Проектирование железных дорог

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение  
высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

 

 

 

Кафедра «Изыскания и проектирование железных дорог» 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка к  курсовому проекту по дисциплине

«Основы проектирования железных дорог»

 

 

 

 

 

 

 Выполнил ст.гр.202(у)

Бадещенков А.А. 

Руководитель 

Лебедева Е.А.

 

Санкт – Петербург

ПГУПС

2013

 

Введение.

Цель работы – получить практические навыки проектирования новой  железнодорожной линии.

В процессе выполнения  проекта  необходимо:

• запроектировать план и продольный профиль варианта участка новой железной дороги;
• разместить по трассе водопропускные сооружения;
• определить возможный объем перевозок на 10-й год эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прокладка воздушной  линии.

Положение трассы железной дороги между заданными пунктами в значительной мере зависит от величины руководящего уклона, который в курсовой работе назначается руководителем, с учетом главным образом топографии местности.

На выбор руководящего уклона, кроме топографических условий, влияет и множество других факторов, например гидрогеологические условия  района проектирования, заданные объемы перевозок, основные технические параметры  проектируемой линии и линий  примыкания и пр.

В первую очередь исследуется  возможность укладки трассы железной дороги по кратчайшему направлению, соединяющему основные опорные пункты и промежуточные фиксированные  точки.

Опорными пунктами являются места обязательного захода трассы: начальный и конечный пункты, крупные населенные пункты и экономические центры.

К фиксированным точкам относят места желательного прохождения трассы: пониженные точки на пересечениях водоразделов (так называемые «седла»), наиболее благоприятные места обхода излучин рек и пересечения крупных водотоков, точки возможного обхода различных контурных препятствий и т.п.

В курсовой работе опорными пунктами являются начальный и конечный пункт, а фиксированные точки  необходимо определить самостоятельно.

Возможных направлений  проектируемой линии может быть несколько. На предварительной стадии варианты направления могут быть сопоставлены по длине, сумме преодолеваемых высот, количеству пересекаемых постоянных водотоков и другим важнейшим  показателям. Для дальнейшей разработки выбирается один из вариантов.

Это прямая линия, соединяющая  два опорных пункта. Фиксированных  точек между ними нет, поскольку  трасса не пересекает водоразделы или  реки.

 

 

 

 

 

 

 

 

ТРАССИРОВАНИЕ УЧАСТКА НОВОЙ  ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ

Укладка магистрального хода

Трассой называется пространственная ось железной дороги в уровне бровки земляного полотна.

Трассирование – это поиск рационального положения трассы. Оно осуществляется путем проектирования плана линии по картам в горизонталях с одновременным составлением продольного профиля трассы.

Детальное трассирование  осуществляется вдоль намеченного  кратчайшего направления, соединяющего опорные пункты и имеющиеся фиксированные точки. При этом исследуется возможность использования попутных долин водотоков или водоразделов.

Трассирование начинается от площадки начального раздельного  пункта, заданного на карте в качестве исходных данных. Отход от площадки раздельного пункта должен осуществляться с учетом перспективы развития этого  пункта. В связи с этим,  необходимо, чтобы расстояние от оси станции  – начало разбивки пикетажа, до начала первой кривой было не менее суммы  половины длины площадки раздельного  пункта и запаса на его развитие в перспективе.

 

Рис.5. Начало трассирования

Обозначения на рисунке:

НКК	-	начало  круговой кривой;
НПК	-	начало  переходной кривой;
Lст	-	нормативная длина площадки раздельного пункта, м (см. ниже табл.1);
а	-	запас на развитие раздельного пункта в  перспективе, в курсовой работе разрешается  принять величину а = 200 м;
l	-	запас по длине на переходную кривую и  тангенс круговой кривой, принимается  не менее 500 м.

Согласно исходных данных:

• категория железной дороги – II;
• полезная длина приемоотправочных путей – 850 м;
• расположение приемоотправочных путей – поперечное.

Следовательно, нормативная длина  площадки раздельного пункта      L_ст =  1450  м.

Расстояние от оси станции  до вершины первой круговой кривой должно быть не менее

Для поиска положения  трассы на участках напряженных ходов  используется расчетное значение расстояния между горизонталями (заложение) d, см, которое соответствует заданной величине руководящего уклона и определяется по формуле

,
где	m	–	масштаб карты в горизонталях;
	h	–	сечение горизонталей, м;
	iр	–	руководящий уклон, ‰;
	iср. э (к)	–	среднее значение уклона, эквивалентного дополнительному сопротивлению  от кривых, ‰ (в курсовой работе  принимается iср. э (к) = 0,5 ‰).

 

Согласно исходных данных:

• руководящий уклон i_р = 10‰,
• масштаб карты 1: 50000,
• сечением горизонталей – 10 м, тогда

 

.

