Экономические изыскания и выбор основных элементов проектирования железных дорог

1. Высота насыпи у малых искусственных сооружений должна быть достаточной для их размещения.
2. Площадки в выемках длиной 400 м заменяются двухскатным профилем с уклонами не менее 2‰ для обеспечения продольного водоотвода.
3. Для уменьшения снегозаносимости необходимо избегать, по возможности, проектирования затяжных выемок насыпями небольшой высоты (длиной более 1-1,5 км), особенно мелких выемок (глубиной до 2 м) и нулевых мест.
4. При спокойном рельефе (в равнинных условиях) желательно проектировать профиль без выемок насыпями небольшой высоты (1-1,5 м), но не менее расчетной толщины снежного покрова в данном районе.

Основные  строительные, эксплуатационные и экономические  требования сводятся к следующим положениям.

В строительном отношении желательно иметь минимальные объемы земляных работ и благоприятные условия их производства. Это достигается проектированием профиля преимущественно невысокими насыпями, сооружаемыми из резервов, а также максимальным использованием руководящего уклона, уменьшением длин элементов профиля и увеличением алгебраической разности смежных уклонов.

В эксплуатационном отношении желательно проектировать профиль преимущественно безвредными уклонами, элементами возможно большей длины и с небольшой алгебраической разностью смежных уклонов.

Если  уменьшение объемов работ и их стоимости может быть достигнуто без существенного ухудшения  эксплуатационных условий, то это решение  является выгодным.

В экономическом отношении наилучшим  продольным профилем будет тот, который потребует наименьших суммарных затрат как на строительство, так и на эксплуатацию.

2.4 Нанесение  проектной линии и подсчет  отметок

Предварительно  рекомендуется изучить профиль  поверхности земли и выделить на нем участки напряженного хода, где средние уклоны местности близки к руководящему уклону или больше его.

Нанесение проектной линии на профиль лучше  начинать с участков напряженного хода уклонами, близкими к руководящему (с учетом их смягчения при совпадении с кривой в плане), пока не уточняя положение переломов профиля на концах этих участков. Затем намечается предварительное положение элементов проектной линии и на всех остальных участках профиля.

Величина  уклонов, длины элементов и точки  перелома профиля подбираются одновременно в соответствии с очертанием профиля земли, руководящим уклоном, планом линии, размещением в пониженных местах профиля искусственных сооружений и с учетом всех вышеуказанных требований к профилю.

При нанесении проектной линии большое  значение имеет правильное размещение переломов профиля, которые желательно совмещать с основными переломами профиля поверхности земли или нулевыми местами.

Окончательное положение проектной линии устанавливается  после подсчета характерных проектных и рабочих отметок, расчета и выбора типов искусственных сооружений и критического анализа намеченного варианта положения проектной линии.

Проектные уклоны подбираются (и проставляются  в соответствующей графе сетки профиля) в целых тысячных, за исключением участков смягчения руководящего уклона в кривых, где разрешается применять дробные уклоны (с одним десятичным знаком).

Длины элементов профиля желательно намечать кратными 100 м (в крайнем случае – 50 м).

Исходная  красная отметка первой точки  профиля принимается приблизительно по профилю, а все последующие проектные отметки не принимаются с профиля, а рассчитываются последовательно непрерывной цепочкой по уклонам и длинам элементов.

Проектные (красные) отметки профиля подсчитываются с точностью до 0,01 м сначала  только на переломах проектной линии  исходя из длин элементов профиля  и крутизны уклонов. Отметка последующего перелома профиля равна отметке предыдущего перелома профиля плюс (если подъем) и минус (если спуск) произведение уклона в тысячных на длину элемента в километрах.

Необходимо  проверить, соответствует ли намеченное графически положение проектной линии этим отметкам, вычисленным аналитически. Если нет, то необходимо уточнить величины уклонов и длины элементов.

Затем рекомендуется подсчитать проектные  и рабочие отметки (как разность проектных отметок и отметок земли) в местах предполагаемого размещения водопропускных сооружений и др., разместить и подобрать типы малых водопропускных сооружений, проверить достаточность высоты насыпи для них, проанализировать положение проектной линии: не допущено каких-либо нарушений технических требований, не завышены где-либо безосновательно объемы земляных работ.

Обнаруженные  недостатки в положении проектной  линии необходимо устранить.

Перед подсчетом отметок на всех пикетах  и плюсах необходимо выполнить проверку продольного профиля:

Сумма длин всех элементов проектного профиля должна дать общую длину линии по пикетажу:

∑l_эл = L       (2.7)

0,625+2,5+1,575+0,825+1,1+1,650+1,0+0,475+0,625+2,3+1,2+1,125=15 км

2.5 Размещение  и выбор типов малых водопропускных  сооружений

Размещение малых водопропускных сооружений производится на предварительно запроектированном продольном профиле, как правило, во всех пониженных точках земли (с наименьшими черными отметками), где возможно скопление воды и необходим ее пропуск через земляное полотно в низовую сторону. В некоторых случаях можно наметить продольный водоотвод для пропуска воды из одного пониженного места в другое посредством продольной водоотводной канавы вдоль насыпи. Такого рода продольный водоотвод через выемки не разрешается. Кюветы в выемках предназначены только для отвода воды, стекающей с ее откосов и с основной площадки земляного полотна.

Выбор типов малых водопропускных сооружений производится условно, руководствуясь высотой насыпи и следующими положениями:

Минимальная высота насыпи для размещения малых водопропускных сооружений  должна быть не менее 1,8 м. В противном случае необходимо или поднять проектную линию в данном месте профиля, или принять другие меры по обеспечению достаточности высоты насыпи.

При высоте насыпи от 1,8 до 2,2 м, недостаточной для размещения труб, следует размещать железобетонные сборные мосты малых отверстий (6-10 м).

При высоте насыпи более 2,2 м можно  применить одно-, двух- и трехочковые круглые и прямоугольные трубы; при малых высотах насыпи (до 6 м) экономически целесообразны малые мосты.

На профиле малые водопропускные сооружения показываются принятым стандартным  условным изображением с соответствующей  надписью над ними.

В заключении составляется ведомость  малых водопропускных сооружений, в  которую заносятся данные по всем водопропускным сооружениям (табл. 2.3).

 

Таблица 2.3

Ведомость малых водопропускных сооружений

Номер сооружения	Местоположение  сооружения		Высота насыпи по профилю, м	Тип сооружения	Отверстие (диаметр) и число очков (для труб)	Характеристика  одной трубы или моста
	Пикет	Плюс				Наиб.расч. расход, м/с	Мин.потребн. Высота насыпи, м
1	6	0	3,8	Прямоугольная ж.б. труба	1*4,0	25,20	3,8
2	20	0	7,4	Прямоугольная ж.б. труба	1*4,0	25,20	3,8
3	38	0	4,28	Прямоугольная ж.б. труба	1*4,0	25,20	3,8
4	89	0	7,33	Прямоугольная ж.б. труба	1*4,0	25,20	3,8
5	116	0	3,38	Круглая ж.б. труба	1*2,0	8,00	3,16
6	129	0	3,08	Прямоугольная ж.б. труба	1*1,0	4,60	3,11
7	141	0	2,10	Круглая ж.б. труба	1*1,0	1,40	2,10

 

 

3 Выбор элементов технической  оснащенности железнодорожной линии

3.1 Определение  массы и длины поезда

Масса поезда брутто определяется исходя из полного использования мощности локомотивов и заданной величины руководящего уклона (12‰).

Локомотивы: электровоз  ВЛ-10 и тепловоз 2М62.

Для тепловоза 2М62 масса поезда брутто Q_бр^т = 2780 т ,длина локомотива – 36м;  для электровоза ВЛ-10 масса поезда брутто Q_бр^э = 3200 т, длина локомотива– 33м.

Масса поезда нетто определяется по формуле:

Q_н = К΄*Q (3.1) 

где Q_н – масса поезда нетто, т;

        К΄ - среднее отношение  массы поезда нетто к массе поезда брутто (см. табл. 1.16).

Масса поезда нетто тепловоза:

Q_н^т = 2780*0,76= 2112,8 т.;

Масса поезда нетто электровоза:

Q_н^э = 3200*0,76= 2432 т.

Длина поезда рассчитывается по формуле:

l_п = m₄*l₄ + m₈*l₈ + l_лок*M (3.2)

где  m₄, m₈ – число соответственно 4- и 8-осных вагонов в составе, равное

m₄ = Q*β₄^ср/q₄^ср, (3.3)

m₈ = Q*β₈^ср/q₈^ср, (3.4)

где  β₄^ср, β₈^ср, q₄^ср, q₈^ср – соответственно средняя доля и средняя масса брутто 4- и 8-осных вагонов (см. табл. 1.16);

        l₄ и l₈ – средняя длина соответственно одного 4- и 8-осного вагона, принимается 15 и 20 м соответственно;

        l_лок – длина локомотива; 

        М – количество локомотивов.

 

Для тепловоза:

m₄^т =2112,8*0,95/62,29=32,22 ваг.

m₈^т = 2112,8*0,95/168,73= 1,06 ваг.

l_п^т = 36+32,22*15+1,06*20+10=550,5 м.

Для электровоза:

m₄^э = 2432*0,95/62,29=37,09 ваг

m₈^э =2432*0,085/168,73=1,23 ваг

l_п^э = 33+37,09*15+1,23*20+10=623,95 м.

Согласно  полученным длинам поездов принимаем  длину приемоотправочных путей  на 850 м.

 

3.2 Составление профиля расчетного  перегона и определение времени  хода поезда по нему

Определение времени хода поезда по расчетному перегону по овладению перевозками производится способом равновесных скоростей.

В расчетный перегон включается профиль, запроектированный при выполнении 2-й части курсовой работы. К нему условно добавляются две полудлины площадок раздельных пунктов, ограничивающих перегон, и недостающая до расчетной длины часть перегона в виде элемента с руководящим уклоном. Длина этого элемента определяется по формуле

 (3.5) 

                                                                         

где t_расч – расчетное время хода пары поездов по всему расчетному перегону при пропускной способности, заданной для размещения раздельных пунктов;

      t_д – действительное время хода туда и обратно только по запроектированной части перегона при электровозной тяге;

       t_рп, t_+ip, t_-ip – табличное время хода поезда в минутах на 1 км площадки соответственно раздельного пункта и элемента с руководящим уклоном туда и обратно при электровозной тяге;

        l_рп – длина площадки раздельного пункта (2500 м).

Расчетное время хода пары поездов по перегону определяется по формуле

t_расч = 1440/n_р – 2τ - t_рз, (3.6)

где n_р – расчетная пропускная способность (32 пар/сутки);

       τ – станционный интервал скрещения поездов, при автоблокировке принимается 2*τ = 5 мин;

      t_рз – время на разгон и замедление для пары поездов, принимается 3 мин.

t_расч = 1440/32 – 5 – 3 = 37мин.

Таблица 3.1

Определение времени хода электровоза

Номер элемента	Элемент профиля  и плана							Время хода поезда, мин
	Длина элемента профиля, км	Действительный  уклон элемента iд, %		Угол поворота в плане a на элементе	Эквивалентный уклон	Приведенный уклон		Туда, t		Обратно, t
		Туда	Обратно			Туда	Обратно	на 1 км	на элемент	на 1 км	на элемент
1	0,625	0	0	-	-	0	0	0,63	0,39	0,63	0,39
2	2,500	+8	-8	-	-	+8	-8	1,07	2,68	0,6	1,5
3	1,575	+11	-11	34,42	0,27	+11,27	-10,73	1,19	1,87	0,6	0,945
4	0,825	+4	-4	-	-	+4	-4	0,86	0,70	0,6	0,5
5	1,100	-4	+4	-	-	+4	-4	0,6	0,66	0,86	0,95
6	1,650	-11	+11	21,5	0,16	-10,84	+11,16	0,6	0,99	1,18	1,95
7	1,000	-8	+8	-	-	-8	+8	0,6	0,6	1,07	1,07
8	0,475	0	0	-	-	0	0	0,63	0,30	0,63	0,30
9	0,625	+8	-8	12,58	0,25	+8,25	-7,75	1,08	0,68	0,6	0,38
10	2,300	+12	-12	-	-	+12	-12	1,46	3,36	0,6	1,38
11	1,200	+4	-4	20,25	0,21	+4,21	-3,79	0,87	1,04	0,6	1,25
12	1,125	-3	+3	-	-	-3	+3	0,6	0,68	0,79	0,89
ИТОГО									13,95		11,51