Эффективность известных мероприятий по повышению пропускной и провозной способности станций

Министерство образования и науки Республики Казазстан

Костанайский социально-технический университет

имени академика Зулхарнай Алдамжар

Кафедра "Организация перевозок и транспорт"

"Допущен к защите"

и.о. зав. кафедрой

Сагимбаев Р.И.

Пояснительная записка к дипломному проекту

Эффективность известных мероприятий по повышению пропускной и провозной способности станций

Руководитель

проекта доцент, к.т.н.

Иманов А.Н.

Дипломник

студент Родин Ю.А.

Костанай 2009

Задание по дипломному проектированию

Студенту Родину Юрию Анатольевичу

. Тема проекта: Эффективность известных мероприятий по повышению пропускной и провозной способности станций

Утверждена приказом по университету от "___"___________2009 №___

. Срок сдачи студентом законченного проекта ____________________

. Исходные данные к проекту:

а) Материалы, собранные в результате прохождения преддипломной практики

б) Техническая литература

в) 1. Руководящий уклон - iр - 6‰

. Полезная длина приема - отправочных путей - 850 м.

. Число боковых путей раздельных пунктов для скрещения поездов к=1.

. Число раздельных пунктов с одним боковым путём между раздельными пунктами с одним боковым путем - m=3

. Наличие двухпутных вставок - нет.

.Число главных путей - 1.

. Тип локомотива - 2ТЭ116.

. Размеры грузовых перевозок:

в текущем году Го, млн.т./год

уголь и руда - 1,5; металл - 0,5; строительные материалы - 0,5

хлеб- 0,8; прочие грузы - 0,7; темп роста ΔГ, млн.т./год за год - 4;

в направлении "обратно" в долях от направления "туда" - 0,3.

. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

. Определение категории и основных параметров участка.

. Расчеты массы состава.

. Расчеты пропускной способности участка

. Расчеты провозной способности участка

. Назначение реконструктивных мероприятий.

. Расчеты капитальных вложений.

. Расчеты эксплуатационных расходов.

. Расчеты экономически рационального срока реконструкции.

. Реконструкция плана пути.

. Реконструкция продольного и поперечного профилей пути.

. Охрана труда.

. Экологическая безопасность.

Заключение

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

. Таблица расчета пропускной способности.

. Таблица расчета провозной способности.

. График провозной способности.

. Таблица прямого расчета экономически рационального срока реконструкции.

. Чертеж увеличения радиуса кривой.

. Чертеж увеличения прямой вставки.

. Чертеж продольного профиля и плана участка реконструируемой железной дороги.

. Схема путей станции реконструируемого участка

. Схема отделения реконструируемого участка.

. Охрана труда.

Дата выдачи задания " 9" января 2009 г.

Руководитель проекта Иманов А.А.

Задание принял к исполнению дипломник Родин Ю.А.

Содержание

Введение

. Железнодорожный путь и его особенности

. Исходные данные

. Определение категории и основных параметров участка

. Расчеты массы состава

. Расчеты пропускной способности

. Расчеты провозной способности

7. Назначение реконструктивных мероприятий

8. Расчеты капитальных вложений

8.1 Строительная стоимость реконструкции

8.2 Капитальные вложения в локомотивный парк

.3 Капитальные вложения в вагонный парк

.4 Определение стоимости грузовой массы, находящейся в процессе перевозки

. Расчет эксплуатационных расходов

.1 Расходы по передвижению поездов

9.2 Расходы по стоянкам поездов Сост

9.3 Расходы по содержанию постоянных устройств

10. Расчеты экономически рационального срока реконструкции

10.1 Метод прямого расчета

10.2 Аналитический метод

.3 Графический метод

. Реконструкция плана

11.1 Увеличение радиуса круговой кривой

11.2 Увеличение длины прямой вставки

. Реконструкция продольного и поперечного профилей

. Охрана труда

Экологическая безопасность

Заключение

Список литературы

Введение

Проектирование, строительство и реконструкция железных дорог представляет собой область транспортной науки, изучающую теоретические основы и практические методы инженерных изысканий и составления комплексных проектов новых и реконструкций старых, эксплуатируемых железных дорог. Предметом науки "Проектирование, строительство и реконструкция железных дорог" является выявление и изучение закономерностей влияний различных экономических, природных и механических факторов на принимаемые проектные решения, а так же разработка теоретических и практических методов, обеспечивающих выбор оптимальных и надёжных вариантов проектов новых и реконструкций эксплуатируемых железных дорог с учётом овладения заданными грузо- и пассажиропотоками.

Целями реконструкции существующих железнодорожных линий могут быть улучшение их эксплуатационных показателей (в частности повышение скоростей движения поездов и увеличение мощности линий при росте грузонапряжённости, увеличение пропускной и провозной способностей).

Основные задачи транспорта - своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение экономической эффективности его работы. Для этого необходимо обеспечить совершенствование организации эксплуатационной работы железных дорог, ремонта и содержания пути и подвижного состава.

В данном дипломном проекте рассматривается вопрос увеличения пропускной и провозной способностей линии за счёт проведения реконструктивных мероприятий.

Для железных дорог существует несколько видов реконструктивных мероприятий, таких как: увеличение длины приемо-отправочных путей, увеличение длины и массы состава, сооружение дополнительных путей на разъездах для организации частично-пакетного движения поездов, сооружение двухпутных вставок для организации безостановочного движения поездов, сооружение вторых путей, перевод линии на автоблокировку или диспетчерскую централизацию, электрификация линии и смену локомотивов с тепловозной тяги на электрическую, реконструкция плана (увеличение радиусов круговых кривых и длин прямых вставок), реконструкция продольного и поперечного профилей (спрямление уклонов, сдвиг оси пути, смена балластного слоя на более прочный, смена типа рельсов, замена деревянных шпал на железобетонные) и т.д.

Для каждой отдельной линии при реконструкции необходимы определенные реконструктивные мероприятия, то есть принятие реконструктивных мероприятий зависит от технических характеристик данной железнодорожной линии. Основными параметрами для принятия определенных реконструктивных мероприятий являются: состояние линии на данный момент, потребные пропускная и провозная способности.

После принятия определенных реконструктивных мероприятий решается вопрос об экономически рациональном сроке реконструкции, то есть когда именно наиболее выгодно проводить реконструкцию. При этом необходимо учитывать, что срок реконструкции не должен превышать года исчерпания дорогой возможной провозной способности (до реконструкции), но и слишком рано проводить реконструкцию тоже не стоит, так как до времени исчерпания дорогой возможной провозной способности реконструкция нецелесообразна и экономически невыгодна, а следовательно, если провести реконструкцию слишком рано, то до года исчерпания дорогой возможной провозной способности железная дорога будет нести убытки.

Таким образом, в данном дипломном проекте мы примем необходимые реконструктивные мероприятия и примем решение о сроках их проведения для обеспечения необходимых пропускной и провозной способностей.

1. Железнодорожный путь и его особенности

Для изучения вопросов теории тяги поездов на железных дорогах Необходимо всегда иметь в виду и общее устройство железнодорожного пути, и его особенности. Наиболее важными характеристиками рельсового пути являются ширина рельсовой колеи, план и продольный профиль пути.

Ширина рельсовой колеи железнодорожного пути. Шириной рельсовой колеи называют стандартное расстояние между внутренними гранями головок рельсов.

В период возникновения первых железных дорог (первая половина XIX века) строители и заказчики дорог выбирали ширину колеи по своему усмотрению.

Джордж Стефенсон, строитель первой рельсовой дороги общего пользования Дарлингтон-Стоктон в северной Англии, открытой в 1825 г., первоначально принимал для своей дороги нормальную "конную" колею, которая использовалась на конно-рельсовых путях горных предприятий - 4 фута и 6 дюймов - 1372 мм. Этот, никем не установленный, стандарт ширины рельсовых путей определялся естественным габаритом конной упряжи.

Но при проектировании паровозов для дорога с этой шириной колеи у Стефенсона возникли затруднения с возможностью размещения цилиндров паровой машины по бокам паровозного котла. Ему пришлось "раздвинуть" колеса локомотива и, соответственно; рельсы дороги на 21/2 дюйма (примерно на 63 мм).

Ширина колеи получилась 4 фута и 8 1/2 дюйма (1435 мм). Эта же ширина колеи была принята Стефенсоном для следующей железной дороги с паровозной тягой - Ливерпуль-Манчестер, открытой в 1830 г.

Другие строители первых дорог в той же Англии, однако, принимали различные величины ширины рельсовой колеи своих дорог. В те годы никто не мог предположить, что отдельные железнодорожные участки могут со временем сливаться в целые направления, а затем в единую железнодорожную сеть в стране.

Так, инженер Бранел в 1833 г. построил железную дорогу с шириной рельсовой колеи даже 7 футов (2135 мм). Он рассчитывал на высокие скорости движения по построенной линии и посчитал, что движение поездов при широкой колее будет более устойчивым и безопасным.

Однако со временем при слиянии отдельных дорог в сеть для большей части сети страны была принята "стефенсоновская" ширина колеи, которая получила распространение и стала стандартной во многих странах Европы и Америки.

В то же время в Ирландии и на севере Англии сохранялись железные дороги с шириной колеи 5 футов и 6 дюймов (1676 мм) и 5 футов и 3 дюйма (1600 мм) - "ирландский стандарт".

В других странах имела место подобная же картина.

В частности, в России строитель первой железной дороги Петербург-Царское Село-Павловск чешский инженер Франтишек Герстнер в 1836 г. выбрал ширину колеи 6 футов (1829 мм). Он также рассчитывал на большую устойчивость подвижного состава. Однако при проектировании и строительстве железной дороги Петербург-Москва в 1840-е гг. российские специалисты (Н.И. Липин, П.П. Мельников и другие) обосновали целесообразность для нее ширины рельсовой колеи 5 футов (1524 мм), которая впоследствии и стала стандартной для российских железных дорог.

