ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II» Институт пути, строительства и сооружений Кафедра «Проектирование и строительство железных дорог» В. Ю. КОЗЛОВ, Е. А. РЫЖИК ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Часть 1 Учебное пособие Москва – 2016 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II» Институт пути, строительства и сооружений Кафедра «Проектирование и строительство железных дорог» В. Ю. КОЗЛОВ, Е. А. РЫЖИК ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Часть 1 Учебное пособие для студентов специальностей 23.05.04 «Эксплуатация железных дорог» специализации «Магистральный транспорт» и 23.03.01 «Технология транспортных процессов» специализации «Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте» Москва – 2016 УДК 625.1 К 59 Козлов В.Ю., Рыжик Е.А. Основы проектирования железных дорог. Часть 1: Учебное пособие. - М.: МГУПС (МИИТ), 2016. – 112 с. В пособии рассматриваются вопросы проектирования и эксплуатации новых железных дорог, требования по обеспечению безопасности, плавности и бесперебойности движения поездов. Большое внимание уделяется основным положениям размещения раздельных пунктов и проектирования станционных площадок. Предназначено для изучения теоретических вопросов и выполнения практических работ. Учебное пособие разработано для студентов специальностей 23.05.04 «Эксплуатация железных дорог» (специализация «Магистральный транспорт») и 23.03.01 «Технология транспортных процессов» (специализация «Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте») по дисциплине «Основы проектирования железных дорог». Рецензенты: Старший преподаватель кафедры «Геодезия, геоинформатика и навигация» МГУПС (МИИТ) Лѐгкий В.В. Главный инженер ООО «Фирма ТРАНСГЕОТЕХНОЛОГИЯ» Пегусов В.С. © МГУПС (МИИТ), 2016 Введение Дисциплина «Основы проектирования железных дорог» изучается студентами специальности в течение одного семестра. Ограниченное время изучения дисциплины обусловило необходимость разработки специального учебного пособия, в котором лаконично и доступно излагаются основные положения такой области транспортной науки и техники, как проектирование железных дорог. Целями освоения дисциплины «Основы проектирования железных дорог» являются: - приобретение обучающихся в области организации и управления перевозками компетенций в области основ проектирования новых и реконструкции эксплуатируемых железнодорожных линий; - освоение знаний основных положений теории и практики проектирования наиболее ответственных сооружений железнодорожной линии, оказывающих первостепенное влияние на ее пропускную и провозную способность, важнейших эксплуатационно-экономических показателей работы; - овладение навыками выполнения технической экспертизы проектов для следующих видов деятельности. 3 1 Содержание проектов, стадии проектирования, нормы проектирования Изыскания и проектирование железных дорог – это область транспортной науки, которая изучает теоретические основы и практические методы инженерных изысканий и составления комплексных проектов новых и реконструкции эксплуатируемых железных дорог. Строительство всех железнодорожных объектов осуществляется по заранее разработанным проектам в соответствии с постановлением Правительства РФ № 87 [1]. Проект должен устанавливать: - технические и экономические преимущества сооружения новой железной дороги по сравнению с другими возможными видами транспорта; целесообразность строительства новой железнодорожной линии или реконструкции существующей; - условия примыкания новой железной дороги к существующим железным дорогам и линиям других видов транспорта; - категорию железной дороги (ее проектную мощность); - технические параметры железнодорожной линии и отдельных ее сооружений. От обоснованности проектных решений зависят: - размеры и эффективность затрат на строительство или реконструкцию; 4 - сроки строительства; - эксплуатационные показатели объекта; - надежность и бесперебойность работы как железной дороги в целом, так и отдельных ее узлов. Эти положения имеют особенное значение для таких сложных и капиталоемких сооружений, как объекты железнодорожного транспорта (путь и путевое хозяйство, подвижной состав, устройства локомотивного и вагонного хозяйства, устройства связи и сигнализации, станции и узлы). При строительстве новых железных дорог, вторых путей или реконструкции существующих железных дорог разрабатываются проекты на очень большие комплексы сооружений. В них могут входить такие объекты, как земляное полотно, мосты и трубы, станции, линии и устройства автоблокировки, тяговые подстанции и устройства контактной сети, здания и многие другие. Такие проекты называются комплексными. На каждое из входящих в комплексный проект сооружений составляется свой проект. Такой проект по условиям его применения может быть типовым, повторно применяемым, индивидуальным или экспериментальным (опытным). Типовой проект на отдельное сооружение разрабатывается для массового применения по плану типового проектирования без конкретной привязки к объекту. Такие проекты составляются на широко распространенные объекты (вокзальные здания для промежуточных станций, посты электрической централизации стрелок и сигналов, трубы, мосты и пр.). 5 Повторно применяемый проект был разработан ранее для другого объекта. Если для него были получены хорошие строительные, экономические и эксплуатационные показатели, то такой проект может быть использован для строительства нового объекта, вместо разработки нового проекта. Типовые и повторно применяемые проекты «привязывают», т. е. корректируют с учетом конкретных условий данного объекта (другой тип фундамента, перепланировка помещений, инженерных коммуникаций и др.). Индивидуальный проект разрабатывается для данного конкретного объекта в случае, когда объект уникален или существуют особые специфические местные условия. В индивидуальном проекте могут быть использованы типовые конструкции, детали или целые блоки. В экспериментальном проекте впервые в практике строительства применяется какое-либо техническое или технологическое решение. Его эффективность проверяется в процессе строительства и эксплуатации сооружения (конструкция, планировочное решение, оборудование, технология). Входящие в комплексный проект различные сооружения могут быть запроектированы по проектам разных типов. Вместе с тем, отдельные проекты должны быть увязаны между собой и обеспечивать эффективную, надежную и бесперебойную работу объекта. 6 Основным принципом проектирования железных дорог является принцип широкого варьирования, т. е. рассмотрение, разработка и анализ нескольких вариантов с последующим выбором из них наиболее рационального (оптимального). Разработка этих вариантов может осуществляться в несколько стадий, по принципу от общего к частному с постепенным возрастанием степени детализации [1,4]. На стадии обоснования инвестиций определяется: - цель инвестирования, - назначение (грузовые и/или пассажирские перевозки) объекта, - мощность объекта строительства (категория железной дороги), - принципиальное направление железнодорожной линии. По результатам этих решений, а также на основе рекомендаций, принятых в прогнозах, программах и схемах развития производительных сил, заказчик (инвестор) представляет в установленном нормативными актами порядке Ходатайство (декларацию) о намерениях. Данный документ должен быть одобрен местными органами исполнительной власти. После этого заказчик может приступить к разработке Обоснования инвестиций. Обоснование инвестиций выполняют в соответствии с документом, который называется: «Порядок разработки, согласования, утверждения и состава обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и 7 сооружений» (СП 11-101-95), а также отраслевыми и региональными нормативными документами, регламентирующими эти вопросы. Обоснование инвестиций служит основой для принятия решений хозяйственной необходимости, технической возможности, экономической и социальной целесообразности строительства рассматриваемого объекта. По результатам этого обоснования может быть получен Акт о выборе земельного участка (площадки и ширины отвода железной дороги) и принято решение о начале проектноизыскательских работ. В Обосновании инвестиций: - описывается современное состояние транспортного обслуживания района проектирования, - выявляются объемы перевозок и из характеристики на расчетные сроки эксплуатации (2-ой, 5-ый, 10-ый и, по возможности, на 15-ый или 20-ый годы работы линии), - выполняются другие виды транспортных маркетинговых исследований, - устанавливаются наиболее важные технические характеристики объектов и способы их эксплуатации, - оценивается потребность в ресурсах для строительства и дальнейшего функционирования объекта, - определяются наиболее важные параметры объекта, - оговариваются сроки строительства, - определяется потребность в строительной продукции и материалах, - разрабатывается раздел по оценке воздействия объекта на природу, 8 - дается оценка эффективности инвестиций на основании укрупненных экономических показателей, прогнозируемых цен и условий финансирования строительства. В выводах Обоснования инвестиций приводят: - рекомендации по дальнейшему проектированию, строительству и эксплуатации объекта, программу проектирования, проведения исследований и изысканий при разработке проектной документации. На следующем – проектном этапе на основании утвержденных документов, подготовленных в Обосновании инвестиций, разрабатывают проект и рабочий проект или рабочий проект на строительство или реконструкцию объекта. На этом этапе уточняются и детализируются принятые ранее проектные решения и основные технико-экономические показатели. Порядок разработки и состав проектов определяют в соответствии с Постановлением Правительства РФ № 87 и другими нормативными документами. Проектирование ведут в одну или две стадии. При двухстадийном проектировании – это Проект строительства (первая стадия) и Рабочий проект (вторая стадия). При одностадийном проектировании – Рабочий проект. Для таких сложных объектов, как железная дорога, применяют двустадийное проектирование. На первой стадии путем вариантной проработки детализируют и уточняют принятые в Обосновании 9 инвестиций решения. Детализация не должна быть чрезмерной, необходимо только выявить и обоснованно принять наилучшие решения. Состав Проекта строительства, а при одностадийном проектировании Рабочего проекта, также регламентируется официальными документами. Проект должен включать [1]: - пояснительную записку, - технологические и строительные решения, - организацию строительства, - меры по охране окружающей среды, - сметную документацию, - паспорт проекта. В Проекте должны быть обоснованы: - категория железнодорожной линии, - направление линии, крутизна руководящего или другого ограничивающего уклона, - число главных путей, - длина приѐмоотправочных путей, - размещение и типы раздельных пунктов; разработаны: - план и продольный профиль, - проекты искусственных сооружений (мостов, труб, тоннелей и др.), - устройства локомотивного и вагонного хозяйства, - устройства энергоснабжения, водоснабжения и канализации, - устройства СЦБ и связи, 10 - проекты жилых и общественных зданий, - схема административного деления дороги в целом и отдельных ее служб, - меры по охране окружающей среды (атмосферы, водоемов, флоры и фауны, земных недр). На второй стадии проектирования по утвержденному Проекту в соответствии с государственными стандартами готовится Рабочий проект, в состав которого входят: - рабочие чертежи, - объектные и локальные сметы, - ведомости объемов строительных и монтажных работ, - потребности в материалах, - сборники спецификации оборудования. На любой стадии и в любой период все проекты, для обеспечения их унификации, разрабатываются на основании строительно-технических норм. Железнодорожные объекты строят и реконструируют в соответствии со Строительными нормами и правилами, утвержденными Госстроем России и введенными в действие указанием МПС, и нормами, приведенными в Своде правил (далее СП) и Строительно-технических нормах (далее СТН) [2, 3]. Эти нормы должны соблюдаться при проектировании новых железных дорог, дополнительных главных путей (вторых, третьих, четвертых) и реконструкции существующих линий, отдельных сооружений и устройств. Нормы применяются на общей сети железных дорог РФ для колеи 1520 мм. Нормами предусмотрены нагрузка на 11 ось четырехосного грузового вагона 256 кН (27 тс), а для расчета земляного полотна 294 кН (30 тс) и погонная нагрузка восьмиосного вагона 103 кН (10,5 тс). Настоящие нормы предусматривают движение поездов со скоростями: - пассажирских до 200 км/ч, - грузовых до 120 км/ч, - грузовых ускоренных до 140 км/ч. Учитывая различное назначение железных дорог в общей сети, характера и размера перевозок