Выполнила: студентка Теричева Т.А.

Уч. шифр: 09-УПП-4202

Проверил преподаватель:

Оберецкий А.Н.

Санкт-Петербург

2013 г.

Введение

Проектирование железных дорог представляет собой область транспортной науки, изучающую теоретические основы и практические методы инженерных изысканий и составления комплексных проектов новых и реконструкцией эксплуатируемых железных дорог. Предметом науки проектирования железных дорог является выявление и изучение закономерностей влияния различных экономических, природных и технических факторов на принимаемые проектные решения, а также разработка теоретических и практических методов обеспечивающих выборов оптимальных и надежных вариантов проектов новых и реконструкцией эксплуатируемых железных дорог с учетом рационального овладения заданными грузопотоками и пассажиропотоками.

Задача технических изысканий состоит в том, чтобы собрать наиболее полную информацию для проектирования железной дороги: о рельефе местности, геологическом ее строении, реках, климате, осадках и процессах, происходящих в настоящее время. Технические изыскания ведут изыскательские экспедиции, оборудованные всеми необходимыми приборами и средствами для получения и хранения информации и имеющие в своем распоряжении средства транспорта и связи. Широко применяется аэрофотосъемка, а в последние годы -- и материалы космической съемки.

В проекте железной дороги разрабатывается направление линии и ее основные параметры, выбираются типы искусственных сооружений.

Основные задачи транспорта - своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках; повышение экономической эффективности его работы. Обеспечить совершенствование организации эксплуатационной работы железных дорог, ремонта и содержания пути подвижного состава, значительно повысить производительность локомотивов и вагонов, средний вес грузовых вагонов.

Цель курсового проекта закрепляет теоретические знания по капитальному трассированию, выявление и обоснование вариантов направления трассы, проектирование продольных профилей, размещение и расчет малых искусственных сооружений.

1. Трассирование участка новой железнодорожной линии

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

Трассирование - это поиск рационального положения плана и продольного профиля трассы. Оно осуществляется путем проектирования плана линии по картам в горизонталях с одновременным составлением продольного профиля трассы.

Детальное трассирование осуществляется вдоль намеченных конкурентоспособных кратчайших направлений, соединяющих опорные пункты и имеющиеся фиксированные точки. При этом исследуется возможность использования попутных долин и водоразделов.

Отход от площадки раздельного пункта или подход к ней должен осуществляться с учетом перспективы развития этого пункта.

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

,

где - масштаб карты в горизонталях;

- сечение горизонталей, м;

- руководящий уклон, ‰;

- среднее значение уклона, эквивалентного

дополнительному сопротивлению от кривых, ‰.

2. Проектирование плана железнодорожной линии

Планом железнодорожной линии является проекция трассы на горизонтальную плоскость.

Составляющими плана линии могут быть прямые участки пути, круговые и переходные кривые.

Прямые вставки между начальными точками переходных кривых не должны быть менее 250 м.

За начало отсчета пикетажа принимается нулевой километр, как правило, совмещенный с осью начальной станции.

Пикетажное значение начала НКК₁ и конца ККК₁ первого закругления определяется по схеме:

ПК ВУ₁ - Т₁ = ПК НКК₁;

ПК НКК₁ + К₁ = ПК ККК₁.

Где Т₁ значение тангенса первой кривой, м;

К₁ длина первой кривой, м;

ПК ВУ₁ пикетажное значение вершины первого угла поворота;

ПК НКК₁ пикетажное значение начала первой круговой кривой;

ПК ККК₁ пикетажное значение конца первого круговой кривой.

Для определения пикетажного значения вершины угла поворота ПК ВУ₁ следует установить "точку привязки расчета" ? местоположение ближайшего от начала трассы к закруглению целого километра. Далее, следует измерить в сантиметрах с точностью до 1 мм расстояние Р ? от точки привязки расчета до точки ВУ₁.

Измеренное в сантиметрах расстояние Р (см), следует с учетом масштаба карты М 1:50000, перевести в метры, для чего расстояние, выраженное в см, следует умножить на 500.

Р (м) = 500?Р(см) .

Тангенс Т, м, и длина проектируемой кривой К, м, определяются по формулам:

,

Где R радиус проектируемой кривой, м;

угол поворота по ходу трассы, град.

Аналогично определяются пикетажные значения остальных кривых.

Геометрическое положение точки начала кривой НКК на плане трассы можно определить, если отложить от вершины угла поворота ВУ величину тангенса Т назад по ходу пикетажа, а положение точки конца кривой ККК - вперед по ходу трассы. Пропущенные пикеты в пределах закругления расставляются по кривой с учетом масштаба карты.

l = ПК НКК_n - ПК ККК_n-1

Где ПК НКК_n пикетажные положения начала круговой кривой примыкающей к концу прямого участка;

ПК ККК_n-1 пикетажные положения конца круговой кривой примыкающей к началу прямого участка

На плане трассы фиксируются точки начала и конца каждой круговой кривой, которые находятся на расстоянии тангенса Т от вершины угла поворота ВУ. При этом между соседними кривыми следует обеспечивать прямую вставку длиной не менее l_min. Положение очередного километра или вершины следующей кривой находят с учетом координаты конца предыдущей кривой. После расчета каждой кривой место положения ее начала и конца переносится на план трассы. Результаты расчетов плана линии сводим в табл. 1.