В 1970-х гг. ширина нормальной колеи в стране решением МПС СССР была уменьшена на 4 мм, и теперь ее стандартная величина составляет 1520 мм. Такую же ширину рельсовой колеи имеют железные дороги стран СНГ, Балтии, Финляндии и Монголии.

Железные дороги Испании и Португалии, а также некоторых связанных с ними стран Южной Америки, имеют ширину колеи 1676 мм ("иберийский стандарт").

На различных железных дорогах Индии и Пакистана встречаются стандарты ширины колеи 1829, 1676 и 1435 мм. Например, в Австралии наряду с линиями со стандартной шириной колеи (1435 мм) есть дороги с шириной колеи 1600 и 1067 мм.

В Японии и ряде стран Юго-Восточной Азии вследствие сложного рельефа поверхности получили распространение железные дороги с шириной колеи всего 3 фута и 6 дюймов (1067 мм). Такую же ширину колеи имеют линии российской Сахалинской железной дороги, для которой поэтому приходится проектировать и строить специальные локомотивы (тепловозы).

Отмеченные особенности железных дорог разных стран необходимо иметь в виду; сравнивая технические решения, показатели и характеристики подвижного состава принятыми на отечественных железных дорогах. Конструкция пути, типы и длина рельсов, ширина рельсовой колеи и нормы ее содержания непосредственно влияют на характер движения поездов, в частности, на величину сил сопротивления движению.

Представление железнодорожного пути в тяговых расчетах. Каждый участок железнодорожного пути вследствие изменений рельефа земной поверхности, на которой он проложен, не может быть строго прямолинейным. Так или иначе, он отклоняется по своей форме от прямого направления как в плане (как он изображается на географических картах), так и в вертикальном (продольном) сечении (продольном профиле).

Любая железнодорожная линия в плане состоит из прямолинейных ("прямых") и криволинейных ("кривых") участков различной длины, связанных с прокладкой трассы линии на рельефе земной поверхности. Криволинейные участки железнодорожного пути, изменяющие направление движения поездов, выполняются круговыми, то есть каждая кривая укладывается по дуге окружности соответствующего постоянного радиуса R.

Между прямыми и кривыми участками пути, а также и между кривыми разных радиусов, при проектировании и строительстве железных дорог предусматриваются и укладываются так называемые переходные кривые, то есть криволинейные участки относительно небольшой длины (обычно, в несколько десятков метров) с переменным радиусом кривизны, постепенно изменяющимся по величине, например от °° (на прямом отрезке) до R (на круговой кривой) или от R1 до R2 - между двумя кривыми различных радиусов. Это необходимо для более плавного и безопасного изменения направления движения поездов.

Однако при выполнении тяговых расчетов обычно наличие переходных кривых не принимают во внимание, считая, что переходы от прямых участков пути к кривым и наоборот осуществляются мгновенно, без промежуточного перехода. Длина переходных кривых подразумевается входящей в общую длину криволинейных участков.

Круговая кривая может быть задана значениями любых двух из трех возможных величии: общая длина кривой (включая переходные) - Sкр, м; радиус кривой R, м, и центральный угол кривой - а0. Эти величины, как известно из геометрии, связаны между собой! Skp=2πRa /360.

Продольный профиль железнодорожного пути (сечение по развернутой в плоскость вертикальной поверхности, проходящей через осевую линию пути) также проектируется состоящим из прямолинейных отрезков, либо горизонтальных, либо наклоненных под разными углами (уклонами ±i) к горизонту. Элементы профиля с различными уклонами, также как и элементы плана пути, при проектировании и строительстве соединяются между собой сопрягающими кривыми.

В практике тяговых расчетов эти сопряжения также не принимаются во внимание. Продольный профиль участка рассматривается как ломаная линия, состоящая из прямолинейных отрезков с разными углами наклона к горизонтали - уклонами ± i,‰, и различными высотами (отметками) h конечных точек по отношению к какому-то исходному уровню, например высотой над уровнем моря.

Учитывая такое упрощение, продольный профиль участка железнодорожного пути можно представлять не масштабным чертежом с двухмерным изображением линии разреза, а, например, в виде таблицы или условного обозначения - одномерного, масштабного только по длине.

Уклон (крутизна) каждого элемента профиля в тысячных (‰) определяется как

= (h2 - h1) 11,

где h2 и h1 - отметки (высоты) соответственно конечной и начальной точек элемента профиля (в метрах);- длина элемента в километрах.

Уклон в 1‰ соответствует изменению высоты конечной точки элемента на 1 м на длине в 1 км.

2. Исходные данные

. Руководящий уклон - iр - 6‰

. Полезная длина приема - отправочных путей - 850 м.

. Число боковых путей раздельных пунктов для скрещения поездов к=1.

. Число раздельных пунктов с одним боковым путём между раздельными пунктами с одним боковым путем - m=3

. Наличие двухпутных вставок - нет.

.Число главных путей - 1.

. Тип локомотива - 2ТЭ116.

. Размеры грузовых перевозок:

в текущем году Го, млн.т./год

уголь и руда - 1,5

металл - 0,5

строительные материалы - 0,5

хлеб - 0,8

прочие грузы - 0,7

темп роста ΔГ, млн.т./год за год - 4;

в направлении "обратно" в долях от направления "туда" - 0,3.

. Размеры пассажирских перевозок, пар поездов в сутки:

в текущем году nо (пс)=1 пп/сут.; темп роста Δ nпс=0,1.

. Средняя масса состава на 1м. длины q=4.8 т.

. Система СЦБ - полуавтоматическая блокировка.

. Длина подъема ограничивающего перегона li=25 км

. Средняя длина перегона lпер(ср)= 20 км.

. Тип рельсов - Р43

. Тип шпал - деревянные.

. Род балласта - песок

. Средняя длина линии L=150 км.

3. Определение категории и основных параметров участка

Для определения категории железной дороги необходимо предварительно рассчитать суммарные размеры перевозок.

Суммарные размеры перевозок определяются по формуле:

Г=Г+Гt, (3.1)

где: Г - сумма грузовых перевозок в текущем году по видам грузов, млн.т./год;

Г - суммарный темп роста грузовых перевозок, млн.т./год, за год;- год эксплуатации дороги (принимается на 5, 10 и 15-ый годы эксплуатации).

В соответствии с исходными данными размеры перевозок в направлении "туда" по родам грузов на текущий год, млн.т./год:

уголь и руда - 1,5

металл - 0,5

строительные материалы - 0,5

хлеб- 0,8

прочие грузы - 0,7.

Тогда

ΣГ0= 1,5+0,5+0,5+0,8+0,7=4 млн.т./год.

Темп роста ΔГ = 2 млн.т./год за год.

Суммарные размеры грузовых перевозок в направлении "туда":

Г=4+2t

Суммарные размеры грузовых перевозок в направлении "обратно":

Г=0,3*(4+2t)=1,2+0,6t

Размеры перевозок в направлении "туда":

на 5-й год эксплуатации

Г=4+2*5=14 млн.т./год

на 10-й год эксплуатации

Г=4+2*10=24 млн.т./год;

на 15-й год эксплуатации

Г=4+2*15=34 млн.т./год

По найденным размерам перевозок определяем, что реконструируемая железная дорога будет относится ко ΙΙ категории.

Техническое состояние железной дороги характеризуется следующими пятью основными параметрами, определяющими ее провозную способность:

) Полезная длина приемо-отправочных путей, имеющая значение lпо 850 м;

) Количество путей раздельных пунктов k однопутной линии для скрещивания поездов.

В данном случае k=1. То есть движение поездов осуществляется по непакетному графику.

) Наличие двухпутных вставок на перегонах и раздельных пунктах для организации безостановочного движения поездов - нет.

) Число главных путей - 1.

) Тип и число секций локомотива - 2ТЭМ116 (2 секции).

Техническое состояние железной дороги до реконструкции задается этими и другими параметрами, приведенными в задании.

4. Расчеты массы состава

Максимальная масса состава по мощности локомотива:

, (4.1)

где: Fk - расчетная сила тяги локомотива, Н;- масса локомотива, т;- ускорение свободного падения (g=9,81 м/с²);

 - основное удельное сопротивление локомотива в режиме тяги, Н/кН;

 - средневзвешенное основное удельное сопротивление движению вагонного состава, Н/кн;

 - величина руководящего уклона, ‰.

, (4.2)

где: ,  и  - коэффициенты формулы основного удельного сопротивления движению локомотива в режиме тяги;- расчетная скорость локомотива, км/ч.

Для локомотива 2ТЭМ116 находим, что v=24,2 км/ч.

Расчеты средневзвешенного основного удельного сопротивления движению вагонного состава выполняем вы следующем порядке.

Определяем массу брутто вагонов как сумму массы тары вагона q и грузоподъемности q, умноженной на коэффициент полногрузности :

 (4.3)

Таблица 4.1

Коэффициенты формул основного удельного сопротивления движению локомотива.

Значения q и q принимаем по таблице 4.2

Таблица 4.2

Характеристики грузовых вагонов.

Коэффициент β принимаем по таблице 4.2

Находим массу, приходящуюся на ось вагона, т/ось,

, (4.4)

где m - число осей вагона.

Вычисляем основное удельное сопротивление движению вагона:

, (4.5)

Таблица 4.2

Данные по тяговым расчетам.

где a, b, c, d - коэффициенты формул основного удельного сопротивления движению грузовых вагонов (приведены в таблице 4.3).

Таблица 4.3

Коэффициенты формул основного удельного сопротивления движению грузовых вагонов.

Находим долю вагонов i-ой категории в составе по массе:

 (4.6)

Количество вагонов i-ой категории  в составе (в %) приведено в таблице 4.2

Проверка правильности вычисления :

. (4.7)

Определяем удельное средневзвешенное сопротивление вагонного состава, включающего k категорий вагонов:

 (4.8)

Таблица 4.4

Значения

Среднюю массу состава  определяем в следующем порядке:

1.      Годовая длина вагонопотоков по родам грузов, м,:

; (4.9)

;

.

Значения  и  принимаются по таблице 4.5

Таблица 4.5

Показатели вагонного состава для разных грузов

2.      Суммарная длина вагонопотока, м:

 (4.10)

3.      Годовое число поездов:

 (4.11)

4.      Средняя масса состава нетто:

 (4.12)

Среднюю массу состава сравнивают с массой состава по мощности локомотива и в расчет принимают меньшую.

Решение.

. До реконструкции.

На участке путь звеньевой. Тогда:

=1,9+0,01*24,2+0,0003*24,2=2,32 Н/кН

На данном участке обращаются 4 и 8-осные вагоны.

Масса брутто вагонов:

для 4-осных вагонов

=22,4 т,

=63,0 т

для локомотива 2ТЭ116 β =0,50

=22,4+0,50*63,0=53,9 (т);

для 8-осных вагонов

=43,7 т,

=125,0 т

для локомотива 2ТЭ116 β =0,50

=43,7+0,50*125,0=106,2 (т)

Масса, приходящаяся на ось вагона:

4-осного

=53,9/4= 13,5 (т);

8-осного

=106,2/8=13,3 (т).

Основное удельное сопротивление движению вагонов (используются роликовые подшипники), для локомотива "ТЭ116 v=24,2 км/ч:

4-осного

=0,7+(3+0,1*v+0,0025* v2)/13,5=0,92+0,0074v+0,0002 v2

8-осного

=0,7+(6+0,038v+0,0021 v2)/13,3=1,15+0,0029v +0,000158v2

Доля по массе в составе вагонов (возьмем в составе 70% 4-осных и 30% 8-осных вагонов):

4-осных

=(70*53,9)/(70*53,9+30*106,2)=0,54

8-осных

=(30*106,2)/(70*53,9+30*106,2)=0,46

Проверка

= 0,54+0,46=1,00

Средневзвешенное основное удельное сопротивление движению вагонного состава:

=(0,92+0,0074v+0,0002 v2)*0,54+(1,15+0,0029v +0,000158 v2)*0,46=1,0258+0,00533v+0,000181 v2 (Н/кН)

Для локомотива 2ТЭ116 v=24,2 км/ч, Fk =496390 Н, Р=274 т. По заданию ip =6 ‰. Тогда

=1,0258+0,00533*24,2+0,000181*=1,26 (Н/кН)

Масса состава:

= (496390/9,81-274*(2,32+6))/(1,26+6)=48320,73/7,26=6655 т

На данном участке перевозятся 5 видов грузов:

уголь и руда 1,5 - млн.т/год

металл 0,5 - млн.т/год

строительные материалы - 0,5 млн.т/год

хлеб 0,8 млн.т/год

прочие грузы - 0,7 млн.т/год.

Г=1,5+0,5+0,5+0,8+0,7=4 млн.т/год=1,5/(6,43*0,72)* =324002 м=0,5/(6,26*0,72)* 106 = 110933 м=0,5/(6,09*0,72)* 106 =114030 м=0,8/(5,.3*0,72)*106=209644 м=0,7/(4,08*0,6)*106=285948 мвп=324002+110933+114030+209644+285948=1044557 м.=1044557/(850-36-10)=1299

=4000000/1299=3079 т

Для дальнейших расчетов принимаем=3079 т

После реконструкции

На участке путь звеньевой. Тогда:

=1,9+0,01*24,2+0,0003*24,2=2,32 Н/кН

На данном участке обращаются 4 и 8-осные вагоны.

Масса брутто вагонов:

для 4-осных вагонов

=22,4 т,

=63,0 т

для локомотива ВЛ10у β =0,85

=22,4+0,85*63,0=75,95 (т)

для 8-осных вагонов

=43,7 т,

=125,0 т

для локомотива 2ТЭ116 β =0,50

=43,7+0,85*125,0=149,95 (т)

Масса, приходящаяся на ось вагона:

4-осного

=75,95/4= 19 (т);

8-осного

=149,95/8=18,7 (т).

Основное удельное сопротивление движению вагонов(используютя роликовые подшипники), для локомотива "ТЭ116 v=45,8 км/ч :

4-осного

=0,7+(3+0,1*v+0,0025*v2)/19=0,81+0,0053v+0,00013 v2

8-осного

=0,7+(6+0,038v+0,0021 v2)/18,7=1,02+0,002v +0,000112 v2

Доля по массе в составе вагонов( возьмем в составе 70% 4-осных и 30% 8-осных вагонов):

4-осных

=(70*75,95)/(70*75,95+30*149,95)=0,54

8-осных

=(30*149,95)/(70*75,95+30*149,95)=0,46

Проверка

+=0,54+0,46=1,00

Средневзвешенное основное удельное сопротивление движению вагонного состава:

=0,81+0,0053v+0,00013 v2+1,02+0,002v +0,000112 v2=1,83+0,0073v+0,000242 v2 (Н/кН)

Для локомотива ВЛ10у v=45,8 км/ч, Fk =492460 Н, Р=200 т. По заданию =6 ‰. Тогда

=1,83+0,0073*45,8+0,000242*45,82=2,46 (Н/кН)

Масса состава:

=(492460/9,81-200*(2,32+6))/(2,46+6)=48320,73/8,46=5737 т

На данном участке перевозятся 5 видов грузов:

Т.к темп роста равен 4 млн.т за год то, после реконструкции на 15-й год грузы составят:

уголь и руда 16,5 - млн.т/год

металл 5,5 - млн.т/год

строительные материалы - 5,5 млн.т/год

хлеб 8,8 млн.т/год

прочие грузы - 7,7 млн.т/год.

Г=1,5+0,5+0,5+0,8+0,7=4 млн.т/год=16,5/(6,43*0,72)*106=3564022 м=5,5/(6,26*0,72)*106=1220269 м=5,5/(6,09*0,72)*106=1254333 м=8,8/(5,3*0,72)*106=2306079 м=7,7/(4,08*0,6)*106=3145424 мвп=3564022+1220269+1254333+2306079+3145424=11490127 м.=11490127/(1050-33-10)=11410

=44000000/11410=3856 т

Для дальнейших расчетов принимаем=3856 т

5. Расчеты пропускной способности

Пропускной способностью железнодорожного участка называется максимальные размеры движения в поездах (парах поездов), которые могут быть пропущены по нему в единицу времени (сутки), в зависимости от имеющихся постоянных устройств (числа главных путей, средств связи и т.д.) типа и мощности тяговых средств и способа организаци1ий движения (типа графика).

Максимальная пропускная способность существующей однопутной железной дороги при непакетном парном графике, пар поездов/сут.:

, (5.1)

где 1440 - количество минут в сутках;

Тнп - период парного непакетного графика (период графика - повторяющаяся группа поездов на графике), мин.

Период парного непакетного графика Тнп рассчитывают из условий движения поезда по ограничивающему перегону. В условиях проекта за ограничивающий перегон принимаем перегон, имеющий очертание непрерывного подъема с уклоном, равным руководящему.

Период парного непакетного графика на ограничивающем перегоне, мин:

, (5.2)

где  - длина подъема ограничивающего перегона;

 - время хода поезда (в минутах) на 1 км по руководящему подъему;

- время хода поезда (в минутах) на 1 км по руководящему спуску;

 - длина площадки раздельного пункта (в км);

 - время хода поезда (в минутах) на 1 км по площадке;

 - станционные интервалы;

 - время на разгон и замедление.

Длину подъема ограничивающего перегона принимаем по заданию - 1,2 км. Значение времени хода поезда (в минутах) на 1 км по руководящему подъему ,руководящему спуску , площадке принимаем по таблице 5.1 и 5.2.

Время на разгон и замедление принимаем по таблице 5.4.

Длину площадки раздельного пункта (в км) определяем:

 (5.3)

Станционные интервалы при полуавтоматической блокировке принимаем  мин, время на разгон - 2 мин., на замедление - 1 мин., то есть =3мин.

Рисунок 5.1. Ограничивающий перегон.

Таблица 5.1

Покилометровое время хода поездов при тепловозе 2ТЭ116, мин/км.

Таблица 5.2

Покилометровое время хода поездов при тепловозе ВЛ10у, мин/км.

Максимальную пропускную способность однопутной электрифицированной линии определяют аналогично.

Максимальную пропускную способность однопутной железной дороги с дополнительными путями на разъездах для организации частично-пакетного движения поездов, пар поездов/сут:

, (5.4)

где k - число боковых путей на раздельных пунктах для скрещивания пакетов поездов или число поездов в пакетах;- число раздельных пунктов с одним боковым путем между раздельными пунктами.

Период частично-пакетного графика, мин:

 (5.5)

Максимальная пропускная способность линии с двухпутными вставками, пар поездов/сут:

, (5.6)

где  - коэффициент безостановочного скрещения (=0,5-0,7).

Период графика при безостановочном скрещении:

. (5.7)

Межпоездной интервал  можно принимать равным 10 минут при тепловозной и 8 минут при электрической тяге.

Расчёт пассажирского движение производиться по формуле

 пар поездов/сут , (5.8)

где: Гп - пассажирские перевозки, пар в сутки;

ΔГп - темп роста;- эксплуатируемый год.

Размеры грузового движения определяются по формуле:

 пар поездов/сут. (5.9)

где  - коэффициент использования пропускной способности для однопутной линии , для двухпутной линии , для линий с двухпутными вставками ;

 - коэффициент съёма грузовых поездов пассажирскими, определяется по таблице 5.3.

Таблица 5.3

Коэффициенты съема грузовых поездов пассажирскими.

Таблица 5.4

Время на разгон и замедление.

Решение.

Рассмотрим 4 состояния железной дороги до и после реконструкции.

. До реконструкции: однопутка, неэлектрифицированная, без двухпутных вставок, тип локомотива 2ТЭ116, ПАБ, длина приемо-отправочных путей - 850 м, парный непакетный график, к=1, m=3

=25(2,48+0,6)+1,25*0,75+2*2+3,4=85,34 мин.

=1440/85,34=16,87 пар поездов/сут.

Из задания следует, что формула для расчета пассажирского движения, пар поездов в сутки:

 пар поездов/сут

 пар поездов/сут .

Пропускная способность в грузовом движении:

=0 =16,87*0,6-1*1,4=8,7=15 =16,87*0,6-2,5*1,4=6,6

. После реконструкции: однопутка, электрифицированная, с двухпутными вставками, тип локомотива ВЛ10у, АБ, длина приемо-отправочных путей - 1050 м, частично пакетный график, к=1, m=3

=25(1,31+0,6)+1,45*0,69+2*1+3,4=54,15 мин.

=(3+1)*54,15+2*8(1-1)=216,6

=1440(1+3)/216,6=26,6 пар поездов/сут.

Из задания следует, что формула для расчета пассажирского движения, пар поездов в сутки:

 пар поездов/сут

 пар поездов/сут .

Пропускная способность в грузовом движении:

t=0 =26,6*0,75-1*1,4=18,55=15 =26,6*0,75-2,5*1,4=16,45

. После реконструкции: однопутка, электрифицированная, с двухпутными вставками, тип локомотива ВЛ10у, АБ, длина приемо-отправочных путей - 1050 м, частично пакетный график, к=2, m=3

=25(1,31+0,6)+1,45*0,69+2*1+3,4=54,15 мин.

=(3+1)*54,15+2*8(2-1)=232,6

=1440(2+3)/232,6=31 пара поездов/сут.

Из задания следует, что формула для расчета пассажирского движения, пар поездов в сутки:

 пар поездов/сут

 пар поездов/сут .

Пропускная способность в грузовом движении:

=0 =31*0,75-1*1,4=21,85=15 =31*0,75-2,5*1,4=19,75

. После реконструкции: однопутка, электрифицированная, с двухпутными вставками, тип локомотива ВЛ10у, АБ, длина приемо-отправочных путей - 1050 м, частично безостановочный график, к=2, m=2

=25(1,31+0,6)+1,45*0,69+2*1+3,4=54,15 мин.

=1/2(54,15-2*1-3,4)=24,38

=1440/(0,7*24,38+(1-0,7)*54,15)=43,22пар поездов/сут.

Из задания следует, что формула для расчета пассажирского движения, пар поездов в сутки:

 пар поездов/сут

 пар поездов/сут .

Пропускная способность в грузовом движении:

=0 =43,22*0,75-1*1,4=31=15 =43,22*0,75-2,5*1,4=29

Результаты расчетов пропускной способности представлены в виде таблицы 5.5

Таблица 5.5

Расчеты пропускной способности.

6. Расчеты провозной способности

Провозной способностью железнодорожной линии называется наибольшая величина грузопотока (в млн. тонн), которая может быть освоена линией в течении года. Провозная способность линии зависит от её пропускной способности, норм массы грузовых поездов, структуры поездопотоков по категории поездов и выражает мощность линии, используемую для выполнения грузовых перевозок при обеспечении пропуска заданного числа пассажирских поездов и других срочного сообщения.

Возможную провозную способность железнодорожной линии определяем по формуле:

, млн. т/год (6.1)

где g - коэффициент внутрегодичной неравномерности перевозок, (g = 1,1);

- число дней в году;

 - средняя масса состава нетто.

Решение.

Рассчитываем для 4 состояний дороги, которые мы брали при расчете пропускной способности:

1. До реконструкции: однопутка, неэлектрифицированная, без двухпутных вставок, тип локомотива 2ТЭ116, ПАБ, длина приемо-отправочных путей - 850 м, парный непакетный график, к=1, m=3

=0 Г=365*3079*8,7*10-6/1,1=9,38 млн. т/год=15 Г=365*3079*6,6*10-6/1,1=6,74 млн. т/год

2. После реконструкции: однопутка, электрифицированная, с двухпутными вставками, тип локомотива ВЛ10у, АБ, длина приемо-отправочных путей - 1050 м, частично пакетный график, к=1, m=3

=0 Г=365*3856*18,55*10-6/1,1=23,73 млн. т/год=15 Г=365*3856*16,45*10-6/1,1=21,05 млн. т/год

. После реконструкции: однопутка, электрифицированная, с двухпутными вставками, тип локомотива ВЛ10у, АБ, длина приемо-отправочных путей - 1050 м, частично пакетный график, к=2, m=3

=0 Г=365*3856*21,85*10-6/1,1=27,96 млн. т/год=15 0 Г=365*3856*19,75*10-6/1,1=25,27 млн. т/год

. После реконструкции: однопутка, электрифицированная, с двухпутными вставками, тип локомотива ВЛ10у, АБ, длина приемо-отправочных путей - 1050 м, частично безостановочный график, к=2, m=2

=0 Г=365*3856*31*10-6/1,1=39,66 млн. т/год=15 Г=365*3856*29*10-6/1,1=37,1 млн. т/год

Результаты расчетов провозной способности представлены в виде таблицы 6.1

Таблица 6.1

Расчеты провозной способности.

7. Назначение реконструктивных мероприятий

В проекте решается задача реконструкции участка железной дороги для увеличения ее провозной способности с помощью следующих мероприятий:

) удлинение приемо-отправочных путей для увеличения массы поездов (УП);

) сооружение дополнительных путей на разъездах для организации частично-пакетного движения поездов (ДП);

) сооружение двухпутных вставок для организации безостановочного движения поездов (ДВ);

) сооружение вторых путей (ВП);

)электрификация железной дороги (ЭЛ).

Перечисленные мероприятия могут применяться индивидуально или в комбинациях по два или по три. Таким образом, в проекте возможна постановка следующих задач реконструкции:

1)  УП; 6) УП+ДП; 11) ЭЛ+ДВ;

2)      ДП 7) УП+ДВ; 12) ЭЛ+ВП;

)        ДВ 8) УП+ВП; 13) УП+ДП+ЭЛ;

)        ВП 9) УП+ЭЛ; 14) УП+ДВ+ЭЛ;

)        ЭЛ 10) ЭЛ+ДП; 15) УП+ВП+ЭЛ.

Реконструктивное мероприятие (или мероприятия)выбирают из условия обеспечения заданных размеров перевозок на расчетный период t=15 лет при минимальных затратах. При этом резервы возможной провозной способности на 15-й год должны быть минимальными.

Выбор реконструктивных мероприятий ведут в следующем порядке:

- на график провозной способности (рисунок 6.1) наносят линии потребной  и возможной провозной способности железной дороги до реконструкции;

назначают реконструктивное мероприятие;

определяют массу состава, пропускную и возможную провозную способность  железной дороги после реконструкции. Если на 15-год эксплуатации >  или резерв провозной способности не, то данное мероприятие принимается. Если велик<  или резерв велик, то назначается новое мероприятие и расчеты повторяют.

В проекте решается задача овладения перевозками на основе выбора лучшей или оптимальной стратегии овладения перевозками, включающий несколько этапов реконструкции, на каждом из которых применяется реконструктивное мероприятие.

На рисунке 6.1 показан график провозной способности, на который нанесены линии потребной провозной способности  и возможной провозной способности до и после реконструкции. Из графика следует, что возможная провозная способность дороги исчерпывается на 3,5 года.

Рисунок 6.1. График провозной способности.

Для овладения перевозками 15-го года, которые составляют

млн. т/год (по графику видно),

удовлетворяет реконструкция дороги, соответствующая состоянию 4. То есть применяются реконструктивные мероприятия:

1.      остается однопутная линия;

.        осуществляется электрификация линии;

.        на линии устраиваются двухпутные вставки для частично безостановочного движения поездов;

.        вводится локомотив типа ВЛ10у - электровоз постоянного тока;

.        вводится система сигнализации, централизации и блокировки - автоматическая блокировка;

.        увеличивается длина приемо-отправочных путей с 850 м до 1050 м;

7.      число боковых путей на разъездах для скрещения увеличивается с к=1 до к=2;

8.      число разъездов с 1 боковым путем для скрещения поездов между разъездами с к>1 уменьшается с m=3 до m=2.

8. Расчеты капитальных вложений

Капитальные вложения определяются по следующей формуле:

,

где: Кс - строительная стоимость реконструкции;

Кл - капитальные вложения на локомотивный парк;

Кв - капитальные вложения в вагонный парк;

Кг - стоимость грузовой массы, находящейся в процессе перевозки.

.1 Строительная стоимость реконструкции

Стоимость удлинения приемо-отправочных путей для увеличения массы состава:

, (8.1.1)

где - стоимость удлинения одного приемо-отправочного пути на разъездах;

 - стоимость удлинения одного приемо-отправочного пути на промежуточных станциях;

 - стоимость удлинения одного приемо-отправочного пути на участковых станциях;

 - стоимость удлинения одного приемо-отправочного пути на сортировочных станциях;

 - число удлиняемых приемо-отправочных путей на разъездах;

- число удлиняемых приемо-отправочных путей на промежуточных станциях;

 - число удлиняемых приемо-отправочных путей на участковых станциях;

- число удлиняемых приемо-отправочных путей на сортировочных станциях;

 - число разъездов;

 - число промежуточных станций;

 - число участковых станций;

 - число сортировочных станций.

Стоимость удлинения одного приемо-отправочного пути на разъездах , промежуточных , участковых , сортировочных  станциях определяем по таблице 6.1

Число удлиняемых приемо-отправочных путей принимаем на разъездах =3, на промежуточных станциях , участковых , сортировочных .

Таблица 8.1.1

Стоимость удлинения одного приемо-отправочного пути разъезда , тыс. у.е.:

Стоимость удлинения 1 приемо-отправочного пути принимаем на промежуточной станции  в 1,5, на участково  в 2, на сортировочной  в 3 раза больше.

Число раздельных пунктов определяем по схеме 8.1.1.

У - - - П - - - С - - - П - - - У

Схема 8.1.1.