СП предусматривает деление железных дорог на категории [2, Приложение 1]: - скоростные – магистральные линии для движения пассажирских поездов со скоростью свыше 160 км/ч до 200 км/ч, - особогрузонапряженные – магистральные линии для обеспечения грузовых перевозок свыше 50 млн. ткм / км в год на 10 год эксплуатации приведенной грузонапряженности нетто в грузовом направлении, - I категория – от 30 до 50 млн. ткм / км в год, - II категория – от 15 до 30 млн. ткм / км в год, - III категория – от 8 до 15 млн. ткм / км в год, - IV категория – железнодорожные линии до 8 млн. ткм / км в год, внутристанционные, соединительные пути независимо от их грузонапряженности. В зависимости от указанных категорий СП определяет нормы проектирования: - продольного профиля и плана, 12 - раздельных пунктов, - земляного полотна, - верхнего строения пути, - искусственных сооружений, - путевого хозяйства, - пассажирского хозяйства и других служб и хозяйств железных дорог, - охраны окружающей среды. Технические нормы проектирования новых железных дорог и реконструкции существующих объединены в одном документе не случайно. Как при новом проектировании, так и при реконструкции предъявляются одинаковые требования по обеспечению безопасности движения поездов и созданию условий для повышения производительности труда при строительстве и эксплуатации. В СП предусматриваются различные виды нормативных указаний и разная степень конкретизации отдельных требований и норм: - принципиальные указания по выбору основных параметров проектируемой линии, по мощности отдельных сооружений и устройств и техникоэкономическому обоснованию тех или иных проектных решений, - требования унификации в различных разделах и элементах проекта, как, например, типы верхнего строения пути, длины переходных кривых, размеры поперечных профилей земляного полотна и т. п., 13 - ограничения ряда норм по их минимальным или максимальным значениям (ширина земляного полотна, величина междупутья, толщина балластного слоя, крутизна ограничивающих уклонов и т. п.), - указания о возможности применения двух категорий норм: предельно допускаемых и рекомендуемых (радиусы круговых кривых, сопряжение уклонов продольного профиля и др.). При проектировании железных дорог, кроме СП, руководствуются также другими нормативными документами, государственными стандартами, уставом железных дорог и Правилами технической эксплуатации железных дорог (ПТЭ) [4], а также инструкциями и руководствами, разрабатываемыми в качестве вспомогательных материалов к проектированию. 2 Выбор направления проектируемой линии На выбор направления проектируемой линии оказывают влияние экономические, природные и технические факторы. К экономическим факторам относятся: - назначение дороги, - положение населенных пунктов и экономических центров, - размеры и характер предстоящих перевозок. Экономические факторы определяют опорные пункты трассы, т. е. те населенные и экономические пункты района, через которые должна пройти 14 проектируемая линия. Если основная цель – транзитные перевозки, то линия проектируется по кратчайшему направлению, минуя те промежуточные пункты, заход в которые требует значительного отклонения трассы от кратчайшего расстояния между конечными пунктами. Москва – Петербург – коэффициент развития 1,01. Ветвь от Чудово до Новгорода. Если основная цель – обеспечение местных перевозок, то проектируется более развитая сеть с заходом в экономические центры. Железная дорога Марабда – Ахолкалаки в южной Грузии строилась как линия местного значения и имеет коэффициент развития 1,45. К техническим факторам относятся технические параметры линии, такие как: - рекомендуемое значение руководящего уклона, - вид тяги, - масса поезда, - длина приемо-отправочных путей и др. К природным факторам относятся: - топографические, - инженерно-геологические, - мерзлотные, - сейсмические, - гидрографические и др [3]. Природные факторы определяют фиксированные точки трассы, т. е. такие точки на местности, через которые целесообразно провести трассу по топографическим, инженерно-геологическим и другим 15 природным факторам. К фиксированным точкам относятся: - седла пересекаемых водоразделов, - наиболее удобные места пересечения больших водотоков, - места обхода контурных препятствий (болот, заповедников, ценных сельхозугодий, крупных сооружений и др.). Минимальная длина проектируемой дороги была бы достигнута, если бы удалось соединить прямыми линиями ее конечные пункты, а где это требуется, и пункты обязательного захода (опорные пункты). Таким кратчайшим направлением является геодезическая линия – линия, определяющая на земной поверхности кратчайшее расстояние между двумя точками. Возможные варианты трассы необходимо всемерно стараться приблизить к кратчайшему расстоянию (геодезической линии). Но предварительно геодезическая линия корректируется по условиям пересечения и обхода встречающихся препятствий (фиксированные точки). Ориентируясь на опорные и фиксированные точки, назначаются варианты направления проектируемой линии (рис. 2.1). Возможные варианты направления: - А – 1 – 3 – Б, - А – 1 – 4 – Б, - А – 2 – 3 – Б, - А – 2 – 4 – Б. 16 Б 3 1 А 4 2 Рис. 2.1. Варианты направлений Каждый вариант оценивается по нескольким показателям: - руководящему уклону, - длине трассы, - сумме преодолеваемых высот, - количеству пересекаемых крупных водотоков, - количеству тоннелей, - протяженности неблагоприятных мест (болот, крутых косогоров, и др.) Возможная величина руководящего уклона выявляется по каждому направлению на основе анализа 17 топографических условий местности. Для этого выявляются однородные по рельефу участки местности. Для каждого участка определяется средний естественный уклон местности: H HН iСР ( ЕСТ ) К , ‰, l где H К и H Н - отметки по концам участка, м. Значения руководящего уклона можно назначить в некотором диапазоне, но не более среднего естественного уклона местности. Длина линии определяется: Н НН L К , км. i р 0,5 При проектировании железной дороги нужно стремиться с одной стороны к уменьшению длины, с другой стороны к уменьшению руководящего уклона. Ориентируясь на это положение, при помощи построенной зависимости длины линии от величины руководящего уклона для вариантов направления выбирают направления и значения руководящего уклона для дальнейшего проектирования (рис. 2.2). Предпочтительным является тот вариант трассы, длина которого при одинаковом руководящем уклоне меньшая. Сумма преодолеваемых высот – величина, характеризующая возможные энергетические показатели (рис. 2.3): hт h1 h2 hоб h3 h4 . 18 L 2 вариант направления 3 вариант направления 1 вариант направления L3 L2 L1 iр iр Рис 2.2. График зависимости длины линии от величины руководящего уклона ∆h1 ∆h4 ∆h3 ∆h2 Рис 2.3. Преодолеваемые высоты 19 3 Понятие трассы, плана и продольного профиля трассы Трасса железной дороги – это продольная ось железнодорожного пути на уровне бровок основной площадки земляного полотна (на двух- и многопутных дорогах определяют трассу каждого из путей) (рис. 3.1). ось трассы уровень бровки основной площадки земляного полотна уровень головки рельса Трасса Рис 3.1. Трасса План трассы – это проекция трассы на горизонтальную плоскость. План состоит из отрезков прямых, пересекающихся под разными углами и сопрягаемых криволинейными участками пути. Продольный профиль железной дороги представляет собой развернутую на плоскость вертикальную цилиндрическую поверхность, проходящую через трассу. Изображение трассы на этой развертке называется проектной линией продольного профиля. Кроме того, на продольном профиле трассы изображается линия поверхности земли, указываются характеристики грунтов, 20 искусственные и другие линейные сооружения. Проектная линия состоит из прямолинейных элементов, горизонтальных, или наклоненных под различным углом к горизонту и сопрягаемых кривыми. Элементы проектной линии продольного профиля кратко называются элементами продольного профиля. Элементы продольного профиля и плана трассы называются элементами трассы. 3.1 Элементы плана трассы Элементами плана железных дорог являются прямые, круговые кривые и переходные кривые. Параметрами прямых участков пути являются длина и направление. Длина прямой измеряется между концами переходных или круговых кривых. Максимальная длина прямой не ограничена. Наибольшая длина прямого участка на линии Москва – Санкт-Петербург составляет 28 км. Самая длинная прямая в России протяженностью 93 км на линии ОмскИртышское. В Австралии существует прямой участок протяжением 530 км, а в Аргентине – 300 км. Целесообразность длинных прямых очевидна: - обеспечивается кратчайшее расстояние, а, следовательно, минимальный пробег грузов и эксплуатационные расходы; - конструкция и устройства дороги менее сложные, чем на кривых и, как следствие, проще и дешевле содержание пути. 21 Однако в сложных топографических условиях необходимость обхода препятствия вынуждает отклоняться от кратчайшего направления. На обходах препятствий приходится «ломать» прямые и устраивать между ними круговые кривые. Для плавного сопряжения соседних прямых устраиваются круговые и переходные кривые. 3.1.1 Круговые кривые Основными параметрами круговых кривых являются угол поворота (α) и радиус (R) (рис. 3.2). α α Б Т Т Б К К R α R α R Рис. 3.2. Схема круговой кривой 22 В зависимости от угла поворота и радиуса определяются следующие характеристики круговых кривых (рис. 3.2): - К – длина – К R , м; , м; 2 - Т – тангенс, – T R tg - Б – биссектриса – Б R sec 1 , м; 2 - Д – домер – Д 2 Т К , м. Кривые устраиваются для обхода препятствий и уменьшения объемов строительных работ. Объемы строительных работ уменьшаются тем значительнее, чем меньше радиус круговой кривой. Однако при этом ухудшаются эксплуатационные показатели железной дороги, особенно в кривых малых радиусов. Недостатки кривых малых радиусов К основным недостаткам кривых малых радиусов относятся: - необходимость ограничения скорости движения поездов, - повышенный износ рельсов и бандажей колес подвижного состава, - увеличение расходов по текущему содержанию пути и ремонту верхнего строения пути, - уменьшение коэффициента сцепления колеса с рельсом, - удлинение трассы, 23 - необходимость усиления верхнего строения пути, - увеличение стоимости контактной сети. Допускаемая скорость в кривых данного радиуса взаимоувязана с возвышением наружного рельса, величина которого определяется по разработанной методике [3]. Ниже представлен упрощенный метод определения возвышения наружного рельса в кривой при смешанном грузопассажирском движении. Возвышение наружного рельса определяется из условия равномерного воздействия поездов на внутреннюю и наружную рельсовые нити. Затем проверяется на возможность припуска наиболее быстроходных и наименее тихоходных поездов в кривой с полученным возвышением наружного рельса. 1. Величина возвышения наружного рельса, полученная при условии равенства силового воздействия на наружную и внутреннюю рельсовые нити: 12 ,5 VСР2 , мм, R где R – радиус кривой, м; k - коэффициент увеличения возвышения наружного рельса, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону по отношению к оси кривой, принимаемый равным 1 при скорости движения до 140 км/ч включительно и 1,2 – при скоростях более 140 км/ч; VСР – средневзвешенная по тоннажу квадратическая hСР k скорость всех поездов, следующих по кривой, км/ч: 24 VСР n i 1 Vi , км/ч, 2 i где V i – скорости поездов данной категории в пределах кривой, км/ч; i – удельный вес поездов данной категории в общем тоннаже: n Q i i i , ni Qi где n i – число категорий поездов на данном участке; Q i - масса поезда данной категории, т. 2. Величина возвышения наружного рельса, которая обеспечивает комфортные условия пассажирам: hПС 2 12 ,5 V ПС hПС , мм. R где V ПС - наибольшая скорость пассажирского поезда, км/ч; h ПС – недостаток возвышения наружного рельса, который может быть допущен исходя из наибольшей нормируемой величины непогашенного поперечного ускорения: a Н ( ПС ) S hПС , g где a Н ( ПС ) – непогашенное поперечное ускорение для пассажирского поезда, при 25 скорости 160-200 км/ч принимается равным 0,7 м/с2; S – расстояние между осями головок рельсов, примерно равное 1600 мм; – ускорение свободного падения, g принимается равным 9,81 м/с2. Для пассажирских поездов со скоростями движения 160-200 км/ч недостаток возвышения наружного рельса принимается равным 115 мм. 3. Величина возвышения наружного рельса, которая обеспечивает проход грузового поезда с максимальной скоростью: hГР( MAX ) 2 12 ,5 VГР ( MAX ) где VГР(MAX ) - R hГР , мм. наибольшая скорость грузового поезда, км/ч; hГР – недостаток возвышения наружного рельса, который может быть допущен исходя из наибольшей нормируемой величины непогашенного поперечного ускорения: a Н ( ГР) S hГР , g где a Н ( ГР) – непогашенное поперечное ускорение для грузового поезда, принимается равным 0,3 м/с2, Для грузовых поездов недостаток возвышения наружного рельса принимается равным 50 мм. 26 4. Величина возвышения наружного рельса, которая обеспечивает проход грузового поезда с минимальной скоростью: hГР( MIN ) 2 12 ,5 VГР ( MIN ) где VГР(MIN) - R hГР , мм. наименьшая скорость грузового поезда, км/ч. В этом случае нормируется непогашенное поперечное ускорение принимается отрицательным – направленным внутрь кривой и равным минус 0,3 м/с2. В любом случае возвышение наружного рельса не должно превышать 150 мм. Ограничение скорости поездов различных категорий в кривой: V R h h , км/ч, 12 .5 где h – принятое в кривой возвышение наружного рельса, мм; h - недостаток возвышения наружного рельса, допускаемый для поездов нужной категории, мм. Повышенный износ рельсов в кривых вызван проскальзыванием колес (вертикальный износ) и прижатием колес к боковым граням головок рельсов под действием горизонтальных поперечных сил (боковой износ). Износ существенно увеличивается в кривых с радиусом 600 м и менее, а при радиусах более 1200 м практически не меняется. 27 Увеличение расходов по текущему содержанию пути и ремонту верхнего строения пути в кривых малых радиусов связано с существенным увеличением одиночного выхода рельсов, более частой сменой шпал, необходимостью рихтовки и подъемки пути. Одиночный выход рельсов обратно пропорционален четвертой степени радиуса. Так при: - R=600 м выход в 2 раза больше, чем на прямой, - R=400 м – в 7 раз, - R=300 м – в 20 раз. Расходы по содержанию пути возрастают обратно пропорционально второй степени радиуса. Так при: - R=600 м в 1,5 раза больше, чем на прямой, - R=400 м – в 2,5 раза, - R=300 м – в 3,5 раза. Уменьшение коэффициента сцепления колеса с рельсом становится ощутимым при электрической тяге в кривых радиусом 500 м и менее, а при тепловозной тяге в кривых радиусом 800 м и менее из-за проскальзывания колес. Уменьшение коэффициента сцепления приводит к уменьшению силы тяги по сравнению с ее расчетным значением, следовательно, к снижению скорости движения поезда или смягчению ограничивающего уклона. Удлинение трассы при уменьшении радиуса кривой с R1 до R2 при неизменном угле поворота составляет: L 2 (T 1 T 2) K 2 K1 Д 1 Д 2 м. Усиление верхнего строения пути в кривых необходимо для повышения его устойчивости против горизонтальных сил. В кривых радиусом менее 1200 м 28 увеличивается число шпал на 1 км. С уменьшением радиуса кривой увеличивается объем балластной призмы вследствие увеличения возвышения балластной призмы. Уширяется основная площадка земляного полотна с наружной стороны кривой. Увеличение стоимости контактной сети в кривых на электрифицированных железных дорогах вызывается увеличением числа опор. В кривой радиусом 500 м расстояние между опорами контактной сети уменьшается примерно в 1,3 – 1,4 раза по сравнению с кривой радиусом 1200 м. Недостатки кривых больших радиусов В благоприятных условиях проектирование плана железных дорог желательно применять кривые возможно больших радиусов. Однако кривые больших радиусов тоже имеют недостатки: - увеличение объемов строительных работ (земляное полотно и искусственные сооружения), - увеличение общего протяжения кривых, - трудности текущего содержания пути. Трудности текущего содержания пути кривых больших радиусов связаны с тем, что кривые больших радиусов имеют тенденцию изменять свое очертание, превращаясь на одних участках в прямые, а на других в кривые меньших радиусов. По кривых нормам проектирования радиусы круговых подразделяются на рекомендуемые и 29 допускаемые. Кривые рекомендуемых радиусов обеспечивают движение поездов с максимальными скоростями при равенстве силового воздействия на обе рельсовые нити. Кривые допускаемых радиусов требуют уменьшения скоростей поездов, либо увеличения возвышения наружного рельса, что вызывает повышенный износ внутреннего рельса. Поэтому кривые допускаемых радиусов целесообразно применять на подходах к станциям или на возвышениях профиля (горбах), где скорость поездов понижена. В СП наименьшие рекомендуемые значения радиусов: - при скоростях до 200 км/ч – 3000 м, - до 160 км/ч – 2500-2000 м, - до 120 км/ч – 2000-1200 м, - менее 120 км/ч – 1000 м. [2, Приложение 2] При проектировании новых железных дорог рекомендуется применять радиусы не более 4000 м, но на специализированных скоростных магистралях со скоростью поездов 300 км/ч применяются радиусы 5000 – 7000 м. [5] При проектировании высокоскоростных специализированных магистралей со скоростями движения пассажирских поездов до 400 км/ч применяются радиусы круговых кривых 10 000 – 12 000 метров. Самые малые величины радиусов определяются из условия безопасного вписывания подвижного состава. На новых железных дорогах не менее 180 м. Для удобства разбивки и содержания пути в кривых при проектировании новых железных дорог применяются 30 унифицированные значения радиусов: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350, 300, 250, 200, 180. 3.1.2 Переходные кривые Переходные кривые необходимы для плавного перехода подвижного состава из прямого участка пути в кривую или из кривой одного радиуса в кривую другого радиуса. В пределах переходной кривой осуществляется отвод возвышения наружного рельса, а в кривых радиусом менее 350 м и отвод уширения колеи. В качестве переходной кривой применяют клотоиду1 и прямолинейный отвод возвышения наружного рельса2. Переходная кривая должна удовлетворять ряду условий, из которых определяющим является ограничение скорости подъема колеса по отводу возвышения. Длина переходной кривой: l h , м, 1000 i где h возвышение наружного рельса в кривой, мм; Клотоида – кривая переменного радиуса (радиус меняется от бесконечности до радиуса круговой кривой). Другие названия кривой – радиоидальная спираль, кривая Корню. 2 На некоторых дорогах стран Европы и в Японии используют криволинейный отвод возвышения наружного рельса, преимущества которого в наибольшей мере проявляются при высокоскоростном движении поездов. 1 31 i - уклон отвода возвышения наружного рельса: i dh 1 , dt v где v - скорость поезда, км/ч; dh - скорость подъема колеса на возвышение, км/ч. dt Уклон возвышения наружного рельса не должен превышать 0,001, в трудных условиях – 0,002, и лишь на подъездных путях – 0,003. Длина переходной кривой зависит от возвышения наружного рельса, которое в свою очередь находится в сложной зависимости от радиуса кривой и скорости движения поездов в этой кривой. В СП приведены значения длин переходных кривых [2, Приложение 3]. На скоростных железных дорогах, где скорости достигают 160 км/ч и более, на линиях I и II категории принимают: h VПС l . 100 В особо трудных условиях: h VПС l . 125 Для особогрузонапряжѐнных линий, дорог III и IV категорий длина переходной кривой принимается по таблице (Приложение 3) в зависимости от категории линии, радиуса круговой кривой и зоны скоростей (рис. 3.3). 32 III зона III II зона зона I зона II зона Рис. 3.3. Зоны скоростей на характерных участках профиля I зона скоростей предполагает максимальные скорости и большие длина переходных кривых. К первой зоне скоростей относятся углубления профиля и примыкающие к ним участки затяжных спусков, проходимые грузовыми поездами с максимальными скоростями. II зона скоростей – средние скорости и средние длины переходных кривых. Ко второй зоне относятся площадки и уклоны, на которых значение средневзвешенной квадратической скорости близко к средним значениям скоростей движения грузовых поездов. III зона – низкие скорости и небольшие длины переходных кривых. К третьей зоне относятся участки возвышения профиля и примыкающие к ним затяжные подъемы. Для удобства разбивки и содержания переходных кривых их длины принимаются кратными 10 м. Минимальная длина переходной кривой - 20 м. 33 Разбивка переходной кривой (рис. 3.4) с углом поворота осуществляется путем смещения центра круговой кривой OK по направлению биссектрисы на величину Б Р р sec , где сдвиг от переходной кривой 2 p определяется радиусом круговой кривой R и длиной l l2 . 24 R Из нового центра O тем же радиусом R проводят круговую кривую, начало и конец которой смещаются по направлению касательных на величину тангенса от сдвига переходной кривой: p кривой: Т Р р tg . 2 Сдвиг круговой кривой позволяет вписать между касательными и круговой кривой переходную кривую длиной l . Разбивка переходной кривой приводит к дополнительному приращению тангенса на величину l m . Суммарный тангенс - Т С Т Т Р m . 2 Суммарная длина кривой - К С К l . Таким образом прямые направления трассы сопрягаются сложной кривой, состоящей из первой переходной кривой (НПК1 – КПК1=НКК) (рис. 3.4), круговой кривой (НКК – ККК) и второй переходной кривой (КПК2=ККК – НПК2). 34 НПК2 α р/2 КПК2 ККК Т R КПК1 R НКК БР ТС R l/2 ТР R ОК О m l/2 НПК1 р Рис. 3.4. Схема железнодорожной кривой 35 В пределах первой переходной кривой центробежная сила, возникающая в кривой, плавно нарастает частично компенсированная возвышением наружного рельса, в пределах круговой кривой постоянна и также плавно уменьшается в пределах второй переходной кривой. При малых углах поворота длина кривой получается тоже небольшой. В этом случае необходимо проверить возможность устройства переходных кривых. Для устройства переходных кривых необходимо, чтобы выполнялось условие: 180 l K MIN . R Минимальный участок круговой кривой K MIN между точками НКК и ККК должен быть не менее наибольшей длины жесткой базы экипажа, т. е. около 20 м. Наименьший радиус кривой, который может быть принят при данном угле поворота и длине переходной кривой: 180 R l K MIN . Наибольшая длина переходной кривой, которую можно принять при заданном радиусе круговой кривой и угле поворота: R l K MIN . 180 36 3.1.3 Зависимые кривые Зависимыми называются смежные кривые, одна из которых оказывает влияние на условия движения по другой. Когда экипаж выходит из кривой на прямой участок пути, необходимо какое-то время для того, чтобы колебания экипажа, возникшие в кривой, стабилизировались, т. е. стали такими, как на прямой большого протяжения. Участки, на которых происходит затухание колебаний, называются участками стабилизации. Кривые, расположенные одна от другой на расстоянии, меньшем длины участка стабилизации, являются зависимыми. Поэтому между кривыми устраивают прямые вставки (а) длиной, достаточной для затухания поперечных колебаний (рис. 3.5, 3.6). аФ l1/2 a l2/2 НК1 КК1 КК2 НК2 Рис. 3.5. Обратные кривые При движении по переходной кривой вследствие отвода возвышения наружного рельса происходит поворот экипажа вдоль его продольной оси. В обратных кривых 37 при выходе из одной кривой в другую этот поворот продолжается в том же направлении. В случае, когда кривые направлены в одну сторону, направление поворота экипажа изменяется (рис. 3.5, 3.6). аФ l1/2 a l2/2 НК1 КК1 НК2 КК2 Рис. 3.6. Кривые одного направления Длины прямых вставок регламентируются в СП в зависимости от категории железной дороги и направленности смежных кривых [2, Приложение 4]. Длина прямой вставки для кривых направленных в разные стороны несколько меньше, чем для кривых одного направления. При камеральном трассировании длина фиктивной прямой вставки складывается из длины непосредственно прямого участка (а) и половин длин переходных кривых смежных кривых (l1 и l2) (рис. 3.5, 3.6): l l аФ 1 a 2 . 2 2 38 3.2 Элементы продольного профиля Элементы продольного профиля характеризуются крутизной (уклоном), протяженностью и способом сопряжения. Уклоны элементов продольного профиля измеряются в тысячных (промилле), что представляет собой отношение разности отметок по концам элемента в метрах к горизонтальной проекции его длины в километрах (рис. 3.7). i h, м h, м tg ( ) , и tg ( ) , откуда i . 1000 L, км L, км 1000 ∆h, м α L, км Рис. 3.7. Характеристики элемента продольного профиля Уклон элемента, по которому поезд движется на подъем, считается положительным, на спуск – отрицательным. Подъем и спуск – относительные понятия, зависящие от направления движения поезда. Горизонтальный элемент профиля (i = 0) называется площадкой. Граница между смежными элементами называется переломом профиля. Переломы профиля характеризуются алгебраической разностью уклонов: i i2 i1 .‰ Расстояния между смежными переломами – это длина элемента. 39 3.2.1 Классификация профиля уклонов продольного При проектировании железных дорог различают ограничивающие уклоны, определяющие наибольшую допускаемую крутизну элементов профиля: - руководящий уклон iР, - уравновешенный уклон iУР, - уклон усиленной тяги iУ, - инерционный уклон iИН. Руководящий уклон Руководящим уклоном iР называется наибольший уклон неограниченного протяжения, на котором при движении на подъем грузового поезда расчетной массы с принятым на данной линии типом локомотива скорость поезда устанавливается равной расчетной для данного типа локомотива. Зависимость расчетной силы тяги от руководящего уклона можно получить из условия равномерного движения поезда на расчетном подъеме: Fк ( р ) (о i p ) P g (o i p ) Q g , кН. Из этой зависимости при известном руководящем уклоне может быть получена расчетная масса поезда: Fк ( р ) P g (o i p ) Q , т, i g p o а при известной массе состава – руководящий уклон: 40 ip Fк ( р ) Pg o Qg o ( P Q) g , ‰. Наибольшая величина руководящего уклона определяется условиями ограничения массы состава (продольные сжимающие усилия) и скорости движения поездов на спусках (обеспечение расчетного пути при экстренном торможении). С учетом указанных ограничений, в СП приведены наибольшие значения руководящего уклона для линий разных категорий: - скоростные и пассажирские – 20 ‰, - особогрузонапряженные – 9 ‰, - I категория – 12 ‰, - II категория – 15 ‰, - III категория – 20 ‰, - IV категория – 30 ‰, - на подъездных путях IV категории в особо трудных условиях – 40 ‰. Наименьшее значение руководящего уклона определяется условием трогания с места поездов расчетной массы на остановочных пунктах. Руководящий уклон, при котором обеспечивается равенство Q = QТР, является наименьшим возможным руководящим уклоном. По расчетам – 2 ‰. Как видно из определения руководящего уклона, его значение напрямую связано с массой грузового состава и типом локомотива, используемого на линии. Руководящий уклон является одним из основных параметров железнодорожной линии. 41 Уравновешенный уклон На железных дорогах с резко выраженным и устойчивым в перспективе различием размеров и структуры грузопотоков по направлениям движения могут быть приняты различные руководящие подъемы по направлениям. В этом случае подъем круче руководящего в негрузовом направлении называется уравновешенным. При меньшей массе состава QОБР сопротивление движению «уравновешивается» более крутым подъемом (рис. 3.8). Грузовое направление Q = 3900 iР = 10 ‰ Обратное направление Q = 2000 iр = 20 ‰ Рис 3.8. Применение уравновешенного уклона Уравновешенный уклон: FК ( Р ) Pg 0 QОБР g 0 (ОБР) iУР ,‰, ( P QОБР ) g где 0(ОБР) - основное удельное сопротивление движению состава в обратном направлении, учитывающее изменение структуры грузопотока или наличие порожних вагонов в составе обратного направления. 42 Уклон усиленной тяги На участках преодоления сосредоточенных высотных препятствий (диной не менее длины перегона) с целью сокращения протяженности трассы и объемов строительных работ могут быть приняты уклоны круче руководящего, преодолеваемые поездом расчетной массы с дополнительными локомотивами (рис. 3.9). Такие уклоны называются уклонами усиленной тяги. Если число и серии дополнительных локомотивов те же, что основных локомотивов, то уклоны называются уклонами кратной тяги. iУС iУС iР iР Рис. 3.9. Преодоление местных высотных препятствий Существует функциональная зависимость уклона кратной тяги от величины руководящего уклона. Уклон кратной тяги: n FК ( Р ) n Pg o Qg iК , ‰, (n P Q) g где n – число локомотивов. Уклоны двойной и тройной тяги для различных руководящих уклонов приводятся в своде правил [2]. 43 Для предупреждения разрыва поезда наибольшая суммарная сила тяги локомотивов, находящихся в голове состава, определяется исходя из максимально допустимого продольного усилия на автосцепке при трогании, равного 930 кН, а при движении по руководящему подъему – 1275 кН. Для обеспечения устойчивости вагонов от выжимания продольными силами при подталкивании наибольшее значение силы тяги подталкивающих локомотивов определяется исходя из максимально допустимых продольных сжимающих сил от 490 до 2450 кН. Инерционный уклон Инерционным уклоном iИН называется уклон круче руководящего, преодолеваемый при движении на подъем за счет работы силы тяги локомотива и использования кинетической энергии поезда. Такой уклон может быть применен в том случае, когда участок, предшествующий подъему, представляет собой спуск, на котором поезд достигает большой скорости и имеет большой запас кинетической энергии (рис. 3.10). В отличие от других ограничивающих уклонов, инерционные уклоны не могут быть неограниченного протяжения, так как между его крутизной и протяженностью существует определенная зависимость: lj 4.17 VН2 VК2 , 0(СР ) i j f К (СР ) где l j – длина инерционного уклона, м; 44 i j – крутизна инерционного уклона, ‰; VН – скорость в начале подъема, км/ч; VК – скорость поезда в конце подъема, не менее расчетной скорости для данного типа локомотива, км/ч; f К (СР ) и 0 ( СР ) – соответственно удельная сила тяги и основное средневзвешенное сопротивление движению V VК поезда, Н/кН, при средней скорости VСР Н . 2 Обычно задают значение крутизны инерционного уклона, а длину получают аналитически или графически. iР iР i ij j lj lj Рис. 3.10. Инерционный уклон При проектировании трассы, выполнении тяговых расчетов и определении эксплуатационных расходов вариантов трассы используют специальные термины и определения уклонов, приведенные ниже. 45 Вредные и безвредные спуски При движении поезда на достаточно крутом спуске, его скорость растет и может достичь максимально допустимой величины (например, по условию экстренного торможения). В этом случае применяется регулировочное торможение. В случае торможения (за исключением рекуперативного при электрической тяге) часть механической энергии поезда переходит в тепловую энергию тормозных колодок. Поэтому участки спусков, на которых применяется такое торможение, называются вредными спусками. Спуски, при движении по которым, не применяется торможение, называются безвредными (рис. 3.11). РТ ВКЛ Вредный спуск Безвредный спуск 0 9 5 4 Рис. 3.11. Безвредный и вредный спуск Наибольшая крутизна спусков, являющихся безвредными на всем протяжении независимо от их длины и скорости подхода, называется предельно безвредным уклоном. Крутизна предельно безвредного уклона численно равна основному средневзвешенному 46 сопротивлению движению поезда в режиме холостого хода при данной максимальной скорости: i ПБ Х , ‰. Средний уклон Средний уклон – это уклон, определяемый между двумя точками на профиле без учета отметок промежуточных точек. В тяговых расчетах такой уклон называется спрямленным (рис. 3.12): n iСР i j 1 n j l j l j 1 , ‰, j где n – число элементов профиля; i j – уклон j-ого элемента профиля; l j – длина j-ого элемента профиля. 4.62 3 4.62 3 400 400 iCP 600 4 6 6 600 4 3 400 6 600 4 300 4.62, ‰ 400 600 300 1300 1300 300 300 Рис. 3.12. Средний уклон Уклон, эквивалентный сопротивлению от кривой При движении по кривой на поезд действует дополнительное сопротивление, возникающее из-за продольного и поперечного проскальзывания бандажей 47 колес и их прижатия к внутренней грани рельса центробежной силой, которое зависит от радиуса круговой кривой. При проектировании железных дорог это сопротивление учитывается уклоном, эквивалентным (равным) дополнительному сопротивлению движения поезда в кривой: 700 12.2 iЭК R , ‰, R K где R - радиус круговой кривой, м; - угол поворота кривой, в градусах; K - длина круговой кривой , м. Приведенный уклон Приведенный уклон – это сумма действительного уклона (уклона проектной линии продольного профиля) и уклона эквивалентного сопротивлению от кривой: i ПР i Д iЭК , ‰. 3.2.2 Длина элементов профиля и их сопряжение Длина элемента продольного профиля Для уменьшения объемов земляных работ при строительстве железной дороги целесообразно было бы проектировать профиль короткими элементами различной крутизны в соответствии с очертанием поверхности земли по направлению линии. Однако при этом возникают существенные эксплуатационные недостатки. При переходе поезда с одного элемента профиля на другой из- 48 за изменения дополнительного сопротивления от уклона меняется величина равнодействующих сил, приложенных к поезду, что при значительной разнице уклонов нарушает плавность движения (возникают продольные ускорения). В связи с этим продольный профиль следует проектировать элементами возможно большей длины при наименьшей алгебраической разности смежных уклонов. Наибольшее влияние на величину продольных усилий в поезде оказывают не отдельные переломы, а общее очертание профиля под поездом. Когда поезд находится одновременно на выпуклом и вогнутом переломах профиля, в нем возникают разнонаправленные усилия, нередко ударного характера, оказывающие особо неблагоприятное воздействие на пассажиров и подвижной состав (выжимание вагонов). Поэтому длину элементов профиля между такими переломами желательно назначать не менее расчетной длины поезда или длины приемоотправочных путей. В этом случае под поездом не будут одновременно находиться два различных перелома профиля (рис. 3.13). Растягивающие усилия W R P Q g i Сжимающие усилия Рис. 3. 13. Схема продольных усилий в поезде 49 Сопряжение элементов продольного профиля Для обеспечения устойчивости вагонов и создания комфортных условий для пассажиров элементы продольного профиля сопрягаются кривой. Радиус сопрягающей кривой (рис. 3.14) в зависимости от длины и массы состава, числа локомотивов в поезде и их размещения в составе, а также скорости движения поездов может достигать десятков тысяч метров. Устройство такой кривой затруднительно при строительстве и эксплуатации. Поэтому вместо кривой применяют описанный многоугольник. В результате один глобальный перелом профиля заменяется несколькими локальными. Стороны описанного многоугольника называются элементами переходной крутизны. α R R α i = -12 i = 12 R i = -4 i=4 l l Рис. 3.14. Глобальная сопрягающая кривая 50 Длина элемента профиля l между локальными переломами профиля и разность уклонов смежных элементов i взаимосвязаны, и зависят от радиуса сопрягающей кривой: l 2 R tg . 2 Ввиду малости угла можно принять: i tg 0.5 tg . Тогда, учитывая, что tg (если 1000 2 R i уклоны выражены в тысячных), получим: l . 1000 Задавая длину переходного элемента, можно получить алгебраическую разность уклонов: 1000 l i . R Значения длин элементов переходной крутизны и алгебраической разности уклонов нормируются в зависимости от категории железной дороги и полезной длины приемоотправочных путей. (Приложение 5). Вертикальная кривая При разности уклонов больше 2 - 5 ‰ на локальных переломах профиля устраиваются вертикальную кривую (рис. 3.15). Ее назначение – обеспечить комфортные условия для пассажиров. Для обеспечения комфортных условий нормальное ускорение при движении по вертикальной кривой не должно превышать 0,3 – 0,4 м/с2: аВ 2 2 VПС VПС , откуда RВ , 3,6 RВ 3,6 2 а В 51 где RВ – радиус вертикальной кривой, м; V ПС –скорость пассажирских поездов, км/ч; а В – допускаемое вертикальное ускорение, м/с2. По СП при а В 0,15 м и скорости движения: с2 - до 200 км/ч принимается RВ = 20000 м, - до 160 км/ч - RВ = 15000 м, - до 120 км/ч - RВ = 10000 м, - до 100 км/ч - RВ = 5000 м, - до 80 км/ч - RВ = 3000 м. Эти значения радиусов значительно превосходят те, которые обеспечивают условия предотвращения расцепки вагонов. Параметры вертикальных кривых (рис. 3.15): i - угол в tg в ; 1000 R i - длина вертикальной кривой К В В ; 1000 R i - тангенс вертикальной кривой Т В В ; 2000 - биссектриса вертикальной кривой БВ Т В2 R i 2 . В 2 RВ 8000000 В тех случаях, когда Б В 1 см вертикальную кривую не устраивают. 52 αВ -4‰ RВ RВ 4‰ КВ БВ ТВ αВ Рис. 3.15. Вертикальная кривая 3.3 Взаимное расположение продольного профиля и плана элементов В случае совпадения вертикальной кривой на профиле и переходной кривой в плане наружный рельс располагается по сложной пространственной кривой (круговая кривая большого радиуса в вертикальной плоскости и клотоида в горизонтальной). Поэтому с целью облегчения содержания и ремонта пути следует избегать совпадения вертикальных и переходных кривых. Переломы профиля должны располагаться вне переходных 53 кривых на расстоянии от их начала или конца не менее тангенса вертикальной кривой (рис. 5.11). ТВ1 ТВ2 ТР2+m2≈l1/2 ТР1+m1≈l1/2 l1 l2 Рис 5.11. Взаимное проектирование элементов плана и профиля Переломы профиля можно устраивать в пределах круговых кривых без ограничения. При разнице уклонов меньше 2–5,2 ‰ (в зависимости от радиуса вертикальной кривой) перелом профиля может устраиваться в пределах переходной кривой, т. к. в этом случае биссектриса вертикальной кривой меньше 1 см и вертикальная кривая не устраивается. 3.4 Продольный профиль и план пределах искусственных сооружений трассы в Мосты, на которых путь уложен на балласте, а также трубы могут располагаться при любых сочетаниях плана и профиля. 54 Мосты с безбалластной проезжей частью: - располагаются на прямой, на площадке или уклоне не более 4 ‰, в трудных условиях не более 10 ‰; - переломы профиля располагаются вне мостов на расстоянии тангенса вертикальной кривой. Продольный профиль в тоннелях может быть одноили двускатным. Крутизна уклонов в тоннеле по условиям водоотвода должна быть не менее 3 ‰. Допускаются горизонтальные участки не более 400 м как разделительные площадки между обратными уклонами. К плану в тоннелях не предъявляются особые требования, но желательно располагать тоннели на прямых. 3.5 Показатели плана и профиля Показатели, характеризующие план линии: - протяженность прямых и кривых участков пути в километрах и %; - сумма углов поворота на всей длине и на 1 км; - средний радиус кривых: RСР К ( рад) 180 К ( град) . Показатели, характеризующие продольный профиль: - протяженность участков с ограничивающим уклоном, по направлениям, в километрах и %; - сумма преодолеваемых высот по направлениям, м; - протяженность вредных спусков, по направлениям, в километрах. 55 4 Трассирование железных дорог Трассирование – это определение положения трассы в пространстве. Различают камеральное (кабинетное) трассирование и полевое трассирование. Камеральное трассирование – это укладка плана трассы на топографической карте с одновременным проектированием продольного профиля. Полевое трассирование – это инструментальная укладка проекции трассы на поверхность земли. Процесс трассирования – чрезвычайно ответственный этап составления проекта железной дороги. От положения трассы зависят многие показатели будущей железной дороги, в том числе строительная стоимость и эксплуатационные затраты. И то и другое напрямую зависит от протяженности трассы, поэтому проектировщик должен стремиться сделать ее как можно короче, максимально приблизить к геодезической линии, соединяющей опорные точки. Этому препятствуют топографические, гидрологические, инженерногеологические и ситуационные условия местности. При трассировании учитываются нормы проектирования железных дорог, которые определяются условиями эксплуатации (масса состава, скорости движения и др.). Методы трассирования различаются в зависимости от условий использования руководящего (или другого ограничивающего уклона) и топографических условий местности. 56 Классификация ходов трассы в зависимости от использования ограничивающего уклона По условию использования ограничивающего уклона участки трассы подразделяются на вольный и напряженный ход. Вольным ходом называется участок трассы, где естественные уклоны местности меньше руководящего уклона: iСР ( ЕСТ ) iР . На вольных ходах нет значительных высотных препятствий, поэтому основным принципом трассирования является укладка трассы по кратчайшему направлению (по прямой) между опорными и фиксированными точками. Если встречаются незначительные высотные препятствия, то для уменьшения объема земляных работ может быть назначен обход этого препятствия. Для того чтобы обход не приводил к существенному удлинению линии, углы поворота должны быть небольшими (15 – 20 градусов), а обход должен начинаться как можно дальше от препятствия (рис. 4.1). Рис. 4.1. Обход высотного препятствия 57 Преимущество вольных ходов перед напряженными ходами - меньшие энергетические затраты на продвижение поездов. Если применение вольных ходов не приводит к значительному удлинению линии, то при трассировании предпочтение нужно отдавать вольным ходам. В продольном профиле на вольном ходу для уменьшения объемов работ может быть использован любой уклон в диапазоне от нулевого (площадки) до руководящего (рис. 4.2). i=2 ‰ i=1 ‰ i=1 ‰ i=0 ‰ i=0 ‰ iР = 10 ‰ iСР(ЕСТ)=1‰ iСР(ЕСТ)< iР Рис. 4.2. Продольный профиль на вольном ходу Напряженный ход используется на участке трассы, где преодолеваются значительные высотные препятствия, и трасса вынужденно следует за рельефом местности, в максимальной степени используя руководящий (или другой ограничивающий) уклон (рис. 4.3). На участке напряженного хода естественный уклон местности больше или равен руководящему уклону iСР ( ЕСТ ) iР . 58 Б Б A Проектная линия iР = 10 ‰ Линия земли A iСР(ЕСТ) =20 ‰ Рис. 4.3. Участок напряжѐнного хода Если прокладывать линию по кратчайшему пути, то это приведет к значительному увеличению объемов земляных работ. Для того чтобы уменьшить объемы работ, прокладывают так называемую линию нулевых работ. Уклон линии нулевых работ соответствует руководящему уклону. При этом объемы работ стремятся к минимуму, а длина линии увеличивается (рис. 4.4): H H A h L Б , км, iР iЭК iТР где iТР – уклон трассирования, ‰. Может быть допущен некоторый компромисс: если допустить некоторый объем работ, то длину линии можно уменьшить (рис. 4.4): ( H Б hВ ) ( H A hН ) L , км. iТР 59 НБ Б hВ iТР HА hН L A Рис. 4.4. Продольный профиль на участке напряжѐнного хода с расчѐтным развитием Если длина напряженного хода превышает длину перегона, то с учетом размещения раздельных пунктов расчетная длина трассы увеличивается: L ( H Б hВ ) ( H A hН ) k ni li , iТР i 1 где n i – число раздельных пунктов, li – длина площадки раздельного пункта, км. Непосредственному трассированию по выбранному направлению должен предшествовать детальный анализ рельефа, водотоков и прочих возможных препятствий. В результате выбирают конкурентные варианты предварительного положения трассы, каждый из которых требует дальнейшей детальной проработки. 60 При камеральном трассировании для проектирования плана трассы укладывают линию нулевых работ с помощью циркуля или измерителя. Раствор циркуля определяется: k d , см, iТР где k - произведение количества сантиметров в одном километре (при определенном масштабе карты) на сечение горизонталей. Так при масштабе карты 1:25 000 (в 1 км 4 см) и сечении горизонталей - 5 метров раствор циркуля составит (рис. 4.5): 4 5 20 d , см iТР iТР h = 105 м iТР = 5 ‰ iТР = 10 ‰ h = 100 м d для 10 ‰ d для 5 ‰ Рис. 4.5. Величина отрезка линии нулевых работ При укладке циркуля/измерителя линии нулевых устанавливаются 61 работ ножки на соседние горизонтали. В этом случае отрезок между горизонталями будет иметь уклон равный уклону трассирования. Нужно следить за тем, чтобы линия стремилась к первоначальному направлению, не пропускать ни одной горизонтали, не допускать резких изменений направления линии нулевых работ (рис. 4.6). d d Рис 4.6. Линия нулевых работ Магистральный ход включает в себя участки вольного и напряженного хода и представляет собой первое приближение трассы, соответствующее определенной величине руководящего (или другого ограничивающего) уклона. Укладка магистрального хода осуществляется вначале на участках напряженного хода. На рисунке 4.7 от фиксированной точки 1 в седле до точки 2. Затем на участке вольного хода от точки 2 до точки 3 по кратчайшему направлению. Участки вольных и напряженных ходов могу чередоваться. В сумме же составят магистральный ход. 62 1 2 Напряженный ход Вольный ход 3 Рис. 4.7. Магистральный ход После укладки магистрального хода выделяются локальные прямые направления и, образовывающиеся при этом, углы поворота трассы. В углы поворота вписываются круговые кривые заданных радиусов с помощью шаблонов. Определяются тангенсы круговых кривых и указываются начала и концы круговой кривой в плане (рис. 4.8). 63 Р1 У1 У2 Р2 аФ 3 Рис. 4.8. Вписывание плана трассы Классификация ходов трассы в зависимости от топографических условий В зависимости от топографических условий местности ходы трассы делятся на долинные (долиннотеррасовые и долинно-косогорные), водораздельные и поперечно-водораздельные ходы [3]. 64 5 Обеспечение безопасности бесперебойности движения поездов 5.1 Обеспечение движения поездов и безопасности плавности и и плавности Обеспечение безопасности и плавности движения поездов при проектировании продольного профиля и плана сводится к обеспечению в поездах допускаемых значений сил и ускорений, предохранению проектируемой линии от размыва и затопления и безопасности при пересечении железных дорог с другими путями сообщений [2]. 5.1.1 Обеспечение в поездах значений продольных сил и ускорений допускаемых Как уже отмечалось ранее, для того, чтобы продольные силы и ускорения в поезде не превышали допускаемые значения, глобальные переломы профиля сопрягаются кривой. На практике сопрягающая кривая заменяется элементами переходной крутизны, а глобальный перелом профиля локальными. Элемент переходной крутизны характеризуется длиной, а локальный перелом профиля алгебраической разностью уклонов. Связь длины элемента и разности уклонов устанавливается зависимостью: R i 1000 l l или i . 1000 R 65 Значения длин элементов переходной крутизны и алгебраическая разность уклонов в зависимости от категории линии, длины приемо-отправочных путей и категории норм приведены в СП [2]. Анализ продольных сил и ускорений, возникающих при движения поезда на переломах профиля, показывает, что наиболее неблагоприятным случаем является движение поезда в режиме регулировочного торможения. Исходя из этого режима движения, установлены так называемые рекомендуемые нормы сопряжения элементов продольного профиля. Рекомендуемые нормы применяются: - в «ямах», ограниченных хотя бы одним тормозным спуском; - на уступах, расположенных на тормозных спусках; - на «горбах», расположенных на расстоянии менее удвоенной расчетной длины поезда от подошвы тормозного спуска. Если на данном участке заведомо исключается регулировочное торможение (движение поезда «на выбеге»), то применяются допускаемые нормы сопряжения элементов продольного профиля. Допускаемые нормы можно применять: - на «горбах», ограниченных затяжными подъемами, - в «ямах» и на уступах, проходимых поездом без торможения. Пример применения норм проектирования продольного профиля показан на рис. 5.1. 66 III категория lПО = 1050 м 0‰ 10 ‰ Рекомендуемые нормы ΔiН = 7 ‰ lН = 200 м 7‰ 10 ‰ 0‰ 0 7‰ 14 ‰ Допускаемые нормы ΔiН = 10 ‰ lН = 200 м 20 ‰ 20 ‰ 14 ‰ 7‰ 14 ‰ 0‰ 7‰ Рис. 5.1. Вписывание элементов переходной крутизны 67 14 ‰ При разности уклонов менее нормативной величины длина элементов может быть соответственно уменьшена (рис. 5.2): l i l Н . iН Алгебраические разности смежных уклонов на соседних локальных переломах профиля могут быть различны и меньше нормативных. В этом случае длина элементов профиля может быть принята менее нормативной: i i2 l lН 1 . 2 i Н Рекомендованные нормы ΔiН = 6 ‰ lН = 200 м l lН i1 i2 63 200 150 2iН 26 9‰ ∆i = 6 ‰ 6‰ 3‰ 3‰ ∆i = 3 ‰ ∆i = 6 ‰ lН = 200 м l1 = 200 м lН = 200 м l2 = 150 м Рис. 5.2. Применение длины элемента менее нормативной 68 При разности уклонов не превышающей нормативную величину, длина элемента может быть принята больше нормативной, если это не приводит к увеличению строительных работ. Наименьшую длину элемента продольного профиля принимают равной длине рельса, т. е. 25 м. 5.1.2 Предохранение размыва и затопления проектируемой линии от Во всех пониженных местах трассы, где можно ожидать скопления воды следует обеспечивать водоотвод. Продольный водоотвод (нагорные канавы, продольные лотки, кюветы). Поперечный пропуск воды через тело насыпи (трубы, малые мосты, лотки, дюкеры, акведуки, фильтрующие насыпи). Отметка проектной линии на подтопляемых участках должна обеспечивать защиту земляного полотна от затопления даже при очень редко повторяющихся уровнях воды (1 раз в 50, 100 или 300 лет). Для этого на подходах к мостам, через большие и средние реки, а также при расположении трассы вдоль рек и в зоне водохранилищ бровка земляного полотна должна возвышаться над наибольшим уровнем воды с учетом подпора, ветрового нагона и высоты волн не менее чем на 0,5 м. За наибольший уровень воды принимается уровень вероятностью превышения 0,33% для линий I – III категории, вероятностью превышения 0,1 % для линий IV категории и 2 % для подъездных путей. 69 Для предупреждения затопления тоннелей проектная линия должна обеспечивать возвышение дна водоотводного лотка тоннеля у портала не менее чем на 1 м над наивысшим уровнем высоких вод вероятности превышения 0,33 %. При проектировании продольного профиля в выемках должен быть предусмотрен продольный водоотвод. Так как этот водоотвод обеспечивается кюветами, а они проектируются с продольным уклоном равным уклону бровки основной площадки земляного полотна, то для беспрепятственного водоотвода проектная линия должна иметь уклон не менее 2 ‰ (рис. 5.3). Если выемка запроектирована на площадке, то дну кюветов придается уклон 2 ‰ (рис. 5.4). ≥2 ‰ ≥2 ‰ ≥ 400 Рис. 5.3. Перевальная м выемка с противоуклонами 2‰ 2‰ ≤ 400 м Рис. 5.4. Перевальная выемка с площадкой 70 5.1.3 Проектирование пересечений дорог с другими путями сообщений железных При пересечении проектируемой железнодорожной линии с другими путями сообщения в наибольшей мере безопасность может быть достигнута при пересечении в разных уровнях. При этом надо предусмотреть разность отметок новой и существующей дорог. Если проектируемая линия проходит над существующей, то минимальная проектная отметка трассы (рис. 5.5): H MIN H ГР h C hB , м. где H ГР – отметка головки рельса существующей железной дороги, м; h – габаритное возвышение пролетного строения путепровода над головкой рельса существующей дороги; C – строительная высота пролетного строения (расстояние от низа конструкции до подошвы рельса), м; hB – расстояние от подошвы рельса до бровки земляного полотна проектируемого пути на подходах к путепроводу, м. Если проектируемая линия проходит под существующей железной дорогой, то ограничивается максимальная отметка бровки земляного полотна проектируемого пути (рис. 5.6): H MAX H ГР hРС С h hРП hB , где hРС – высота рельса существующего пути, м; 71 hРП – высота рельса проектируемого пути, м. Нmin hB С h HГР Рис. 5.5. Минимальная проектная отметка на путепроводе НГР hРС С h hРП hВ НMAX Рис. 5.6. Максимальная проектная отметка под путепроводом При пересечении с автомобильной дорогой расчет ведется от отметки проезжей части. 72 Пересечение в одном уровне допускается для грунтовых дорог местного значения и автомобильных дорог IV и более низких категорий. Возможно использование мостов и труб с соответствующим увеличением их отверстий до нужных габаритов. В плане пересечение проектируется под прямым углом для сокращения длины путепровода и упрощения его конструкции или под углами 45 и 60 градусов, предусмотренными типовыми конструкциями путепроводов. 5.2 Обеспечение поездов бесперебойности движения Под бесперебойностью движения поездов понимается пропуск поезда заданной массы с принятым локомотивом и установленной скоростью независимо от времени года, состояния погоды и времени суток. При этом гарантируется пропуск поезда на перегонах без остановок [2]. Обеспечение бесперебойности движения поездов при проектировании профиля и плана железных дорог сводится к смягчению ограничивающих уклонов в кривых и тоннелях, обеспечению трогания поезда при остановке перед закрытым входным сигналом раздельного пункта и предотвращению снежных заносов. 73 5.2.1 Смягчение кривых ограничивающих уклонов в При проектировании новых железных дорог масса состава рассчитывается исходя из условия равномерного движения с расчетной скоростью на прямой в плане и расчетном подъеме (руководящем уклоне) в профиле. Нигде действительное сопротивление поезда не должно превышать расчетное. Поэтому руководящий уклон в профиле при совпадении с кривой в плане смягчается на величину уклона эквивалентного сопротивлению от кривой (рис. 5.7): i Д iР iЭК . 10 1000 R = 350 iЭК 700 700 2‰ R 350 i Д iР iЭК 10 2 8‰ 10 10 8 200 400 R = 350 iПР i Д iЭК 8 2 10 ‰ Рис. 5.7. Смягчение ограничивающего уклона 74 400 В зависимости от длины кривой, длины элемента продольного профиля и их взаимного расположения можно выделить несколько схем смягчения ограничивающего уклона (рис. 5.8): iР ≥ lН ≥ lН iР iР - iЭК iЭК ≥ lН iР 700 12 .2 12 .2 R K lЭЛ Рис. 5.8.а. Смягчение уклона при длине кривой больше нормативной длины элемента iР i < iР ≥ lН iР ≥ lН < lН iР - iЭК iЭК i < iР 12 .2 lЭЛ Рис. 5.8.б. Смягчение уклона при длине выделяемого элемента менее нормативной 75 iР ≥ lН iР ≥ lН < lН ≥ lН iР - iЭК iР lН iЭК ≥ lН 12 .2 lЭЛ Рис. 5.8.в. Смягчение уклона при длине кривой меньше нормативной длины элемента iР < lН iР iР - iЭК iР lЭЛ iЭК 12.2 lЭЛ Рис. 5.8.г. Смягчение уклона при длине прямой вставки меньше нормативной длины элемента 76 В кривых малых радиусов уменьшается коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами. Вследствие этого у большинства современных локомотивов в кривых радиусом менее 500 метров сила тяги ограниченная по сцеплению FК(КР) становится меньше расчетной силы тяги FК(Р). Это может быть компенсировано дополнительным смягчением ограничивающих уклонов iψ. (пси) Смягчение заканчивается на расстоянии длины приемоотправочных путей lПО от конца кривой со стороны подъема. Задаваясь значением длины смягчаемого элемента lСМ, определяют величину смягчения iψ: l i o iР 1 К , lСМ где o - основное удельное средневзвешенное сопротивление движению поезда, Н/кН, - отношение силы тяги в кривой малого радиуса к расчетному значению силы тяги локомотива, l К - длина кривой, м, lСМ - длина смягчаемого элемента, м, - коэффициент, зависящий от отношения lK/lCM и представленный в таблице 4.1. Таблица 4.1 2и 1,8 – 1,4 – 0,7 и lK/lCM 1 0,9 0,8 более 1,6 1,2 менее 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,1 77 Длина смягчаемого элемента lСМ не должна быть меньше 0,2lК и начинаться элемент смягчения должен не менее чем за 200 – 300 метров перед кривой (рис. 5.9). iР iР-iψ iР iР-iЭК iР R<500 lСМ lПО Рис. 5.9. Возможный вариант смягчения 5.2.2 Смягчение тоннелях ограничивающих уклонов в В тоннелях сопротивление движению поезда повышается. Это происходит из-за увеличения сопротивления воздушной среды и уменьшения коэффициента сцепления колес с рельсами ввиду образования на рельсах конденсата из-за недостаточной вентиляции. Нормы проектирования предусматривают смягчение ограничивающих уклонов в тоннелях длиной 300 метров и более. Это смягчение зависит от длины тоннеля и вида тяги. Уклон уменьшается не только в тоннеле, но и на подходах к нему со стороны подъема на протяжении равном длине приемо-отправочных путей (рис. 5.10): iТ iР , ‰, где в зависимости от длины тоннеля и вида тяги принимается равной в диапазоне от 1 до 0,85. 78 iР iТ iТ iР iПО lТ Рис. 5.10. Смягчение ограничивающего уклона в тоннеле и перед ним 5.2.3 Обеспечение трогания поезда при остановке перед закрытым входным сигналом раздельного пункта В легких топографических условиях участки, предшествующие входным сигналам станций, разъездов и обгонных пунктов, на протяжении длины приемоотправочных путей следует располагать на уклонах, обеспечивающих трогание поездов с места. 5.2.4 Предотвращение снежных заносов Снегопады и метели затрудняют нормальную бесперебойную работу железной дороги в зимний период. К наиболее снегозаносимым участкам относятся выемки любой глубины, нулевые места и невысокие насыпи. Для предотвращения частых и сильных снежных заносов 79 продольный профиль следует проектировать преимущественно в виде насыпи, высотой над уровнем расчетной толщины снежного покрова не менее 0,7 м для однопутных линий и 1,0 м ― для двухпутных. Расчетная толщина снежного покрова определяется на основе данных многолетних наблюдений с вероятностью превышения 1:50 или 2% для линий скоростных, особогрузонапряженных, I и II категории; 1:33 или 3% ― для линий III категории и 1:20 или 5% ― для линий и подъездных путей IV категории. На участках насыпей, не удовлетворяющих указанным требованиям, а также на нулевых местах и в выемках, в проекте на основе соответствующих рекомендаций и расчетов следует предусматривать снегозадерживающие лесонасаждения или заборы. Наряду с указанными выше требованиями, при проектировании железных дорог в районах, подверженным снежным заносам, следует по возможности: избегать ориентации осей выемок вдоль преобладающих метелевых ветров; отдавать предпочтение прокладке трассы на наветренных косогорах и на водоразделах, а в горной местности – на расстоянии не менее 50 м от подошвы крутых склонов долины; пересекать трассой пониженные места (овраги, ложбины и др.) по кратчайшему направлению, а попутные понижения местности обходить с подветренной стороны [3]. 80 6 Проектирование раздельных пунктов Железнодорожные линии делятся раздельными пунктами на участки, которые называются перегонами. Большинство раздельных пунктов имеют путевое развитие, которое состоит из главных, станционных и специальных путей. Раздельный пункт необходим для: - формирования и расформирования поездов, - погрузочно-разгрузочных работ, - технического обслуживания подвижного состава, - обеспечения необходимой пропускной способности железной дороги. К числу раздельных пунктов относятся: - станции, - разъезды, - обгонные пункты, - путевые посты, - при автоблокировке – проходные светофоры. Путевой пост – раздельный пункт, не имеющий путевого развития. Обгонный пункт – раздельный пункт на двухпутных линиях, имеющий путевое развитие, обеспечивающее обгон поездов в необходимых случаях. Разъезд – раздельный пункт на однопутной линии, имеющий путевое развитие, предназначенное для скрещения и обгона поездов. Станция – раздельный пункт, имеющий путевое развитие, позволяющий выполнять операции по приему, 81 отправлению, скрещению и обгону поездов, операции по приему и выдаче грузов и обслуживанию пассажиров, маневровую работу по формированию и расформированию поездов. Перегон, ограниченный двумя проходными светофорами или светофором и станцией называются блок-участком. В пределах блок-участка может находиться только один поезд. Между поездами должно быть не менее трех блок-участков (рис. 6.1). Начало движения К I З II Ж III К I К II К З Ж К Движение К Рис. 6.1. Схема продвижения поезда по блок-участкам Для обеспечения движения без снижения скорости необходимо, чтобы при прохождении хвостом поезда светофора определенной серии, голова поезда идущего вслед за ним, находилась на подходе к предшествующему светофору той же серии. Движение можно начинать под зеленый сигнал светофора на зеленый сигнал следующего светофора. 82 6.1 Размещение раздельных пунктов Раздельные пункты размещаются в процессе проектирования таким образом, чтобы обеспечить потребную пропускную и провозную способность линии [3]. Пропускная способность – число поездов или пар поездов, пропускаемых в пределах линии в течение суток: 1440 tТЕХН Н , пар поездов/сутки, nMAX Т ПЕР где tТЕХН - технологический перерыв, мин; Н - коэффициент надежности работы технических устройств, Т ПЕР - период графика или время необходимое на пропуска одной пары поездов по перегону, мин. При полуавтоблокировке и непакетном графике движения поездов на однопутной линии период графика: TПЕР t t 1 2 , где t - время хода в направлении «туда», мин; t - время хода в направлении «обратно», мин; 1 , 2 - станционные интервалы, мин. Фрагмент графика движения поездов на однопутной линии при непакетном графике движения поездов представлен на рисунке 6.2. 83 Ст. А 1 поезд 2 поезд Раз. 1 Раз. 2 Раз. 3 Ст. Б ТПЕР 2 поезд 1 поезд t′ τ1 t″ τ2 Рис. 6.2. Элементы графика движения поездов. 84 Пропускная способность в грузовом движении: m n ГР nMAX р nНГi НГi , пар поездов/сутки, i 1 где р – коэффициент использования пропускной способности (резерв пропускной способности); n НГ i – число негрузовых поездов i-ой категории (пассажирские, сборные, ускоренные), НГ i – коэффициент съема в негрузовом движении поездами i-ой категории; m – число категорий негрузовых поездов. Провозная способность – количество тонн груза, которое дорога может провести в год. Г где 365 nГР QСР ( Н ) 106 nГР , млн.т/год, – провозная способность в грузовом движении, пар поездов в сутки, QСР ( Н ) – средняя масса состава нетто, т, – коэффициент, учитывающий сезонную неравномерность перевоза грузов. Провозная способность железной дороги зависит от пропускной способности и расчетной массы поезда. Одна и та же провозная способность может быть получена уменьшением пропускной способности и увеличением массы поезда или наоборот. Для каждой проектируемой железной дороги в результате технико-экономических расчетов может быть определена оптимальная схема размещения раздельных 85 пунктов. Расчеты показывают, что оптимальная длина перегона для тепловозной тяги составляет 18 – 20 км, а для электрической – 20 – 25 км. При проектировании магистралей имеющих общесетевое значение (линии I и II категории) необходима унификация пропускной способности. Поэтому в задании на проектирование таких дорог указывается необходимая пропускная способность и раздельные пункты размещаются исходя из условия обеспечения заданной пропускной способности. На линиях III и IV категории раздельные пункты размещаются исходя из условия обеспечения потребной провозной способности на 10 год эксплуатации. Для этого определяют расчетное время хода в следующей последовательности: - потребная пропускная способность в грузовом движении nГР Г 106 , пар поездов в сутки; 365 QСР ( Н ) - расчетная (максимальная) пропускная способность nMAX m 1 nГР nНГi НГi , пар поездов в сутки; p i 1 - расчетное время хода при назначенном графике движения поездов, например, непакетном 1440 tТЕХН Н tР 1 2 , мин. nMAX Для обеспечения потребной провозной способности время хода пары поездов по перегону t t не должно превышать расчетного значения t Р . 86 Практические приемы размещения раздельных пунктов При проектировании новых железных дорог размещение раздельных пунктов осуществляется в два этапа. I этап. В процессе трассирования ось раздельного пункта устанавливается ориентировочно. Для этого последовательно суммируется время хода по элементам продольного профиля. Время хода для каждого элемента определяется по методу установившихся скоростей (масса, локомотив): n t t i t i li , мин, i 1 где li - длина элемента, км; ti ti – время хода на элементе заданного уклона длиной 1 км в направлении «туда» и «обратно», мин. Так как при этом методе не учитывается время на разгон и замедление t РЗ (от 2 до 10, в предварительных расчетах 3 мин), то суммируемое время должно быть увеличено: t t РЗ . Когда суммарное время с учетом времени на разгон и замедление достигнет расчетного, размещается ось раздельного пункта. II этап. На основании тяговых расчетов определяют точное время хода по перегону (с учетом кинетической энергии поезда) и корректируют положение оси раздельного пункта. 87 6.2 Проектирование плана и профиля площадок раздельных пунктов Участки продольного профиля, в пределах которых располагаются раздельные пункты с путевым развитием, условно называют площадками раздельных пунктов. Длина площадки раздельного пункта lПЛ с путевым развитием, определяемая между крайними входными стрелками, зависит от: - схемы путевого развития раздельного пункта (поперечная (рис. 6.3), с полупродольным расположением путей (рис. 6.4), с продольным расположением путей (рис. 6.5)), - полезной длины приемоотправочных путей, - числа путей, - марки крестовин стрелочных переводов. Рис. 6.3. Схема путевого развития раздельного пункта с поперечным расположением путей Рис. 6.4. Схема раздельного пункта с полупродольным расположением путей Рис. 6.5. Схема раздельного пункта с продольным расположением путей 88 Длина площадки раздельного определяется в зависимости приемоотправочных путей l ПО : от пункта полезной LПЛ длины - для пунктов с поперечным и полупродольным расположением путей LПЛ l ПО с , - для пунктов с продольным расположением путей LПЛ 2 l ПО с . Величина с зависит от: - типа раздельного пункта, - категории проектируемой линии, - числа путей, принятых на перспективу, - скорости движения поездов (марки крестовины). Например, на разъездах для особогрузонапряженных, I, II и III категории - для поперечного расположения с = 400 м, - для полупродольного с = 750 м. - для продольного с = 350 м. На разъездах для линий IV категории с поперечным расположением путей с = 250 м. Значения длин площадок раздельных пунктов в зависимости от вида раздельного пункта, категории линии, схемы расположения путей для длин приемоотправочных путей 850 и 1050 метров представлены в Приложении 6. Полная длина площадки раздельного пункта LРП увеличивается в обе стороны на длину тангенса вертикальной кривой для того, чтобы избежать 89 расположения стрелочных переходной кривой (рис. 6.6): LРП LПЛ Т В Т В . переводов в пределах lПО LПЛ Т′В Т″В LРП i i=0 вертикальная кривая противоуклон противоуклон i=0 i=0 i вертикальная кривая Рис. 6.6. Схема станционной площадки 6.2.1 План площадок раздельных пунктов Площадки раздельных пунктов, как правило, располагаются на прямых. При расположении станционных путей на кривой: - усложняется укладка и эксплуатация стрелочных переводов, - затрудняется наблюдение за станционными путями, - ухудшаются условия проведения маневровых операций, - увеличивается сопротивление движению поезда при трогании поезда, - ухудшается видимость станционных сигналов и стрелочных указателей. 90 Кривые допускаются: - в трудных условиях – радиусом не менее 1200 м, - в особо трудных условиях – не менее 600 м, - в горных условиях – не менее 500 м. Стрелочные переводы располагаются на прямых. 6.2.2 Продольный профиль площадок раздельных пунктов Как правило, раздельные пункты располагаются на площадке. Размещение на уклонах: - затрудняет остановку поезда, идущего на спуск, - усложняет трогание поезда с места при его отправлении с раздельного пункта на подъем, - создает опасность ухода (скатывания) вагонов с раздельного пункта в процессе маневровых операций. В трудных условиях рельефа приходится располагаться раздельные пункты на уклонах. При этом должны выполняться условия: 1. Возможность трогания поезда с места. Поезд может быть стронут после стоянки на раздельном пункте, если выполняется условие: Пр приведенный уклон раздельного пункта iРП не превышает уклон трогания iТР : Пр iРП iТР , 91 где уклон трагания может быть определен: FК (ТР ) iТР или iТР 1.35 iР 3.5 , P Q g ТР где FК (ТР ) - сила тяги локомотива при трогании с места, Н; P - масса локомотива, т; Q - норма массы состава, т; ТР - основное удельное сопротивление движению при трогании с места, Н/кН; g - ускорение свободного падения, м/с2; iР - руководящий (ограничивающий) уклон, принятый на линии, ‰. 2. Возможность удержания поезда расчетной массы вспомогательными тормозами локомотива. Для выполнения этого условия приведенный уклон Пр раздельного пункта iРП не должен превышать наибольший уклон, обеспечивающий удержание вспомогательными тормозами локомотива iТОРМ : поезда Пр iРП iТОРМ , где наибольший уклон, обеспечивающий удержание поезда вспомогательными тормозами локомотива: iТОРМ где 250 К Р ( Л ) Р Q g К Р( Л ) ТР или iТОРМ 0.45 iР 1.5 , - сумма расчетных сил нажатия тормозных колодок локомотива, кН. 92 Расчеты по приведенным формулам должны осуществляться исходя из наиболее неблагоприятных условий, которые могут встретиться в процессе эксплуатации. Из двух полученных значений выбирается наименьшее. 3. Во всех случаях уклон не должен превышать 10 ‰. Это ограничение обеспечивает остановку поезда с достаточной точностью в пределах полезной длины приемоотправочных путей. 4. Предотвращение самопроизвольного ухода вагонов с раздельного пункта связано с безопасностью движения на железной дороге и его обеспечение является важной задачей. Это условие надо обязательно соблюсти на раздельных пунктах с маневровыми операциями (промежуточные и участковые станции), когда возможна отцепка от поезда и стоянка отдельных вагонов или групп вагонов. Крутизна уклонов на раздельном пункте должна из этого условия быть не более 1,5 ‰, а в трудных условиях – не более 2,5 ‰. Но даже указанные нормы по продольному профилю не могут полностью гарантировать предотвращение самопроизвольного ухода вагонов. Возможна, например, большая ветровая нагрузка на вагоны. Поэтому в пределах приемо-отправочных путей рекомендуют проектировать трехэлементный вогнутый профиль с противоуклонами (рис. 6.6) [3]. 93 Приложение 1 Категории железнодорожных линий Категория железнодорожной линии Назначение железнодорожной линии 1 2 Железнодорожные линии для движения пассажирских поездов Железнодорожные линии преимущественно с пассажирским движением (75% и более от общего поездопотока) Железнодорожные линии преимущественно с грузовым движением Скоростные Пассажирские Особогрузонапряженные Признак определения категории Расчетное Расчетная суммарная число пассажирских годовая приведенная поездов (включая грузонапряженность пригородные) месяца (нетто) на 10-й год максимальных эксплуатации, перевозок, млн. ткм/км пар поездов в сутки 3 4 Скорость движения 5 Свыше 140 до 200 км/ч включительно Не регламентируется Не регламентируется Не регламентируется Свыше 50 До 140 км/ч включительно Не регламентируется Скорость пассажирских поездов до 120 км/ч Свыше 50 94 Приложение 1 Продолжение 1 2 3 5 Скорость Железнодорожные пассажирских I линии со смешанным Свыше 30 до 50 Не регламентируется поездов движением до 120 км/ч Скорость Железнодорожные пассажирских II линии со смешанным Свыше 15 до 30 Свыше 20 поездов движением до 120 км/ч Скорость Железнодорожные пассажирских III линии со смешанным Свыше 8 до 15 Свыше 15 поездов движением до 120 км/ч Скорость Железнодорожные движения IV линии со смешанным До 8 (включительно) До 15 (включительно) поездов движением до 80 км/ч Примечание - Внутристанционные соединительные железнодорожные пути (пути, ведущие к контейнерным площадкам, базам, сортировочным платформам, пунктам очистки, промывки, дезинфекции вагонов, ремонта подвижного состава и выполнения других технологических операций) не относятся к железнодорожным линиям и не категорируются. 95 4 Приложение 2 Радиусы кривых Радиусы кривых в плане, м допускаемые Категория в особо трудных условиях железнодорожной рекомендуемые в трудных при техниколинии условиях экономическом обосновании Скоростные 4000-3000 2500 1200 Пассажирские 4000-2500 2000 1000 Особогрузонапряженные 4000-2000 1500 1000 I 4000-2500 2000 1000 II 4000-2000 1500 800 III 4000-1200 800 600 IV 2000-1000 600 350 Примечание - Для развязок в железнодорожных узлах допускается применять кривые радиусом от 300 до 350 м для любой категории железнодорожной линии. В особо трудных условиях при обосновании технико-экономическими и тяговыми расчетами допускается применять радиусы кривых менее 350 м. 96 Приложение 3 Длины переходных кривых Длина переходных кривых на железнодорожных линиях, м особогрузонапряженных III категории IV категории Зоны скоростей движения 1 2 3 1 2 3 1 2 3 4000 40 30 20 30 20 20 3000 60-40 40-30 20 40-30 30-20 20 2500 80-60 50-30 20 60-40 40-30 20 2000 100-80 60-40 30 60-50 50-30 20 40-30 30 20 1300 100-80 60-40 40-30 80-60 50-40 30-20 50-30 30 20 1500 120-100 80-60 50-40 80-60 60-50 40-30 60-40 40-30 30 1200 140-120 100-80 60-50 100-80 80-60 40-30 60-50 50-30 30 1000 140-120 120-100 70-50 120-100 80-60 50-40 80-60 50-40 30 800 160-140 140-100 80-50 140-100 100-80 50-40 90-60 60-50 40-30 700 160-140 140-120 80-60 160-120 110-90 60-50 120-80 60-50 40-30 600 160-130 140-120 100-60 160-120 120-100 60-50 120-80 80-60 50-40 500 160-120 140-120 120-70 160-120 130-100 80-60 120-100 90-70 60-40 400 160-120 140-120 140-80 140-100 140-100 80-60 120-100 110-80 60-50 350 140-100 140-100 140-80 140-100 130-100 100-60 120-100 120-80 80-50 300 140-100 140-100 120-80 140-100 120-100 120-80 120-80 120-80 80-60 250 120-90 120-80 120-80 120-80 120-80 120-80 120-80 120-80 80-60 200 100-80 100-80 80-60 Примечания: 1. При двух значениях длин переходных кривых меньшие значения допускается применять в трудных условиях. 2. Деление участков на зоны скоростей движения поездов следует производить в зависимости от конфигурации продольного профиля на основании тяговых расчетов. Радиус кривой, м 97 Приложение 4 Длины прямых вставок Длина прямой вставки, м Категория в нормальных условиях между в трудных условиях между железнодорожной кривыми, направленными кривыми, направленными линии в разные в одну в разные в одну стороны сторону стороны сторону Скоростные 150 150 100 100 Пассажирские 150 150 50 75 Особогрузонапряженные 75 100 50 50 I и II 150 150 50 75 III 75 100 50 50 IV 50 50 30 30 Примечание - В случаях, когда на особогрузонапряженных линиях предусматривается максимальная скорость движения пассажирских поездов свыше 120 км/ч, прямые вставки на указанных линиях следует принимать по нормам, предусмотренным для железнодорожных линий I категории. 98 Приложение 5 Нормы сопряжения элементов продольного профиля Категория железнодорожной линии Скоростные Пассажирские Особогрузонапряженные I II III IV Скоростные Пассажирские Особогрузонапряженные I II III IV Наибольшая алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля iН, ‰, (числитель) и наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны lН, м, (знаменатель) при полезной длине приемо-отправочных путей, м 850 1050 2·850 = 1700 2·1050 = 2100 Рекомендуемые нормы 6/250 4/300 6/200 4/250 3/250 3/250 3/400 6/200 4/250 3/250 3/300 8/200 5/250 4/250 3/300 13/200 7/200 7/250 4/250 13/200 8/200 8/250 Допускаемые нормы 10/250 9/300 13/200 10/200 10/200 5/250 4/300 13/200 10/200 5/250 4/300 13/200 10/200 6/250 4/250 13/200 10/200 8/250 6/250 20/200 10/200 10/200 - 99 Приложение 6 Длина станционных площадок Категория линии Расположение приемоотправочных путей 1 2 Минимальная длина станционных площадок (для новых линий) при полезной длине приемо-отправочных путей, м 850 1050 3 4 На разъездах Скоростные, особогрузонапряженные, I, II, III То же То же IV Скоростные, особогрузонапряженные, I, II, III То же То же IV Продольное 2050 2450 1600 1250 1100 1800 1450 1300 Продольное 2500 2900 Полупродольное Поперечное Поперечное 2000 1450 1250 2200 1650 1450 Полупродольное Поперечное Поперечное На промежуточных станциях 100 Приложение 6 Продолжение 1 Скоростные, особогрузонапряженные, I, II То же То же 2 На обгонных пунктах Продольное Полупродольное Поперечное На участковых станциях 3 4 2200 2600 1700 1300 1900 1500 Скоростные, особогрузонапряженные, Продольное 3600 4000 I, II, III То же Полупродольное 2650 2850 То же Поперечное 2200 2400 IV Поперечное 1800 2000 Примечания: 1. Длины станционных площадок указаны без учета тангенсов вертикальных кривых, величина которых должна добавляться к указанным в таблице в зависимости от алгебраической разности сопрягаемых уклонов. 