Разработка комплекса мероприятий по проектированию второго пути участка Белорусской железной дороги Волковыск-Гродно

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Транспорт, грузоперевозки
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    381,54 Кб
  • Опубликовано:
    2012-09-04
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Разработка комплекса мероприятий по проектированию второго пути участка Белорусской железной дороги Волковыск-Гродно

1. Характеристика района проектирования

Гродненская область расположена на северо-западе Белоруссии, граничит с Польшей и Литвой.

Для области характерен равнинный рельеф (130-190 метров над уровнем Балтийского моря). Центральное положение занимает Неманская низина, вытянувшаяся вдоль Немана, при выходе Немана за границы республики находится самый низкая точка страны - 80 метров над уровнем моря. На севере и северо-востоке располагается Лидская равнина (до 170 метров) и Ошмянская возвышенность (до 320 метров), на крайнем северо-востоке республики - часть Нарачано-Вилейской низины. На юге и востоке находятся моренные сглаженные возвышенности: Гродненская, Волковысская, Новогрудская возвышенность, на которой находится самая высокая точка области - Замковая гора (323 метра).

Зима в области мягкая и короткая, лето - долгое и умеренно теплое. Среднемесячная температура воздуха в январе колеблется от −6,6 °C в Кореличском и Новогрудском районах до −5 °C на юго-западе в Берестовицком и Свислочском районах, в июле температура достигает 17-18,2°С. Вегетативный период длится 189-200 суток. Годовое количество осадков составляет 520-640 мм, 71 % их приходится на теплую половину года (апрель-октябрь).

Практически вся территория области относится к бассейну Немана и его притокам: Березине, Гавье, Дитве, Лебеде, Котре (справа), Уше, Сервачи, Щаре, Ласосне (слева). На северо-востоке протекает река Вилия (с Ошмянкой). На северо-западе начинается река Наров - приток реки Висла. Известен Августовский канал, который соединил бассейны Немана и Вислы. Самые крупные озера: Белое, Рыбница, Молочное, Свитязь (в пределах Свитязянского ландшафтного заказника), Свирь и Вишневское (на границе с Минской областью).

Почвы сельхозугодий значительно эрозированы и завалунены, частично переувлажнены и заболочены. Дерново-подзолистые почвы составляют 78,9 % площади сельхозугодий, дерново-подзолистые заболоченные - 17,5 %. Преобладают супесчанные почвы - 56,9 %, имеются суглинистые - 23,1 %, песчаные и торфяные - по 10 %. Осушенные земли занимают 18,5 % сельхозугодий.

Средняя лесистость составляет 33 %, от 10-12 % в Берестовицком и Зельвенском районах до 50 % в Свислочском. Леса преимущественно хвойные (68,8 %) и еловые (11 %), меньше березовых, черноольховых, дубовых, грабовых, ясеневых. Сохранились крупные лесные массивы - пущи: Налибокская, Липичанская, Графская, частично Беловежская.

Преобладают низинные болота, занимают 6,6 % территории области, большая часть их осушена. Под лугами занято 14,4 % территории, 2/3 из них - низинные.

Гродненская область сегодня - это 17 районов, 14 городов, 18 посёлков городского типа, 4361 сельский населённый пункт. Территория - 25,1 тыс. км2, население - 1114 тыс. человек.

Основной производственный потенциал сконцентрирован в многоотраслевых промышленных центрах: Гродно, Лиде, Слониме, Волковыске, Новогрудке, Сморгони. Приграничное расположение области, ее вхождение в еврорегион «Неман» способствуют развитию экономических связей со странами ближнего и дальнего зарубежья.

Область располагает значительным промышленно-производственным потенциалом разноотраслевой направленности: 267 предприятия, в том числе 150 негосударственной собственности, производят около 10% промышленной продукции Республики Беларусь.

Структура промышленного производства в регионе:

машиностроение и металлообработка - 11.6 %

химическая, нефтехимическая - 22.1 %

строительные материалы - 5.9 %

лесная, деревообрабатывающая, целлюлозно-бумажная - 5.9 %

легкая - 3.2 %

топливная - 0.3 %

пищевая - 28.1 %

электроэнергетика - 6.3 %

другие - 16.8 %

На предприятиях промышленности работает 99,0 тыс. человек. В 2004 году произведено промышленной продукции на 4089.8 млрд. рублей с темпом роста 111.3 % к 2003 году.

Крупнейшие предприятия Принеманского края - ОАО «Гродно «Азот», ОАО «Белкард», ОАО «Гродно Химволокно», ОАО «Красносельскстройматериалы», ОАО «Стеклозавод «Неман», ОАО «Лакокраска», РПУП «Гродненская табачная фабрика «Неман», ОАО «Скидельский сахарный комбинат»

Разнообразен ассортимент продукции, выпускаемой на предприятиях Гродненщины: минеральные удобрения, химические волокна и нити, лакокрасочные материалы, зерноуборочные комбайны, строительные материалы, автобусы, лекарственные средства, витаминные препараты, табачные изделия, продукция легкой, деревообрабатывающей и перерабатывающей промышленности. Всего выпускается около 400 видов продукции. В структуре товаров народного потребления продовольственные товары занимают 64.7 %, непродовольственные - 30,2 %.

Агропромышленный комплекс Гродненской области включает 240 сельскохозяйственных предприятий и 321 фермерское хозяйство.

2. Выбор сторонности второго пути

.1 Факторы, влияющие на выбор сторонности второго пути

На выбор сторонности второго пути оказывают влияние следующие факторы:

. Косогорность местности.

Если на участке местности преобладают насыпи, то второй путь устраивается с верховой стороны, так как при этом уменьшаются объемы земляных работ и существующую насыпь можно рассматривать как подпорную стенку сооружаемому земляному полотну. Если же на участке железной дороги преобладают выемки, то второй путь устраивается с низовой стороны, так как при этом уменьшаются объемы земляных работ и не нарушается откос существующей выемки с нагорной стороны, который наиболее подвержен заболеваниям. Если косогорности на участке нет, то второй путь располагают с любой стороны.

. Постройка второго пути не должна нарушать условий работы существующего земляного полотна и нарушать его устойчивость. Поэтому на оползневых косогорах второй путь располагается в пассивной зоне.

. Наличие укрепительных откосов насыпей или выемок, водоотводных или дренажных сооружений.

. В местах пересечения крупных водотоков вторые пути располагаются с низовой стороны, чтобы не нарушать работу различных регуляционных сооружений, которые с верховой стороны более мощные.

. Вторые пути на станциях располагаются со стороны, противоположной зданиям, чтобы уменьшить снос строений.

. По условиям производства работ вторые пути располагаются со стороны расположения карьеров, чтобы транспорт не пересекал существующий путь.

. При прохождении существующей дороги через населенные пункты или вблизи населенных пунктов, вторые пути проектируются с той стороны, которая обеспечила бы наименьший снос строений.

. При проектировании вторых путей, учитывается расположение линий связи. Если линии связи расположены слева от существующей железной дороги, то второй путь следует расположить справа и наоборот.

2.2 Обоснование сторонности второго пути

Учитывая натурное расположение существующей железной дороги и принимая во внимание ее технические характеристики и условия местности пролегания железнодорожной линии, было принято решение о сооружении второго пути справа от существующего.

К факторам, которые явились причиной выбора второго пути справа от существующего, относятся:

на участке местности, на котором производится реконструкция существующей железнодорожной линии, преобладают насыпи, поэтому второй путь устраивается с верховой стороны (т.е. справа), это решение позволяет уменьшить объемы земляных работ, а существующую насыпь можно рассматривать как подпорную стенку сооружаемому земляному полотну;

справа от существующей железной дороги количество укрепительных откосов насыпей или выемок, дренажных и водоотводных сооружений, которые являются серьезными препятствиями при строительстве вторых путей, существенно меньше, чем слева;

основные здания и сооружения на станциях расположены, в основном, с левой стороны;

в местах пересечения дорогой крупных водотоков для того, чтобы не нарушать работу различных регуляционных сооружений, вторые пути были запроектированы с низовой стороны водотоков;

все притрассовые карьеры расположены с правой стороны относительно существующей железной дороги, поэтому для того, чтобы транспорт не пересекал существующий путь, вторые пути проектируются справа от него;

при проектировании вторых путей учитывалось расположение строений в населенных пунктах, находящихся вблизи существующей дороги, так, чтобы обеспечить наименьший снос зданий;

также учитывалось расположение линий связи, и так как в нашем случае линии связи находятся слева от существующего пути, то вторые пути запроектированны справа.

3. Проект второго пути

.1 Техническое обоснование необходимости строительства вторых путей

Сооружение вторых путей на однопутных железных дорогах значительно увеличивает пропускную и провозную способность, повышает участковую скорость движения поездов, снижает себестоимость перевозок и существенно улучшает другие эксплуатационные показатели дороги.

Необходимость строительства второго пути устанавливаем на основе обследования соответствующего полигона сети и технико-экономических расчетов, определяющих эффективность принятого решения по капитальным затратам и эксплуатационным расходам с учетом отдаленности их во времени. При этом обеспечивается рациональное взаимодействие с примыкающими линиями железных дорог и другими видами транспорта, учитываются задачи развития транспортной сети и местные условия, в которых будет осуществляться строительство.

Вторые пути строятся в соответствии с планом общего развития железнодорожной сети или отдельных ее полигонов и направлений после того, как исчерпаны в пределах технико-экономической целесообразности все другие способы увеличения пропускной и провозной способности однопутной железной дороги (введение более мощного локомотива, удлинение станционных путей, увеличение весовой нормы поезда, введение более совершенных средств АТС, повышение скоростей движения, рационализация загрузки параллельных ходов, использование других видов транспорта и т.п.) с опережением на время, необходимое для сооружения второго пути.

Особое внимание при проектировании вторых путей уделяется комплексному развитию железнодорожного хозяйства, не допускаются диспропорция в мощности (пропускной способности) отдельных его звеньев. В частности, увеличение пропускной способности перегонов в связи с сооружением второго пути увязываем с пропускной способностью станций, локомотивного хозяйства, энергоснабжения и других хозяйств дороги, а также с работой промышленного и автомобильного транспорта.

Вторые пути проектируются с наибольшим использованием существующих устройств и применением прогрессивных решений, предусматривающих внедрение передовых технологических процессов новейшей техники, индустриальных и сборных конструкций и местных строительных материалов, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, с соблюдением экономии капитальных затрат и целесообразным их сочетанием с эксплуатационными расходами.

3.2 Основные требования по СТН по проектированию плана, профиля, трассы и других элементов второго пути и реконструкции существующей железнодорожной линии

Исходные данные:

Участок дороги ПК 0 - ПК 100

. Проектирование ведётся по нормам - II категории

. Принятая весовая норма грузовых поездов Q = 3500 т., локомотивов 2ТЭ10.

. Полезная длина приемоотправочных путей - lпо =1050 м.

. Скорость движения пассажирских поездов - V ≤ 160 км/ч

Нормы проектирования и требования:

. Проектирование всех сооружений на II пути ведётся с учётом строительства II пути без нарушения движения по существующему пути; реконструкция существующего производится после открытия движения по II пути.

. Величина руководящего уклона - iр = 7 0/00.

. Длина элементов продольного профиля должна быть, как правило, не  менее - lпо/2 = 525 м.

Допускается уменьшение длины элементов продольного профиля до 200 м.

Во вредных ямах разделительные площадки длиной не менее 200 м допускается проектировать без элементов переходной крутизны.

. Наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной  крутизны:

рекомендуемая норма lрек. =300 м.

минимально допускаемая норма lдоп.=200 м.

. Наибольшая алгебраическая разность сопрягаемых уклонов:

рекомендуемая норма DIрек = 7 0/00.

максимально допускаемая норма DIдоп.=10 0/00.

. Радиус сопрягающей кривой в вертикальной плоскости:

рекомендуется применять Rв = 15000 м.

в особо трудных условиях допускается Rв=10000 м.

. Наименьший рекомендуемый радиус кривых R = 2000 м.

.Длина переходных кривых устанавливается по СТН Ц.01-95.

Допускается проектировать переходные кривые меньшей длины, определяемой по расчёту в зависимости от проектируемого возвышения наружного рельса h (h не более 150 мм.) и уклона отводов возвышения i(i не более 1 0/00).

