Экономические изыскания и выбор основных элементов проектирования железных дорог

 

 

Для перехода от количественного  соотношения вагонов к весовому используются следующие формулы:

 

 

,

где ₄ и ₈ – доля 4- и 8-осных вагонов в составе по массе;

      ₄ и ₄ – доля 4- и 8-осных вагонов в составе по количеству;

       q₄ и q₈  - масса вагонов нетто.

₄ = 0,43; ₈ = 0,57.

По  найденным значениям β₄ и β₈ распределяем грузопотоки угля по типам полувагонов. Затем определяем для каждого рода грузов расчетного грузопотока необходимое количество вагонов как частное от деления грузопотока нетто на массу вагона нетто и работу, выполняемую ими, и грузопоток брутто как произведение количества вагонов на массу вагона брутто. Все расчеты представлены в таблице 1.15.

Таблица 1.15

Вид груза	Вид подвижного состава		Грузопоток нетто, тыс. т	Масса вагона нетто, т	Количество вагонов, тыс. шт.	Масса вагона брутто, т	Грузопоток брутто, тыс. т
	Тип	Число осей
Каменный уголь, руда	Полувагон	8	293,40	125,00	2,35	168,70	395,97
	То же	4	221,50	125,00	1,77	168,70	298,94
Руда	Полувагон	8	513,00	125,00	4,10	168,70	692,34
	то же	4	387,00	125,00	3,10	168,70	522,30
Зерновые	крытый	4	1700,00	62,00	27,42	83,80	2297,74
картофель	крытый	4	0,00	62,00	0,00	83,80	0,00
клей	крытый	4	35,69	39,60	0,90	61,40	55,34
строит матер мин происх	платформа	4	1461,73	62,00	23,58	83,00	1956,83
прокат	платформа	4	1616,46	62,00	26,07	83,00	2163,97
горючее	цистерна	4	308,93	52,80	5,85	75,50	441,75
Вид груза	Вид подвижного состава	Число осей	Грузопоток нетто, тыс. т	Масса вагона нетто, т	Количество вагонов, тыс. шт.	Масса вагона брутто, т	Грузопоток брутто, тыс. т
мин удобрения	крытый	4
промтовары	крытый	4	1330,46	39,60	33,60	61,40	2062,88
прочие	крытый	4	1227,03	39,60	30,99	61,40	1902,52
металлы не в деле	платформа	4	600,00	46,50	12,90	67,50	870,97
Итого			9734,95		173,27		12844,31
а) 8-осные вагоны		8	806,40		6,45		1088,32
б) 4-осные вагоны		4	8928,55		166,82		12185,21

 

 

Суммарные итоговые данные таблицы 1.15 позволяют  установить основные характеристики подвижного состава:

• средняя масса вагона брутто определяется как частное от деления суммарного грузопотока брутто на суммарное количество вагонов;
• средняя доля вагонов по массе брутто определяется как частное от деления суммарного грузопотока брутто по каждому типу вагонов на общий суммарный грузопоток брутто;
• среднее отношение массы нетто к массе брутто определяется делением грузопотока нетто на общий грузопоток брутто;
• средняя нагрузка от оси вагона на рельс устанавливается как средневзвешенная доля от массы вагона брутто, приходящаяся на одну ось, и определяется по формуле:

     (1.10)

где q₄^ср и q₈^ср – средняя масса вагона брутто соответственно 4- и 8-осных вагонов;

β₄^ср и β₈^ср – средняя доля вагонов по массе брутто соответственно 4- и 8-осных вагонов.

Расчет  данных показателей приведен в таблице 1.16.

 

 

Таблица 1.16

Основные  характеристики подвижного состава

Показатель	Расчет	Результат
1. Средняя масса вагона брутто, т:
а) 8-осного	1088,32/6,45	168,73
б) 4-осного	12185,21/195,62	62,29
2. Средняя доля вагонов по  массе брутто:
а) 8-осных	1088,32/12844,31	0,085
б) 4-осных	12185,21/12844,31	0,95
3. Среднее отношение массы нетто  к массе брутто	9734,95/12844,31	0,76
4. Средняя нагрузка на ось  вагона	168,73/8*0,085+62,29/4*0,95	16,59

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Выбор элементов и  проектирование продольного профиля участка железной дороги

В этой части курсовой работы должны быть выполнены следующие  виды работ:

1. Вычерчена стандартная сетка схематического продольного профиля и по заданным отметкам поверхности земли составлен профиль поверхности земли по трассе.
2. На основе данных о плане линии рассчитаны элементы плана линии, пикетное положение главных точек кривой, составлена ведомость плана линии и нанесен план в условном виде на чертеж продольного профиля.
3. Руководствуясь профилем поверхности земли, планом линии, заданным руководящим уклоном, требованиями, предъявляемыми к проектированию профиля, запроектирован продольный профиль железнодорожного участка.
4. Подобраны и размещены на профиле малые водопропускные сооружения.

2.1 Составление профиля поверхности земли

Схематический продольный профиль (в том числе  профиль поверхности земли) составляется в масштабах: горизонтальном 1:25000 (100 м – 4мм), вертикальном 1:1000 (1 м – 1 мм) и вычерчивается на полосе миллиметровой бумаги стандартного формата по высоте 297 мм.

