Железнодорожные станции и узлы

Железнодорожные станции и узлы

Задача 1

Вычертить схему участковой станции по исходным данным и показать на ней цветом маршруты, параллельные заданному.

Дать краткое описание к каждому маршруту.

Исходные данные:

Тип станции: поперечный;

Вид депо - основное;

Расположение экипировочных устройств рядом с РБ;

Число главных путей -1;

Заданный маршрут - отправление пассажирского поезда на станцию А.

Решение

К участковым следует относить станции, основным назначением которых является формирование участковых и сборных поездов, обработка транзитных поездов, смена локомотивов, бригад, выполнение операций по техническому обслуживанию подвижного состава, а также производство пассажирских и грузовых операций.

В зависимости от роли в тяговом обслуживании поездов участковые станции делят на станции с основным депо, с оборотным депо или пунктом оборота локомотивов и с пунктом смены локомотивных бригад.

На рис. 1 показана односторонняя поперечная участковая станция.

На ней имеются два парка: общий приемо-отправочный парк для приема-отравления грузовых поездов обоих направлений и сортировочный парк с двумя вытяжными путями для маневровой работы по расформированию и формированию участковых и сборных поездов. Между парками на схеме показан ходовой путь для сменяемых поездных локомотивов, который укладывают при размерах движения свыше 18 пар поездов в сутки. При меньших размерах для этих целей используют главный или свободный приемо-отправочный путь.

Последовательно паркам размещают локомотивное хозяйство (ЛХ), причем экипировочные устройства для отцепляемых локомотивов располагаются непосредственно за горловиной парков (для экипировки локомотивов транзитных поездов могут быть сооружены устройства на приемо-отправочных путях). Ремонтная база локомотивов (РБ) может устраиваться на новых участковых станциях лишь в тех случаях, когда новая линия имеет большое протяжение и такое размещение будет обосновано при выборе схемы тягового обслуживания. На схеме, по заданию, РБ расположено рядом с экипировочными устройствами (ЭУ).

В зависимости от характера работы на участковых станциях следует проектировать устройства, обеспечивающие выполнение всех или части следующих основных операций: посадка и высадка пассажиров; прием, хранение и выдача багажа, почты и грузов пассажирской скорости; технические операции с пассажирскими поездами; технические операции с грузовыми поездами; прием, хранение и выдача грузов; подача (уборка) вагонов на грузовой район и другие погрузочно-выгрузочные пункты; погрузка-выгрузка грузов; взвешивание грузов (вагонов) и проверка габаритности погрузки, а в необходимых случаях сортировка и перегрузка грузов; подача неисправных вагонов к месту их ремонта, ремонт, а в необходимых случаях промывка, дезинфекция и другие операции с вагонами; подача составов отдельных вагонов из приемо-отправочных и сортировочных парков к специализированным устройствам (промывочно-пропарочным пунктам, дезпромстанциям, скотопогрузочным и другим устройствам).

Рис. 1. Односторонняя поперечная участковая станция

РБ - ремонтная база; ЭУ - экипировочное устройство; ЛХ - локомотивное хозяйство; ГР - грузовой район;

ПО - приёмо-отправочный парк; А, Б - подходы к станции; ПЗ - пассажирское здание; С - сортировочный парк; ПТО - пункт технического осмотра вагонов; ПВП - пути стоянки пассажирского и восстановительного поезда; ЭРП - эксплуатационно-ремонтный путь; a - горка малой мощности; b - багажное отделение; c - пути стоянки пассажирских составов; 2 - приемоотправочный путь пассажирских поездов; 3 - 6 - приемоотправочные пути для груженых поездов; 7 - специальный приемоотправочный путь; М₁ и М₂ - вытяжные пути.