. Минимальная длина прямых вставок (между начальными точками переходных кривых):

кривые направлены в разные стороны 150 м.

кривые направлены в одну сторону 150 м.

В особо трудных случаях допускается уменьшать длину прямых вставок:

кривые направлены в разные стороны - до 75м.

кривые направлены в одну сторону - до 100 м.

В исключительных случаях при проектировании кривых, направленных в разные стороны, допускается не устраивать прямых вставок.

. Расстояние между осями главных путей на перегонах, на прямых  участках пути проектировать не менее 4.10м.

. Верхнее строение пути:

рельсы Р65 шпалы: ж/б; на 1км 1840/2000 штук;

балласт: щебень 0,35м.; песчаная подушка 0,20м.

. Расстояние от оси II пути до бровки земляного полотна принимается не менее 3.80 м

. Пристраиваемому земляному полотну придается поперечный уклон 0,04 для выемок и 0,02 для насыпей.

3.3 Характеристика участка существующей железной дороги

Рассматриваемый участок железной дороги протяженностью 73,00 км, однопутный состоит из восьми перегонов. На нем расположены три промежуточные станции и шесть разъездов.

На дороге имеются уклоны круче руководящего, кривые малых радиусов, недостаточные длины прямых вставок между кривыми. Крутые уклоны ограничивают возможность увеличения массы поездов при заданной мощности локомотива. При следовании поезда по участкам с крутыми уклонами на спуск существенно ограничиваются скорости движения, осложняя эксплуатацию подвижного состава и путевой решётки.

Участок железной дороги оборудован автоматической блокировкой. Полезная длина приемоотправочных путей 1050 м.

Таблица 3.1 - Характеристика вагонного парка

Тип вагона

Четырехосные

Восьмиосные

Масса вагона qт, т

23,5

44,3

Грузоподъемность qгр, т

60,5

124,6

Коэффициент использования грузоподъемности α

0,9

0,95

Соотношение по количеству, %

80

20


Верхние строение пути характеризуется следующим: рельсы Р65, шпалы железобетонные, балласт щебеночный, путь звеньевой.

Из водопропускных сооружений имеются железобетонные трубы, а также малые железобетонные и металлические мосты. Состояние земляного полотна и водопропускных сооружений удовлетворительное.

Существующие продольные уклоны на отдельных участках превышают 15 - 200/00, в плане имеются кривые малых радиусов (570 м).

Таким образом, существующий план и продольный профиль не могут обеспечивать скорости движения поездов, требуемые нормативными документами [1]. Поэтому существующая дорога нуждается в реконструкции.

3.4 Реконструкция продольного профиля существующей железной дороги

.4.1 Составление утрированного продольного профиля и его анализ

Проектирование реконструкции продольного профиля участка существующей железнодорожной линии ПК 0 - ПК 100 произведено по утрированному профилю, вертикальный масштаб которого равен 1:100, горизонтальной 1:10000.

Утрированный профиль составлен на основании данных полевого обследования существующей линии, сведенных в ведомость профиля и плана, где указаны пикетные отметки существующей головки рельса (СГР), отметки земли и толщина существующего балласта.

По плану линии указаны направление и величина углов поворота, радиус и пикетное значение начала круговой кривой, имеются также данные о водопропускных сооружениях.

Прежде чем приступить к составлению утрированного профиля, для каждой кривой по величине угла поворота a и радиуса R определяется длина К и тангенс Т круговой кривой, а также пикетажное значение конца кривой.

Длина и тангенс круговой кривой и пикетажное значение конца ее определяются с точностью до 0,01м. Тангенс и длина круговой кривой определяются по формулам:

 или ;

(3.1)

 или ,

(3.2)


Здесь T1000 и K1000 - соответственно тангенс и длина круговой кривой при R= 1000 м и данном угле поворота a, определяемые по таблицам для разбивки кривых на железных дорогах.

На данном участке дороги имеется 8 кривых, данные о которых сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Характеристики кривых

Радиус R, м

Угол.a, град

Длина К, м

Начало, ПК +

Конец, ПК +

640

16о30″

489,62

133+29,81

138+18,80

1067


656,76

139+71,62

146+28,38

1280


303,83

146+83,55

149+87,38

853


467,47

157+66,24

162+33,71

1707


405,18

175+37,18

179+42,36

853


435,71

187+97,45

192+33,16

800


418,88

208+99,16

213+18,04

300


83,78

213+58,04

214+41,82


На утрированном профиле нанесены пикеты, плюсы и план существующего пути с привязкой к пикетажу всех кривых, а также вписаны длины прямых между круговыми кривыми.

После заполнения граф отметок СГР и земли произведена наколка этих отметок.

Данные о существующих водопропускных сооружениях выписаны ниже линии СГР, но выше линии земли.

В графе «существующие уклоны» проставлены пикетные уклоны в тысячных, определенные как разность соседних отметок СГР в метрах, умноженных на 10. Наклонной линией показано направление уклона. Протяжение уклонов 100 м на утрированном профиле, как постоянная величина, не проставлена. Анализ профиля и плана существующей линии имеет цель выявить имеющиеся отступления от действующих строительных норм и правил, которые необходимо ликвидировать при проектировании переустройства профиля и плана.

На данном участке трассы в профиле имеется следующие отступления от норм СТН:

Уклоны круге расчетного 7 имеются на ПК 133 - ПК 134, ПК 134 - ПК 135, ПК 155 - ПК 156, ПК 157 - ПК 158, ПК 158 - ПК 159, ПК 159 - ПК 160, ПК 164 - ПК 165, ПК 165 - ПК 166, ПК 174 - ПК 175, ПК 182 - ПК 183,

ПК 195 - ПК 196, ПК 196 - ПК 197, ПК197 - ПК198, ПК204 - ПК205,

ПК 205 - ПК206, ПК 226 - ПК227, ПК 227 - ПК228.

На рассматриваемом участке элементы недостаточной длины (короче 200м) имеются на участках: ПК 136- ПК 138, ПК 139 - ПК 140, ПК 142- ПК 144, ПК 151- ПК 153, ПК 160- ПК 162, ПК163 - ПК 164, ПК168 - ПК 170, ПК 176- ПК 178, ПК 180- ПК 182, ПК 187- ПК 189, ПК192 - ПК 193, ПК 199- ПК 201, ПК203 - ПК 205, ПК 208- ПК 209, ПК 217- ПК 219, ПК 220- ПК 222, ПК 225- ПК 227, ПК 228- ПК 230.

Между ПК 213 - ПК 214 имеется прямая вставка недостаточной длины 40м между кривыми, направленными в одну сторону.

Кривые малого радиуса (R<600м) расположены около пикетов ПК213, ПК 214, ПК 215.

3.4.2 Определение отметок низа балласта и расчетной головки рельса

Для того, чтобы при проектировании продольного профиля выдерживалась потребная толщина балластного слоя, на утрированном профиле предварительного были нанесены две вспомогательные линии: линия низа балласта (НБ) и линия расчетной головки рельса (РГР).

Отметки низа балласта определяются по формуле

(3.3)


где  - высота существующего рельса с подкладкой (при рельсах типа

Р65, м)

- толщина существующего балласта, включая и толщину шпалы, (берется из соответствующей графы утрированного профиля), м.

Пример определения отметки СГР на ПК 37:

СГР=276,47м,  = 0,28м, м

НБ=267,47- (0,20+0,28)=275,99 м.

Верхнее строение пути проектируется следующее: рельсы Р65, шпалы железобетонные, балласт щебеночный на песчаной подушке.

Отметки расчетной головки рельса определяются по формуле

(3.4)


где - высота проектируемого рельса с учетом подкладки (при рельсах типа Р65 =0,20м);

- толщина проектируемого балласта под шпалой с учетом высоты проектируемой шпалы (=0,20+0,35+0,20=0,75м).

Пример определения отметки РГР на ПК 44 + 00

РГР=271,09+0,20+0,75=272,04м.

Отметки НБ и РГР подсчитаны на всех пикетах и плюсах, вписаны в соответствующие графы утрированного профиля и произведена наколка их на профиле.

.4.3 Нанесение проектной линии

Проектирование реконструкции продольного профиля произведено путем нанесения на утрированный профиль линии проектной головки рельса (ПГР) с соблюдением норм и требований СТН и ликвидацией всех отступлений от норм, отмеченных в пункте 3.4.1.

При совпадении руководящего уклона с кривыми в плане, он смягчается на величину дополнительного сопротивления от кривой, которое определяется по формуле

, (3.5)

где lпо - полезная длина приемо-отправочных путей.

На участках, где нет отступлений от норм и правил, линия ПГР совмещена с линией РГР или расположена чуть выше линии РГР, чем обеспечивается толщина балласта не менее проектной.

Нанесение проектной линии начато с участков, где существующие продольные уклоны превышают руководящий уклон. Продольный профиль запроектирован преимущественно досыпками. Целесообразность срезки в выемке (ПК 85 - ПК 87) объясняется тем, что на участках, примыкающих к этой выемке, существующие уклоны значительно круче руководящего уклона. Назначенная срезка позволяет значительно уменьшить величину досыпок на примыкающих участках, что в свою очередь, значительно уменьшит объемы земляных работ.

Проектная лини запроектирована на профиле сплошной черной линией, несколько более широкой, чем остальные линии профиля. Такими же линиями проведены ординаты переломов линии ПГР.

На участках утрированного продольного профиля, где разность сопрягаемых уклонов для данной категории дороги превышает 2,3 устраивались вертикальные кривые. Применение кривых в вертикальной плоскости вызвало изменение проектных отметок (рисунок 3.1).

Величина изменения проектной отметки определяется по формуле

,

(3.6)


где Тв - тангенс вертикальной кривой, м; в - радиус вертикальной кривой, Rв =15000м.

Рисунок 3.1 - К расчету вертикальных кривых

Тангенс кривой в вертикальной для железнодорожных линий II категории определяется по формуле

Тв =7,5∆i, ,

(3.7)


где ∆i - алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, профиля, .

Исправленная проектная отметка определяется по формуле

,

(3.8)


например на ПК 57 + 00

ПРГ=280,38 м, ∆i=4,0, Rв =15000 м

Тв =7,5 · 4,0=30,00 м;

;

ПГРис =280,38- 0,03=280,35 м.

Границы вертикальных кривых, исправленные проектные отметки и величины тангенсов кривых в вертикальной плоскости указаны выше сетки профиля.

3.4.4 Подсчет досыпок и срезок

Досыпки и срезки определяются на всех пикетах и плюсах. На участках, где линия ПГР совпадает с линией РГР или располагается выше ее (ПГР<РГР), а такие на тех участках, где имеется неполнота балласта, т.е. линия ПГР располагается ниже линии РГР в пределах до 5 см (РГР-ПГР£ 0.05 м), определяется величина досыпки, м

∆h=ПГР-СГР.

(3.9)


На участках, где линия ПГР располагается ниже линии РГР более чем, на 5 см (РГР-ПГР0.05 м), подсчитывается величина срезки, м.

∆hс=РГР-ПГР.

(3.10)


В пределах вертикальных кривых величина подъема и срезки определяется по исправленным проектным отметкам ПГРис.

Пример подсчета досыпки на ПК 47 + 00

∆h=272,80- 272,27=0,53м.

Пример подсчета срезки на ПК 86 + 00

∆h=273,16- 272,32=0,84м.

Значение досыпок и срезок указывается в соответствующих графах утрированного профиля.

3.5 Составление графика сводных данных

Для обеспечения комплексного проектирования всех элементов второго пути составляется график сводных данных (СД).

Горизонтальный масштаб графика СД 1:10000 (такой же, как утрированного продольного профиля).

Составление графика СД начинается с нанесения пикетажа. Для облегчения работы над графиком пикеты совмещены с жирными линиями сетки миллиметровой бумаги, нанесенными через I см. После этого с утрированного профиля переносится план существующего пути с точной привязкой (до 0,01 м) к пикетажу начала и конца всех круговых кривых. Помимо элементов кривых (У, Р, К) и привязки их к пикетажу указываются с той же точностью длины прямых между круговыми кривыми. Выше и ниже плана существующего пути оставляется место для нанесения плана левого и правого путей, один из которых является вторым путем, а другой - реконструируемым существующим.

Далее строится график подъемок и срезок. На нем на каждом пикете и плюсе от горизонтальной линии, проведенной посередине данной графы и принимаемой за выпрямленную линию СГР, откладываются вверх подъемки, а вниз - срезки. Вертикальный масштаб этого графика такой же, как и утрированного продольного профиля, т. е. 1:100. Здесь же, в том же масштабе 1:100, отроится условная линия земли (график высот насыпей и глубин выемок) путем переноса с утрированного профиля вертикальных размеров от линии СГР до линии земли.

На этот график с утрированного профиля переносятся данные о водопропускных сооружениях и местах расположения осей раздельных пунктов.

После этого в соответствующей графе графика СД указываются типы поперечных профилей земляного полотна второго пути.

3.6 Назначение типов поперечных профилей земляного полотна и определение междупутий

Типы поперечных профилей земляного полотна второго пути назначаются в зависимости от величины досыпок и срезок, высоты насыпей и глубины выемок существующего полотна и вида водопропускных сооружений с учетом следующих рекомендаций:

Тип I (ось существующего пути не смещается) - применяется при малых подъемках (до 0,2 - 0,3 м), которые не требуют уширения существующего полотна в сторону, противоположную второму пути. При больших подъемках (но не более 0,7 м), вызывающих необходимость уширения существующего полотна, применение поперечного профиля типа I целесообразно лишь при малой высоте насыпи (глубине выемки), когда объем работ по уширению существующего земляного полотна будет незначительным. При больших рабочих отметках существующего земляного полотна и при подъемках более 0,7 м независимо от рабочей отметки полотна, а также при наличии труб следует применять II тип или III-б. Это позволит избежать необходимости уширения полотна и удлинения труб в сторону, противоположную второму пути.

Тип II может применяться при сравнительно небольших подъемках (ориентировочно до 1 м) только на насыпи. Этот тип поперечника по сравнению с типом III-б требует несколько меньшей величины смещения оси существующего пути и, следовательно, меньшего объема работ, но зато увеличивается расход дренирующего грунта.

Тип III-б может применяться при любых подъемках и срезках как на насыпях, так и в выемках. При этом уширения существующего земляного полотна в сторону, противоположную второму пути (как и при типе II) не требуется. Это достигается за счет смещения оси существующего пути.

Назначение типов и участков группирования поперечных профилей производится с таким расчетом, чтобы не было слишком частой их смены. Однообразный тип поперечного профиля сохраняется на достаточно большом протяжении, во всяком случае не менее 300 - 400м. Граница типов поперечных профилей назначается не на пикетах или плюсах, а между ними, чтобы каждый данный пикет или плюс относился к определенному типу поперечника.

С учетом вышеизложенного назначены следующие типы поперечных профилей земляного полотна:

на участке ПК 0+00 - ПК 5+00, ПК 15+50 - ПК 34+50, ПК 44+50 - ПК 50+50, ПК 62+50 - ПК 75+50,назначен тип I, так как здесь досыпка не превышает 0,4 м, а подрезки отсутствуют;

назначение типа II на участках насыпи ПК 55+50 - ПК 62+50 обоснованно досыпкой до 1,0 м;

на участках, ПК 5+00 - ПК 15+50, ПК 34+50 - ПК 44+50, ПК 50+50 - ПК 55+50, ПК 75+50 - 100+00 назначен тип III-б, так как на этих участках кроме досыпок присутствуют срезки, причем величины рабочих отметок, срезок и досыпок значительны.

По назначенным типам поперечных профилей земляного полотна на всех пикетах и плюсах подсчитаны контрольные междупутья по формулам:

на участке применения поперечного профиля I типа

 ;

(3.11)


на участке применения поперечного профиля II типа

;

(3.12)


на участке применения поперечного профиля типа III-б

Мк=5,50+1,5∆hII;

(3.13)


в местах расположения мостов

,

(3.14)


где ∆гу - габаритное уширение междупутья в кривой, зависящее от величины радиуса и характера профиля [8];

апр/2 - ас/2 - расстояние от оси проектируемого и существующего пути до бровки полотна со стороны, противоположной второму пути,, ;

∆hII - истинная величина досыпки или срезки (величина досыпки или срезки в уровнях бровки земляного полотна), м.

Величина ∆hII при досыпках определяется по формуле

∆hII=∆h-∆hр-∆hб,

(3.15)


а при подрезках

∆hII=∆h+∆hр+∆hб,

(3.16)


где ∆hр и ∆hб - разница проектного и существующего рельсов и балласта соответственно, м.

Для упрощения подсчетов Мк в приведенных выше формулах использовалась величина ∆h, взятая из утрированного продольного профиля, а при построении графика контрольных и конструктивных междупутий на пиковых точках полученные величины контрольных междупутий корректировались, применяя истинную величину досыпки и срезки.

Пример подсчета Мк на ПК 61 + 00 при ∆h=0,61м, ∆hр=0,55м, ∆hб=0,38м (тип поперечного профиля - II)

∆hII=0,61-(0,55-0,38)=0,44 м,

Мк=4,10+1,5∙0,44+0,2=4,96 м.

Пример подсчета Мк на ПК 11 + 38 при ∆h=1,71м, ∆hр=0,55м, ∆hб=0,36м (тип поперечного профиля - III-б)

∆hII=1,71-(0,55-0,36)=1,52м,

Мк=5,5+1,5∙1,52=7,78 м.

Подсчитанные контрольные междупутья выписаны в соответствующую графу графика сводных данных и нанесены на график контрольных и конструктивных междупутий в масштабе 1:100, при чем крайняя линия графика принята за 4,0 м.

3.7 Назначение способов изменений междупутий

С точки зрения плана линии наилучшими являются способы изменения междупутий на кривой или на прямой вставке. Наименее благоприятным считается изменение междупутья на прямой, так как при этом ухудшаются эксплуатационные качества плана линии из-за необходимости устройства двух дополнительных обратных кривых. Однако, чтобы избежать существенного увеличения объёмов работ, иногда приходится изменять междупутье и на прямой.

При нанесении объемлющей линии протяжение участков, на которых изменяется величина междупутий, может условно приниматься равным

при изменении междупутья на кривой - длине кривой;

при изменении междупутья на части кривой - по потребности, в зависимости от очертания графика контрольных междупутий, но не менее 150 м;

при изменении междупутья на прямой и в начале (или конце) прямой от 150 до 300 м в зависимости от разности междупутий;

при изменении междупутья на прямой вставке - длине прямой вставки.

Намеченные расчётные междупутья и способы изменения их заносятся в графу «Задание на расчёт плана второго пути» графика сводных данных. Эти данные являются исходными для проектирования и расчёта плана линии, а также для проектирования поперечных профилей земляного полотна под второй путь.

С учётом отмеченного выше в данном случае назначены следующие расчётные междупутья и способы их изменения:

изменение междупутья с 4,10 до 7,78 предусматривается в конце прямой на ПК5 +00 - ПК 6+80,11;начало первой кривой.

изменение междупутья с 7,78 до 4,10 предусматривается на прямой вставке на ПК 14+60,38 - ПК 15+47,43;

изменение междупутья с 4,10 до 6,64 намечается на части кривой на ПК 32+57,43 - ПК+35+21,02;

переход с междупутья 6,64 на междупутье 6,31 осуществляется в конце прямой на ПК 46+52,18 - ПК 48+38,73;

изменение междупутья с 6,31 до 4,96 предусматривается на прямой на ПК 55 - ПК 56+48,53;

изменение междупутья с 4,96 до 4,10 предусматривается в конце прямой на ПК 61+50,00 - ПК 63+32,45;

переход с междупутья 4,10 на междупутье 6,41 осуществляется на прямой на ПК 74+50,16 - ПК 78+00,00;

изменение междупутья с 6,41 до 7,44 предусматривается на прямой на ПК 88+50,00- ПК 90+07,76.

Используя назначенные на графике сводных данных способы изменения междупутий запроектирован план второго пути и реконструкция существующего первого пути.

При проектировании реконструкции плана существующего пути учитывалось следующее:

ось существующего пути не смещалась (например, на участках поперечных профилей I типа);

ось существующего пути смещалась и располагалась концентрично по отношению ко второму пути (например, на участках поперечных профилей II и IIIб типа);

ось существующего пути смещалась, но располагалась не концентрично по отношению ко второму пути; (например, при переходе от участков поперечных профилей типа II и IIIб с временным уширенным междупутьем к постоянным уширенным междупутьям).

В первом случае план существующего пути не изменяется. Поэтому элементы кривых на существующем пути и на левом пути одинаковые. Одинаковы и пикетажные значения начала и конца кривых на этих путях. Неправильного пикета по левому пути не будет. Во втором случае радиус кривой и положение ее в пикетаже на реконструируемом пути определялось исходя из кривой второго пути.

Удлинение или укорочение (неправильный пикет) определялось относительно существующего пути. Пикетажные значения начала и конца кривой совпадают с пикетажным значением начала и конца кривой на втором. По реконструируемому (левому) пути, так же как и по второму (правому) пути определялся неправильный пикет (100-).

В третьем случае, при смещении существующего пути, расположенного неконцентрично второму пути, по реконструируемому пути производим самостоятельные расчеты плана линии (расчеты по смещению оси пути), независимо от расчетов плана второго пути.

Одновременно с составлением схемы плана существующего, проектируемого и реконструируемого путей определялись элементы кривых, пикетажное значение начала и конца кривых, неправильные пикеты, нормали в промежуточных точках.

При расчетах соблюдалась следующая точность: линейные величины - до 0,01 м; тригонометрические функции и углы поворота в радианной мере - до 5-6 знаков после запятой; углы до 1', тангенсы углов наклона угловых линий к оси абсцисс - не менее 4-5 значащих цифр.

Нормали на пикетах определялись с использованием метода угловых диаграмм. Этот метод, основанный на допущении равенства длин обоих путей, дает невязку в расчетах, которая при изменении междупутий на кривой и на части кривой достигает значительной величины. Для проверки получающихся при расчетах невязок пользуется график, который дает величину невязки в зависимости от величины междупутья и угла поворота кривой. Разгонку невязки производим, введя в расчет фиктивный угол поворота кривой.

Кривая второго пути при постоянном междупутье располагается концентрично кривой существующего пути. В этом случае изменения междупутья нет, но, тем не менее, определяются элементы кривой второго пути и неправильный пикет.

На втором пути радиус кривой определяется по формуле

, (3.17)

где М - величина нормального междупутья, равного 4,10 м.

На графике сводных данных в профильных схемах плана величина радиуса округляется до целых метров. Это делается условно и не означает, что междупутье также округляется до целых метров.

Удлинение (или укорочение) второго пути против существующего определялось по выражению:

 (3.18)

где  − угол кривой в радианной мере.

Пикетажные значения начала и конца кривых на обоих путям одинаковы, что следует из условиях их концентричности.

Из-за изменения междупутья в начале прямой концы кривых на существующем и проектируемом путях не имеют одинаковое пикетажное значение. По второму пути определяем неправильный пикет (100-).

3.8 Проектирование поперечных профилей земляного полотна и порядок производства работ

Поперечные профили земляного полотна второго пути проектировались на общем земляном полотне с существующим путём.

Проектирование производилось в масштабе 1:100 по поперечным профилям земляного полотна существующего пути, построенным на основе их съёмки.

Существующее земляное полотно не имеет болезней и деформаций, которые необходимо учитывать при проектировании земляного полотна второго пути. В конечном итоге отметки головок рельсов проектируемого второго и реконструируемого первого совпадают.

При проектировании соблюдались следующие требования:

постройка земляного полотна второго пути не препятствует нормальному движению поездов по первому (существующему) пути;

сохранён откос существующего земляного полотна со стороны, противоположной второму пути;

более полно использовалось существующее земляное полотно с целью уменьшения объёмов работ по сооружению второго пути.

При проектировании вторых путей выполнялись следующие требования:

при сооружении земляного полотна в обыкновенных грунтах расстояние от оси второго пути до бровки земляного полотна равнялось 3,80 м;

на кривых участках пути, при расположении второго пути с наружной стороны кривой, расстояние от оси второго пути до бровки земляного полотна - увеличивалось на 0,50 м при радиусах менее 600 м на 0,40м - при радиусах от 700 до 1500 м на 0,20 м - при радиусах от 1800 до 2500 м и на 0,10 м - при радиусах от 3000 м до 4000 м;

минимальная обочина со стороны, противоположной второму пути - не менее 0,50 м;

со стороны присыпаемого земляного полотна для повышения его устойчивости нарезались уступы при высоте насыпи более 1 м;

для обеспечения отвода воды пристраиваемому земляному полотну придавался поперечный уклон 0,04 - для выемок и 0,02 - для насыпей в полевую сторону.