План  линии проектируемого участка вычерчивается  после расчетов элементов плана (см. п. 2.2). Прежде чем наносить точки поверхности земли на профиль, необходимо выбрать уровень первой точки земли. Затем по заданным «черным» отметкам наносим последовательно все точки поверхности земли с учетом вертикального масштаба и выбранного уровня первой точки профиля, соединяем их тонкой ломаной линией и получаем продольный профиль поверхности земли.

2.2 Расчет элементов и составление  ведомости плана линии, нанесение его на профиль

Основные  элементы круговых кривых в плане, длины  кривых К и тангенс Т устанавливают  по двум определяющим элементам кривых, радиусам R и величинам углов поворота α.

Величины  К и Т можно определять непосредственно  из чертежа по следующим геометрическим формулам:

       (2.1)

      (2.2)

где R – радиус кривой, м;

      α – угол поворота в градусах и минутах.

Пикетажные  положения главных точек определяются по формулам:

• пикетажное положение начала кривой:

пк НК = пк ВУ – Т;    (2.3)

• пикетажное положение конца кривой:

пк КК = пк НК + К.    (2.4)

Длины прямых определяются как разность пикетажных значений точек, ограничивающих эти прямые.

 

Таблица 2.1

Характеристика кривых продольного  профиля

Номер кривой	Угол поворота		Положение вершины  угла поворота ВУ (пикет +)	Радиус кривой, м
	вправо	влево
1		34⁰ 25'	пк 37+10	1000
2	21⁰ 30'		пк 69+90	1000
3	12⁰ 35'		пк 100+10	1000
4		20⁰ 15'	пк 132+75	1200

 

Составляем ведомость плана линии (табл.2.2).

Номер элемента плана	Основные элементы круговых кривых					Пикетажное положение главных  точек кривых			Длины прямых l, м
	Угол поворота α		Радиус, м	Длины
	вправо	влево		кривой К, м	тангенса Т, м	пк ВУ	пк НК	пк КК
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1									3400,26
2		34°25'	1000	600,7	309,74	37+10	34+00,26	40+00,96
3									2799,19
4	21°30'		1000	375,22	189,85	69+90	68+00,15	71+75,37
5									2724,41
6	12°35'		1000	219,55	110,22	100+10	98+99,78	101+19,33
7									2977,09
8		20°15'	1200	424,08	178,58	132+75	130+96,42	135+20,5
9									1479,5
Сумма				1619,55					13380,45
Итого									15000

 

 

После этого необходимо выполнить проверку:

∑К + ∑l = L      (2.5)

где L – длина участка (15000 км).

Проверка: 1619,55+13380,45=15000 м.

2.3 Основные  требования к проектированию  продольного профиля

Проектирование  продольного профиля заключается  в установлении такого положения  проектной линии, которое бы наилучшим  образом отвечало техническим,  строительным, эксплуатационным, экономическим и другим требованиям, предъявляемым к продольному профилю.

Основные  технические требования касаются длин элементов профиля, алгебраической разности смежных уклонов, правил взаиморасположения элементов плана и профиля, предотвращения возможности размыва земляного полотна водой и заноса его снегом.

В реальном проектировании на положение  проектной линии профиля большое влияние оказывают инженерно-геологические условия по трассе железной дороги.

Длины элементов профиля должны быть, как  правило, не менее половины полезной длины приемоотправочных путей, принятой на перспективу, и во всех случаях должны быть не менее длин, указанных в нормах проектирования. Принимаем  полезную длину приемоотправочных путей 850 м, следовательно длина элементов профиля должна быть не менее 425 м.

Алгебраическая  разность  смежных уклонов профиля  Δi не должна быть больше величин, указанных в нормах проектирования (рекомендуемые - 8‰ при длине ПОП 850м и 2 категории дороги, допускаемые - 13‰).

Применение  максимально допустимых норм на вредных  спусках не разрешается.

При необходимости сопряжения уклонов  с алгебраической разностью большей, чем указано в нормах проектирования, проектируются разделительные площадки или элементы переходной крутизны, длины которых не должны быть меньше вышеуказанных.

Взаиморасположение  элементов плана и профиля  должно обеспечивать бесперебойность  и плавность движения поездов, а  так же нормальные условия разбивки и содержания кривых в плане  и профиле.

Для этого необходимо следование двух условий:

1. Смягчение (уменьшение) руководящего уклона в профиле при совпадении его с кривой в плане (обосновывается расчетом);
2. Несовпадение вертикальной сопрягающей кривой на переломах профиля с переходной кривой в плане (при Δi >2‰), что так же обосновывается проверочными расчетами.

Расстояние  от концов круговой кривой до переломов  профиля должно быть не менее  :

      (2.6)

где -l_пер длина переходной кривой, может приниматься от 20 до 160 м.

Предотвращение  возможного размыва земляного полотна  водой или заноса его снегом, песком, как одно из условий безопасности и бесперебойности движения поездов, обеспечивается при проектировании профиля соблюдением следующих требований: