«В.А.Подвербный, В.В.Четвертнова ПРОЕКТ УЧАСТКА НОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ. ЧАСТЬ 4. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ ИРКУТСК 2000 УДК ...»

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИИ

ИРКУТСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

В.А.Подвербный, В.В.Четвертнова

ПРОЕКТ УЧАСТКА

НОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ.

ЧАСТЬ 4.

РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ.

РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ

ВОДОТОКАХ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ

ИРКУТСК 2000 УДК 625.111 Подвербный В.А., Четвертнова В.В. Проект участка новой железнодорожной линии. Часть 4. Размещение раздельных пунктов.

Размещение мостов на постоянных водотоках: Учебное пособие по курсовому проектированию. – Иркутск: ИрИИТ, 2000. – 145 с.

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей:

290900 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» и 240100 «Организация перевозок и управление на железнодорожном транспорте» высших учебных заведений дневной и заочной форм обучения.

В пособии изложены вопросы размещения раздельных пунктов с путевым развитием. Приведены рекомендации по проектированию плана и продольного профиля площадок раздельных пунктов. Рассмотрена задача размещения мостов на постоянных водотоках. Даны рекомендации по определению отверстий мостов и составлению их схем.

Пособие содержит справочные материалы, необходимые для выполнения курсового проекта на тему «Проект участка новой железнодорожной линии» по дисциплине «Изыскания и проектирование железных дорог» для специальности 290900 и контрольной работы №2 «Проект участка новой ж.-д. линии» по дисциплине «Основы геодезии и проектирования железных дорог» для специальности 240100.

Ил. 41. Табл. 4. Библиогр. 47 назв. Прилож. Рецензенты: канд. техн. наук, доцент Н.М. Быкова, зав. кафедрой изысканий, проектирования и постройки железных дорог ИрИИТа;

М.С. Подрядчиков, генеральный директор ОАО «Востсибтранспроект»

Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта,

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

1.1. ВВЕДЕНИЕ В РАЗДЕЛ

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ВРЕМЕНИ ХОДА

1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ ХОДА И ПОЛОЖЕНИЯ ОСЕЙ

РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

1.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА И ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ НА РАЗДЕЛЬНЫХ

ПУНКТАХ

1.4.1. Проектирование плана трассы на раздельном пункте............ 1.4.2. Проектирование продольного профиля раздельного пункта... 1.5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАЗДЕЛУ

1.6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

2.1. ВВЕДЕНИЕ В РАЗДЕЛ

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОТВЕРСТИЯ МОСТА

2.3. ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ В ПРЕДЕЛАХ МОСТОВОГО ПЕРЕХОДА.............. 2.4. СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ МОСТА

2.5. ЗАПОЛНЕНИЕ ВЕДОМОСТИ МОСТОВ

2.6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО РАЗДЕЛУ

2.7. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

ПОКИЛОМЕТРОВОЕ ВРЕМЯ ХОДА ГРУЗОВЫХ ПОЕЗДОВ РАСЧЕТНОЙ МАССЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ, ПРОЕКТИРУЕМЫЕ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МОСТАХ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СТАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ МОСТОВ И ТИПОВ

ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ, РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КУРСОВОМ

ПРОЕКТЕ

П.4.1. Статические системы мостов

П.4.2. Сравнительный анализ систем мостов и типов пролетных строений

П.4.3. Обоснование выбора статических систем и типов пролетных строений мостов, рекомендуемых в курсовом проекте

ПРИЛОЖЕНИЕ 5.

БАЛОЧНЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ ИЗ

ОБЫЧНОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА С НОРМАЛЬНОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ВЫСОТОЙ....

ПРИЛОЖЕНИЕ 6.

БАЛОЧНЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ ИЗ

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

ПРИЛОЖЕНИЕ 7.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МОСТОВ

ИЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

ПРИЛОЖЕНИЕ 8.

РАЗРЕЗНЫЕ ПРОЛЕТНЫЕ СТРОЕНИЯ МОСТОВ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ

СКВОЗНЫМИ ГЛАВНЫМИ ФЕРМАМИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 9.

ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМЫ МОСТА

П.9.1. Рекомендации по составлению схем мостов

П.9.2. Примеры составления схемы моста

П.9.3. Заключение по приложению 9

ПРИЛОЖЕНИЕ 10.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКИХ ПАВОДКОВ НА ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО И

ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 11.

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ПРОЕКТИРОВАНИИ

ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

ВВЕДЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В третьей части учебного пособия мы рассказали Вам, как выбирать направление и трассировать варианты новой железнодорожной линии.

В настоящей – четвертой - части учебного пособия, речь пойдет о размещении раздельных пунктов и мостов на постоянных водотоках 1. То обстоятельство, что этот материал объясняется Вам «после трассирования» вовсе не означает, что план и профиль трассы неизменяемы, закреплены навечно, после того, как Вы начертили план на карте и наметили проектную линию на миллиметровке. Дело в том, что трасса считается полностью законченной только тогда, когда уже подсчитано время хода по трассе и размещены раздельные пункты, а также размещены все искусственные сооружения. Сложность заключается во взаимосвязанности трех важных разделов проекта:

раздел 4 - «Выбор направления и трассирование вариантов ж.-д. линии»;

раздел 5 - «Размещение раздельных пунктов»;

раздел 6 - «Размещение искусственных сооружений».

Так например, необходимость размещения разъезда на площадке может потребовать от Вас корректировки плана и профиля (или только проектной линии на профиле) уже запроектированного участка. При этом, величина перетрассировок будет тем больше, чем сложнее местность (напряженный ход; крутые, изрезанные логами, склоны; извилистый водораздел или заболоченная долина реки и т.д.) и чем выше катеВ данном пособии термин размещение подразумевает не только определение местоположения оси разъезда или моста, но и проектирование плана и продольного профиля площадки раздельного пункта и назначение схемы моста.

ВВЕДЕНИЕ

гория проектируемой линии (больше длина приемо-отправочных путей, больше длина площадки раздельного пункта, например, при продольном расположении приемо-отправочных путей, см. /1, табл.8/). Самым правильным в такой ситуации будет – придерживаться рекомендованной в части 3 пособия (п.1.5.3. и п.1.5.4) последовательности трассирования (см. также /2, п.6.2 и формулу (6.2)/).

Трассирование следует выполнять на небольшом протяжении, примерно 5 км, и сразу же сравнивать расчетное и действительное времена хода. Такая предосторожность позволит Вам заранее предвидеть – где на трассе необходимо будет разместить раздельный пункт (разъезд, обгонный пункт) или даже отклонить трассу от намеченного направления, чтобы разместить раздельный пункт в наилучших условиях (на прямой, на площадке, на невысоком «горбу» - по общему очертанию профиля).

Размещение мостов на постоянных водотоках потребует от Вас тщательно протрассировать подходы к мостам, чтобы добиться их наилучшего расположения: перпендикулярно к направлению руслового и пойменного потоков2, на прямой, на площадке, без вертикальных кривых в пределах мостов3.

Рассмотрим трассу железной дороги в условиях предгорного, пересеченного рельефа (отроги Восточных Саян) на примере одного из участков ВСЖД. На продольном профиле (рис.В.1) видно, что ст.Р расВ курсовом проекте условно принимается, что направление пойменных потоков в период паводков на обеих поймах параллельно русловому потоку, который в свою очередь принимается параллельным берегам реки.

Как будет показано ниже в разделе 2 настоящей части пособия, мосты с устройством пути на балласте разрешается размещать на кривых R 300 м; на уклонах, не превышающих ограничивающих i iогр; с расположением вертикальных кривых в пределах моста.

ВВЕДЕНИЕ

положена в плане на кривых, а в профиле на уклонах, это создает значительные трудности при эксплуатации.

Такое размещение станции явилось результатом стремления проектировщиков уменьшить объемы земляных работ и «вписать» станцию в сложный рельеф перевального участка ВСЖД. На рис.В.1 видно также, что для уменьшения высоты насыпи в логу и длины водопропускной трубы проектировщики пошли на применение противоуклонов, создав «яму» в начале участка кратной тяги, к тому же, на данном участке расположена восточная горловина ст.Р.

Рис.В.1. Фрагмент продольного профиля участка ВСЖД

ВВЕДЕНИЕ

В результате, такое сочетание элементов плана и профиля, хотя и позволило уменьшить строительную стоимость железной дороги, но привело к сложным условиям ее эксплуатации.

Размещение раздельных пунктов и мостов относится к многокритериальным задачам, сложность которых заключается в необходимости достижения разнонаправленных целей4.

Проектируя мостовые переходы, Вы не должны забывать о том, что на карте показаны уровни меженных (низких) вод, а в паводок при увеличении расходов воды, уровней воды и скоростей течения, речной поток приобретает разрушительную силу. Подходные (пойменные) насыпи, конечно, укрепляют; их также защищают от воздействия пойменных потоков дамбами и траверсами5, рис.В.2 из /18/, однако, силы природы порой оказываются сильнее, рис.В.3 – В.6 фото из работы /29/.

Рис.В.2. Схема мостового перехода: пунктир - меженное русло; точечная линия – направление неотрегулированного пойменного потока;

Например: цель №1 – добиться наименьшей строительной стоимости, обеспечив небольшой объем земляных работ по устройству площадки раздельного пункта, цель №2 – обеспечить наилучшие условия эксплуатации раздельного пункта, разместив его на прямой, на площадке (на уклоне 0‰). В сложных топографических и инженерно-геологических условиях к этим целям трудно приблизиться одновременно.

Проектирование регуляционных сооружений мостовых переходов может быть задано в качестве элемента УИРС в курсовом проекте.

ВВЕДЕНИЕ

Важное замечание. Если в проекте не учтено прохождение наибольшего паводка, превышающего расчетный, то возможны деформации и разрушения, показанные на рис.В.3 – В.6. Вот почему в курсовом проекте, кроме расчетных расходов и соответствующих им уровней воды, следует учитывать и максимальные расходы и уровни, вероятности превышения которых указаны в СТН /1, п.8.14/.

ВВЕДЕНИЕ

При проектировании мостовых переходов в районах Сибири, Севера и Дальнего Востока нельзя забывать о таких опасных природных явлениях как ледоход и карчеход. Их недоучет может привести к серьезным последствиям6, рис. В.7, В.8 – из работ /14/ и /35/ и рис.В.9 а из /3/.

Рис.В.7. Разрушение ледоходом автодорожного моста на р.Таху Рис.В.8. Наносы леса (зажор) у моста через р.Большая Кеть на ж.-д. линии Ачинск – Абалаково во время весеннего половодья В курсовом проекте приняты на всех реках района проектирования следующие условия: средний ледоход (толщина льда от 0,5 до 1,0 м; отсутствие заторов льда;

отсутствие карчехода и зажоров).

ВВЕДЕНИЕ

Важное значение имеет правильный выбор места мостового перехода и его параметров (схемы моста, высоты опор, высоты подходных насыпей). Проектирование сложных переходов является проверкой инженерного мастерства: важно не просто запроектировать надежный переход, необходимо сделать это оптимально с экономической точки зрения, учитывая, что излишняя перестраховка (сверхнормативные, экономически необоснованные запасы: лишние метры высоты подходных насыпей и высоты опор, «дорогие» большие металлические пролетные строения и др.) влияют и на строительство перехода и на условия сооружения железной дороги в целом, см. также часть 1, с.19.