Поперечники вычерчивались на миллиметровой бумаге в масштабе 1:100 в отметках. Для того, чтобы построить поперечник существующего земляного полотна, из утрированного продольного профиля выписываются отметки земли, СГР и толщина существующего балластного слоя. Поперечник существующего земляного полотна вычерчивается тонкой сплошной линией.

Вначале проводится горизонтальная линия СГР, ниже которой на величину, равной высоте существующего рельса, откладывается верх балластной призмы, имеющей размер 3,20 м при щебеночном балласте.

Бровка существующего земляного полотна показывается на уровне отметок низа балласта (НБ). Откосы земляного полотна применяются полуторные, а местность - не имеющая поперечного уклона.

Исходными данными для построения поперечного профиля земляного полотна второго пути являлись:

сторонность второго пути;

отметка ПГР;

расчётное междупутье, которое указано в графе «Задание на расчёт плана второго пути» на графике сводных данных;

направление кривой и величина радиуса (если поперечник строится на кривой).

По этим данным на поперечник наносится ось второго пути с учётом сторонности и проводится линия ПГР. При высоте насыпи более 1 м нарезались уступы. Проектирование земляного полотна зависит от типа поперечника. Очертание проектируемого земляного полотна показано более утолщённой линией.

В данном дипломном проекте запроектированы поперечные профили земляного полотна на пикетах: ПК44 + 00 (тип IIIб, насыпь); ПК 61 + 00 (тип II); ПК 52 + 00 (тип IIIб, выемка); ПК 73 + 00 (тип I, насыпь).

Поперечник типа III б (досыпка)

Работы первой очереди:

). Уборка балласта с обочины и откоса существующего полотна со стороны второго пути, срезка дерна.

). Устройство уступов на откосе (при высоте насыпи более 1,0 м).

). Отсыпка земляного полотна второго пути грунтом с устройством в верхней части уклона 0,02 в сторону от междупутья.

). Устройство балластной призмы на первый слой (0,20 м под шпалой) и укладка верхнего строения.

). Перевод движения на второй путь.

Работы второй очереди:

). Разборка существующего пути и удаление балласта.

). Досыпка существующего полотна грунтом с устройством в верхней части уклона 0,02 в сторону от междупутья.

). Устройство балластной призмы на реконструируемом первом пути и укладка верхнего строения.

). Открытие движения по реконструированному первому пути.

). Доведение балластной призмы на втором пути до проектных размеров.

Поперечник типа II.

Работы первой очереди:

) Уборка балласта с обочины и откоса существующего полотна со стороны второго пути, срезка дерна.

) Устройство уступов на откосе (при высоте насыпи более 1,0 м).

) Отсыпка земляного полотна второго пути грунтом с устройством в верхней части уклона 0,02 в сторону от междупутья.

) Отсыпка земляного полотна второго пути выше бровки существующего полотна дренирующим грунтом. Устройство балластной призмы.

) Устройство полной балластной призмы второго пути и укладка верхнего строения.

) Перевод движения на второй путь.

Работы второй очереди:

) Досыпка существующего полотна дренирующим грунтом с последовательной подъемкой и рихтовкой пути.

) Устройство полной балластной призмы на реконструируемом первом пути

Поперечник типа I на насыпи (досыпка).

Работы первой очереди:

) Уборка балласта с обочины и откоса существующего полотна со стороны второго пути, срезка дерна.

) Устройство уступов на откосе (при высоте насыпи более 1,0 м).

) Отсыпка земляного полотна второго пути грунтом с устройством в верхней части уклона 0,02 в сторону от междупутья.

) Устройство полной балластной призмы второго пути и укладка верхнего строения.

) Перевод движения на второй путь.

Работы второй очереди:

а) при обочине со стороны, противоположной второму пути, ≥0,50м

) Устройство полной балластной призмы на реконструируемом первом пути с последовательными подъемками.

) Открытие движения по реконструированному первому пути.

б) при обочине со стороны, противоположной второму пути,<0,50 м

) Обработка второго откоса насыпи так же, как откоса со стороны второго пути (см. п. 1 и 2 работ первой очереди).

) Уширение существующего полотна в сторону, противоположную второму пути.

)Устройство полной балластной призмы на реконструируемом первом пути с последовательными подъемками.

) Открытие движения по реконструированному первому пути.

3.9 Реконструкция плана линии существующей железной дороги

.9.1 Реконструкция прямой вставки между смежными кривыми,  направленными в разные стороны

Длина существующей прямой вставки dc = 58,15 м. Требуется увеличить радиус первой кривой с 864 до 890 м. и довести величину прямой вставки до 150 м.

Схема плана приведена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 - Схема плана

Для определения дополнительных данных решается вспомогательная задача по определению расстояния между центрами существующих и существующей и проектируемой кривых (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3 - К определению расстояния между центрами кривых: а - существующих; б - проектируемой и существующей

Расстояния между центрами существующих кривых:

 (3.19)


 (3.20)

Определяем расстояние между центрами проектируемой и существующей кривых:

 (3.21)


 (3.22)

Аналитический расчет производится в соответствии с расчетной схемой, приведенной на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Расчетная схема

Определяется угол первой проектируемой кривой ; затем угол, отрезаемый от второй кривой ; расстояние до начала проектируемой кривой b.

= h1 + R; (3.25)

= 1850,02+(890-864) = 1876,02 м;

 (3.26)


Элементы кривых представим в табличной форме (таблица 3.2).

Таблица 3.3 - Элементы проектируемых и отрезаемых кривых

Первая проектируемая кривая

Элементы отрезаемой кривой

Вторая проектируемая кривая

У=15 0305″ Р=890 м. Т=117,58 м. К=233,68 м.

У=23155″ Р=1093 м. Т=32,76 м. К=65,46 м.

У=36 2405″ Р=1093 м. Т=359,38 м. К=694,06 м.

= Lпр ∙sin2  Lc ∙sin1; (3.48)

Пикетажное значение начала и конца проектируемых круговых кривых и неправильного пикета:

Первая кривая: Вторая кривая:

НКс1 ПК 6 + 80,11 НКс2 ПК 10 + 03,2812,48 K  65,46

НКпр1  ПК 6 + 67,63 НКпр2 ПК 10 + 68,74

Кпр1 2 + 33,68 Кпр2 6 + 94,06

ККпр1 ПК 9 + 01,31 ККпр2 ПК 17 + 62,80

Истинная длина реконструируемого участка:

пр = Кпр + dпр; (3.30)

пр = 233,68 + 150 = 383,68 м.

НКпр2 ПК 10 + 68,74 Lп 383,68

НКпр1 ПК 6 + 67,63 Lпик 401,11пик 4 + 01,11 L 17,43

Неправильный пикет 82,57 м.

Определяем пикетажное значение радиальной проекции конца проектируемой (первой) круговой кривой на существующий путь (рисунок 3.5)

Рисунок 3.5 - К определению радиальной проекции конца проектируемой кривой на существующий путь

x = Rпр∙sin; (3.31)= Rпр∙(1 cos); (3.32)

 (3.33)

 (3.34)

= R1 рад; (3.35)= 864∙0,274705 = 237,35 м.

НК…………..ПК 6 + 80,11

К………………...2 + 37,35

КК…∙∙……….ПК 9 + 17,46

 (3.36)

 (3.37)

Угловая диаграмма и определение смещений в промежуточных точках

Угловая диаграмма представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Угловая диаграмма

Для определения коэффициентов tgφ/2 и их увязки используем формулы:

;

(3.26)


;

;

; (3.27)

;

;

(3.28)


;

;

;

(3.29)


;

;

(3.30)


м;

;

(3.31)


м;

м;

;

(3.32)


м;

;

(3.33)


м;

;

(3.34)


м;

;

(3.35)


м;

;

(3.36)


м;

;(3.37)


м;

;

(3.38)


м;

;

(3.39)


м.

По диаграмме ,где m (контрольное) = 8,14, следовательно, невязка в первой части диаграммы равна 8,14 - 8,15 = 0,01, ввиду незначительности расхождения невязкой пренебрегаем.

С другой стороны, m =  = 2,42+3,83+0,81-1,08= 5,98, m (контрольное) = 8,14 (, следовательно, невязка равна 8,14 - 5,98 =2,16; увязку производим по наибольшей площади, принимаем , тогда на этом участке: м.

Подсчет нормалей по угловой диаграмме предоставлен в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Подсчет нормалей по угловой диаграмме

Пикетаж

Исходное междупутье

Формула расчета

Нормаль

ПК

+



Лево

Право

9013

20

0



0


40

0

=0,01


0,01

Пикетаж

Исходное междупутье

Формула расчета

Нормаль

ПК

+



Лево

Право


60

0

=0,01


0,01


80

0,36


0,5

9014


0,36

=+0,38


0,74


20

0,36

=+0,66


1,02


40

0,36

=+0,89


1,25


60

0,36

=+1,12


1,48


80

0,36

=+1,34


1,70

9015


0,36

=+1,55


1,91


20

0,36

=+1,76


2,12


40

0,36

=+1,94


2,30


60

0,36

=+2,12


2,48


80

0,36

=+2,29


2,65

9016


0,36

=+2,38


2,74


20

8,15

=-0,16


7,99


40

8,15

=-0,46


7,69


60

8,15

=-1,26


6,89


80

7,34

=-2,06


5,28

9017


7,34

=-2,87


4,47


20

0

=0,72


0,72


40

0

=0,21


0,21


60

0

-


0


3.9.2 Реконструкция прямой вставки между кривыми направленными в одну сторону

Производим расчет реконструкции недостаточной прямой вставки между кривыми, направленными в одну сторону, путем замены ее третьей кривой, сопрягающейся с оставшимися участками существующих кривых переходными кривыми.

Исходные данные:

первая кривая вторая кривая

a1 = 68о58'; a2 = 29о13';= 615 м; R2 = 675 м;

К1 = 740,27 м; К2 = 344,20 м;

Т1 = 422,41 м; Т2 = 175,93 м;

начало кривой - ПК61 + 35,76; начало кривой - ПК69 + 44,04;

конец кривой - ПК68 + 76,03; конец кривой - ПК72 + 88,23.

Длина существующей прямой вставки dс = 68,00 м. Существующая прямая вставка и прилегающие участки кривых заменяются одной новой кривой с Rпр = 1500 м.

Аналитический расчет

Аналитический расчет основных элементов производится в соответствии с рисунком 3.8 с использованием формул, приведенных в [ ].

Определяются вспомогательные величины А, Б и В (см. рисунок 3.8)

А = Rпр - R2 = 1500 - 675 = 825 м;

Б = Rпр - R1 = 1500 - 615 = 885 м;

В = R2 - R1 = 675 - 615 = 60 м.

Расстояние между центрами кривых:

м.

Полупериметр составляет:= (825 + 885 + 90,69)/2 = 900,34 м.

Рис. 3.7

Вспомогательная величина К:

м.

Углы b1, b2, j1, j2 и j определяются по формулам:b1 = (675 - 615)/68 = 0,882353; b1= 41о25';

b2 = 90о -41о25' = 48о35';(j/2) = 32,23/(900,34 - 90,69) = 0,039807; j = 4о34';(g1/2) = 32,23/(900,34 - 825) = 0,427794; g1 = 46о20';(g2/2) = 32,23/(900,34 - 885) = 2,101043; g2= 129о06';

Δa1 = 180о - 90о - 41о25' - 46о20' = 2о15';

Δa2 = 180о - 48о35' - 129о06'= 2о19'.

Проверка производится по формуле

a = Δa1 + Δa2 = 2о15' + 2о19' = 4о34',

т.е. проверка выполняется.

Величины углов остающихся кривых составят:

первой кривой a1 - j1 = 68о58' - 2о15' = 66о43';

второй кривой a2 - j2 = 29о13' - 2о19' = 26о54'.

Элементы проектируемого плана представим в виде таблицы 3.5.