Грузовой район (ГР) может быть размещен вблизи сортировочного парка (С) и со стороны пассажирского здания (ПЗ) (на схеме рис. 1 показаны оба варианта). В первом случае обеспечивается удобная подача вагонов из сортировочного парка и уборка их в этот парк без пересечения маршрутов следования организованных поездов и ходовых путей. Для грузового района следует выделять достаточную площадку с учетом возможности дальнейшего развития. Во втором случае при подаче и уборке вагонов пересекаются маршруты приема и отправления поездов. Такое расположение может быть принято при наличии достаточной площадки и обоснованном выборе варианта по результатам технико-экономического расчета. Если по местным условиям необходимо размещать грузовой район в горловине сортировочного парка со стороны А, то следует учитывать возможное удлинение путей станции в будущем и отдалить соответственно площадку грузового района и примыкание его путей в сторону перегона.

Горловины станции проектируют с учетом обеспечения независимости

сортировочной работы от приема поездов со стороны А и подачи-уборки локомотива в тупик, а со стороны локомотивного хозяйства - одновременного приема (или отправления) поездов, следования локомотивов по ходовому пути и маневровой работы на втором вытяжном пути. Из сортировочного парка со всех путей или с части путей устраивают выходы на главный путь в обе стороны, что позволяет отправлять сформированные поезда непосредственно из этого парка.

Особенность такой схемы: на продолжении двух приемоотправочных путей 3 и 4 укладываются еще два пути 5 и 6 вместимостью на одиночный поезд. Два съезда между этими парами путей позволяют осуществлять смену локомотивов, стоящих в середине соединенного поезда. Для приема и отправления одиночных поездов в центральной горловине используется специальный путь 7.

На схеме (рис. 1) показаны маршруты отправления пассажирских поездов на станцию А. Главный маршрут расположен непосредственно на главном пути. Параллельный ему - непосредственно у пассажирского здания. На нем останавливаются поезда, у которых производится смена локомотива, локомотивных бригад и подвергающиеся техническому осмотру, а также собственные и местные пассажирские поезда. На первом останавливаются проходящие поезда (стоянка 2 мин.).

Задача 2

Вычертить «в рыбках» схему сортировочной станции с локомотивным (ЛХ) и вагонным (ВХ) хозяйством.

Указать достоинства и недостатки данной схемы.

Исходные данные:

Схема станции, расположение парков - односторонняя с последовательным расположением парков;

Расположение ЛХ и ВХ - параллельно парку отправления.

Решение

Замечание: станции с расположением ЛХ и ВХ параллельно парку отправления применяются только в обоснованных случаях!!!

На рис. 2. Представлена схема «в рыбках» заданной схемы сортировочной станции.

Сортировочные станции предназначены для массовой переработки вагонов и формирования составов по назначениям, установленным планом формирования поездов, и имеющие для выполнения этих работ специальные пути и маневровые устройства. В зависимости от значения в общей работе на железнодорожной сети сортировочные станции делятся на основные сетевого значения (опорные), районные и вспомогательные (в помощь основным или районным в отдельных узлах). В зависимости от типа сортировочных устройств различают горочные и безгорочные с вытяжными путями или с полугорками.

В основу технологии работы сортировочных станций положен метод диспетчерского руководства расформированием-формированием поездов и местной работой, обеспечивающий лучшее использование технических средств и наименьшее время нахождения вагонов на станции. Сортировочными устройствами на этих станциях являются: сортировочные горки, полугорки и вытяжные пути со стрелочными горловинами на уклоне или площадке. Принцип работы сортировочных устройств основан на использовании силы тяжести вагонов при скатывании их с более высокого уровня, на котором располагается вытяжной путь или приемный парк, на более низкий уровень, на котором располагаются сортировочные пути.

При последовательном расположении парков обеспечивается поточность следования в пределах станции вагонопотоков каждого направления.

Достоинствами станций с последовательным расположением парков являются:

Ø  поточность выполнения операций с перерабатываемыми вагонами;

Ø  независимость работы обеих систем;

Ø  высокая пропускная и перерабатывающая способность;

Ø  уменьшение пробега вагонов прямых направлений.

К недостаткам двусторонних сортировочных станций относятся:

¯  дополнительный простой вагонов;

¯  пробег и переработка вагонов угловых потоков (эти вагоны передаются из сортировочного парка одной системы в парк приёма другой системы по соединительным путям через специальный вытяжной путь и соединение в или по петлевому соединению

Рис. 2. Односторонняя последовательная сортировочная станция

П - парк приема; О - парк отправления; С - сортировочный парк; Т₁, Т₂ - приемоотправочные пути для транзитных поездов; ЛХ, ВХ - локомотивное и вагонное хозяйство ЭК - экипировочное устройство; МПРВ - механизированный пункт текущего ремонта вагонов; А, Б - подходы к станции; 1 - центральный пост управления станцией; 2 - приемный пункт пневмопочты; 3 - ПТО вагонов; 4 - помещение для обогрева работников вагонного хозяйства; 5 - компрессорная; 6 - сортировочная платформа; 7, 8 - посты дежурного по отправлению; 9 - пост дежурного по формированию; I, Iа, II, IIа, IIб, II в - главные пути; 11, 13 и 16 - ходовые пути; 12, 14, 17 - тупики для смены локомотивов.

В схеме рис. 2 нечетные перерабатываемые поезда из Б принимаются в верхнюю часть парка приема П, а четные из А - в нижнюю. Поездные локомотивы уходят на экипировку от нечетных поездов по ходовому пути 11, а от четных - по путям 16 и 11. После выполнения контрольно-технического и коммерческого осмотра к прибывшим составам через тупик 17 подается горочный локомотив, который надвигает составы на горку для сортировки вагонов по путям сортировочного парка. Верхняя часть сортировочного парка специализируется для накопления составов нечетных поездов, а нижняя - четных. После роспуска несколько составов на путях парка С накапливаются составы определенных назначений, из которых формируются поезда маневровыми локомотивами, работающими на вытяжных путях.

Сформированные составы нечетных поездов переставляются на верхние пути парка отправления О, а четных - на нижние. В парке отправления осуществляется техническое обслуживание и коммерческий осмотр вагонов, полное опробывание тормозов. Поездные локомотивы к составам нечетных поездов подаются по ходовому пути 13 через тупик 14, а к составам четных поездов - через нижнюю горловину парка О через тупик 12. Транзитные грузовые поезда нечетного направления принимаются в парк Т₁, а четного - в парк Т₂. Здесь выполняется техническое обслуживание и коммерческий осмотр составов, смена поездных локомотивов и локомотивных бригад, полное опробывание тормозов, после чего поезда следуют дальше.

Задача 3

Произвести расчёт потребного числа приёмо-отправочных путей.

Дано:

Длина тормозного пути, l_n =1200 м;

Расстояние от входного сигнала до первого стрелочного перевода l_c = 50 м;

Длина входной горловины,  = 700 м;

Длина выходной горловины  = 550 м;

Длина поезда или полезная длина приёмо-отправочного пути l_nо = 1050 м;

Расстояние маневрового передвижения с путей приёма поезда на вытяжной путь L_ман = 1500 м;

Средняя скорость прибывающего поезда на участке от начала тормозного пути перед входным сигналом до выходного сигнала приёмо-отправочного пути, V_пр = 40 км/ч;

Средняя скорость отправляемого поезда, V_от = 30 км/ч;

Скорость маневрового передвижения, V_ман = 20 км/ч;

Число транзитных поездов N_тр = 80;

Число поездов прибывающих в разборку N_расф = 10;

Число формируемых поездов N_форм = 10;

Коэффициент неравномерного движения б =1,7;

Время, которое может быть использовано в течение суток для пропуска грузовых поездов, Т_р = 1140 мин.;

Решение

Приемо-отправочные пути станции предназначены для приема и отправления грузовых поездов и выполнения необходимых технических и коммерческих операций, являются основным элементом станции, обеспечивающим пропуск поездов по примыкающим направлениям. Поэтому рациональное расположение путей на станции и достаточное их число имеют особое значение.

Количество путей на станции рассчитываются отдельно для четного и нечетного направлений по формуле:

станция вагонный локомотивный участковый

где N_mp, N_расф, N_форм - соответственно количество поездов, транзитных без переработки, прибывающих в разборку, своего формирования;

- время занятия путей соответственно, транзитными поездами без переработки, прибывающих в разборку (в расформирование), своего формирования;

 - коэффициент неравномерного движения;

данные:

 - время стоянки транзитного поезда, необходимое для выполнения технических операций - 30 мин;

 - врем т приытя поеда станцию до ачаа маневров по расформированию - 15 мин;

 - время на операции по отправлению поездов - 30 мин;

- время на приготовление маршрута и открытие входного сигнала - 0,15  0,20 мин;

- время от момента открытия сигнала отправления до трогания (для грузовых поездов - 0,5 мин.