2. Если полезная длина путей более (или менее) 1050 м, длину станционной площадки необходимо соответственно увеличить (или уменьшить): при поперечном и полупродольном типах раздельных пунктов на разность полезных длин, а при продольном типе - на удвоенную разность длин. 3. На железнодорожных линиях или участках, на которых имеется перспектива постройки третьего (четвертого) главного пути, длины площадок должны быть увеличены, соответственно, на промежуточных станциях на 500-700 м, на участковых - на 600-800 м. 101 Использованная литература: 1. О составе Разделов Проектной Документации и требованиях к их содержанию. Постановление Правительства РФ № 87 от 16.02.2008.-Москва, 2008.-20 с. http://docs.chtd.ru. 2. СП 237. 1326000. 2015. Инфраструктура железнодорожного транспорта. Общие требования. Свод правил.- Москва, Министерство транспорта РФ, 2015.-41 с. http://sniprf.ru. 3. Основы проектирования, строительства и реконструкции железных дорог: Учебник для вузов ж.-д. транспорта / Н.С. Бушуев, В.А. Бучкин, Ю.А. Быков, В.С. Миронов, Е.А. Рыжик, Е.С. Свинцов, О.Б. Суровцева; Под ред. Ю.А. Быкова. – М.: Маршрут, 2008. 4. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской федерации / МПС РФ.- М.: Техинформ, 1995. 5. Исаков А.Л., Матвиенко В.С. Проектирование трассы и железнодорожного пути высокоскоростной железнодорожной магистрали: Учебно-методическое пособие к дипломному проектированию по специальности 271501 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей». – Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2011. - 113 с. 102 Основные термины Трасса железной дороги – продольная ось железнодорожного пути на уровне бровок основной площадки земляного полотна. Трассирование – определение положения трассы в пространстве. Различают камеральное (кабинетное) трассирование и полевое трассирование. Трассирование камеральное – укладка плана трассы на топографической карте с одновременным проектированием продольного профиля. Трассирование полевое – инструментальная укладка проекции трассы на поверхность земли. Геодезическая линия – линия, определяющая на земной поверхности кратчайшее расстояние между двумя точками. Фиксированные точки трассы - точки на местности, через которые целесообразно провести трассу по топографическим, инженерно-геологическим и другим природным факторам. Опорные пункты - пункты обязательного захода в районе проектирования. Ход вольный - участок трассы, где естественные уклоны местности меньше руководящего уклона. На вольном ходу трасса укладывается по кратчайшему направлению. Линия нулевых работ - линия в плане на участке напряжѐнного хода. 103 Ход напряженный используется на участке трассы, где преодолеваются значительные высотные препятствия, и трасса вынужденно следует за рельефом местности, в максимальной степени используя руководящий (или другой ограничивающий) уклон. Ход магистральный включает в себя участки вольного и напряженного хода и представляет собой первое приближение трассы, соответствующее определенной величине руководящего (или другого ограничивающего) уклона. План трассы – проекция трассы на горизонтальную плоскость. План состоит из отрезков прямых, пересекающихся под разными углами и сопрягаемых криволинейными участками пути. Элементы плана трассы - прямые, круговые кривые и переходные кривые. Круговая кривая устраивается для плавного сопряжения соседних прямых в плане. Переходная кривая - часть железнодорожной кривой, устраиваемая для плавного перехода подвижного состава из прямого участка пути в кривую или из кривой одного радиуса в кривую другого радиуса. Прямая вставка – участок прямой между соседними кривыми, устраиваемый для стабилизации движения экипажа. Зависимыми называются смежные кривые, одна из которых оказывает влияние на условия движения по другой. 104 Продольный профиль - развернутая на плоскость вертикальная цилиндрическая поверхность, проходящая через ось трассы. Проектная линия продольного профиля изображение трассы на развертке продольного профиля. Элементы проектной линии продольного профиля – прямолинейные элементы, горизонтальные, или наклоненные под различным углом к горизонту и сопрягаемые кривыми. Длина элемента продольного профиля - расстояние между смежными переломами проектной линии продольного профиля. Переломом профиля - граница между смежными элементами проектной линии продольного профиля. Площадка - горизонтальный элемент проектной линии продольного профиля (уклон равен нулю). Элементы переходной крутизны - стороны описанного многоугольника вместо спрягающей кривой, заменяющие один глобальный перелом продольного профиля несколькими локальными. Вертикальная кривая – кривая для сопряжения соседних элементов продольного профиля. Уклон элемента продольного профиля измеряются в тысячных (промилле), что представляет собой отношение разности отметок по концам элемента в метрах к горизонтальной проекции его длины в километрах. Уклоны ограничивающие – уклоны, определяющие наибольшую допускаемую крутизну элементов профиля. 105 Уклон руководящий - наибольший уклон неограниченного протяжения, на котором при движении на подъем грузового поезда расчетной массы с принятым на данной линии типом локомотива скорость поезда устанавливается равной расчетной для данного типа локомотива. Уклон уравновешенный подъем круче руководящего в негрузовом направлении. Уклон усиленной тяги - уклон круче руководящего, преодолеваемый поездом расчетной массы с дополнительными локомотивами на участках сосредоточенных высотных препятствий. Уклон кратной тяги – уклон усиленной тяги, в случае, если число и серии дополнительных локомотивов те же, что основных локомотивов. Уклон предельно безвредный - наибольшая крутизна спуска, являющегося безвредными на всем протяжении независимо от его длины и скорости подхода. Уклон средний – уклон, определяемый между двумя точками на профиле без учета отметок промежуточных точек. Уклон, эквивалентный сопротивлению в кривой – уклон, учитывающий дополнительное сопротивление движению поезда в кривой. Уклон приведенный – сумма действительного уклона (уклона проектной линии продольного профиля) и уклона эквивалентного сопротивлению от кривой. Уклон трассирования – уменьшенный уклон руководящий (или другой ограничивающий уклон), 106 учитывающий дополнительное сопротивление от возможных кривых в плане. Смягчение ограничивающего уклона уменьшение его величины для учѐта какого-либо дополнительного сопротивления. Спуск безвредный – участок спуска, на котором не используется торможение. Спуск вредный - участок спуска, на котором применяется торможение (за исключением рекуперативного при электрической тяге). Путепровод - сооружение для обеспечения безопасного пересечения путей сообщения в разных уровнях. Раздельный пункт - сооружение на трассе, предназначенное для пропуска, скрещения поездов, размещения технических устройств пассажирского, грузового и локомотивного хозяйств. Перегон – участок железнодорожной линии, ограниченный раздельными пунктами. Путевой пост – раздельный пункт, не имеющий путевого развития. Обгонный пункт – раздельный пункт на двухпутных линиях, имеющий путевое развитие, обеспечивающее обгон поездов в необходимых случаях. Разъезд – раздельный пункт на однопутной линии, имеющий путевое развитие, предназначенное для скрещения и обгона поездов. Станция – раздельный пункт, имеющий путевое развитие, позволяющий выполнять операции по приему, 107 отправлению, скрещению и обгону поездов, операции по приему и выдаче грузов и обслуживанию пассажиров, маневровую работу по формированию и расформированию поездов. Блок-участок - перегон, ограниченный двумя проходными светофорами или светофором и станцией. Пропускная способность – число пар поездов, пропускаемых по участку в течение суток. Провозная способность – количество тонн груза, которое дорога может провезти в течение года. Полезная длина приѐмоотправочного пути расстояние от выходного сигнала светофора до предельного столбика по одному пути. Полная длина раздельного пункта - длина площадки на трассе, учитывающая схему размещения станционных путей и возможные вертикальные кривые на подходах к раздельному пункту. 108 Содержание Введение .................................................................................. 3 1 Содержание проектов, стадии проектирования, нормы проектирования ....................................................... 4 2 Выбор направления проектируемой линии ............... 14 3 Понятие трассы, плана и продольного профиля трассы .................................................................................... 20 3.1 Элементы плана трассы .............................................. 21 3.1.1 Круговые кривые .................................................. 22 Недостатки кривых малых радиусов ...................... 23 Недостатки кривых больших радиусов .................. 29 3.1.2 Переходные кривые.............................................. 31 3.1.3 Зависимые кривые ................................................ 37 3.2 Элементы продольного профиля ............................... 39 3.2.1 Классификация уклонов продольного профиля 40 Руководящий уклон .................................................... 40 Уравновешенный уклон.............................................. 42 Уклон усиленной тяги ................................................ 43 Инерционный уклон.................................................... 44 Вредные и безвредные спуски ................................... 46 Средний уклон ............................................................ 47 Уклон, эквивалентный сопротивлению от кривой . 47 Приведенный уклон .................................................... 48 3.2.2 Длина элементов профиля и их сопряжение ..... 48 Длина элемента продольного профиля .................... 48 Сопряжение элементов продольного профиля ....... 50 Вертикальная кривая ................................................ 51 3.3 Взаимное расположение элементов продольного профиля и плана ................................................................ 53 109 3.4 Продольный профиль и план трассы в пределах искусственных сооружений ............................................. 54 3.5 Показатели плана и профиля...................................... 55 4 Трассирование железных дорог .................................... 56 Классификация ходов трассы в зависимости от использования ограничивающего уклона ................. 57 Классификация ходов трассы в зависимости от топографических условий ......................................... 64 5 Обеспечение безопасности и плавности и бесперебойности движения поездов................................. 65 5.1 Обеспечение безопасности и плавности движения поездов ............................................................................... 65 5.1.1 Обеспечение в поездах допускаемых значений продольных сил и ускорений ....................................... 65 5.1.2 Предохранение проектируемой линии от размыва и затопления ................................................................... 69 5.1.3 Проектирование пересечений железных дорог с другими путями сообщений ......................................... 71 5.2 Обеспечение бесперебойности движения поездов .. 73 5.2.1 Смягчение ограничивающих уклонов в кривых 74 5.2.2 Смягчение ограничивающих уклонов в тоннелях ......................................................................... 78 5.2.3 Обеспечение трогания поезда при остановке перед закрытым входным сигналом раздельного пункта ............................................................................. 79 5.2.4 Предотвращение снежных заносов ..................... 79 6 Проектирование раздельных пунктов ......................... 81 6.1 Размещение раздельных пунктов .............................. 83 110 Практические приемы размещения раздельных пунктов ....................................................................... 87 6.2 Проектирование плана и профиля площадок раздельных пунктов .......................................................... 88 6.2.1 План площадок раздельных пунктов .................. 90 6.2.2 Продольный профиль площадок раздельных пунктов ........................................................................... 91 Приложение 1 Категории железнодорожных линий ........ 94 Приложение 2 Радиусы кривых ........................................... 96 Приложение 3 Длины переходных кривых ........................ 97 Приложение 4 Длины прямых вставок ............................... 98 Приложение 5 Нормы сопряжения элементов продольного профиля .................................................................................. 99 Приложение 6 Длина станционных площадок................. 100 Использованная литература: .............................................. 102 Основные термины ............................................................. 103 111 Св. план 2016 г., поз.28 Козлов Вячеслав Юзефович Рыжик Екатерина Александровна ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Часть 1 Учебное пособие Подписано в печать Усл.печ.л. Заказ № Формат 112 Тираж 150 экз.