Таблица 3.5 - Элементы проектируемого плана

Первая кривая

Вторая кривая

Третья кривая

a1 - Δa1 = 66о43' R1 = 615 м К1' = 716,12 м Т1' = 404,88 м

Δa = 4о34' Rпр = 1500 м Кпр = 119,55 м Тпр = 59,81 м

a2 - Δa2 = 26о54' R2 = 675 м К2' = 316,91 м Т2' = 161,43 м

 

Длины участков кривых, которые «отрезаются» от первой и второй существующих кривых, составят (см. рисунок 3.8)1 = 740,27 - 716,12 = 24,15 м;2 = 344,20 - 316,91 = 27,29 м.

Определение пикетажного значения начала и конца проектируемых круговых кривых и истинной длины реконструируемого участка представлены в табличной форме - таблица 3.6.

Таблица 3.6 - Результаты расчетов

Первая кривая

Вторая кривая

Истинная длина реконструируемого участка

ККс1……ПК 8849 +76,03- к1………… 24,15

НКс2 ПК8849+44,03 +к2……… 27,19

ККрек…..ПК8849+71,32 - НКрек…ПК8848+51,88

НКрек …..ПК88,48 +51,88

ККрекПК8849+71,32

Кпик……………119,44


Величина неправильного пикета определится разностью длин Кпр и Кпик:

Неправильный пикет 100,11 м.

Определение нормалей в промежуточных точках

Для определения нормалей строится профильная схема и угловая диаграмма плана линии реконструируемого участка (рисунок 3.9), определяются коэффициенты tgj/2 и производится их увязка.

Рисунок 3.8 - Профильная схема плана реконструируемого участка и угловая диаграмма

Производится контроль расстояний:

,15 + 68,00 + 27,29 = 119,44 м.j1 = 1/R1 = 1/615 = 0,00162602; q1 = tg j1/2 = 0,00081301;j2 = 1/R2 = 1/675 = 0,00148148; q2 = tg j2/2 = 0,00074074;j3 = Δa рад/ Кпр = 0,079703/119,44 =0,00066731; q3 = tgj3/2 =0,00033365;

Δ q1 = q1 − q3 = 0,00081301 - 0,00033365 = 0,00047936;

Δ q2 = q2 − q3 = 0,00074074 - 0,00033365 = 0,00040709;

h1 = Δa1 − k 1 tgj3 = 0,039270 - 24,15·0,00066731 = 0,023155 м;

h2 = Δa2 - k 2 tgj3 = 0,040433 - 27,29·0,00066731 = 0,022222 м;3 = h1/ tgj3 = 0,023155/0,00066731 = 34,70 м;4 = dс − к3 = 68,00 - 34,70 = 33,30 м;

ω1 = (k 1/2) h1 = (24,15/2)·0,023155 = 0,28 м;

ω2 = (k 3/2) h1 = (34,70/2) ·0,023155 = 0,40 м;

ω3 = (k 4/2) h2 = (33,30/2)· 0,022222 = 0,37 м;

ω4 = (k2/2) h2 = (27,29/2)· 0,022222 = 0,30 м.

Определяется невязка:

ω = ω1 + ω2 - ω3 - ω4 = 0,28 + 0,40 - 0,37 - 0,30 = 0,01 м.

Из-за малой величины невязкой можно пренебречь.

Формулы для расчета нормалей и подсчет нормалей представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Подсчет нормалей

Пикетаж

Исходное междупутье

Формула расчета

Нормаль, м

ПК

+



лево

право

68 69 70

60 80 20 40 60 80

0 0,68 0,68 0,68 0,68 0 0 0

+8,122 Δ q1= 0,03 -30,732q3= -0,31 -10,732q3= -0,04 -9,272q3= -0,03 -29,272q3= -0,29 +11,322 Δ q2= 0,05 0 0

0,03 0,37 0,64 0,65 0,39 0,05 0 0

Исходные данные:

угол поворота

19° 57’;

радиус существующей кривой

670 м;

длина существующей кривой

233,28 м

тангенс существующей кривой

117,84 м

начало существующей круговой кривой

ПК8842+97,77

конец существующей кривой

ПК8845+31,05

радиус проектируемой кривой

1200 м.


При увеличении радиуса круговой кривой определяются её смещения. Значения нормалей (n), т.е. смещений, совпадающих по направлению с нормалями к существующему пути.

Расчетная схема

Расчетная схема к увеличению радиуса кривой приведена на рисунке 3.10.

Рисунок 3.9 - Расчетная схема к определению смещений кривой при увеличении ее радиуса

Аналитический расчет

В соответствии с расчетной схемой длина проектируемой кривой (Кпр), тангенс проектируемой кривой (Тпр), разность тангенсов (DТ), изменение длины линии (DL), неправильный пикет и пикетажное положение проектируемой кривой, а также нормали (п), т.е. смещения оси существующего пути определяются по формулам:

длина проектируемой кривой

Кпр = Rпрaрад;

(3.39)


тангенс проектируемой кривой

Тпр = Rпрtg(a/2);

(3.40)


разность тангенсов

DТ = Тпр - Тс;

(3.41)


изменение длины линии

DL = 2DТ + Кс - Кпр;

(3.42)


неправильный пикет

- DL;

начало и конец проектируемой круговой кривой

ПК НККпр = ПК НККс - DТ;

(3.43)

ПК КККпр = ПК КККс + DТ,

(3.44)


где aрад - угол поворота кривой в радианной мере.

В соответствии с исходными данными производим расчет:

Кпр = Rпрaрад = 1200 · 0,348193 = 417,83 м;

Тпр = Rпрtg(a/2)=1200 · 0,175877 = 211,05 м;

DТ = Тпр - Тс = 211,05 - 117,84 = 93,21 м;

DL = 2DТ + Кс - Кпр = 2 · 93,21 + 233,28 - 417,83 = 1,87 м;

неправильный пикет - 98,13 м;

ПК НККпр = ПК НККс - DТ = ПК8842+97,77 - 93,21 = ПК8842+04,56;

ПК КККпр = ПК КККс + DТ = ПК8845+31,05 + 93,21 = ПК8846+24,26.

Определение нормалей в промежуточных точках

Для определения нормалей строится профильная схема и совмещенная угловая диаграмма (рисунок 3.11).

Рисунок 3.10 - Профильная схема плана и совмещенная угловая диаграмма

В соответствии с рисунком 3.11 определение нормалей в характерных точках (на каждой «двадцатке») производится по формулам:

на участке от НККпр до НККс

n = х2/(2 Rпр);

(3.45)


на участке от НККс до КККс

n = х2/(2 Rпр) - (х - DТ)2/(2 Rс);

(3.46)


на участке от КККс до КККпр

n = х2/(2 Rпр) - Кс2/(2 Rc) - (х -DТ - Кс) aрад,

(3.47)


где х - расстояние от начала круговой кривой проектируемой (НККпр) до рассматриваемого сечения.

Все расчеты сведем в табличную форму - таблица 3.8.

Таблица 3.8 - Результаты расчетов

Пикетаж

Расстояние х, м

Расчетная формула

Нормаль

ПК

+




8842

20

15,45

0,099


40

33,45


0,523


60

55,45


1,281


80

75,45


2,371

8843

00

95,45

3,797


20

115,45


5,537


40

135,45


6,314


60

155,45


7,188


80

175,45


7,780

8844

00

195,45


8,124


20

215,45


8,201


40

235,45


8,002


60

255,45


7,921


80

275,45


7,912

8845

00

295,45


5,851


20

315,45

4,606


40

335,45


4,221

Пикетаж

Расстояние х, м

Расчетная формула

Нормаль

ПК

+





60

355,45


3,903


80

375,45


3,291

8846

00

395,45


2,504


20

415,45


1,870


3.10 Обеспечение габаритного уширения в кривых способом Д.Г. Голованова

Этот способ обеспечивает габаритное уширение междупутья в пределах переходных кривых, когда начала переходных кривых по наружному и внутреннему путям лежат на одном перпендикуляре к оси земляного полотна, а концы - на одном радиусе, проведенном из центра концентрических круговых кривых наружного и внутреннего путей (рисунок 3.11).

Рисунок 3.11 - Обеспечение габаритного уширения в кривой (способ Голованова)

Если совместить оси прямых участков и начало переходных кривых, то в конце этих кривых будет получено искомое уширение междупутья (см. рисунок 3.12).

Переходная кривая первого пути удовлетворяет уравнению у=х3/6Rl

(l - длина переходной кривой), а переходная кривая второго пути -уравнению кривой у1 = хп/kRl, близкой к кубической параболе.

При расположении второго пути с наружной стороны расчеты следует произвоятся в следующей последовательности.

Определяются ординаты точек В и С (концов переходных кривых на рисунке 3.3) по формулам:

у=хо3/6Rl;

(3.48)

у1 = х1п/kRl,

(3.49)


где R - радиус круговой кривой;- длина переходной кривой;

 

п и k - показатель степени и коэффициент соответственно, которые определяются по формулам [5]:

(3.50)

(3.51)


Габаритное уширение в любой точке переходной кривой будет определяться по формуле

(3.52)


Расчет габаритного уширении я кривой на участке ПК - ПК

Второй путь расположен внутри кривой.

Исходные данные

Элементы существующей кривой

Величина габаритного уширения Δгу , м

Элементы проектируемой кривой

У = 20о38'' RI = 860 м ТI = 156,52 м КI = 309,70 м

0,28

У = 20о38'' RII = 845,72 м ТII = 153,92 м КII = 304,56 м


Линия II категории, участок расположен во второй зоне скоростей. Длина переходной кривой по существующему пути составляет lI= 120 м [1].

Величина междупутья в кривой составит:

М = 4,10 + Δгу = 4,10 + 0,28 = 4,38 м.

Радиус круговой кривой по внутреннему пути:= RI - М = 850 - 4,38 = 845,62 м.

Угол поворота кривой в радианной мере - aрад = 0,36012.

Укорочение внутреннего пути в пределах круговой кривой определяется по формуле

 ΔК =КI - КII= RI aрад - RIIaрад.

(3.53)


В соответствии с исходными данными укорочение составит:

ΔК =850×0,36012 - 845,62× 0,36012 = 1,58м.

Тогда неправильный пикет - 98,42 м.

Сдвижка существующей круговой кривой от устройства переходной кривой будет равна:

РI= lI2/24RI = 1202/24×850 = 0,71м.

Сдвижка проектируемой круговой кривой от устройства переходной кривой - РII = РI + Δгу = 0,71+0,28 = 0,99м.

Длина проектируемой переходной кривой -

Определение пикетажного значения начала и конца переходных кривых производится следующим образом:

НКК……. …… ПК18+23,67 ККК…………..ПК 21+33,37

± ±/2 ……………….70,89 lII /2 …………………70,89…

НПК………… ПК17 +52,78 НПК…………….ПК20+62,48

Профильная схема плана линии представлена на рисунке 3.13.

Определение показателя степени п и коэффициента k производится в соответствии с формулами (3.50) и (3.51):

п= 3/(1+6×0,28×845,72/158,682) = 2,841;= 2×2,841×158,68-0,159 = 2,538.

Рисунок 3.12 - Профильная схема плана линии.

Подсчет междупутных расстояний при х = s представлен в таблице 3.7.

Таблица 3.9 - Подсчет междупутных расстояний

Пикетаж

Сдвижка от устройства переходных кривых

Δу=у1-у

Окончательные междупутья

ПК

+

левый путь

правый путь





s

у=s3/6Rl

s

у1=sn/kRl






лево

право


лево

право



17

40 60



0,00

7,22


0,00

0,0

4,10


80

16,33


0,01

27.22


0,04

0,03

4,13

18 19

 20 40 60 80 20 40

36,33 56,33 76,33 96,33 116,33


0,08 0,29 0,73 1,46 2,57

47,22 67,22 87,22 107,22 127,22


0,19 0,51 0,97 1,72 2,85

0,11 0,22 0,24 0,26 0,28 0,28 0,28 0,28

4,21 4,32 4,34 4,36 4,38 4,38 4,38 4,38

Пикетаж

Сдвижка от устройства переходных кривых

Δу=у1-у

Окончательные междупутья

ПК

+

левый путь

правый путь





s

у=s3/6Rl

s

у1=sn/kRl






лево

право


лево

право



20 21 22

60 80 20 40 60 80 20 40 60 80

113,37 93,37 73,37 53,37 33,37 13,37


2,38 1,33 0,64 0,25 0,06 0,01 0,00

124,26 104,26 84,26 64,26 44,26 24,26 4,26


2,66 1,59 0,88 0,47 0,16 0,03 0,00

0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,26 0,24 0,22 0,10 0,02 0,00

4,38 4,38 4,38 4,38 4,38 4,38 4,38 4,36 4,34 4,32 4,20 4,12 4,10


Кривая на участке ПК 68 - ПК 61. Второй путь - снаружи кривой.