Например, при строительстве БАМа большой металлический мост через р.Витим (схема проектного моста 2110 + 110 + 2110) по совокупности сложных инженерно-геологических, гидрологических условий и отдаленности объекта от опорных пунктов был вторым главным барьерным местом строительства (после Северо-Муйского тоннеля) на Бурятском участке БАМа /3, п.4.7.3/, /10, с.634 – 635/.

Колебания уровня воды в р.Витим достигали 10 – 14 м и в течение года повторялись несколько раз. Максимальный расход воды летом превышал зимний расход в 400 раз, а скорость течения реки достигала в паводок 5 м/с, толщина льда на р.Витим достигала 2,8 м. В процессе строительства проектного моста опоры неоднократно затапливались и работы приостанавливались на несколько месяцев.

Для обеспечения круглогодичной перевозки строительных грузов для участка магистрали Витим – Кодар после сравнения вариантов паромно-ледовой переправы и временного автодорожного моста трестом Мостострой – 9 было принято решение по строительству временного моста под совмещенное движение (один железнодорожный путь и один автопроезд шириной 4,5 м).

ВВЕДЕНИЕ

Была предложена следующая конструкция временного моста на обходе: мост по схеме 2 (555) м длиной Lм = 558,1 м; гибкие однорядные столбчатые опоры из металлических труб, устанавливаемые в пробуренные скважины и заполняемые бетоном, перед опорами проектировались ледорезы; неразрезные пролетные строения из элементов пролетных строений подкрановой эстакады Усть-Илимской ГЭС, проверенные на пригодность по усталости металла, рис.В.9 из работы /3/.

Рис.В.9. Временный мост на обходе постоянного моста через р.Витим, 809-й км БАМа, участок Нижнеангарск – Чара: а – ледоход на р.Витим в 1984 г.; б – общий вид моста (сфотографировано с постоянного моста, сданного в эксплуатацию в 1989г. ) Подготовительные работы были начаты в сентябре 1979, в июле 1984 г. на мосту было уложено верхнее строение пути, совмещенное с

ВВЕДЕНИЕ

типовым настилом для проезда автотранспорта, и началась ритмичная подача строительных грузов железнодорожным транспортом. Переключение движения поездов на капитальный проектный мост было выполнено в сентябре 1989 г. В настоящее время временный мост выполняет функции объекта прикрытия постоянного моста через р.Витим.

Временный мост через р.Витим на обходе проектного моста позволил: обеспечить открытие сквозного движения по БАМ в установленные директивные сроки; осуществить достройку проектного моста и других ИССО на данном участке магистрали с учетом экономического эффекта, полученного из-за экономии транспортных расходов при доставке строительных материалов и конструкций по железной дороге вместо автоперевозок.

Другой пример: на участке БАМа Тында – Тунгала пришлось соорудить обход большого моста через реку Брянту (203-й км). Длительная недопоставка заводом-изготовителем металлических пролетных строений – сквозных решетчатых главных ферм с расчетными пролетами 44 и 55 м (на пересечении р.Брянта был запроектирован большой металлический мост по балочно-разрезной схеме 44 + 55 + 44) привела к появлению барьерного места и потребовала сооружения временного моста на обходе, рис.В.10 из работы /3, рис.4.10/). На временном обходе в/ч 46120 железнодорожных войск был сооружен металлический мост по схеме 18,5 + 2 33,6 + 18,5, см. рис.В.10. В береговых пролетах моста на обходе были использованы инвентарные пакетные пролетные строения 18,5 м, в русловых – табельные пролетные строения СРП-33,6 м;

промежуточные опоры были устроены из инвентарных металлических конструкций ИМИ-60, устои диванного типа были сооружены из шпал, рис.В.10.

ВВЕДЕНИЕ

Рис.В.10. Обход большого моста через р.Брянту на БАМе (203-й км Центрального участка БАМа) Обход протяженностью 850 м с минимальным радиусом кривых в плане 300 м и ограничивающим уклоном 40 ‰ эксплуатировался с марта 1980 г. в течение 27 месяцев и позволил: приблизить срок открытия рабочего движения поездов на 14 месяцев; увеличить темпы укладки главного пути; отнести работы по сооружению земляного полотна главного пути в объеме 20 тыс. м3 на второй этап; обеспечить доставку и монтаж многотоннажных цельноперевозимых металлических пролетных строений основного (проектного) моста с использованием кранов большой грузоподъемности на железнодорожном ходу; значительно снизить транспортные расходы на перевозку грузов.

Однако, сооружение обхода с мостом потребовало дополнительных затрат, не учтенных в проекте.

Данные примеры говорят о том, что инженер-проектировщик должен предвидеть все возможные последствия принимаемых решений,

ВВЕДЕНИЕ

которые окажут влияние на стоимость и сроки строительства проектируемой линии, а также на условия эксплуатации и безопасность движения поездов.

В том числе, инженер должен учитывать и возможность влияния на ход строительства запроектированной им новой железной дороги потенциально барьерных мест (больших мостов, тоннелей, других сложных ИССО) в условиях недостаточных ресурсов, недопоставки конструкций и жестких директивных (договорных) сроков сооружения линии.

При необходимости в проекте должно быть заранее предусмотрено сооружение временных обходов потенциально барьерных мест:

должны быть протрассированы подходы к временным ИССО; запроектированы временные ИССО; составлены сметы на производство работ по сооружению и ликвидации временного сооружения или должны быть учтены расходы на текущее содержание (ремонты) временных сооружений, которые переводятся в разряд объектов прикрытия больших ИССО (мостов, тоннелей). Такая задача может быть поставлена в курсовом проекте в качестве элемента УИРС, т.к. практика строительства железных дорог в сложных природных условиях, в отдаленных районах, имеющих слаборазвитую транспортную сеть, показывает, что сооружение не только больших, но и малых ИССО подчас проводится в два этапа.

Например, если после завершения сооружения опор постоянных мостов, но до монтажа пролетных строений и отсыпки конусов укладка пути подходит к данному ИССО, то устраивается временное ИССО на обходе и путеукладчик пропускают дальше вперед по участку см. фото в конце введения.

Ниже, в конце введения, приведено фото М.Тухватуллина: сооружение обхода малого моста МК-137 на 334-ом км БАМа, в 1979 г.

ВВЕДЕНИЕ

Малый однопролетный мост (устои массивные на естественном основании под два пути) не был готов к моменту подхода к данному препятствию путеукладчика (не смонтированы пролетные строения, не отсыпаны конуса). Обход не был предусмотрен проектом и был сооружен для пропуска путеукладчика и обеспечения укладки пути на следующих участках магистрали.

На временном обходе было сооружено временное водопропускное сооружение: металлическая гофрированная труба без фундамента, без оголовков. После завершения строительства постоянного моста путь был переложен на проектные отметки, труба была разобрана.

Проектируя трассу новой железнодорожной линии, Вы должны предвидеть последствия принимаемых решений, особенно по размещению и выбору параметров таких капиталоемких и труднопереустраиваемых сооружений, как площадки раздельных пунктов с путевым развитием и большие мосты под железнодорожную нагрузку.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

В курсовом проекте необходимо выполнить размещение раздельных пунктов с путевым развитием на однопутной линии – разъездов7 для остановочного скрещения поездов. Возможны несколько вариантов.

Первый вариант. Вы не разместили разъезд, потому что он не нужен по времени хода. Последствия - нет никакой ошибки. Если tд ‹ tр, (расшифровку обозначений и формулы для расчета – см. ниже), то значит, в пределах протрассированного Вами участка разъезд не нужен.

Вывод: все правильно.

Второй вариант. Вы не разместили разъезд, потому что ошиблись в расчетах, а в действительности разъезд – необходим. ПоследВ дипломном проекте вполне вероятно задание больших объемов перевозок, и как следствие – проектирование двухпутной линии высокой категории – I или II, такой вариант наиболее вероятен, если по результатам экономических изысканий предполагается значительный рост объемов грузовых перевозок и размеров пассажирских перевозок уже в первые годы эксплуатации. Кроме того, в дипломном проекте после решения задачи овладения нарастающими перевозками возможен вариант, когда наиболее эффективным решением является проектирование и строительство однопутной линии с размещением не только раздельных пунктов с остановками (разъездов), но и участков безостановочного скрещения поездов. В таких случаях, Вам необходимо будет воспользоваться рекомендациями по размещению раздельных пунктов (разъездов, обгонных пунктов, осей безостановочного скрещения и станций), изложенными в работах /1, п.4.33/, /2, пп.

5.7-5.11/, /4, п.2.5/, /5, п.1.2/. В курсовом проекте Вы будете решать только задачу размещения на однопутной линии разъездов для остановочного скрещения поездов.

Ось промежуточной ст.А задана – это начальный пункт вариантов трассы.

Следующая станция располагается, как правило, через четыре разъезда. Расстояние между осями промежуточных станций примерно 100 – 150 км, поэтому в курсовом проекте Вы не столкнетесь с задачей размещения второй промежуточной станции.

Таким образом, в курсовом проекте, при проектировании однопутной линии невысокой категории (III или IV) с небольшими размерами перевозок и небольшой протяженности (не более 50 км), Вашей задачей будет размещение одного, максимум - двух разъездов.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

ствия - серьезные. Дело в том, что по результатам экономических изысканий были определены объемы грузовых перевозок, млн. т/год, и размеры пассажирских перевозок, пар поездов/сутки, по проектируемой линии, которые Вам даны в задании и которые Вы должны обеспечить на проектируемой линии. Но, если Вы не разместили разъезд, то за сутки не будут проходить требуемые пары грузовых расчетных поездов (см.

формулу (1.5) часть 1 пособия). Вывод – Вы не справились с заданием, необходимо исправить расчет и разместить разъезд, вероятно потребуется перепроектировка трассы.

Третий вариант. Вы разместили разъезд (ось разъезда) там, где он необходим по времени хода, но план и продольный профиль площадки разъезда запроектированы неправильно – с нарушением требований СТН /1/. Последствия – серьезные (возможно катастрофические). Представьте, грузовой поезд расчетного веса Qmax = 4500 т с электровозом ВЛ80т в голове состава не может тронуться с места после стоянки на разъезде, продольный профиль которого запроектирован Вами с руководящим уклоном iз = 9 ‰, тогда как в данном примере по условиям трогания с места уклон должен быть не круче iтрог = 8,65 ‰, а по условию удержания поезда вспомогательными тормозами локомотива - еще меньше iторм = 5,55 ‰. Вывод - необходимо перепроектировать трассу.

Четвертый вариант. Вы разместили разъезд (ось разъезда) там, где он необходим по времени хода, план и продольный профиль площадки разъезда запроектированы правильно в соответствии с требованиями СТН /1/, но с использованием допустимых уклонов (см. п. 4. СТН /1/). Последствия – серьезные. Всегда следует, учитывать человеческий фактор – человек-оператор, дежурный, диспетчер, составитель, путеец и т.д. может нарушить инструкцию, в результате чего возможны брак, авария или крушение – см. приложение 2 пункт 1.2 «Уход незаРАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ крепленных вагонов с приемо-отправочных путей раздельных пунктов, расположенных на уклонах» части 2 пособия. Вывод – приложите все усилия, чтобы обеспечить выполнение рекомендуемых норм.

Пятый вариант. Вы разместили разъезд (ось разъезда) там, где он необходим по времени хода, план и продольный профиль площадки разъезда запроектированы правильно - в соответствии с рекомендуемыми нормами СТН /1/, но для достижения такого хорошего результата Вы сильно отклонились от основного направления А – Б, увеличив длину линии и, тем самым, значительно увеличив объем и стоимость строительных работ. Последствия - завышенная строительная стоимость ж.-д.

линии. Желательно добиваться хороших эксплуатационных показателей проектируемой ж.-д. линии за счет продуманного трассирования, а не за счет «простого» увеличения насыпи по высоте и протяженности там, где Вас «случайно» застала задача размещения площадки разъезда. Вывод – необходимо уменьшить объемы строительных работ и сэкономить деньги заказчика, что в рыночных условиях равносильно выигрышу тендера (торгов подряда) на проектно-изыскательские работы.

1.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО ВРЕМЕНИ ХОДА

Расчетное время хода одной пары грузовых поездов между осями раздельных пунктов с остановочным скрещением tр, мин / пару поездов, определяется по формуле /6, с.17/ где 1440 – количество минут в сутках, мин / сут;

np - расчетная пропускная способность, задаваемая для линий I и II категорий в задании, или nпотр для линий III

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

1 + 2 - станционные интервалы на неодновременность по табл.1.1, которая составлена по /7, табл.12, с.42-43/;

tрз - время на разгон и замедление расчетного грузового Примечание к таблице 1.1.

1. Если необходимо учесть характер продольного профиля станционной площадки и подходов к ней (площадка, яма, горб, уступ), то следует воспользоваться работой /7, табл.12, с.42-43 и рис.2/.

Поправка на разгон и замедление учитывается в формуле (1.1) тогда, когда действительное время хода пары поездов по перегону определяется по методу установившихся (равновесных) скоростей – см. далее раздел. Если действительное время хода на пару поездов определяется точными тяговыми расчетами (например, с построением кривой времени или другими), то поправку tрз следует из расчетов исключить, см. работы /2, с.145, формула (5.1), а также с.20 – формула определения Тнп и рис.1.7, а на с.21/ и /4, с.38/.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

2. В табл.1.1 сокращения: ЭЦ – электрическая централизация; ДЦ – диспетчерская централизация.

Поправка на разгон и замедление грузовых поездов tрз, мин / пару поездов, в зависимости от средней массы брутто состава расчетного Вид тяги Значение tрз, мин / пару поездов, при массе состава Qср, т Примечания к таблице 1.2.

1. Если необходимо учесть характер продольного профиля станционной площадки и подходов к ней (площадка, яма, горб, уступ), то следует воспользоваться работой /7, табл.11, с.40- 2. При значении Qср, т, отличном от значений, приведеных в таблице, в курсовом проекте может быть применена линейная интерполяция (экстраполяция) значений tрз, мин / пару поездов, с округлением до десятых.

Например, если Вы проектируете однопутную линию IV категории при nпотр = 14 пар поездов / сутки, тепловозной тяге и средней массе брутто состава Qср = 2840 т, средства СЦБ – полуавтоблокировка, управление стрелками – электрическая централизация, то расчетное время хода на пару поездов для размещения раздельных пунктов с остановками определится следующим образом. По табл. 1.1 станционные интервалы

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

(1 + 2) = 6 мин / пару поездов. По табл. 1.2 поправка на разгон и замедление tрз = 3,3 мин / пару поездов. Тогда по формуле (1.1) tр = (1440 / np) – (1 + 2 + tрз) = (1440 / 14) – (6 + 3,3) = 93,6 мин / пару поездов.

1.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

ХОДА И ПОЛОЖЕНИЯ ОСЕЙ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

Подсчет действительного времени хода tд 9 целесообразно вести в таблице по равновесным скоростям10.

Значения покилометрового времени хода для различных типов локомотивов на руководящих уклонах от 5 ‰ до 15 ‰ приведены в таблицах П.1.1 – П.1.8 приложения 1.

Рассмотрим ниже пример расчета действительного времени хода приложение 1 из части 1 пособия).

Действительным временем хода в данном случае называется суммарное в обе стороны (туда и обратно) время хода, накопленное к концу элемента профиля с действительным уклоном iд, ‰, начиная от оси промежуточной станции А или предыдущего раздельного пункта с остановочным скрещением поездов.

Метод расчета по равновесным скоростям был принят для проектирования железных дорог в 1937 г., см. работу /8, с.418-427/. При размещении раздельных пунктов на новых линиях из-за отсутствия профиля всего перегона, а следовательно и неопределенности положения следующего остановочного пункта, возможно для предварительного назначения площадки ближайшего раздельного пункта произвести сначала подсчет по равновесным скоростям (с учетом поправки на разгон и замедление) с последующей проверкой ориентировочно намеченного положения площадки контрольным подсчетом времени хода путем построения кривых скорости V = f(S).

Итак, основная причина использования метода равновесных скоростей заключается в том, что, пока не установлено (хотя бы примерно) положение следующего раздельного пункта и уклонов продольного профиля на всем протяжении перегона (т.е.

пока перегон не «закрыт» – не «замкнут») сложно строить кривую скорости V = f(S) для обратного направления.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

Категория проектируемой линии – IV, руководящий уклон ip = 6‰, тип локомотива – тепловоз ТЭ3, полезная длина приемо-отправочных путей lпо = 1050 м, весовая норма грузового поезда Qmax = 5350 т, средняя масса состава брутто Qср = 4280 т, размеры перевозок 10-го года эксплуатации Ггр = 6 млн. ткм / км в год, nпас = 4 пары поездов / сутки, СЦБ – автоблокировка, управление стрелками - ЭЦ.

по формуле (1.5) из части 1 пособия пар поездов / сутки ;

по формуле (1.1) из части 4 пособия с учетом таблиц 1.1 и 1. tр = (1440 / 16) – (5 + 4,2) = 80,80 мин / пару поездов.

Выполняем расчет действительного времени хода tд по элементам профиля с учетом приведенного (фиктивного) уклона iк, который учитывает действительный уклон элемента профиля iд и уклон, эквивалентный дополнительному сопротивлению от кривой iэк. Приведенный уклон вычисляется по формуле где iд – действительный уклон элемента профиля, т.е уклон, записанный в сетке профиля, ‰, с учетом знака:

iэк – уклон, эквивалентный дополнительному сопротивлению от кривой, ‰, всегда со знаком «плюс», он вычисляется по формулам, приведенным в третьей части пособия и должен быть записан на продольном профиле внутри Для того, чтобы Вам было удобнее вести расчет мы добавили в сетку схематического продольного профиля две строки под общим

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

заголовком “Время хода, мин”11. Расчет действительного времени хода ведем в таблице 1.3 для продольного профиля, приведенного на вклейке – приложение 5 части 1 пособия.

В реальной сетке профиля этих строчек нет. Они добавлены нами по двум причинам: во-первых, во время расчета Вам необходимо дополнительно «разбивать» элементы профиля, когда они попадают на кривые, даже, если Вы не смягнчаете сам действительный уклон – см. элементы 1, 2, 3 в таблице 1.3 и на схематическом продольном профиле (приложение 5 части 1 пособия); во-вторых, нижняя из этих двух строк – это суммарное время хода в обе стороны, накопленное к концу элемента – именно эту величину Вам необходимо контролировать при размещении площадки раздельного пункта, поэтому удобнее иметь ее перед глазами на профиле.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

И так далее - расчет продолжается до следующего разъезда или до конца варианта трассы.

Приведем некоторые пояснения к расчету.

Графа 1 – нумерация элементов, по которым рассчитывают время хода, начинается с №1 и заканчивается там, где размещается ось раздельного пункта, затем опять начинается с №1. Элементы для расчета времени хода не совпадают с действительными элементами профиля, которые намечены при проектировании.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

Графа №2 – длина элемента записывается с профиля в км с точностью до 50 м (1 мм в горизонтальном масштабе профиля).

Графы №3 и №4 – приведенные уклоны туда и обратно рассчитываются по формуле (1.2). Посмотрим пример - элемент № 8 в таблице 1.3 :

Графы № 5 и № 6 принимаются по таблицам П.1.1 – П.1. приложения 1 пособия в зависимости от типа локомотива, величины руководящего (ограничивающего) уклона и значений приведенного уклона (при необходимости – выполняют линейную интерполяцию).

Например, для iк = 0,4 ‰ покилометровое время хода определится так (см. табл.П.1.1 из прил. 1 для ТЭ3): (1,33 - 1,11) 0,4 +1,11 =1,20 мин/км.

Графы № 7 и № 8 определяются путем умножения значений граф №5 и №6 на длину элемента профиля, выраженную в км – графа №2.

Графа № 9 – представляет собой сумму граф № 7 и № 8; значения графы № 9 выписывают на профиль в графу “Время хода, мин” в верхнюю строчку: tтуда + tобратно.

Графа № 10 – накопленное к концу данного элемента суммарное (в обе стороны) время хода, мин. Значения графы № 10 выписывают на схематический продольный профиль в графу “Время хода, мин” в нижнюю строчку: (tтуда + tобратно).

Таким образом, Вы сразу видите – где именно должна быть ось раздельного пункта с остановкой.

При необходимости расположения площадки раздельного пункта на другом участке трассы - с лучшими условиями плана и профиля разрешается размещать ось раздельного пункта на 1 – 2 минуты раньше по времени хода (но не позже), см. /2, с.146-147/, тем самым

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

создается некоторый запас пропускной способности и не нарушается идентичность перегонов по времени хода (в пределах погрешности расчетов на данном этапе).

Если по заданию первый перегон примыкает к участковой станции, то расчетное время хода по этому конкретному перегону уменьшается на 4 минуты, см. /2, с.147/; расчет выполняют по формуле На перегоне, примыкающем к участковой станции, ось первого разъезда «ищут», сравнивая tр(прим-участ) с tд; на последующих перегонах оси раздельных пунктов размещают, ориентируясь, как всегда, на величину tр.

Если продольный профиль какого-либо перегона, ограниченного раздельными пунктами с остановками напоминает по общему виду “яму”, образованную уклонами, близкими к ограничивающему, то расчетное время хода по такому перегону может быть увеличено на 6 – 8 минут при тепловозной тяге и на 4 – 5 минут при электрической тяге, см. /2, с.146/, /6, с.18/. Тем самым учитывается кинетическая энергия поезда, использование которой на перегонах с ямообразным очертанием продольного профиля позволяет сократить время хода (мин/км) по сравнению со значениями, рассчитанными по равновесным (установившимся) скоростям и приведенными в табл.П.1.1 – П.1.8.