 

 

 

 

 

 

Проектирование плана железнодорожной  линии

Планом железнодорожной линии является проекция трассы на горизонтальную плоскость.

Составляющими плана линии являются прямые участки пути, круговые и переходные кривые.

Прямые вставки, м, между начальными точками переходных кривых

(рис.11) не должны быть менее  величины, указанной в табл.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.11. Сопряжение смежных кривых и границы  прямой вставки

 

 

 

Таблица

Категория железной дороги	Длина прямой вставки lпв, м
	В нормальных условиях при направлении  кривых		В трудных условиях при направлении  кривых
	в разные стороны	в одну сторону	в разные стороны	в одну сторону
I и II	150	150	50	75
III	75	100	50	50
IV	50	50	30	30

 

 

Конкретные значения радиусов, м, можно принимать равными: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350, 300, 250 и 200.

 

Таблица

Категории линии и тип пути	Значения радиусов кривых, м, в плане
	Рекомендуемые	Допускаемые в трудных условиях	Допускаемые в особо трудных условиях при технико-экономическом обосновании	По согласованию с ОАО «РЖД»  и ФАЖТ
1	2	3	4	5
I	4000-2500	2000	1000	600
II	4000-2000	1500	800	400
III	4000-1200	800	600	350
IV	2000-1000	600	350	200

 

перед началом проектирования плана трассы следует выписать из норм проектирования  значения радиусов круговых кривых и прямых вставок: R_{рек ,}R_доп, l_пв, а также определенное ранее минимально потребное расстояние от оси станции до начала первой круговой кривой.

Расстояние от оси станции  до вершины первой круговой кривой должно быть не менее 1500 м.

На участках напряженного хода линия нулевых работ является ломаной линией, которая не может  быть планом трассы из-за небольшой  длины каждого отрезка. Поэтому  следующим этапом работы является замена линии нулевых работ прямыми  участками как можно большей  длины, но с минимальным отклонением  от нее в плане.

При решении этой задачи основным вопросом является выбор величины радиуса круговой кривой R. Лучшим решением является рекомендуемая величина радиуса. Однако, следует учитывать то, что на величину радиуса могут оказать влияние объемы земляных работ при вписывании плана в рельеф местности, а также возможность осуществления природоохранных мероприятий по отношению к занимаемой трассой земле, растительности, миграционным путям животных и др. Поэтому в необходимых и обоснованных случаях можно применять меньшие величины радиусов – допускаемые.

Следует помнить, что между  двумя соседними кривыми должна обязательно располагаться прямая вставка, минимально необходимая длина которой определена ранее по табл. 3 и для рассматриваемого примера l_пв = 150 м.

Длина переходных кривых l_пер, расположенных между прямым участком и круговой кривой, в курсовой работе может быть принята равной 100 м. Таким образом, минимально необходимое расстояние между началом последующей круговой кривой (НКК_n) и концом предыдущей (ККК_n-1)

l_min = l_пв + l_пер = 150 + 100 = 250 м. 

В масштабе карты М 1:50000 величина прямого участка длинной  250 м составляет 5 мм. Таким образом, вписывая кривые в углы поворота, необходимо следить, чтобы длины прямых участков, образующихся между круговыми кривыми, были не менее 5 мм (с запасом лучше предусматривать не менее 6 мм).

Привязка сооружений и  устройств железной дороги (осей раздельных пунктов и искусственных сооружений, начала и конца кривых и др.) осуществляется с помощью пикетажа. Пикетом (ПК) называется участок пути длиной 100 м.

За начало отсчета пикетажа принимается нулевой километр, как  правило, совмещенный с осью начальной  станции.

На прямых участках пути пикетаж разбивается с использованием линейки (или измерителя) и с учетом  масштаба карты.

Пикетажное значение начала НКК₁ и конца ККК₁ первого закругления определяется по схеме:

ПК ВУ₁ – Т₁ = ПК НКК₁;

ПК НКК₁ + К₁ = ПК ККК₁.

где	Т1	-	значение тангенса первой кривой, м;
	К1	-	длина первой кривой, м;
ПК ВУ1		-	пикетажное значение вершины  первого угла поворота;
ПК НКК1		-	пикетажное значение начала первой круговой кривой;
ПК ККК1		-	пикетажное значение конца  первого круговой кривой.

Для определения  пикетажного значения вершины угла поворота          ПК ВУ₁ следует установить «точку привязки расчета» − местоположение ближайшего от начала трассы к закруглению целого километра.  Далее, следует измерить в сантиметрах с точностью до 1 мм расстояние Р − от точки привязки расчета до точки ВУ₁.

 

Рис. 16. Схема к расчету  пикетажного значения вершины угла ПК ВУ

Измеренное  в  сантиметрах расстояние Р (см), следует с учетом масштаба карты М 1:50000, перевести в метры, для чего расстояние, выраженное в см, следует умножить на 500.