40,52 мин

m_ПО^В= 55,3 / 40,52 + 1 = 2.36 3 пути

с направления Г -Д

= 07/24=0,29

_{о (Г)} = (11 + 7) / (51 - 1,3*5)= 0,4

t _{ож.отпр.}^Г = [ 0,4² * (0,4² +0,8²⁾ * 60] / [2 * 0,29 * (1-0,4) ]= 22,06 мин

t_зан^Г = 30 + 22,06 + 5 = 57,06 мин

J_мин^Г= 25 мин

J_сред^Г =[1440-(1440/51) * (1.15*1,3*5 + (1.15-1)*(11+7)]/ 07 = 164,66 мин

J_р^Г = (164,66 + 25) / 2 = 69,83 мин

m_ПО^Г= 57,06 / 69,83 + 1 = 2 пути

m_ПО = 3 + 3 +3 + 2 = 11 путей

Расчёт количества путей в транзитном парке (четном и нечётном)

Количество путей в транзитном четном и нечётном парках определяется аналогично методике для парка отправления и парка прибытия

чётный транзитный парк

mтранз^чёт = tзан^чёт/ J^{ср.вз.(Б и В)}

tзан ^чёт = tпр + tобсл + t отпр^{ож.ср.вз. (А и Г)} + tотпр,

где tпр= 5 минут;

tобсл = 30 минут;

tотпр = 5 минут;