1.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНА И ПРОДОЛЬНОГО

ПРОФИЛЯ НА РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТАХ

Итак, Вы определили положение оси раздельного пункта с остановками. Теперь необходимо запроектировать (или

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

откорректировать) план и продольный профиль трассы в пределах раздельного пункта. Основные требования изложены в СТН /1, п. 4.37 – 4.57/, см. также часть 2 учебного пособия. Примеры проектирования приведены в работах /2, п.5.8/, /4, п. 2.5/, /6, п.2.5/, /11, п.3.7/. Ниже приведены основные рекомендации по проектированию плана и продольного профиля на раздельном пункте.

1.4.1. Проектирование плана трассы на раздельном пункте Наилучший план трассы – это прямая, а наилучшая схема расположения приемо-отправочных путей – продольная. Если необходимо расположить раздельный пункт на кривой или на нескольких кривых, то следует внимательно изучить требования СТН /1/ к рекомендуемым схемам раздельных пунктов, к величинам радиусов, направлению кривых (если их несколько), а также требования к расположению стрелочных переводов на главных путях (стрелочных горловин).

Для того, чтобы получить на плане или на профиле примерное положение стрелочных горловин, следует от оси раздельного пункта отложить в обе стороны величины, равные половине площадки раздельного пункта12, которая принимается по табл. 8 СТН /1/, Lпл/2, м, а затем, отложить от найденных точек обратно к оси раздельного пункта по 200 м.

В курсовом проекте условно считается, что ось раздельного пункта – это всегда (при любой схеме) – середина его площадки. Тогда, участки по Если внимательно изучить и проанализировать схемы раздельных пунктов с путевым развитием, приведенные в учебнике /2, рис.5.16 – 5.20/, /11, рис.3.11 – 314/, то можно прийти к заключению, что откладывая от оси раздельного пункта, которая, как известно, проходит через середину пассажирского здания, половину площадки раздельного пункта, мы подразумеваем поперечную схему, т.к. при полупродольной и, тем более, при продольной схеме расположения приемо-отправочных путей ось раздельного пункта не совпадает с «геометрической серединой», однако в курсовом проекте такое допущение может быть использовано.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

200 м от концов площадки раздельного пункта являются зонами стрелочных горловин13, рис.1.1.

Рис.1.1. Схема стрелочной горловины станции: П-О – приемо-отправочный парк;

С – сортировочный парк Чтобы обеспечить в трудных условиях при расположении раздельного пункта на кривой (на кривых) безусловное расположение стрелочных горловин на прямых участках пути, следует предусмотреть прямые не менее 200 м с обоих концов площадки раздельного пункта (в эти прямые не должны попадать даже переходные кривые), рис.1.2.

расположением приемо-отправочных путей в сложных топографических условиях. На рис.1.2 приведены (снизу вверх):

трасса на плане в горизонталях (высота сечения горизонталей 10м; показаны километровые знаки: 28 - 30; дана привязка к сторонам света; на плане раздельного пункта показана схема расположения приемо-отправочных путей, показаны значки тангенсов круговых кривых, указаны условными знаками центры стрелочных переводов;

Зону, в которой уложены стрелочные переводы, соединяющие пути и парки между собой называют стрелочной горловиной станции. Конструкция горловин, их план и продольный профиль должны обеспечивать необходимую пропускную способность, безопасность, плавность и бесперебойность движения поездов.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

пассажирское здание расположено с нагорной стороны; на приемоотправочном пути 2 условно показан состав грузового поезда; состав остановлен для пропуска встречного четного поезда);

прямые и кривые в плане (условными обозначениями показаны прямые и круговые кривые с указанием их длин и радиусов кривых в м);

проектные уклоны и расстояния (указаны проектные уклоны в ‰, расстояния в м);

проектная линия и линия земли (тонкой сплошной линией показана линия земли – фактические данные; толстой сплошной – проектная линия; указаны расстояния от оси разъезда до концов его площадки Lпл/2; показаны тангенсы вертикальных кривых, которые повлияли, или могли бы повлиять, на увеличение длины уклона 0‰ на разъезде).

Размещение разъезда выполнено на проектируемой линии III категории, полезная длина приемо-отправочных путей lпо = 1050 м.

Проанализируем принятые решения.

Продольный профиль - запроектирован правильно. Длина площадки разъезда с поперечным расположением приемо-отправочных путей при lпо = 1050 м на линии III категории Lпл = 1450 м /1, табл.8/.

Тангенсы вертикальных кривых, которые могли бы повлиять на профиль разъезда, равны: с запада Тв` = 5i = 53 = 15 м; с востока Тв = 5i = = 20 м. Западный тангенс не повлиял на длину уклона 0‰, запроектированного на разъезде (перелом профиля далеко от оси разъезда), а восточный тангенс – повлиял на длину уклона 0‰ и она была увеличена. Это было сделано для того, чтобы обеспечить расположение восточной горловины разъезда на площадке - за пределами вертикальной кривой (вертикальные кривые на профиле не показаны). Что касается объемов земляных работ, то они тоже не вызывают возражений. На запад от разъезда в сухом логу размещена

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

водопропускная труба, для которой обеспечена потребная высота насыпи. Сам разъезд расположен, в основном, на насыпи (или на полунасыпи-полувыемке, поперечников мы не видим); по оси разъезда небольшая выемка. Разъезд немного “повис” на насыпи в восточную сторону, не столько из-за необходимости увеличения площадки на длину Тв = 20 м, сколько по причине сложного рельефа данного участка.

Рис.1.2. Размещение разъезда с поперечным расположением приемо-отправочных путей в сложных топографических условиях План - запроектирован неудачно. Грубых нарушений норм проектирования нет. Действительно, в исключительных случаях на железнодорожных линиях III и IV категорий при соответствующем обосновании в проекте допускается размещать разъезды на обратных

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

располагались на прямых участках пути /1, п.4.53 – 4.54/, однако, такое решение очень неблагоприятно скажется на условиях эксплуатации разъезда /2, с.158-159/.

Для окончательного вердикта – плохо запроектировано или нет нам не хватает общей картины данного участка. Если бы была возможность в данном примере поработать на карте, то мы могли бы рассмотреть несколько вариантов размещения разъезда.

Первый вариант – запроектировать на разъезде прямую и посмотреть - к какому увеличению работ это приведет; может быть, несколько отклониться от кратчайшего направления, но постараться обеспечить хороший план линии.

Второй вариант – предусмотреть на разъезде только одну кривую и так, чтобы горловины располагались на прямых;

Третий вариант – если нет возможности “обойтись” одной кривой – попробовать две, но направленные в одну сторону.

Четвертый вариант – оставить две разнонаправленные кривые, но применить продольную (полупродольную) схему расположения путей, обеспечив расположение каждого из приемо-отправочных путей в пределах одной кривой, а стрелочных переводов – на прямых участках пути.

Пятый вариант – пойти на некоторое ухудшение профиля площадки разъезда и подходов к ней, но выиграть что-нибудь в плане.

Ведь допускается располагать разъезды без производства маневровых операций на уклонах (1,5 ‰; 2,5 ‰; даже до 10 ‰ – при условии проверки по iтрог, ‰, iторм, ‰, см. ниже п.1.4.2 и СТН /1, п.4.37/).

эксплуатации, но запроектирован “в пределах правил” для сложных

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

топографических условий: радиусы примененных кривых для III категории соответствуют СТН /1, п.4.51/ - не менее 1200 м; прямая вставка между кривыми обеспечена; стрелочные горловины размещены на прямых. Если, действительно, поблизости (3 – 4 км) нет лучшей площадки для размещения разъезда, а удлинение трассы для хорошего размещения разъезда (и связанное с таким удлинением увеличение строительной стоимости и эксплуатационных расходов) не дает возможности получить выигрыш от улучшения эксплуатационных условий на разъезде (тем более, что в рублях их очень сложно выразить), то следует признать решение, принятое проектировщиком – обоснованным. Он сознательно пошел на ухудшение плана разъезда (в пределах норм СТН), но зато обеспечил хороший профиль на разъезде (что тоже является сложной задачей).

1.4.2. Проектирование продольного профиля раздельного пункта остановочным скрещением поездов – площадка, т.е. уклон 0 ‰. И таким должен быть уклон профиля на промежуточной станции А, в трудных условиях – 1,5 ‰, в особо трудных – 2,5‰. По всей вероятности, со станцией А у Вас не будет особых проблем, т.к. руководитель курсового проектирования старается задавать положение начальной станции А в хороших топографических условиях.

Другое дело – разъезд (разъезды). Дело в том, что при необходимости размещения разъезда на напряженном ходу, Вам придется располагать его на уклоне или отклоняться от кратчайшего направления “вдоль горизонтали” таким образом, чтобы можно было расположить разъезд на площадке (на уклоне 0 ‰). Такое отклонение уже при наметке трассы (при прокладывании “циркульного хода” –

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

линии нулевых работ) вполне возможно и, если сделать это заранее, то затем Вам не придется переделывать всю трассу на большом протяжении. Вы сможете немного откорректировать трассу, перенеся площадку разъезда туда, где она необходима по времени хода, см. /6, с.11, рис.6/, /4, п.2.5, рис.2.5, с.40/.

И все-таки, такое отклонение не всегда возможно и не всегда целесообразно (когда вызывает значительное удлинение линии).

Поэтому в курсовом проекте при необходимости (в трудных условиях) Вы можете размещать разъезды (оговорившись в пояснительной записке, что на таких разъездах не предусматривается производство маневровых операций) на уклонах вплоть до руководящего уклона (разумеется со смягчением, если это потребуется из-за плана линии).

При этом Вам необходимо выбрать – наименьший из трех уклонов:

iтрог, ‰, iторм, ‰ и iточ, ‰ (iточ = 10 ‰ – обеспечивает точную остановку поезда, следующего на спуск, в пределах полезной длины приемоотправочных путей).

Если раздельный пункт расположен на кривой, то из значения iтрог, ‰, необходимо вычесть iэк, ‰, - уклон эквивалентный дополнительному сопротивлению от кривой (о размещении раздельных пунктов на уклонах – см. также часть 2 пособия, п.1.4). Уклон iторм на величину ‰, как правило, не увеличивают – для повышения надежности iэк, удержания поезда тормозами локомотива.

Для определения уклонов iтрог, ‰, iторм, ‰, Вы можете воспользоваться графиком /2, рис.5.22, с.160/, либо рассчитать их по нижеприведенным формулам из работы /6, формулы (5) и (6), с.20/.

Наибольшая крутизна среднего под поездом приведенного уклона iтрог, ‰, обеспечивающая трогание его с места, для полновесных поездов может быть определена по формуле

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

где iр – величина руководящего уклона, ‰;

iэк – величина уклона, эквивалентного дополнительному сопротивлению от кривой, ‰, если на раздельном пункте запроектировано несколько кривых, то принимают iэк(ср).

удержание поезда расчетной массы вспомогательными тормозами локомотива, может быть определена по формуле При одиночной тяге и iр 5,5 ‰ ограничивающим является условие трогания поезда с места (1.4), а при iр > 5,5 ‰ – условие удержания поезда тормозами локомотива (1.5).