Результаты расчета плана линии Таблица 1

Из таблицы рассчитываем:

,

L=2583+12762=15345 м

где L - общая длина варианта трассы, м.

3. Схематическое проектирование продольного профиля железнодорожной линии

Продольным профилем называется проекция развертки трассы на вертикальную плоскость.

Продольный профиль новой железной дороги представляет собой проектное положение оси железной дороги в уровне бровки земляного полотна и включает в себя отдельные элементы, каждый из которых характеризуется своими уклоном, длиной и направлением.

Наиболее распространенным ограничивающим уклоном продольного профиля является руководящий уклон. Он входит в состав основных технических параметров и выбирается по результатам технико-экономических обоснований.

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

i_э(к)=0,35 ‰

Смягченный уклон определяется по формуле:

,

где - руководящий уклон, ‰;

i_см=12-0,35=11,73 ‰

Алгебраическая разность уклонов смежных элементов определяется по формуле и не должна превышать нормативных значений ‰.

При алгебраической разности уклонов, превышающей нормативные значения, смежные элементы следует сопрягать с помощью разделительных площадок или элементов переходной крутизны.

В соответствии с полученными уклонами и длинами элементов подсчитываются проектные отметки переломов профиля, которые заносятся в графу "Проектные отметки" сетки продольного профиля:

начальная отметка, соответствующая оси станции, принимается графически с чертежа. Все последующие отметки вычисляются аналитически с точностью до 0,01 м по формуле, м,

где Н_n - отметка проектной линии в начале элемента, м;

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

I - уклон элемента профиля, ‰;

L - длина элемента профиля, км;

1) Н₁=270+1*2,40=272,40 (м);

2) Н₂=272,40+8*1,60=285,20 (м);

3) Н₃=285,20+10*0,85=293,70 (м);

4) Н₄=293,70+7*1,10=301,40 (м);

5) Н₅=301,40+0*1,35=301,40(м);

6) Н₆=301,40-6*1,35=293,30

7) Н₇=293,30-10*2,5=268,30 (м);

8) Н₈=268,30-12*0,85=258,1 (м);

9) Н₉ =258,1-8*0,55=253,7 (м)

10) Н₁₀=253,7+0*0,25=253,7

11) Н₁₁=253,7+5*0,40=255,7

12) Н₁₂=255,7+0*0,30=255,7

13) Н₁₃=255,7-8*1,15=246,5

Вычисленные отметки сличают с наколкой переломов, полученных графически. В случае значительного расхождений (более 0,5 мм) проверяются и, если необходимо, изменяют либо уклон, либо длину элемента до совпадения вычисленной отметки с графической.

Далее рассчитывают рабочие отметки. Рабочие отметки представляют собой разницу между проектными отметками и отметками земли, т.е. они указывают высоту насыпи (если проектная линия идет выше поверхности земли) или глубину выемки (когда проектная линия ниже).

4. Определение провозной способности проектируемой линии

После завершения проектирования продольного профиля рассматриваемого участка, выполняется подсчет фактического времени хода пары поездов по участку, который ведется в табличной форме.

Таблица 2 Ведомость подсчета фактического времени хода пары поездов

Примем, что значения t_факт и расчетного t_р времени хода равны, тогда:

где t_т, t_о - расчетное время хода поезда в направлениях соответственно "туда" и "обратно";

t_техн - средний резерв времени в сутки, мин, на производство ремонта пути; для однопутных железных дорог, t _техн = 75 мин;

б_н - коэффициент, учитывающий надежность работы железной дороги; при автоблокировке и тепловозной тяге равен 0,92;

(ф₁+ф₂₎ - интервалы времени для скрещения поездов на раздельном пункте; при автоблокировке и тепловозной тяге эта величина равна 5 мин;

t_р.з - поправка, учитывающая разгон и замедление поезда; она может быть принята равной 4 мин;

n_р - пропускная способность участка, пар поездов в сутки.

Тогда, пропускную способность запроектированного участка железной дороги n_р, число пар поездов в сутки:

.

Далее, следует определить число пар грузовых поездов, которые возможно пропустить по запроектированному участку, учитывая, что пропускная способность, пар поездов в сутки, для размещения раздельных пунктов, определяется по формуле:

где n_пс, n_сб количество пар поездов в сутки, соответственно пассажирских и сборных поездов на расчетный (десятый) год эксплуатации ;

_пс, _сб коэффициенты съема грузовых поездов пассажирскими и сборными; в курсовой работе могут быть приняты равными соответственно 1,5 и 1,2;

n_гр число пар грузовых поездов в сутки:

Согласно исходным данным в рассматриваемом примере n_пс = 2 пары поездов в сутки; n_сб = 3 пары поездов в сутки, тогда число пар грузовых поездов в сутки

.