Исходные данные:

Элементы существующей кривой

Величина габаритного уширения Δгу, м

Элементы проектируемой кривой

У = 12о45'' РI = 1280 м ТI = 142,84 м КI = 284,95 м

0,24

У = 12о45'' РII = 1284,34 м ТII = 143,33 м КII = 285,80 м


Линия II категории, участок расположен во второй зоне скоростей. Длина переходной кривой по существующему пути составляет lII = 100 м [1].

Расчеты всех нормативов производятся по аналогии с предыдущим расчетом с учетом расположения второго пути с наружной стороны существующей кривой. Так:

М = 4,10 + Δгу = 4,10 + 0,24 = 4,34 м;= RI+ М = 1280 + 4,34 = 1284,34 м;

aрад = 0,22253.

Удлинение наружного пути в пределах круговой кривой:

ΔК =1284,34×0,22253- 1280× 0,22253= 0,96м.

Неправильный пикет - 100,96 м.

Пикетажное значение начала и конца переходных кривых:

НКК……. …… ПК 58+15,33 ККК…………..ПК 61+00,26

± ±/2 ……………….50,00 lII /2 …………………50,00…

НПК………… ПК 57 +65,33 НПК…………… ПК 60+50,26

КПК ………….ПК 58+65,33 КПК…………… ПК 61+50,26

Профильная схема плана линии представлена на рисунке 3.13.

Рисунок 3.13 - Профильная схема плана линии

Показатель степени п и коэффициент k

п= 3/(1-6×0,24×1284,34/1002) = 3,681;= 2×3,681×1000,681 = 169,432.

Подсчет междупутных расстояний при х = s представлен в таблице 3.8..

Таблица 3.10 - Подсчет междупутных расстояний

Пикетаж

Сдвижка от устройства переходных кривых

Δу=у1-у

Окончательные междупутья

ПК

+

левый путь

правый путь





s

у=s3/6Rl

s

у1=sn/kRl






лево

право


лево

право



57 58

80

14,67 34,67

0,00 0,05


14,67 34,67

0,00 0,02


0,00 0,03

4,10 4,13

59 60

20 40 60 80 20 40 60 80

 54,67 74,67 94,67

0,21 0,54 1,10


54,67 74,67 94,67

0,11 0,36 0,86


0,10 0,18 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24

4,20 4,28 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34

61

20 40 60 80 20 40

96,26 76,26 56,26 36,26 16,26

1,16 0,58 0,23 0,06 0,01


96,26 76,26 56,26 36,26 16,26

0,92 0,39 0,13 0,03 0,00


0,24 0,24 0,24 0,19 0,10 0,03 0,01

4,34 4,34 4,34 4,29 4,20 4,13 4,11

57 58

80

14,67 34,67

0,00 0,05


14,67 34,67

0,00 0,02


0,00 0,03

4,10 4,13

59 60

20 40 60 80 20 40 60 80

 54,67 74,67 94,67

0,21 0,54 1,10


54,67 74,67 94,67

0,11 0,36 0,86

4,20 4,28 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34 4,34

61

20 40 60 80  20 40

96,26 76,26 56,26 36,26 16,26

1,16 0,58 0,23 0,06 0,01


96,26 76,26 56,26 36,26 16,26

0,92 0,39 0,13 0,03 0,00


0,24 0,24 0,24 0,19 0,10 0,03 0,01

4,34 4,34 4,34 4,29 4,20 4,13 4,11

3.10.1 Реконструкция прямой вставки между смежными кривыми, направленными в одну сторону

Производим расчет реконструкции недостаточной прямой вставки между кривыми, направленными в одну сторону, путем замены ее третьей кривой, сопрягающейся с оставшимися участками существующих кривых переходными кривыми.

Элементы первой существующей кривой U= 48013' P= 635 м T= 284,16 м K= 534,11 м


Длина существующей прямой вставки dc= 38,0 м Требуется заменить прямую вставку кривой Rпр= 1500 м


Элементы второй существующей кривой Y= 30033' P= 680 м T= 185,71 м К= 362,39 м


Расстояние между центрами существующих кривых:

 (3.24)

где В - величина, определяемая из выражения:

В= R1 + R2, (3.25)

где R1 и R2 -радиусы соответственно первой и второй существующих кривых.

При Rn=1500м, R1=635м, R2=680м

В= 680 - 635 = 45 м;

 м

Полупериметр S определяется по формуле:

, (3.26)

где А и Б - геометрические величины, определяемые из соотношений:

А= Rпр - R2

Б= Rпр - R1 (3.27)

где Rпр - радиус проектируемой кривой.

А=1500 - 680= 820м;

Б= 1500- 635=865м;

 м.

Вспомогательную величину К находим по формуле:

 (3.28)

Углы β1, β2, γ1, γ2 и α находим из выражений:

 (3.29)

 


b2=90°-b1; (3.30)

b2=90°-51°20’ =38°40’;

; (3.31)

;

g1°=140°04¢

; (3.32)

;

g2°=37°28¢

; (3.33)

;

a°=2°27¢

Углы отсекаемые от существующих кривых:

от первой кривой

a1°=180°-b1°-g1° (3.34)

a1°=180°-51°20’-140°04¢= -11°24¢

от второй кривой

a2°=180°-90°-b2°-g2° (3.35)

a2°=180°-90°-38°40¢-37°28’=13°52¢

a°=a1°+a2° (3.36)

a°= -11°24¢+13°52¢=2°28¢

Величины углов остающихся кривых:

первой кривой 48°13¢+11°24¢= 59°37¢

второй кривой 30°33¢-13°52¢= 16°41¢

 Правый путь У=59°37¢ Р=635 Т=363,79 К=660,39

Правый путь У=2°27¢ Р=1500 Т=32,08 К=64,11

 Правый путь У=16°41¢ Р=680 Т=99,71 К=197,90


К1=534,11-660,39= - 126,28;

К2=362,39-197,90= 164,49.

Определение пикетажного значения начала и конца круговых кривых и неправильных пикетов.

По реконструкции кривой (правый путь):

-ККс1 ПК 33+36,08 К1 -126,28 НКрек ПК 34 +62,36 +НКс2 ПК 33+72,08 К2 164,49 ККрек ПК 35+36,57

-ККрек ПК 35+36,57 НК1 ПК 34+62,36 Кпик 74,21 -Крек 64,11 Кпик 74,21 DКрек -10,10


Неправильный пикет 89,90.

Длины переходных кривых подбираются по (участок находится на линии II категории во второй зоне скоростей), за исключением переходной кривой между 2-ой и 3-ей круговыми кривыми, длина которых вычисляется.

Начало первой кривой.

R = 635м l= 100м


НКс1 - - - - - -- - -- - - - - - - - -ПК 28+01,97 ±- - - - - - - - - 50,00



НПК- - - - - - - - - - - - - - - -- ПК 28+51,97 КПК- - - - - - - - - - - - - -- -- - ПК 29+51,97


На стыке первой и второй кривыхф - фиктивный радиус

, (3.37)

R=1101м lпк=60м 


НКрек - - - - - - - - - - - - - - - ПК 34 +62,36  - - - - - - - - - - 30,0



НПК ПК 34+92,36 КПК ПК 35+52,36


Конец третьей кривой

R=680м lпк= 100м Р4= 0,61м


КК3с - - - - - - - - - - - - - - ПК 37+36,47  50,00



НПК ПК 37+86,47 КПК ПК 38+63,10


На стыке второй и третьей кривых

,

Р3= Р2 - Р4 - Р1 = 0,14+0,61-0,66=0,09м,

,R=1244м l=51,85м P=0,09м


ККрек - - - - - - - - - - - -ПК 35 + 36,57  - - - - - - - - - - 25,93



НПК - - - - - - - - - - - -ПК 35+10,64 КПК - - - - - - - -- - - - -ПК 35+62,49


Построение углограммы для реконструируемой части правого пути. Определение коэффициентов  и их увязка.

 

 

 


;

;


=  

=













Невязкой из-за малой величины пренебрегаем.

Подсчет нормалей по углограммам производится в таблице 3.5.

Таблица 3.11 - Подсчет нормалей по углограммам

Пикетаж

Исходное междупутье

 Формула расчета

 Нормаль

ПК

+



 Лево

 Право

34

60

0,65

 -18,692∙q3= -0,16


0,49


80

0,65

 -7,342∙q3=0,02


0,63

35


0

 4,442∙Dq2=0,01


0,01


20

0

0


0

4. Рациональная группировка перегонов для этапного их переустройства при переходе от однопутной линии к двухпутной

.1 Цель исследования

железнодорожный линия путь перегон

При неидентичном расположении раздельных пунктов на однопутных линиях, переустраиваемых в двухпутные, особенно в случаях значительного различия пропускной способности перегонов, этапность сооружения второго пути может быть обеспечена за счет последовательного переустройства групп перегонов, ограничивающих наличную пропускную способность участка. Поэтому при комплексном выборе рациональной этапности перехода от однопутной линии к двухпутной наряду с другими способами необходимо рассматривать и этот способ наращивания мощности однопутной линии в процессе переустройства ее в двухпутную.

Сравнение и выбор экономически выгодной схемы этапного перехода ко второму пути можно осуществить методом формирования оптимальных схем овладения перевозками. Однако многообразие поперегонных пропускных способностей, имеющее место на однопутных линиях с большой степенью неидентичности расположения раздельных пунктов, обуславливает значительное количество возможных технических состояний, что в совокупности с различными способами и сроками переустройства перегонов усложняет вычислительную процедуру по формированию рациональной схемы этапного перехода ко второму пути и делает ее трудоемкой.

В связи с этим целесообразно предварительно произвести на основании технико-экономического анализа группировку перегонов с учетом их пропускной способности и технологических особенностей производства работ по переустройству и последующей эксплуатации линии.

Для обеспечения благоприятных условий эксплуатации линии в период перехода на вторые пути каждый промежуточный этап должен работать не менее определенного промежутка времени, продолжительность которого будет обуславливать число перегонов, подлежащих одновременной реконструкции.

4.2 Методика исследования

Группа перегонов, переустройство которых должно производиться одновременно, может выделиться в некотором расчетном интервале пропускных способностей Δnmin, определяемом минимальным сроком эксплуатации линии без переустройства (tmin) , темпами роста перевозок в этот период (В) и среднией массой состава нетто (Qcp(н)). При линейном росте грузонапряженности имеем

, (4.1)

где  -коэффициент внутригодичной неравномерности перевозок.

Необходимость включения к-того перегона в данный этап переустройства определяется условием

, (4.2)

где  - пропускная способность к-того и ограничивающего перегонов соответственно в годы исчерпания их пропускной способности. Левая часть условия (4.2) представляется в виде

,

 - резерв пропускной способности линии;

,  - период графика при ограничении пропускной способности участка соответственно к-тым и лимитирующим перегонами;

 - разность съема пропускной способности, определяемая возрастанием числа сборных, пассажирских и других поездов за  лет.

Экономическая эффективность включения переустройства n-ой группы перегонов в рассматриваемое состояние i может быть установлена из условия, что разность в эксплутационных расходах без объединения (состояние i ) и при объединении (состояние j) групп перегонов будет больше потребных капиталовложение (aij) с учетом коэффициента удорожания, вызванного осуществлением переустройства в процессе эксплуатации, рассредоточением перегонов, объединяемых в одну группу, и другими факторами (Кв), умноженных на коэффициент эффективности капитальных вложений (Е)

. (4.3)

Целесообразность объедения перегонов имеет место при выполнении условия (2.3) в срок переустройства перегонов n-ной группы (tB(i)).

Реконструкция перегонов (n + 1)-й группы совместно с перегонами n-й группы позволяет получить дополнительные резервы мощности линии, вследствие чего улучшаются эксплуатационные показатели участка, в частности, уменьшается число остановок, увеличивается коэффициент участковой скорости и снижается продолжательность простоя грузовых поездов на остановках. Поэтому расходы по остановкам и простою поездов и приведенные затраты по локомотивному и вагонному паркам с учетом стоимости грузовой массы будут меньшими при работе линии на состоянии j.

В то же время переустройство перегонов (n +1)-й группы связано с вводом в действие дополнительных стройств - второго пути, двухпутной вставки и т.д., что приводит к увеличению расходов по содержанию линии. Вместе с этим, в случае сооружения второго пути на ряде смежных перегонов может оказаться возможным закрыть некоторые разъезды, что позволяет уменьшить названные затраты. Поэтому эксплуатационные расходы по содержанию постоянных устройств в случае перевода линии в состояние j могут измениться в ту или иную сторону по отношению к состоянию i.

С учетом приведенных положений правая часть условия (4.3) имеет вид

,

где  - разность эксплуатационных расходов, связанных с остановками и простоем поездов с учетом приведенных капиталовложений в подвижной состав и грузы на состояниях i и j;

 - то же по содержанию постоянных устройств.

Условие (4.3) при различном соотношении пропускных способностей рассматриваемых перегонов и перегона, наитруднейшего по времени хода (), можно представить в виде

 , (4.4)

где  - стоимость сооружения 1 км двухпутной вставки (или второго пути) с учетом удорожания, тыс. руб;

 - длина двухпутной вставки (или перегона), км.

4.3 Исходные данные

Для исследования были приняты исходные данные, приведенные в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Исходные данные

Вид тяги

тепловозная

Масса состава, т

3000

5000

7000

Темп роста перевозок, В

0,5

1

2

0,5

1

2

0,5

1

2

Минимальный срок эксплуатации линии без переустройства, tmin, лет

4

5

6

4

5

6

4

5

6


4.4 Результаты расчетов

Для установления влияния условий, характерных дли переустраиваемой линии, на группировку перегонов при назначении технических состояний с учетом экономической рациональности и выявления возможных решений были выполнены многовариантные расчеты целесообразности объединения перегонов в один этап переустройства при различном соотношении пропускной способности перегонов и построены графики.

Рисунок 4.1 - Зависимость n=f(T), зависимость Δn=f(Q)

Рисунок 4.2 - Сооружение, укладка второго пути двухпутных вставок

Построенные зависимости позволяют сделать следующие выводы:

. С увеличением веса состава, уменьшением темпов роста потребных размеров грузовых перевозок или минимального периода работы данного этапа уровень Δnmin снижается и, следовательно, количество перегонов, которые необходимо объединять в один этап переустройства линии, сокращается.

. Основными факторами, определяющими количество перегонов, реконструируемых в один этап, являются следующие:

средства усиления пропускной способности перегонов;

степень неидентичности рассматриваемых перегонов;

вес состава грузового поезда и размеры движения;

факторы, обуславливающие единовременные капиталовложения по переустройству перегонов.

. Графики, приведенные на рисунках 4.1 и 4.2 иллюстрируют для заданных условий определение группы перегонов, которые экономически рационально объединять в один этап переустройства. Например, при стоимости 1 км двухпутной вставки 200 тыс.руб. и весе поезда 4000 т для средних условий, принятых в расчетах, целесообразно объединять реконструкцию перегонов, отличающихся на 3-4 пары поездов в сутки.

. В зависимости от средства усиления пропускной способности перегона (второй путь, двухпутная вставка и т.д.) различными будут стоимость его реконструкции и экономический эффект на эксплуатационных затратах в связи с переустройством и созданием резервов мощности. По-этому, при прочих равных условиях, число перегонов, объединяемых в один этап переустройства, при сооржении второго пути на всем перегоне может быть большим, чем при усилении их за счет двухпутной вставки.

. Влияние идентичности рассматриваемых перегонов различно при том или ином способе переустройства перегонов. При увеличении относительной разности пропускных способностей уменьшается целесообразность объединения перегонов, но при переустройстве за счет двух путной вставки влияние Δn, по данным расчетов существенно, а при укладке сквозного второго пути в пределах перегонов незначительно.

. Количество перегонов, объединяемых в группу, возрастает с увеличением веса поездов, что обусловлено повышением стоимости каждой остановки поезда.

5. Реконструкция неохраняемого переезда на ПК 8942 + 58,00

На Белорусской железной дороге в зависимости от интенсивности движения поездов и транспортных средств переезды делятся на четыре категории.

К I категории относятся переезды, расположенные на пересечениях:

железных дорог с интенсивностью движения более 16 поездов/сут. (суммарно в двух направлениях) и автомобильных дорог с интенсивностью более 7000 авт./сут. (суммарно в двух направлениях);

железных дорог с интенсивностью движения более 100 поездов/сут. и автомобильных дорог с интенсивностью движения более 3000 авт./сут.;

железных дорог, где осуществляется движение поездов со скоростью более 140 км/ч независимо от интенсивности движения транспортных средств на автомобильной дороге.

Ко II категории относятся переезды расположенные на пересечениях:

железных дорог с интенсивностью движения до 16 поездов/сут. (суммарно в двух направлениях) и автомобильных дорог с интенсивностью движения более 7000 авт./сут. (суммарно в двух направлениях);

станционных и подъездных путей и автомобильных дорог с интенсивностью движения более 7000 авт./сут.;

железных дорог с интенсивностью движения 17-100 поездов/сут. и автомобильных дорог с интенсивностью движения 3001-7000 авт./сут.;

железных дорог с интенсивностью движения более 100 поездов/сут. и автомобильных дорог с интенсивностью движения 1001-3000 авт./сут.;

железных дорог с интенсивностью движения более 200 поездов/сут. и автомобильных дорог с интенсивностью движения 201-1000 авт./сут.;

К III категории относятся переезды, расположенные на пересечениях:

железных дорог с интенсивностью движения до 16 поездов/сут. (суммарно в двух направлениях) и автомобильных дорог с интенсивностью движения 3001-7000 авт./сут. (суммарно в двух направлениях);

железных дорог с интенсивностью движения до 16 поездов/сут. (суммарно в двух направлениях) и автомобильных дорог с интенсивностью движения 3001-7000 авт./сут. (суммарно в двух направлениях);

станционных и подъездных путей и автомобильных дорог с интенсивностью движения 3001-7000 авт./сут.;

железных дорог с интенсивностью движения 17-100 поездов/сут. и автомобильных дорог с интенсивностью движения 1001-3000 авт./сут.;

железных дорог с интенсивностью движения 101-200 поездов/сут. и автомобильных дорог с интенсивностью движения 201-1000 авт./сут.;

железных дорог с интенсивностью движения более 200 поездов/сут. и автомобильных дорог с интенсивностью движения до 200 авт./сут.

К IV категории относятся все остальные переезды.

Переезды оборудуют необходимыми устройствами, обеспечивающими безопасность движения, улучшающими условия пропуска поездов и транспортных средств.

На неохраняемых пересечениях автомобильных дорог с железными дорогами в одном уровне обеспечивается видимость, при которой водитель автомобиля, находящегося от переезда на расстоянии не менее расстояния видимости для остановки, может видеть приближающийся к переезду поезд не менее чем за 400 м, а машинист приближающегося поезда - середину переезда на расстоянии не менее 1000 м от переезда. Угол пересечения дорог не менее 60°. Ширину проезжей части автомобильной дороги на пересечении с железной дорогой принимаем равной ширине проезжей части на подходах к пересечению, но не менее 6 м.

Автомобильная дорога на протяжении не менее 2 м от крайнего рельса имеет в продольном профиле уклон, обусловленный отметками рельсов.

Подходы автомобильной дороги к переезду на протяжении 50 м проектируются с продольным уклоном не более 30‰.

Стойки шлагбаумов, светофоров переездной сигнализации, перила, направляющие устройства на переездах и подходах к ним устанавливаются на расстоянии не менее 0,75 м, а стойки габаритных ворот - не менее 1,75 м от кромки проезжей части дороги.

На переезде укладывается полнопрофильное покрытие из композиционных материалов. Покрытие является технически прогрессивным решением проблемы создания недорогой и долговечной поверхности для движения автотранспорта через рельсовые пути. Покрытие смягчает ударную нагрузку на рельсы от движущегося транспорта, отводит воду от железнодорожного полотна на участке переезда, распределяет колесную нагрузку, сохраняет ширину колеи.

Наиболее важным этапом строительства железнодорожного переезда, обладающего высокими эксплуатационными качествами, является подготовка надежного грунтового основания, а так же одноуровневого перехода или плавной вертикальной кривой сопряжения профиля автомобильной дороги и железнодорожного пути. Если потенциальную проблему составляет вода, на песчаную подушку перед отсыпкой балласта, укладывается перфорированная дренажная труба и геотекстильный материал.

Основание, перед укладкой путевой решетки уплотняется. Шпальные ящики после укладки пути заполняются мелким щебнем (фракция 5 - 20) до верхней кромки шпал по всей длине с обязательным уплотнением ручным или механизированным способом. Перед установкой резиновых плит убраются со шпал все камни и грунт. Определяются границы укладки, устанавливаются стягивающие устройства для внутренних и наружных плит, так чтобы упор находился на крайней для переезда шпалы. На расстоянии 285±2 мм от наружного края подошвы рельса просверливаются в шпалах с помощью ручного или механического инструмента отверстия Æ6 на глубину 50+5 мм под шуруп или Æ14 на глубину 140 мм под костыли.

План реконструкции неохраняемого переезда на ПК 8942+58,00 представлен на рисунке 5.1, продольный профиль - на рисунке 5.1.

Рис. 5.1 - План переезда на ПК 6821+52,20

Рисунок 5.2 - Продольный профиль по оси автодорог

6. Разработка мероприятий по технике безопасности

.1 Действие электрического тока на человека

Основными причинами поражения электрическим током являются: неисправное электрооборудование; случайное прикосновение к проводам, находящимся под напряжением; работа в электроустановках без отключения от сети; нарушение изоляции кабелей и проводов; обрыв проводов и др. Основная опасность поражения электрическим током заключается в том, что: электрический ток не имеет внешних, видимых признаков, и без специальных приборов нельзя обнаружить его; он оказывает воздействие на наиболее жизненно важные системы (центральную нервную, сердечно-сосудистую и дыхательную); переменный ток способен приводить к неотпускающему эффекту; воздействие тока вызывает у человека реакцию отдергивания, что может привести к травмированию. Пострадавший не может оказать себе помощь, а при неумелом освобождении его от источника может пострадать и тот, кто пытается ему помочь. Электрический ток, проходя через организм человека, оказывает механическое, термическое, химическое и биологическое действие. Характер воздействия электрического тока изменяется от ощущения (при 0,6 - 1,6 мА) до неотпускания (6 - 24 мА) и фибрилляции (более 50 мА).

6.2 Защитные меры при эксплуатации электроустановок

К основным техническим средствам, обеспечивающим электробезопасность, относятся: защитное заземление; зануление; защитное отключение; выравнивание потенциалов; применение пониженного напряжения; изоляция токоведущих частей; применение электрозащитных средств и др.

Защитное заземление - это преднамеренное соединение с землей металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Оно предназначено дли защиты от опасности перехода напряжения на нетоковедущие части. Суть заземления заключается в том, что корпуса и другие электропроводящие элементы, на которых может оказаться напряжение из-за повреждения изоляции, должны заземляться через малое сопротивление. Это сопротивление должно быть во много раз меньше, чем сопротивление тела человека, и оно нормируется. В случае замыкания на корпус и при прикосновении к нему основная часть тока будет проходить через эаземлитель в землю, а ток, проходящий через тело человека, будет допустимым.

Область применения защитного заземления - трехфазные сети с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В и сети с любым режимом нейтрали напряжением выше 1000 В.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя (металлические проводники, находящиеся в земле) и проводника, соединяющего заземляемые части электроустановок с заэемлителем. Заземлители бывают естественные (металлические трубопроводы в земле, металлические конструкции и арматура железобетонных конструкций зданий и сооружений) и искусственные (стальные трубы, уголковая сталь, стальные прутки).

Защитное зануление - это преднамеренное соединекие с нулевым защитным проводом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (из-за повреждения изоляции или однофазного короткого замыкания). Такое электрическое соединение превращает всякое замыкание в однофазное короткое замыкание, при котором срабатывает защита (предохранители, автоматы и т.п.) и поврежденная электроустановка отключается от питающей сети.