При кратной тяге поездов iторм является ограничивающим при любых значениях iр и может быть определен по формулам из /6, формулы (7) и (8), с.20/ при двойной тяге при тройной тяге При проектировании продольного профиля раздельных пунктов следует помнить о том, что длина площадки раздельного пункта Lпл, определенная по табл.8 СТН /1/, должна быть увеличена в обе стороны от оси на величины тангенсов вертикальных кривых Тв (если они есть) для того, чтобы избежать расположения стрелочных переводов на вертикальных кривых, см. рис.1.3; часть 2 пособия, с.24, /2, с.157/, /11, с.94/.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

Рис.1.3. Определение длины площадки раздельного пункта с учетом тангенсов вертикальных кривых Замечание. В данном пункте перечислены лишь некоторые требования к плану и профилю раздельных пунктов. Чтобы не допустить ошибок, Вам необходимо внимательно изучить СТН /1, раздел 4/, учебник /2, п.5.8/ и п. 1.4 части 2 пособия. Если Вам задан электровоз постоянного тока (ВЛ10, ВЛ11, ВЛ82) проверьте длину участка разгона перед затяжным ограничивающим подъемом, рис.1.4, см. также пояснения и формулу (1.1) в части 2 пособия или /2, с.158/, /11, с.97/.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

Пятый раздел проекта является очень важным. Если Вы “забудете” разместить раздельный пункт или просто “воткнете” ось разъезда, не позаботившись обо всей площадке (длина, план, профиль), то Вы не обеспечите три важнейших условия: безопасность, плавность и бесперебойность движения поездов и, тем самым, поставите под вопрос результат Вашей работы, значительно снизив ее оценку.

Следует добавить, что пятый раздел проекта, конечно, связан с шестым разделом “Размещение искусственных сооружений”. Например, не рекомендуется располагать раздельные пункты с путевым развитием в логах, т.к. это потребует значительных работ по устройству продольных и поперечных водоотводов (труб и канав). Не рекомендуется также размещать раздельные пункты в выемках и на нулевых местах, т.к. это потребует значительных затрат на снегоборьбу;

при необходимости такого решения, следует стремиться к расположению трассы в пределах раздельного пункта под углом 90 к направлению преобладающих метелевых ветров (для организации наилучшей защиты от снежных заносов).

Важное замечание. Большое влияние на решение задачи по размещению раздельных пунктов и выбору их схем оказывают климатические, топографические, инженерно-геологические условия района проектирования; размеры, характер, структура и темпы роста грузооборота на расчетные сроки и перспективу. Полный учет этих условий и составление вариантов поэтапного развития (переустройства) раздельных пунктов могут быть заданы в курсовом проекте в качестве элемента УИРС.

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

рекомендованы ВНИИТС14 для проектирования на БАМе /36, глава 6/.

На рис.1.5 представлена схема разъездов продольного типа с отношению к главному пути (схема I, вариант 1).

Рис.1.5. Разъезд продольного типа (схема I, вариант 1): а – этап I; б - этап II; в этап III На указанной схеме штриховой и штрих-пунктирной линиями показаны:

- на этапе I – варианты расположения тупиков;

- на этапе II – укладка дополнительного приемо-отправочного пути 4, а затем удлинение разъездного пути 3 до длины двухпутной вставки;

Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства (бывш. ЦНИИС) – ныне Всероссийский научно-исследовательский институт трансРАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ - на этапе III – переустройство разъезда в обгонный пункт поперечного типа с последовательным расположением устройств (платформ) и приемо-отправочных путей для грузового движения.

Предусмотрен следующий порядок скрещения поездов на раздельных пунктах: поезд, прибывающий на разъезд первым, принимают на боковой путь, а встречный поезд пропускают по главному пути с ходу. Примыкание тупика к главному пути, рис.1.5 а, не увеличивает длины площадки (хотя несколько уменьшает полезную длину главного пути I), но увеличивает число стрелок, укладываемых на главном пути.

Примыкание тупика к приемо-отправочным путям, рис.1.5 а (пунктир), также имеет недостаток – выход с него возможен, когда свободен путь 2.

Этот недостаток может быть устранен изменением расположения съездов по варианту 2 схемы I, рис.1.6.

Рис.1.6. Разъезд продольного типа (схема I, вариант 2): а – этап I, б - этап II;

условные обозначения, см. рис.1. Расположение съездов по варианту 2, рис.1.6, дает возможность примыкания тупика к пути 3 с некоторым уменьшением его полезной портного строительства Корпорации «Трансстрой».

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

длины, но так же, как и в варианте 1, без увеличения длины площадки разъезда, обеспечивая при этом прямой выход на главный путь.

Приведенные схемы разъездов рекомендовались для участков магистрали, где земляное полотно отсыпалось сразу под два пути. На таких участках следующим этапом усиления предусматривалось сооружение двухпутных вставок на разъездах. В рекомендованных схемах предусматривалась укладка на главных путях стрелочных переводов марки 1/11, а на приемо-отправочных и прочих – 1/9.

Стрелочные переводы пологих марок (1/18) рекомендовались для укладки при сооружении двухпутных вставок. Тупики были необходимы для стоянки снегоочистителей во время пропуска поездов, а также ограничивающих участки подталкивания, кроме указанных тупиков, предусматривались тупики для стоянки подталкивающих локомотивов (локомотивов кратной тяги).

Если на участке не предусматривалось движение сдвоенных рекомендовалась схема II разъезда с поперечным расположением путей, рис.1.7.

Рис.1.7. Разъезд поперечного типа (схема II); условные обозначения см. рис.1. определения положения осей; выбора схемы расположения путей;

проектирование плана и профиля трассы в пределах площадок

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

раздельных пунктов – это сложная и увлекательная, творческая, многокритериальная, инженерная задача, к которой Вы прикоснетесь в курсовом проекте.

1.6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗДЕЛУ

1. Как определяется положение осей раздельных пунктов при проектировании новой железнодорожной линии?

2. Что такое расчетное время хода пары поездов по перегону и действительное время хода ?

3. Как определяется приведенный уклон элемента продольного 4. Почему расчет действительного времени хода по перегону ведут с учетом приведенных уклонов элементов профиля, а не действительных – тех которые будут “под колесом”?

5. Какие требования предъявляются в СТН к проектированию плана и продольного профиля площадок раздельных пунктов с путевым развитием? См. /1, раздел 4/.

6. Какие проверки необходимо выполнить при размещении раздельного пункта с путевым развитием на уклоне? См. /2, 7. Почему площадка (уклон 0‰) является наилучшим решением в продольном профиле для раздельного пункта с путевым 8. Почему стрелочные горловины рекомендуется располагать в “льготных условиях” плана и профиля и что это за условия?

9. Покажите на рис.1.8: оси главных и приемо-отправочных путей; центры стрелочных переводов; границы полосы отвода;

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

водопропускную трубу; водоотводную канаву; горизонтали;

пикеты; километровый знак; подошвы откосов насыпи.

Рис.1.8. Пример оформления плана путевого развития раздельного пункта (фрагмент – нечетная горловина) из /32/ 10. Как определить полную и полезную длины сквозного и тупикового пути на путях не оборудованных электрическими рельсовыми цепями (ЭРЦ) и на путях оборудованных ЭРЦ, см.рис.1.9 ? Что обозначено цифрами 1, 2, 3 на этом рисунке?

См. /34, с.199/.

11. Покажите на рис.1.10 изолирующие стыки, стрелочные переводы. К какой из схем, изображенных на рис.1.9 относится рис.1.10? Поясните почему? Покажите стрелочную горловину на рис.1.10. Почему к проектированию плана и продольного профиля пути в пределах стрелочных горловин предъявляются повышенные требования?

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

Рис.1.9. Схемы расположения предельных столбиков, изолирующих стыков и выходных сигналов Рис.1.10. Схема оборудования раздельного пункта релейной централизацией 12. На рис.1.11 приведены три различные схемы разъездов.

Назовите их. Поясните условные обозначения. Дайте характеристику этим схемам. Какая из этих схем считается основной для применения на новых железнодорожных линиях, где в перспективе предусматривается сооружение двухпутных

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

вставок и второго главного пути или организуется пропуск длинносоставных и соединенных поездов? См. /11, с.91-92/.

Рис.1.11. Схемы разъездов 13. На рис.1.12 приведена схема разъезда, расположенного на двух обратных кривых. Правильно ли запроектирован план разъезда? Какие радиусы кривых допускается применять при проектировании плана раздельных пунктов? Прямую вставку какой длины следует обеспечить для примера, изображенного на рис.1.12 ? См. /2, с.158/, /11, с.98/.

Рис.1.12. Расположение разъезда на обратных кривых

1. РАЗМЕЩЕНИЕ РАЗДЕЛЬНЫХ ПУНКТОВ

14. На рис.1.13 приведена схема раздельного пункта. Что это за раздельный пункт? Поясните назначение путей и условные обозначения на схеме. См. /34, с.197/.

15.Почему в примере, изображенном на рис.1.14 по варианту а понадобилось размещать три разъезда и станцию, а по варианту б – только два разъезда и станцию?

Рис.1.14. Два варианта трассы при пересечении горного хребта

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ

ВОДОТОКАХ

В шестом разделе курсового проекта необходимо выполнить размещение искусственных сооружений15. Искусственные сооружения (в дальнейшем – ИССО) относятся ко 2-ой подсистеме 1-го порядка, которая называется «Несущие конструкции»16.

В курсовом проекте основными ИССО, которые Вам потребуется разместить будут: мосты и водопропускные трубы. Возможно также, что Вы столкнетесь с необходимостью размещения путепроводов, переездов, тоннелей, виадуков и эстакад. Размещение других ИССО: подпорных стен, галерей, селеспусков, фильтрующих насыпей, лотков и т.д.

(см. прил.2) может быть задано в качестве элемента УИРС.

Размещение искусственных сооружений рассмотрено в трех частях учебного пособия:

- в части 4 – размещение мостов на постоянных водотоках;

- в части 5 – размещение водопропускных сооружений на периодических водотоках;

- в части 6 – размещение тоннелей, виадуков, эстакад, путепроводов и переездов.

Основные типы искусственных сооружений, проектируемые на железных дорогах, представлены в приложении 2 в виде таблицы.

Сложная техническая система «Железная дорога» делится на 9 подсистем 1-го порядка /2, п.1.3/

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

В настоящем разделе учебного пособия даны рекомендации по размещению мостов на постоянных водотоках, определению их отверстий, назначению схем и выполнению необходимых проверок.

Основные сведения о мостах изложены в приложении 3.

Обоснование выбора балочно-разрезной статической системы и типов пролетных строений, рекомендуемых для составления схем мостов, приведено в приложении 4.

Большое количество иллюстраций (рисунков, фотографий, схем) в данном разделе и в приложениях к нему преследует цель - дать возможность не только познакомиться с основными типами ИССО, но и представить запроектированные варианты трассы вместе с расположенными на них ИССО в виде трехмерных моделей сложной технической системы «Железная дорога» 17.

Исходные данные для курсового проекта (контрольной работы) недостаточны для работы на стадии проекта и, тем более, рабочих чертежей (в курсовом проекте выдается топографическая карта масштаба 1:50000 без инженерно-геологической информации; в задании на проектирование нет данных морфометрических и гидрометрических работ, необходимых для проектирования мостов). Поэтому все проектные решения, принимаемые в данном разделе, носят приближенный характер, допустимый только в учебном проекте для предварительного сравнения вариантов трассы (технико-экономического обоснования инвестиций).

Так как работа над курсовым проектом является самостоятельной творческой работой, Вы можете некоторые вопросы по размещению ИССО проработать более подробно (по согласованию с руководителем).

При написании раздела использованы материалы работ /1/ - /37/.

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ ОТВЕРСТИЯ МОСТА

Постоянные водотоки обозначены на карте одной или двумя линиями. Перед тем как делать описание района проектирования (раздел курсового проекта) следовало обвести все постоянные водотоки (реки и ручьи) синим карандашом (фломастером), см. раздел 2 части 1 пособия.

Общие рекомендации по назначению места мостового перехода (разумеется, они должны быть учтены еще при трассировании) следующие /2, п.8.2, с.269/:

1) следует стремиться к наименьшему отклонению места перехода от кратчайшего направления трассы;

2) участок русла реки в месте перехода должен быть устойчивым, прямолинейным или представлять собой плавную излучину;

3) на участке перехода поймы должны быть узкими, незаболоченными, без озер, проток и староречий;

4) ось перехода не следует располагать на перекатном участке реки, в местах образования наледей, заторов льда, в местах, где река имеет рукава или острова;

5) следует избегать пересечения рек непосредственно ниже устья притоков;

6) ось перехода следует располагать перпендикулярно к направлению руслового и пойменного потоков при расчетном паводке.

По топографической карте может быть определена ширина реки в уровне меженных (низких) вод (УМВ). В курсовом проекте отверстие моста Lотв, м, может быть определено по приближенной формуле из /6, с.24/; см. также где Вр – ширина русла реки, измеряемая на уровне меженных вод,

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

Вп – суммарная ширина пойм реки (левой и правой), по Рис.2.1. Схема определения ширины русла реки и ширины пойм На рис.2.1 показана схема определения Вр и Вп. Необходимо на продольном профиле земли по трассе в месте пересечения постоянного водотока (реки или ручья) измерить ширину русла на уровне меженных вод (УМВ). Затем провести горизонтальную пунктирную линию на высоте 3 м (для масштабе Мв 1:1000 3 м = 3 мм) от УМВ. Эта линия обозначает расчетный уровень высокой воды (РУВВ), см. п.18 задания на проектирование в приложении 1 части 1 пособия. Возвышение РУВВ (всех вероятностей превышения) над УМВ равное 3,00 м задано условно одинаковым для всех постоянных водотоков в любом месте их пересечения, для всех типов местности, представленных различными топографическими картами18. В прил.5 части 1 пособия на схематическом продольном профиле при пересечении р.Кема (ПК2212+50) допущена опечатка: УМВ равен 47,00 (вместо записанных 48,00).

Об определении уровней воды различных вероятностей превышения и других гидрологических характеристик при морфометрических и гидрометрических изысканиях мостовых переходов, а также о точных методах расчета отверстий мостов см.

/2, глава 8/, /4, п.4.5/, /9, главы 4, 5, 6/, /10, главы 7, 9, 11/.

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

На уровне РУВВ необходимо из всей ширины разлива реки при высокой воде (см. рис.2.1) равной (Вп + Вр) вычесть величину Вр; оставшееся значение будет равно суммарной ширине пойм Вп (сторонность пойм: левая или правая – определяется по направлению течения реки, для расчета значения Lотв сторонность пойм не имеет значения).

Все расчеты необходимо производить в метрах, учитывая горизонтальный масштаб карты. Необходимо свои измерения Вр и Вп округлять до целых миллиметров и переводить в метры, например, 1мм = 50 м; мм = 100 м и т.д. – при горизонтальном масштабе профиля Мг 1:50000;

тогда, минимальная ширина русла реки или ручья, которую можно определить по карте, будет равняться Вр = 50 м (1 мм).

Допустим, что для рис.2.1 получены следующие значения: Вр= м; (Вп + Вр) = 550 м, следовательно, Вп= (Вп + Вр)–Вр =550 – 100 = 450 м.

Тогда, минимально необходимое отверстие моста может быть рассчитано по формуле (2.1): Lотв = 100 + 0,08 450 = 136 м.

Напоминаем, что когда Вы определяете отметку УМВ реки по карте, чтобы нанести на профиле границы русла реки, то интерполировать Вам следует вдоль русла реки, см. рис.2.2.

На рис.2.2. показано, как определяется отметка УМВ путем интерполяции вдоль русла реки. Если бы Вы приняли отметку УМВ =360,00 м – это было бы ошибкой! Вы необоснованно завысили бы отметку УМВ,

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

от которой в проекте ведутся все расчеты. Но тогда и высота подходной (пойменной) насыпи стала бы на 3,50 м выше, чем необходимо, и высота опор тоже и, возможно, длина всего моста стала бы больше. То есть увеличилась бы стоимость всего комплекса мостового перехода. Это увеличение выражалось бы в миллионах рублей! И все из-за одной ошибки при определении отметки УМВ. Поэтому будьте особенно внимательны при определении отметок УМВ на пересечениях постоянных водотоков.

Отметку дна реки Вы определить не сможете. На продольном профиле дно реки следует показать условно на «глубине» примерно 1 – 2 м19.

2.3. ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ В ПРЕДЕЛАХ МОСТОВОГО

ПЕРЕХОДА

Проектная линия должна быть в пределах всей ширины разлива высоких вод не менее чем на 3 м выше расчетного уровня высоких вод РУВВ, который должен быть показан на продольном профиле, см.

рис.2.3.

Таким образом, непосредственно с карты на продольный профиль «переходит»

только одна отметка – отметка уреза воды («зеркала воды») на уровне меженых вод – отметка УМВ (интерполировать следует вдоль русла реки, с учетом его извилистости, с точностью до см, как и отметки земли на профиле). Высота подходной насыпи к мосту hн рассчитывается от отметки УМВ до проектной линии. Отметка дна реки не определяется (поперечный профиль реки изображается условно). Отметка расчетного уровня высокой воды РУВВ берется условно на 3 м выше УМВ, чертится и подписывается на продольном профиле (с ее помощью определяется ширина разлива реки при высокой воде, границы получаются графически на продольном профиле).

На некоторых учебных картах с индеком «м» (мостовики) показан створ моста и на врезке дан профиль по створу с таблицей уровней высоких вод за 15-летний период.

Не обращайте внимания на эти данные. Если только Ваша трасса пересечет реку именно по этому створу, Вы можете воспользоваться отметкой УМВ (проверьте интерполяцию отметок, т.к. у Вас мог быть изменен масштаб карты и сечение горизонталей).

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

Тогда будут выполнены два основных условия, обеспечивающие безопасность, бесперебойность и плавность движения поездов в пределах мостового перехода:

1) низ пролетного строения на несудоходных и несплавных реках должен возвышаться над уровнями высоких вод (расчетным РУВВ и наибольшим НУВВ) соответствующих вероятностей превышения, а также над наивысшим уровнем ледохода НУЛ не менее, чем на наименьший требуемый запас;

2) минимальная отметка бровки земляного полотна в пределах возможного разлива реки должна возвышаться не менее чем на 0,5 м над наибольшим уровнем высокой воды соответствующей вероятности превышения с учетом максимального подпора воды перед насыпью, ветрового нагона и наката волны на откос насыпи.

Соответствующие пояснения, формулы и рисунки приведены в работах: /2, п.8.7/, /9, п.2.3/, /10, п.12.1/, /11, п.5.4/.

Ниже приведены формулы для расчета минимально допустимой отметки проектной линии на мосту для несудоходных и несплавных рек

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

Hmin(нс) в соответствии с работой /10, п.12.1, формулы (12.2) - (12.4), с.395/.

где РУВВp%, НУВВp%, УВЛp% - расчетный, наивысший уровни MРУВВ, MНУВВ, MУВЛ - нормируемые возвышения низа В курсовом проекте приняты такие значения величин с, м, и d, м, входящих в формулы (2.2) – (2.3), чтобы обеспечить выполнение требуемых запасов М при худшем сочетании с и d, возможном в проекте.

Значения нормируемых возвышений М (на железных дорогах общей сети) приняты для условий: глубина подпертой воды свыше 1 м, на

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

реке нет заторов льда, карчехода и селевых потоков /10, табл.12.1, с.397/).

Максимальная строительная высота принята для балочного пролетного строения из предварительно напряженного железобетона полной длиной lп =34,20 м, сmax = 2,94 м /12, прил.1, с.30/.

Разность отметок бровки подходной насыпи и подошвы рельса на мосту dmin, м (минимально возможная в курсовом проекте - рассчитана для условий проектирования железнодорожной линии IV категории):

- для деревянных шпал III типа /13, рис.1.4.58, с.191/ dш = 0,15 м;

- при гравийно-песчаном балласте без песчаной подушки /1, - для земляного полотна однопутной линии с трапецеидальной сливной призмой /1, п.5.12/ dсл.п. = 0,15 м;

откуда dmin = 0,15 + 0,30 + 0,15 = 0,60 м.

Таким образом, были приняты или рассчитаны следующие значения и превышения, входящие в формулы (2.2) – (2.4), все величины выражены в метрах:

1) НУВВmax = РУВВ + 0,50 (принято одинаковым для всех рек);

2) УВЛmax = РУВВ - 0,50 (принято одинаковым для всех рек);

Следовательно, расчетные формулы (2.2) – (2.4) могут быть переписаны в виде Hmin (нс) = РУВВp% + MРУВВ + с – d = РУВВр% + 0,50 + 2,94 – 0,60 =

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

Hmin (нс) = НУВВp% + MНУВВ + с – d = РУВВр% + 0,50 + 0,25 + 2,94 – Hmin (нс) = УВЛp% + MУВЛ + с – d = РУВВр% - 0,50 + 0,75 + 2,75 – Так как из рассчитанных по формулам (2.5) – (2.7) отметок Hmin (нс) следует выбирать наибольшую, то минимальный «запас» проектной линии на мосту над расчетным уровнем высоких вод должен быть не менее 3,00 м, см. формулу (2.6) – округленно с учетом неточности масштаба карты.

Для выполнения второго требования – незатопления бровки земляного полотна – расчеты минимальной отметки проектной линии на поймах Hmin (п) следует выполнять по формуле /2, формула (8.16), с.294/ где z – величина подпора воды перед мостом, м;

hн.в. – высота наката волны на откос насыпи, м.

Величина подпора (при отсутствии струенаправляющих дамб) определяется по формуле /2, п.8.7, с.296, рис.8.34 б/ где z - возвышение гребня подпора в продольном направлении iв - уклон подпертого потока вдоль земляного полотна с l - расстояние от точки пойменной насыпи, где требуется определить отметку бровки земляного полотна, до речной Lотв – отверстие моста в свету, м.

Величина z может быть определена по формуле /2, формула (8.13), с.285/

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

где – коэффициент, зависящий от доли расчетного расхода, vм – средняя скорость течения воды под мостом, м/с.

Для определения необходимого “запаса” над отметкой НУВВр%, который можно было бы рекомендовать в курсовом проекте для расчета минимальной отметки проектной линии на поймах, условно приняты следующие значения величин, входящих в формулы (2.9) и (2.10):

1) = 0,14, согласно /2, с.285/;

2) vм=2,00 м/с, согласно /14, с.283/;

3) iв = 0,0003 ‰, согласно /14, с.289/;

4) l = 3L; согласно /2, рис.8.34 б/;

5) Lотв = 600 м; приблизительное отверстие моста для больших рек, которые могут встретиться на некоторых учебных топографических картах.

Подставив данные значения в (2.10) и в (2.9), получим z = 0,92 м.

Это значение подпора условно принимается равным для всех рек и ручьев, что является большим упрощением, допустимым лишь в курсовом проекте.

Высота наката волны на откос насыпи для предварительных расчетов может быть принята hн.в. = 1,00 м, по работе /2, табл.8.2, рис.8.36, с.296/ при следующих значениях параметров:

1) разгон волн равен 0,8 км;

2) скорость ветра равна 20 м/с;

3) средняя глубина воды на пойме равна 2 м;

4) крутизна откоса насыпи составляет 1:3 (принято самое пологое 5) тип укрепления насыпи – бетонирование.

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

Следовательно, формула (2.8) примет вид (с учетом принятого ранее соотношения НУВВmax = РУВВ + 0,50):

Hmin (п) = НУВВр% + z + hн.в. + 0,50 = РУВВр% + 0,50 + 0,92 + 1,00 + Таким образом, в пределах всей ширины разлива высоких вод в соответствии с (2.11)- округленно, проектная линия должна возвышаться над РУВВ не менее чем на 3,00 м. Отметку РУВВ необходимо подписывать на прдольном профиле в каждом месте пересечения постоянного водотока.

На рис.2.62 (см. выше) показаны два варианта проектной линии в пределах мостового перехода и минимальное превышение проектной отметки Нпр над РУВВ, что соответствует выведенным нами формулам (2.6) и (2.11) – округленно.

При обеспечении запаса в 3 м над РУВВ (для принятых выше допущений) будут выполнены оба требования, предъявляемые к проектной линии в пределах мостового перехода:

1) возвышение низа конструкции над уровнями высокой воды (расчетным и наивысшим) и наивысшим уровнем ледохода (конструктивное требование – учитывает то обстоятельство, что пролетные строения свободно лежат на опорных частях и могли бы быть повреждены напором воды, плывущими предметами, льдом или даже сдвинуты, опрокинуты);

2) возвышение бровки земляного полотна над наивысшим уровнем высокой воды (гидравлическое требование – по условию защиты земляного полотна от размыва при переливании высокой воды в паводок, когда значительно возрастают скорости течения, а следовательно, размывающая способность водного

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

После того, как намечена проектная линия в пределах мостового перехода (выше РУВВ не менее, чем на 3,00 м) следует определить схему моста: выполнить разбивку моста на пролеты и выбрать типы пролетных строений.

В курсовом проекте рекомендуется следующая последовательность определения схемы моста.

1. По продольному профилю определяют высоту насыпи возле устоев моста. Для этого от геометрической середины русла реки откладывают в обе стороны величины Lотв /2, м. Графически (с точностью до 1,00 м = 1мм на миллиметровке) определяют высоты насыпи по концам моста (вычитая из проектных отметок отметки земли), складывают их и делят пополам. Полученная величина и будет средней высотой насыпи возле устоев 2. Задаются числом пролетов моста. Число пролетов n назначают нечетным, чтобы в средней, предположительно, самой глубокой части реки не было промежуточных опор. Все пролетные строения принимают одинаковой длины. Статическая схема – балочная разрезная. Устои принимают обсыпные с постоянной крутизной откоса 1:1,5. Обоснование рекомендуемой балочноразрезной системы см. прил.4 пункт П.4.3.

3. По приближенным формулам рассчитывают два значения минимально необходимой полной длины пролетных строений lп(min), м, в зависимости от определенной средней высоты насыпи возле устоев hн, м, назначенного числа пролетов n и потребного отверстия моста Lотв, м:

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

1) исходя из условия обеспечения потребного отверстия моста в свету между откосами конусов уклоном 1:1,5 (при ширине устоев по фасаду lу = 4,00 м – каждый устой) на отметке РУВВ (ниже низа пролетных строений на 1,00 м) за вычетом суммарной ширины промежуточных опор (шириной по фасаду lоп = 3,00 м – каждая опора), без учета суммарной величины деформационных зазоров:

2) исходя из условия обеспечения необходимого уклона откосов конусов обсыпных устоев, равного 1:1,5 при высоте насыпи hн, м и ширине главного русла реки на уровне Пояснение. Из двух значений минимально необходимой полной длины пролетного строения lп(min), м, определенной по формулам (2.12) и (2.13), следует выбрать большее значение.

Для условий примера, рассмотренного выше: Lотв=136 м, n= =3, Вр = 100 м; hн =6,00 м расчет будет следующим:

по формуле (2.12) lп(min)Lотв = (Lотв – 6 + 3n) / n = (136 – 6 + 33) / 3 = 46,30 м;

по формуле (2.13) lп(min)Вр = (Вр + 3hн - 6) / n = (100 + 36,00 – 6) / 3 = 37,30 м.

Следовательно, необходимо подобрать пролетные строения полной длиной не менее 46,30 м.

4. Для выбора типа и длины пролетного строения используют приложения 5 – 8, в которых указаны типы пролетных строений и некоторые их характеристики из /12, прил.1/, /15, прил.1 –

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

прил.7/ и /16, прил.2, с.30/. В соответствии с работой /15, с.8/ и СТН /1/ могут быть даны следующие рекомендации:

1) так как на всех постоянных водотоках в районе проектирования (на всех реках и ручьях, указанных на карте сплошными линиями) условно принято, что возможен средний ледоход с толщиной льда от 0,5 до 1,0 м, то длины пролетных строений должны приниматься не менее 15,00 м;

2) при высотах насыпи свыше 10 м следует применять пролетные строения большой длины, назначая небольшое число пролетов;

3) если при проектировании плана трассы в месте перехода необходимо запроектировать кривую, то следует учесть, что мосты с ездой по балласту (приложения 5, 6, 7) разрешается располагать в плане на кривых радиусом не менее 300 м, а мосты с ездой по деревянным поперечинам (прил.8) – должны быть расположены только на прямых участках пути, т.к. на них сложно обеспечить требуемое возвышение наружного рельса, см. рис. 2.4 и 2.5;

4) если на мосту необходимо запроектировать уклон круче 4 ‰ или вертикальную кривую, то необходимо использовать только пролетные строения с ездой по балласту, рис.2.5, т.к. на них допускается применение уклонов вплоть до ограничивающих, а за счет регулирования толщины балласта под шпалами может быть устроено плавное изменение положения головки рельса в вертикальной плоскости, необходимое при устройстве вертикальных кривых, и, что важно, продольный профиль головок рельсов в виде такой вертикальной кривой на мосту несложно поддерживать в проектном положении при текущем содержании и ремонтах пути.

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

Рис.2.5. Поперечное сечение железобетонного балластного корыта с верхним строением пути: а - балластная призма на прямом участке пути, б – балластная призма на кривой (выполнено возвышение наружного рельса) Пояснения к методике составления схемы моста.

Казалось бы, для условий примера, при lп(min)Lотв = 46,30 м можно выбрать комбинированные железобетонные пролетные строения с ездой понизу с полной длиной lп = 55,80 м (см. прил.7).

Но, принимая во внимание то обстоятельство, что в прил.7 есть типовые пролетные строения длиной немного меньше минимально потребной lп(min)Lотв = 46,30 м, а также учитывая рекомендации /15, с.9/ о том, что отверстие моста может отличаться от определенного по формуле (2.1) не более чем на 8%, следует расссмотреть вариант:

пролетные строения того же типа, но меньшей длины lп = 44,80 м (см.

прил.7).

Тогда, отверстие моста Lотв(обеспеч), м, которое будет обеспечено при выбранной схеме (числе пролетов n и полной длине пролетных строений lп, м) может быть определено по формуле Подставим возможные варианты lп, м, в формулу (2.14) 1) Lотв(обеспеч)1 = (lп1 - 3) n + 6 = (55,80 - 3) 3 + 6 = 164,40 м;

2) Lотв(обеспеч)2 = (lп2 - 3) n + 6 = (44,80 -3) 3 + 6 = 131,40 м.

Как видим, первый вариант обеспечивает необходимое отверстие моста Lотв(обеспеч)1 = 164,40 м > Lотв=136,00 м; а второй вариант не обеспечивает Lотв(обеспеч)2 = 131,40 м < Lотв=136,00 м. Это не означает,

2. РАЗМЕЩЕНИЕ МОСТОВ НА ПОСТОЯННЫХ ВОДОТОКАХ

что от второго варианта, который может дать экономию в строительной стоимости, следует сразу же отказаться.

Выполним проверку допустимости применения подобранной схемы моста для второго варианта (с пролетными строениями меньшей длины lп2 = 44,80 м, обеспечивающими отверстие моста равное Lотв(обеспеч)2 = 131,40 м) по формуле, отражающей требование:

относительная разница между отверстиями моста необходимым Lотв и обеспеченным подобранной схемой Lотв(обеспеч) не должна превышать 8% |(Lотв – Lотв(обеспеч)2 ) / Lотв |=|(136,00 –131,40 )/136,00|=0,03 0,08, погрешность составляет более 8‰, проверка не выполняется и применить в данном случае меньшее пролетное строение нельзя.

Вывод: следует остановить свой выбор на первом варианте схемы моста.

Схема №1: однопролетный мост с обсыпными устоями, металлическое пролетное строение (две сквозные решетчатые фермы) с ездой понизу на деревянных поперечинах полной длиной lп =111,14 м.

Замечание: в сложных топографических условий, не желая применять на подходах к мосту кривые малого радиуса, чтобы разместить сам мост на прямом участке пути, Вы можете оказаться в ситуации, когда наилучшим вариантом, по-Вашему мнению, было бы – разместить мост на кривой большого радиуса, скажем, R=2000 м, с тем, чтобы не ухудшать план линии на подходах к мосту. Либо, проектируя продольный профиль, Вы хотели бы разместить мост на уклоне свыше 4‰, чтобы не допускать больших объемов земляных работ на подходах к мосту, или не удлинять линию.

Такие варианты вполне конкурентоспособны в сложных условиях (ведь не случайно в рассмотренном выше примере №1 запроектирована высокая насыпь hн=18,00 м ).

Но тогда Вам не подойдет выбранная схема с пролетным строением с ездой на поперечинах, т.к. такие мосты нельзя размещать на кривых. Поэтому ниже приведен пример № для размещения моста на кривой или на уклоне свыше 4‰.