Зная количество поездов, которые можно пропустить по запроектированному участку, можно оценить объем грузовых перевозок Г, который можно будет осуществить по запроектированному участку на расчетный год эксплуатации. Так как

то

Где Г объем грузовых перевозок нетто в грузовом направлении на 10-й расчетный год эксплуатации, млн. т в год;

коэффициент, учитывающий внутригодичную неравномерность грузовых перевозок; в курсовой работе может быть принят равным 1,2;

коэффициент, учитывающий отношение массы поезда нетто к брутто; в курсовой работе может быть принят равным 0,67;

средняя масса состава грузового поезда брутто, т; в курсовой работе может быть принята 3550 т.

Объем грузовых перевозок нетто в грузовом направлении на 10-й расчетный год эксплуатации составит

млн.т в год.

5. Размещение водопропускных сооружений по трассе с установлением их типов и размеров

Искусственные водопропускные сооружения размещаются на пересечении водотока с железной дорогой. Они делятся на малые, средние и большие.

Выбор типа искусственного сооружения зависит от величины стока поверхностных вод, которая пропорциональна площади водосбора данного сооружения. Водосбор расположен с верховой стороны от трассы и ограничен по периметру линиями водоразделов и земляным полотном дороги. Границы и площади водосборов определяются по картам в горизонталях.

Местоположение искусственных сооружений наиболее удобно определять с помощью одновременного анализа плана и продольного профиля. Построение границ водосборов следует начинать от водораздельных точек.

Установленные по картам или планам в горизонталях площади водосборов F в начале измеряются в квадратных сантиметрах, а затем пересчитываются в квадратные километры:

трассирование железнодорожный трасса поезд

,

км

где 0,25 - масштабный коэффициент при М - 1:50000

Расчетный расход ливневого стока следует определять по номограмме в зависимости от площади водосбора F, уклона главного лога , ‰, номера ливневого района и группы климатических районов:

где - отметки земли соответственно в вершине лога и у искусственного сооружения, т.е. в конце лога, м;

- длина главного лога, км; измеряется по карте в горизонталях (3,5 см = 1,75)

В рассматриваемом примере тип почв водосбора - песчаный. Следовательно, значение поправочного коэффициента k_л = 1,00 (см. табл. 9).

Район проектирования - Ленинградская область. По карте ? схеме ливневых районов номер района - 3, которому соответствует V группа климатических районов.

Расход ливневого стока по номограмме = 18 м³/с.

м³/с

Таблица 3 Ведомость водопропускных сооружений

6. Основные техничесакие показатели трассы

Таблица 4 Основные технические показатели трассы

Длина линии L составляет 13000 м = 13 км.

Значение руководящего уклона задано 12‰.

Коэффициент развития линии определяется по формуле:

Где L - длина линии, км;

L_о - длина воздушной линии, км, определяется в см от оси начального пункта до места расположения последнего километрового знака и с учетом масштаба переводится в км. Это расстояние составляет 21,7 см, т.е. L_о = 21,7:2=10,85км.

Процент использования руководящего уклона, % i_р, показывает, какую часть (%) в общей длине линии занимают участки, крутизна которых равна руководящему уклону. В данном случае 2 элемента продольного профиля имеют крутизну, равную ограничивающему уклону (от 11,3 до 12‰). Их общая длина L_огр = 1350 + 350 = 1700 м, что в процентном отношении составляет 13% от общей длины линии (L = 13000 м = 100%).

Минимальный радиус кривых R_min - это минимальный из радиусов равный 1000 м.

Протяженность кривых с минимальным радиусом, м, приведена в графе 8 табл. 1. Если линия содержит две и более кривых минимального радиуса, то определяется сумма их длин из графы 8 табл. 1. В данном случае радиус кривых одинаковый и составляет R =1000 м, а длины этих кривых 1604,88 м = 1,605 км, что в процентном отношении составляет 12,35% от общей длины линии (L = 13 км = 100%).

Протяженность всех кривых К в данном случае определяется.

Сумма углов поворота всех кривых ^о = 12 + 52 + 28 = 92 град.

Средний радиус кривых

Сумма преодолеваемых высот в направлениях "туда" и "обратно" определяется по продольному профилю. Если несколько элементов подряд направлены на подъем, то можно сразу найти разницу между отметкой конца последнего элемента и отметкой начала первого.

h_т = 332,5-322 = 10,5 м.

Аналогично определяется сумма преодолеваемых высот в направлении "обратно" (против хода километров). Теперь к подъему будут приводить элементы, которые в направлении "туда" были направлены на спуск.

h_о = 332,5-266 = 66,5 м.

Размещено на Allbest.ru