Время занятия путей транзитными поездами определяется по формуле:

=t_np+t_оп+t_ож + t_om, (2)

где t_пр - время занятия маршрута при приеме поезда на станцию;

t_оп - время выполнения операций на приемо-отправочных путях по технологическому процессу _,

t_ож - среднее ожидание нитки графика, равное половине интервала отправления поездов в этом направлении;

t_om - время занятия маршрута при отправлении поезда от момента приготовления до освобождения маршрута.

Время занятия пути поездом, прибывающим в расформирование, определяется по формуле:

 = t_пр + t_cm + t_ож + t_уб, (3)

t_ож - среднее время ожидания вывода состава из парка для расформирования (в ориентировочных расчетах принимается 10 - 15 мин; = 15 мин);

t_уб - время занятия пути при уборке состава на вытяжной путь для расформирования.

Время занятия пути сформированным поездом рассчитывается по формуле:

= t_под + t_оп + t_ож + t_от, (4)

где t_под - время занятия пути подачей состава с вытяжного пути на приемо-отправочный (30 мин).

Минимальное время занятия маршрута при приеме поезда t_пр рассчитывается по схеме, приведенной на рис. 1.

В момент открытия входного сигнала поезд должен находиться на расстоянии тормозного пути L_т плюс расстояние l_B, которое проходит поезд за время t_В, необходимое на восприятие машинистом показаниям входного сигнала:

t_ПР = t_M + t_B +  (5)_BX = L_ГП + L_П (6)

где t_M - время установки маршрута и открытия сигнала (при электрической централизации стрелок и автоблокировке принимается 0,05 мин на одну стрелку и на открытие входного сигнала 0,1 мин; при маршрутной централизации принимается 0,15 - 0,2 мин. - по заданию);

t_B - время восприятия машинистом показаний сигнала - 0,1 мин;

L_ГП - длина горловины приема поезда - расстояние от входного сигнала до предельного столбика на пути приема, м;

L_П - длина поезда;

v_BX - средняя скорость входа поезда на станцию с учетом снижения скорости на стрелках при движении на боковые пути и замедления перед остановкой, км/ч;

,7 - переводной коэффициент для перевода значения скорости из км/ч в м/мин.

Рис. 3. Схема для расчета L_вх и L_вых и определения времени занятия поездом горловины станции

L_BX = L_ГП + L_П = (50 + 700) + 1050 = 1800 м

t_ПР = t_M + t_B +  = 0,175 + 0,1 + (1800 + 1200)/(16,7*40) = 4,766 мин

При расчете минимального значения времени по формуле (5) поезд должен во многих случаях значительно снижать скорость на блок-участках, предшествующих входному сигналу. Поэтому при автоблокировке можно считать, что в момент открытия входного светофора поезд должен находиться от него на расстоянии двух блок-участков (рис. 1, б), чтобы машинист видел зеленый огонь проходного светофора (предупредительного перед входным) и не начал преждевременно снижать скорость

До предупредительного сигнала поезд следует, не снижая скорости, а от него до места остановки со скоростью v_вх. В этом случае

t_ПР = t_M +  +  (7)

где  - длина блок-участков;

v - скорость следования на блок-участке.

Время следования поезда от момента открытия входного сигнала наиболее точно может быть определено по кривым времени, если имеются тяговые расчеты на прилегающих перегонах (0,5 мин).

Время занятия маршрута при отправлении поезда определяем по формуле

t_ОТ = t_M + t₀ +  (8)

где t₀ - время от момента открытия сигнала до трогания; для грузовых поездов 0,5 мин;

L_ВЫХ - расстояние, проходимое поездом до момента освобождения маршрута, равное сумме длины горловины отправления L_ГО и длины поезда;

V_ВЫХ - средняя скорость выхода поезда со станции с учетом разгона, км/ч.

t_ОТ = t_M + t₀ +  = 0,175 + 0,5 + 550/(16,7*30) = 1,773 мин.

Продолжительность маневровых передвижений, в том числе t_УБ, t_ПОД и др., определяется по формуле

t_МАН = t_M +  (9)

где l_МАН - длина полурейса, м, включающая длину маршрута и маневрового состава;

v_МАН - средняя скорость маневровых передвижений, км/ч.

l_МАН = 1500 м

t_МАН = t_M +  = 0,175 + 1500/16,7*20 = 4,666 мин.

Таким образом,

= 4,766 + 30 + 15 + 1,773 = 51,539 (мин)

 = 4,766 + 30 + 15 + 4,666 = 54,432 (мин.)

= 30 + 30 + 15 + 4,666 = 79,666 (мин.)

Ответ: 8 путей

Вывод: сопоставляя расчет количества путей с рекомендуемым (табличные, справочные значения - таблица 1, можно сделать заключение, что рассчитанного количества путей достаточно для пропуска заданного количества поездов - 80.

Таблица 1

Задача 4

Произвести расчёт высоты сортировочной горки большой мощности.

Дано:

Расчётный бегун, П - плохой;

Расстояние от горба горки до расчетной точки, L_p = 360 м;

Число стрелочных переводов, n = 7;

Расчётная температура наружного воздуха, t = - 5

Сумма углов поворота кривых на пути следования отцепа,  = 72⁰;

Скорость ветра, V_в = 3 м/с;

Средняя скорость скатывания отцепа, V_ср = 5 м/с;

Начальная скорость движения состава на горбе горки, V₀ = 1.45 м/c.

Схема односторонней сортировочной станции с горкой большой мощности

Высотой горки называют разность отметок головок рельсов путей на вершине горки и в расчётной точке. Высота горки должна обеспечивать добегание плохого бегуна при неблагоприятных условиях (зимой и при встречном ветре) по наиболее трудному по сопротивлению сортировочному пути до расчётной точки, принимаемой для горок большой мощности на расстоянии 50 м за парковой тормозной позицией, а для горок средней мощности на расстоянии 80 м за предельным столбиком последнего стрелочного перевода. При такой высоте горки основная масса бегунов будет проходить вглубь сортировочного парка, плохие бегуны даже при неблагоприятных условиях (низкая температура, ветер) освободят стрелки горочной горловины сортировочного парка для прохода отцепов на другие пути.

Высота горки, м:

Н_Г = 10^-3[L_p(w₀ + w_cp.в) + 0,23v² + 0.56v²n + L_pw_и] - /2g (1)

где L_p - расчетная длина горочной горловины (расстояние от оси вершины горки до расчетной точки), м;

w₀ - основное удельное сопротивление движению расчетного плохого бегуна, кгс/т;

w_cp.в- удельное сопротивление от воздушной среды и ветра, кгс/т;

,23v² - работа сил сопротивления в кривых ( - сумма углов поворота на стрелках и кривых на всём пути скатывания вагонов), принимаем в расчетах равной 9;

v² - средняя скорость скатывания отцепов с горки в пределах кривых и стрелок;

0.56v²n - работа сил сопротивления на стрелках (n - число стрелок на пути скатывания), принимаем в расчетах равной 20n;

w_и - удельное сопротивление от снега и инея, кгс/т;

v₀ - расчетная скорость роспуска вагонов на вершине горки (для расчета высоты горок большой и средней мощности обычно выбирается 1,4 - 1,7 м/с);

g - ускорение свободного падения с учетом влияния вращающихся частей вагонов, м/с² (для плохих бегунов (П) принимается 9,2, для хороших (Х) и очень хороших (ОХ) - 9,6, хотя стандартная величина - 9,81).

Тогда

Н_Г = 10^-3[L_p(w₀ + w_cp.в) + 9* + 20*n + L_pw_и] - /18,4 (2)

Расчет высоты горки ведется на следующих условиях скатывания: низкая температура для зимних условий работы; встречный ветер - косой под углом 30⁰; трудный по сопротивлению движения путь.

Следовательно, для определения высоты горки необходимо: выбрать расчетный (трудный) путь, определить расчетную длину горочной горловины (она задана), обосновать массу расчетного бегуна.

За расчетные бегуны принимаются: плохой бегун (П) - 4-осный крытый вагон - 25 т; очень плохой бегун ОП) - 22 т; хороший бегун (Х) - 4-осный полувагон массой брутто 80 т; очень хороший бегун (ОХ) - 100 т.

Основное удельное сопротивление вагонов w₀ на прямом горизонтальном пути - результат действия многих факторов (трения осей колёсных пар в буксах, трения качения между колёсами и рельсами, ударов на стыках и неровностях путей). Величина основного удельного сопротивления зависит от состояния ходовых частей, нагрузки вагона, температуры воздуха и состояния пути.

Обычно величина w₀ задается справочными таблицами. При выполнении расчетов высоты и профиля горки w₀ принимается независимо от температуры для ОП - 4,5 кгс/т, П - 4,0 кгс/т, ОХ - 0,5 кгс/т, Х - 0,8 кгс/т.

Табличные значения

При выбранных условиях:

Поверхность отцепа, вагонов, подвергающихся воздействию воздушной среды :

 (3)

где f - лобовая поверхность вагона, принимается для четырехосного крытого вагона - 9,7 м²;

k - коэффициент, учитывающий направление ветра по отношению к движению отцепа (при косом ветре при угле 15 - 30⁰ для четырехосного крытого вагона - 1,15.

Удельное сопротивление от действия воздушной среды определяем по формуле:

w_ср = 0,067  (V_cp + V_в)², кг/т (4)

где  - вес отцепов, т.

w_ср = 0,067  (5 + 3)² = 2,17421, кг/т

Удельное сопротивление от снега и инея принимается по таблице:

Дополнительное сопротивление w_и, кгс/т, при температурах

-10

-20

-30

-40

-50

-60

До 28

0,2

0,3

0,5

0,9

1,7

3,3

28 - 44

0,1

0,2

0,4

0,7

1,3

2,4

45 - 60

0,1

0,2

0,3

0,6

1,0

2,0

61 - 72

-

0,1

0,2

0,4

0,8

1,6

Более 72

-

0,1

0,2

0,3

0,7

1,5

В нашем случае при температуре - 5 средняя:

w_и = (0,0 + 0,2)/2 = 0,10 кгс/т.

При расчетах удельные сопротивления принимаются с точностью до 0,01 кгс/т, сумма углов поворота - до 0,01⁰, расстояния - до 0,01 м.

Расчетные значения Н_Г определяют с точностью до 0,001 м и округляют до 0,01 м.

Окончательно получаем:

Н_Г = 10^-3[L_p(w₀ + w_cp.в) + 9* + 20*n + L_pw_и] - /18, 4 =

=10^-3[360*(3,4 + 2,17421) + 9*72 + 20*6 + 360*0,1] - 1,45²/18,4 =

= 2,696449296 м  2,7 м.

Литература

1. Проектирование железнодорожных станций и узлов. Справочное и методическое руководство. - М.: Транспорт, 1981.

. Сотников И.Б. Эксплуатация железных дорог (в примерах и задачах). - М.: Транспорт, 1980.

. Савченко И.Е. и др. Железнодорожные станции и узлы. - М.: Транспорт, 1980

. Железнодорожные станции и узлы (задачи, примеры, расчеты). Под ред. Н.В. Правдина. М.: Транспорт, 1992

. Железнодорожные станции и узлы (задачи, примеры, расчеты). Под ред. В.М. Акулиничева. М.: Транспорт, 1992

. Пособие к СНиП 2.05.07-85. Пособие по проектированию промышленных железнодорожных станций.

. ЦД-858 «Правила проектирования сортировочных устройств»

. В.Я. Болотный. Проектирование железнодорожных станций и узлов. Учеб. пособие для дипломного проектирования в вузах. М.: Транспорт.1989.

. ВСН 56-78. Инструкция по проектированию станций и узлов на железных дорогах Союза ССР (действующая).