Пример №2 (подбор схемы трехпролетного моста, размещаемого на кривой или на уклоне свыше 4‰), исходные данные – как в примере №1.

1. Назначаем число пролетов n = 3 (одного пролета как в примере №1 будет недостаточно, см. характеристики пролетных строений в прил.6 и 7).

2. Рассчитываем lп(min)Lотв = (Lотв – 6 + 3n) / n = (66 – 6 + 33) / 3 = 23,00 м;

lп(min)Вр = (Вр + 3hн - 6) / n = (50 + 318,00 – 6) / 3 = 32,67 м.

3. Принимаем трехпролетный мост с пролетными строениями из преднапряженного железобетона с ездой поверху по балласту полной длиной lп = 34,20 м, см. прил.6.

4. Рассчитываем полную длину моста

ПРИЛОЖЕНИЕ 9. ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМЫ МОСТА

5. Ребристое пролетное строение меньшей длины lп = 24,70 м в данном случае пробовать не стоит, т.к. слишком велика разница и погрешность будет больше 8%.

Замечание: Учитывая то обстоятельство, что высота насыпи - значительная, можно попробовать “сэкономить”, уменьшив количество промежуточных опор моста, сократив их количество до одной опоры (при высоте насыпи hн=18,00 м и среднем ледоходе с толщиной льда от 0,5 до 1,0 м быки являются дорогими сооружениями и, хотя одна опора с большой вероятностью попадет в самую глубокую часть русла реки и будет иметь более мощный фундамент, все-таки, экономия на объеме кладки опор и, в целом по всему мосту, вполне возможна). Поэтому следует «посмотреть» вариант №3.

Пример №3 (подбор схемы двухпролетного моста, размещаемого на кривой или на уклоне свыше 4%), исходные данные – как в примере №1.

1. Назначаем число пролетов n = 2 (для уменьшения количества высоких промежуточных опор).

2. Рассчитываем lп(min)Вр = (Вр + 3 hн - 6) / n = (50 + 3 18,00 – 6) / 2 = 49,00 м.

3. Принимаем двухпролетный мост с комбинированными пролетными строениями (арка с затяжкой) с ездой по балласту полной длиной lп=55,80 м, см. прил.7.

4. Рассчитываем длину моста Вывод. Таким образом, были рассмотрены три примера (три варианта схемы моста).

Пример №1. Однопролетный мост с обсыпными устоями балочно-разрезной системы с металлическим пролетным строением (две главные сквозные решетчатые фермы, езда по поперечинам); схема моста 1111,14 м; длина моста Lм =119,14 ~120 м.

Пример №2. Трехпролетный мост с обсыпными устоями балочно-разрезной системы с железобетонными пролетными строениями (ребристая двухблочная балка из преднапряженного железобетона); схема моста 3 34,20 м, длина моста Lм= 110,60 ~ 111 м.

Пример №3. Двухпролетный мост с обсыпными устоями комбинированной системы с железобетонным пролетными строениями (внешне безраспорная арка с затяжкой из преднапряженного железобетона); схема моста 2 55,80 м, длина моста Lм =119,60 ~ 120 м.

В дипломном проекте выбор схемы моста должен быть выполнен на основе техникоэкономического сравнения с учетом всех достоинств и недостатков вариантов.

Например, большое значение имеют сравнительные преимущества различных способов монтажа пролетных строений, варианты которых для трех рассмотренных схем моста (с некоторыми отличиями) приведены на рис.П.9.1 – П.9.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9. ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМЫ МОСТА

В курсовом проекте разрешается технико-экономическое сравнение схем моста (с учетом проектов организации их строительства) не производить. Сравнение и выбор схемы следует выполнять с использованием следующих соображений:

1) при значительной высоте насыпи (свыше 10 м) преимущество имеют схемы мостов с меньшим количеством промежуточных опор и с пролетными строениями с ездой поверху, т.к. уменьшается высота опор;

2) пролетные строения из преднапряженного железобетона предпочтительнее металлических, т.к. имеют меньшую строительную стоимость и эксплуатационные Следовательно, для условий рассмотренного примера рекомендуется выбрать: схему №1 - если мост расположен на прямой и на площадке (или на уклоне до 4 ‰) или схему № – если мост расположен в кривой или на уклоне свыше 4 ‰.

П.9.3. Заключение по приложению Сделанные нами рекомендации применимы только для курсового проекта. Мы сознательно упростили процедуру определения отверстий мостов, ограничили диапазон варьПРИЛОЖЕНИЕ 9. ПРИМЕРЫ СОСТАВЛЕНИЯ СХЕМЫ МОСТА ирования системами мостов, типами пролетных строений и их сочетаниями, чтобы сократить затраты Вашего времени по данному разделу проекта.

Итак, Вы запроектировали мосты на трассе, а Вам хотелось бы на них взглянуть, когда они уже построены и по железной дороге пошли поезда? Ваши мосты могли бы выглядеть следующим образом:

1. балочно-разрезные с железобетонными балками, рис.П.9.5;

2. комбинированные с железобетоннми пролетными строениями (арка с затяжкой), 3. балочно-разрезные с металлическими пролетными строениями (две главные сквозные решетчатые фермы с параллельными поясами), рис.П.9.7.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКИХ ПАВОДКОВ НА ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО И

ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКИХ ПАВОДКОВ НА ЗЕМЛЯНОЕ

ПОЛОТНО И ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

В приложении 10 показано, какое влияние имеет точное определение величин расходов и соответствующих им уровней воды высоких паводков (половодий) нормируемых вероятностей превышения для обеспечения надежности земляного полотна и искусственных сооружений и принятия обоснованных проектных решений. В приложении 10 использованы материалы из работы /37, прил.4/.

В период паводка все элементы подсистемы «Несущие кострукции»: земляное полотно, мосты, трубы и другие ИССО испытывают сильнейшее воздействие водного потока.

Чтобы предотвратить разрушение несущих конструкций проектируемой железной дороги проводят гидрологические, гидрометрические, морфометрические и другие виды изысканий, изучают скорости и направления течения, расходы воды и уклоны водных поверхностей для постоянных водотоков, см. /2, глава8/, /9, главы 4, 5/, /10, раздел 2/ (для периодических водотоков изучают бассейны, см. часть 5 пособия); затем составляют графики статистических функций распределения вероятностей расходов воды /2, рис.7.2, с.223/ и в зависимости от нормируемых величин вероятностей превышения расходов и уровней воды /1, п.8.14/ проектируют мостовые переходы, вододопропускные трубы и земляное полотно на участках подтопления.

В курсовом проекте эта задача значительно упрощена тем, что отметки уровней высокой воды (расчетный РУВВ и наибольший НУВВ) и наивысшего уровня ледохода (НУЛ) определяются условно: РУВВ = УМВ +3,0; НУВВ = РУВВ + 0,5; НУЛ = РУВВ – 0,5.

В действительности, эта задача намного сложнее. Природные условия в районе проектирования, строительства и эксплуатации железной дороги меняются, в том числе, и по причине сооружения самой железной дороги. После начала эксплуатации железной дороги хозяйственная деятельность в районе проектирования усиливается, т.к. дорога дает мощный толчок развитию местного района тяготения. Железная дорога является сложной технической системой, которая воздействует на окружающую среду (природную, социальную, экономическую), но, в то же время, и сама испытывает влияние этой среды.

Рассмотрим пример. В мае 1977 г. в районе, прилегающем к железнодорожной линии Новокузнецк – Абакан, прошел высокий паводок. Теплая погода вызвала дружное таяние снежного покрова в бассейне реки Томь. Дополнительно к этому в течение недели в этом районе шел непрерывный дождь, завершившийся ливнем 8-9 мая, когда суточный максимум дождя превысил 100 мм. Выпадение такого ливня на переувлажненную почву вызвало катострофический сток в бассейне р.Томь и наводнение. На участке Новокузнецк – Балыксу р.Томь вышла из берегов и подтопила поселки железнодорожных станций, рис.П.10.1.

Основной причиной резкого повышения уровня воды в р.Томь и ее притоке р.Казыр явилось то, что лес на значительных площадях в бассейнах этих рек был вырублен или сгорел. Поверхность бассейнов более чем на 60% оказалась обнаженной. Одновременный паводок по рекам Томь и Казыр создал подпор в р. Томь, поднявший уровень воды до бровки земляного полотна. На железнодорожных мостах через реки Бельсу (90-й км) и Томь (107-й км) были подмыты конусы обсыпных устоев, рис.П.10.2.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКИХ ПАВОДКОВ НА ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО И

ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

На прижимных участках вода достигла бровки земляного полотна, а на участке ПК1377 – ПК1383 переливалась через него, приведя к размыву земляного полотна. На этом участке была разрушена насыпь, перекрывающая один из рукавов реки (верховая), затем создался подпор и перелив воды через насыпь низового перекрытия рукава, в результате чего насыпь была полностью разрушена, рис.П.10.3.

Земляное полотно на данном участке было отсыпано из гравийно-галечникового грунта без защитных берм из скальных грунтов, предусмотренных проектом.

В результате паводка 1977 г. характерными деформациями явились: размытое на отдельных участках земляное полотно; заиленные водоотводные сооружения (канавы, кюветы); заполнение отверстий ИССО селевыми потоками; сплывы откосов выемок, рис.П.10.4.

В техническом проекте второго пути линии Междуреченск – Абакан, разработанном Сибгипротрансом в 1974 г. и откорректированном по результатам гидрологических изысканий после паводка 1977 г., был уточнен уровень высоких вод 300-летней повторяемости НУВВ0,33%.

Было принято решение поднять бровку земляного полотна БЗП обоих путей (первого - существующего и второго – проектируемого) на шести участках общей протяженностью 7,0 км с учетом возвышения БЗП над НУВВ0,33% на величину 0,50 м.

Вопросы уточнения норм проектирования железных дорог, в том числе, и в отношении норм проектирования земляного полотна и ИССО в пределах активного воздействия водных потоков в период паводков (половодий) актуальны и интересны. Они могут быть заданы в курсовом проекте в качестве элемента УИРС. Одним из подходов к решению этих вопросов могут быть методы имитационного моделирования, см. прил. 3 части 2 пособия.

ПРИЛОЖЕНИЕ 10. ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКИХ ПАВОДКОВ НА ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО И

ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 11. МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В

ПРОЕКТИРОВАНИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИНЯТИЯ

РЕШЕНИЙ В ПРОЕКТИРОВАНИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

В приложении 11 рассмотрен пример решения реальной задачи многокритериального выбора варианта направления железной дороги в увязке с выбором места мостового перехода через большую реку. Приведена формальная модель задачи принятия решения. Рекомендованы методы теории нечетких множеств и теории полезности для решения многокритериальных задач на ранних этапах проектирования железных дорог. В приложении 11 использованы материалы работ /26/, /33/, /39/ - /47/.

Рассмотрим пример. При проектировании в 1945г. западного участка БайкалоАмурской магистрали Тайшет – Лена перед инженерами БАМпроекта встала сложная задача – как протрассировать переход Ангары в районе г.Братск, рис.П.11.1 /33, с.94-96/.