Область применения защитного зануления - трехфазные четырехпроходные сети напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью. Для повышения безопасности нулевой провод повторно заземляется. При подключении переносного электроинструмента и других потребителей их корпуса должны соединяться с нулевым защитным проводником отдельным проводом.

Перед включением электроинструмента в сеть необходимо убедиться в целостности указанных проводников.

Защитное отключение обеспечивается устройством, которое быстро (не более 0,2 с) отключает неисправный участок сети или неисправную электроустановку. Защитно-отключающие устройства (ЗОУ) применяются как самостоятельно, так и в комплексе с защитным занулением и заземлением. ЗОУ состоит из прибора защитного отключения и автоматического выключателя, который служит для отключения цепи под нагрузкой при поступлении сигнала от прибора защитного отключения.

Выравнивание потенциалов является основным методом снижения напряжения прикосновения и шага. Потенциалы выравнивают путем устройства контурных заземлений, при которых заземлители располагаются не только по контуру, но и внутри защищаемой зоны.

Малым напряжением называется номинальное напряжение не более, 42В, используемое для уменьшения опасности поражения электрическим током. В основном малое напряжение применяют для питания ручного электроинструмента, переносных светильников. Однако малое напряжение нельзя считать безопасным, поэтому наряду с ним должны применяться и другие меры защиты.

Электрозащитные средства. Все защитные средства, применяемые в электроустановках, по назначению делятся на изолирующие, ограждающие и вспомогательные.

Изолирующие защитные средства подразделяются на основные и дополнительные. Основные надежно выдерживают рабочее напряжение, поэтому ими допускается касание токоведущих частей, находящихся под напряжением. В электроустановках напряжением до 1000 В к ним относятся диэлектрические перчатки, инструмент с изолированными ручками, изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи. Дополнительные средства сами не могут обеспечить безопасность от поражения током и применяются вместе с основными. В электроустановках напряжением до 1000 В к ним относят: диэлектрические галоши, коврики, изолирующие подставки и т.д.

Ограждающие средства служат для ограждения токоведущих частей. Это переносные ограждения, закорачивающие провода, и др.

К вспомогательным средствам относятся предохранительные пояса, страхующие канаты, защитные очки, рукавицы, противогазы и т.д.

Электрозащитные средства из резины хранятся в специально отведенных местах отдельно от инструмента. Они должны быть защищены от воздействия масел, бензина, солнечных лучей. Диэлектрические перчатки перед применением проверяют на отсутствие механических повреждений и проколов, проверяют и дату последних электрических испытаний. Срок со дня последних испытаний не должен превышать 6 месяцев.

Пользоваться электрозащитными средствами, срок испытания которых истек, запрещается.

6.3 Общие требования электробезопасности при выполнении строительных работ

При устройстве электрических сетей на строительной площадке предусматривается возможность отключения всех электроустановок в пределах отдельных объектов и участков работ.

Все токоведущие части электроустановок изолируются, ограждаются или размещаются в местах, не доступных для прикосновения, а выключатели и рубильники должны быть в защищенном исполнении.

Наружные электропроводки временного электроснабжения выполняются изолированным проводом на опорах на высоте 2,5 м над рабочими местами, 3,5 м - над проходами и 6м-над проездами. Светильники общего пользования при напряжении 12 В и 220 В устанавливаются на высоте не менее 2,5 м от уровня земли (настила); при высоте подвеса менее 2,5 м напряжение должно быть не выше 42 В.

Электросварочные установки присоединяются к источнику питания через рубильник и предохранители или автоматический выключатель. Зажим вторичной обмотки сварочного трансформатора, к которому присоединен обратный провод, должен быть заземлен.

При выполнении работ по ремонту и очистке бетономешалок или других механизмов их отключают от сети (обязательно с двойным разрывом). При этом необходимо отключить рубильник (магнитный пускатель или автомат), а затем изъять предохранители. При включении сначала устанавливаются предохранители, после чего включается рубильник.

6.4 Организационно-технические мероприятия по предупреждению поражения человека электрическим током

К организационным мероприятиям, обеспечивающим безопасность работы в электроустановках, относятся: оформление работы (выдача наряда или распоряжения); допуск к работе; надзор во время работы; оформление перерыва в работе, переводов на другое рабочее место и окончания работы.

Техническими мероприятиями, обеспечивающими безопасность обслуживающего персонала при работе в действующих установках, являются: производство отключения; вывешивание предупредительных плакатов; ограждение места работы; проверка отсутствия напряжения; наложение заземления.

Объем и содержание организационных и технических мероприятий определяют исходя из эксплуатационного напряжения установки, характера окружающей производственной среды и категории выполняемых работ.

Работы в электроустановках можно условно разделить на две группы:

со снятием напряжения в действующих электроустановках или вблизи них;

на токоведущих частях, находящихся под напряжением и вблизи них.

Перечень организационных и технических мероприятий по обеспечению электробезопасности при производстве этих работ приведен в таблице.

Работами без снятия напряжения, выполняемыми вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, считаются такие, при которых исключено случайное приближение работающих людей и используемых ими оснастки и инструмента к токоведущим частям на опасное расстояние и не требуются технические или организационные меры для предотвращения такого приближения.

К работе в электроустановках должны допускаться лица не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам труда, проверку знаний правил безопасности и инструкций в соответствии с снимаемой должностью применительно к выполняемой работе с присвоением соответствующей квалификационной группы по технике безопасности не имеющие медицинских противопоказаний, установленных Министерством здравоохранения РБ.

Минимально допустимые квалификационные группы по электробезопасности, персонала, обслуживающего электроустановки, приведены в таблице. Для получения группы I достаточно пройти инструктаж по эктробезопасности в данной электроустановке с оформлением в журнала регистрации инструктажа. Выдача удостоверений работникам с группой I не требуется. Для получения групп II-V персонал должен: иметь отчётливое представление об опасности, связанной с работой в электроустановках; знать и уметь применять на практике правила безопасности в объёме, относящемся к выполняемой работе; знать устройство и оборудование электроустановок; уметь практически оказывать первую помощь пострадавшим при несчастных случаях, в том числа применять способы искусственного дыхания и наружного массажа сердца. Для получении групп IV, V, кроме того, необходимо знать компоновку электроустановок и уметь организовать безопасное проведение работ. Для получения группы V необходимо также четко понимать, чем вызваны требования конкретных пунктов правил безопасности.

Выводы

В дипломном проекте разработан комплекс мероприятий по проектированию второго пути участка Белорусской железной дороги Волковыск - Гродно. Необходимость строительства второго пути обоснована. Второй путь проектируется справа на общем земляном полотне с существующим путём.

Во взаимной связи решены вопросы проектирования продольного профиля, плана линии, земляного полотна и водопропускных сооружений.

Реконструкция продольного профиля произведена по утрированному продольному профилю, позволяющему с достаточной степенью точности определить величину подъёмок пути.

При реконструкции плана решены следующие задачи:

увеличен радиус кривой, ограничивающей скорости движения поездов, до 1200 метров;

произведена реконструкция недостаточной прямой вставки между смежными кривыми, направленными в одну сторону, путём замены их третьей кривой радиусом 1500 метров;

увеличена недостаточная прямая вставка между смежными кривыми, направленными в разные стороны до 150 метров;

произведен расчет габаритного уширения на двух кривых.

Также рассмотрено удлинение трубы на ПК 8923+68,30.

Произведена реконструкция неохраняемого переезда на ПК8942+58,00.

В исследовательской части проекта проанализировано влияние отмены остановок на промежуточных раздельных пунктах на сокращение времени хода.

В разделе охрана труда и техника безопасности рассмотрены организационно-технические мероприятия по предупреждению поражения человека электрическим током.

Литература

1.    Строительно-технические нормы СТН Ц - 01 - 95. Железные дороги колеи 1520 мм. - М.: М-во путей сообщения РФ, 1995. - 86 с.

2.       БНБ 3.03.01-98. Железные дороги колеи 1520 мм. / М-во архитектуры и строи тельства Респ. Беларусь. - Минск , 1998. - 26 с.

.        Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е2. Земляные работы. Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы - М.: Стройиздат, 1988.

.        Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Выпуск 3. Мосты и трубы - М.: Стройиздат, 1988.

.        Строительно-технические нормы. СТН Ц - 01.95. Железные дороги колеи 1520 мм. - М.: Стройиздат, 2001.

.        Правила тяговых расчетов для поездной работы. - М: Транспорт, 1985.

.        Атаев С.С., Луцкий С.Я. Технология, механизация и автоматизация строительства. - М: Высшая школа, 1990.

.        Турбин И.В., Гавриленков А.В., Кантор И.М. и др. Изыскания и проектирование железных дорог. - М: Транспорт, 1989.

.        Верцман Г.З., Володин А.П. Проектирование вторых путей: Справочное и методическое руководство. - М: Транспорт, 1970.

.        Иоаннисян А.И. Улучшение трассы существующих железных дорог. - М: Транспорт, 1972.

.        Жинкин Г.И. и др. Организация и планирование железнодорожного строительства. - Желдориздат, 1999.

.        Янковский О.А. Водопропускные трубы под насыпями. - М: Транспорт, 1982.

.        Атаев С.С., Луцкий С.Я. и др. Технология, механизация и автоматизация строительства. - М: Высшая школа, 1990.

.        Филиппов Б.И.. Охрана труда при эксплуатации строительных машин. - М: Стройиздат, 1977.

.        Под редакцией Г. Г. Орлова Инженерные решения по охране труда в строительстве - М: Стройиздат, 1985

.        Сокол Т.С. Охрана труда - Мн: Дизайн ПРО,1999.

.        Пчелинцев В.И., Коптев Д.В., Орлов Г.Г. Охрана труда в строительстве - М: Высшая школа, 1991.

.        Равикович И.А. Техника безопасности в передвижных электроустановках - М: Высшая школа, 1971.

.        Под редакцией Зайцева П.Ф. Вопросы проектирования железных дорог - М: Транспорт, 1965.

.        Ахраменко Г.В. Проектирование и расчет плана второго пути: Пособие по курсовому и дипломному проектированию - Гомель: БелГУТ, 1998.

.        Акимов В.И., Вербило В.А., Довгелюк Н.В. Тяговые расчеты при электровозной и тепловозной тяге: Учебное пособие. - Гомель: БИИЖТ, 1991.

.        Акимов В.И., Вербило В.А. Проектирование реконструкции продольного профиля железных дорог: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. - Гомель: БИИЖТ, 1990.

.        Акимов В.И., Вербило В.А., Довгелюк Н.В. Проектирование и расчет плана и земляного полотна второго пути: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. - Гомель: БИИЖТ, 1991.

.        Акимов В.И., Довгелюк Н.В. Проектирование и расчет изменения междупутья на кривой: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию - Гомель: БелГУТ, 1993.

.        Довгелюк Н.В., Гурок Р.Г. Выполнение инженерных расчетов на ЭВМ IBM при проектировании железных дорог: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию - Гомель: БелГУТ, 1996.

.        Акимов В.И., Довгелюк Н.В. Построение тонно - километровой диаграммы: Методические указания по курсовому и дипломному проектированию - Гомель: БИИЖТ, 1992.

.        Другов Л.И. Проектирование водопропускных труб под насыпями железных дорог: Методические указания к дипломному проектированию для студентов специальности “Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство” - Гомель: БИИЖТ, 1989.

.        Томберг К.И. Сооружение водопропускных труб на автомобильных и железных дорогах: Учебное пособие - Гомель: БелГУТ, 1999.

.        Буй В.И. Монтажные работы. Ч I. Установление методов монтажа и выбор строительно-монтажных кранов: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию. - Гомель: БИИЖТ, 1980.

.        Буй В.И. Монтажные работы. Ч II. Составление календарных графиков Разработка стройгенплана и технологической карты: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию. - Гомель: БелИИЖТ, 1981.

.        Шатило С.Н., Рудницкий А.М., Андреев В.К. Охрана труда в студенческих строительных отрядах: Методические указания. - Гомель: БИИЖТ, 1987.

.        Рудницкий А.М., Шатило С.Н., Грунтова М. И. Электробезопасность на объектах железнодорожного транспорта: Методические указания. - Гомель: БИИЖТ, 1990.

Похожие работы на - Разработка комплекса мероприятий по проектированию второго пути участка Белорусской железной дороги Волковыск-Гродно

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!