Контрольная работа. Таблица 4 - Варианты заданий № варианта Абсолютные отметки т

тема: «Применение карт при проектировании новой железнодорожной линии.»

Выполнила студентка 1 курса

Шифр 1451-Д- 009

Яковлюк А.А.

Проверил:

Антонов К.В.

Уфа 2015г.

Применение карт при проектировании новой железнодорожной линии.

Проект новой железнодорожной линии - это комплекс экономических и технических документов, включающих описание, расчёты, чертежи и обоснование принятых решений по всем железнодорожным сооружени­ям и устройствам.

Железные дороги являются важным элементом единой транспортной системы страны. Они выполняют громадный объем перевозочной работы, обеспечивая надежные и экономичные транспортные связи между главными экономическими районами и центрами страны. На долю железных дорог приходится более половины общего грузооборота и более трети пассажирских перевозок. Поэтому их развитию придается большое значение.

Изыскания и проектирование железных дорог – область транспортной науки, изучающая методы инженерных изысканий для сбора и обработки информации о районе проектирования и разработки на ее основе комплексных научно обоснованных проектов строительства новых и реконструкции действующих железных дорог.

Предметом дисциплины изысканий и проектирования железных дорог является теория и практика разработки и принятия решений при выборе основных технических параметров проекта, проектировании всех постоянных сооружений и устройств новых и реконструкции действующих железных дорог с учетом перспектив роста перевозок.

Непреложное требование к проектному решению – гарантия безопасности движения по железной дороге. В проекте необходимо использовать достижения науки и техники, российского и зарубежного опыта с тем, чтобы строящаяся или реконструируемая железная дорога к моменту окончания работ соответствовала бы техническому уровню того времени. Проект должен предусматривать прогрессивные методы строительства, высокую степень его механизации и индустриализации и прогрессивные способы эксплуатации железной дороги при больших массах грузовых поездов и высоких скоростях движения грузовых и пассажирских поездов.

Главная цель данной курсовой работы – получить сведения о железной дороге как о сложной технической системе, познакомиться с ее функционированием, с развитием и современным состоянием теории и практики проектирования новых и реконструкции действующих железных дорог, изучить состав проекта и стадии его разработки, а также предъявляемые к проекту технические, экономические и экологические требования.

Разнообразие природных, экономических, технических и других факторов приводит к появлению вариантов, т.е. разных решений одной и той же задачи, удовлетворяющих поставленным требованиям, но различающихся размерами строительных и эксплуатационных затрат, сложностью и сроками строительства. В результате тщательного анализа вариантных решений должно быть найдено наилучшее, по которому и будет осуществлено строительство.

Проект должен обеспечивать высокие показатели процесса перевозок при их минимальной себестоимости, а также высокое качество сооружений и возможность завершения строительства в сжатые сроки при наименьших затратах. Особое внимание должно уделяться вопросам надежности, безопасности движения поездов и охраны окружающей среды. Нельзя забывать также и о том, что все устройства и сооружения будущей железной дороги будут находиться под открытым небом, и необходимо оградить их от неблагоприятных воздействий природных факторов.

Для обеспечения наилучших условий эксплуатации железной дороги проектирование должно опираться на достижения теории и практики в области организации движения поездов.

Установление направления проектируемой линии.

Предварительные изыскания по выбору направления и основных элементов проектирования участка новой железнодорожной линии производится по картам в горизонталях. Одним из важным факторов, определяющих направление трассы, является основное назначение будущей линии.

Целью проектирования будущей железной дороги является обеспечение транзитных перевозок, значит кратчайшее направление между конечными пунктами наиболее рационально.

Вместе с тем, основными предпосылками при установлении положения трассы на карте являются топографические и инженерно-геологические условия, которые диктуют необходимость использования естественных форм рельефа или обхода сложных и неблагоприятных в геологическом отношении участков.

Предварительное изучение и обработка карты дают наглядное представление о характере и особенностях рельефа и позволяют выявить местонахождение, так называемых, фиксированных точек, через которые целесообразно провести трассу в местах обхода контурных препятствий или при отыскании местоположения трассы на пересечении высотных препятствий.

Изучение топографии местности позволяет выявить расположение попутных водоразделов и долин. На карте видно, что проектируемый участок переходит из одной речной долины в другую, пересекая водораздел. В этом случае отыскиваются низкие места пересечения водораздела - сёдла и возможные подходы к ним.

В результате намечается только один вариант направления трассы, который представляет собой ломанные прямые линии, схематически соединяющие между собой начальный и конечный пункты и выявленные между ними фиксированные точки.

Рассматривая вариант пути направлению необходимо изучить конфигурацию горизонталей, колебание отметок местности.

Выбор направления будущей трассы был сделан на основе качественного анализа и сравнения длины вариантов по фиксированным точкам, суммы преодолеваемых высот и количеству пересекаемых средних водотоков, принимая во внимание более спокойный пологий рельеф и, следовательно, минимальные средние уклоны.

С целью изучения рельефа пересекаемой местности и выявления возможных препятствий между начальным и конечным пунктами, а так­же для оценки возможности применения принятого руководящего уклона и приобретения навыков определения отметок земли и уклонов местно­сти по планам в горизонталях, строится продольный профиль по спрямлённому (воздушному) направлению выбранного ва­рианта трассы.

Для составления этого профиля в мас­штабе карты переносятся отметки горизонталей, с которыми пере­секается воздушная трасса, а также отметки характерных точек рельефа,которыми могут быть повышенные или пониженные точки по­верхности земли при пересечении линий водоразделов или логов. Эти отметки получают ви­зуально, методом интерполяции, учитывая высоту сечения горизонталей.

По этим отметкам строится профиль земли. На профиле выделяются характерные и однородные участки рельефа без учета местных колеба­ний отметок земли, для которых определяются средние естественные уклоны местности.

Проектирование плана и продольного профиля трассы.

Трассирование участка железнодорожной линии предполагает пред­варительное изучение норм и технических условий проектирования но­вых железных дорог, а также определенных приемов трассирования по планам в горизонталях.

Трассирование представляет собой сложный процесс одновременно­го проектирования трассы в горизонтальной и вертикальной плоскости с учётом выполнения необходимых требований.

Цепью проектирования трассы является отыскание такого положе­ния оси будущей линии, которое даёт рациональное соотношение между длиной и объемами земляных работ при соблюдении основных норм проектирования.

Выбранное принципиальное направление трассы является ориенти­ром при установлении положения трассы.

После выбора направления переходим к установлению положения трассы на плане в горизонталях. Первоначально - на отдельных уча­стках, учитывая возможность использования руководящего уклона.

Анализ составленного продольного профиля выбранного направления позволяет предположить, что трасса будет состоять из более сложных участков с уклонами местности, превы­шающими руководящий, и менее сложных, где уклоны местности мень­ше руководящего.

На участках с уклонами больше руководящего трасса не может быть запроектирована по спрямленному направлению, так как по­езд расчетной массы на этом участке будет испытывать недопустимое по условиям проектирования сопротивление от уклона, что приведет к нару­шению бесперебойности движения поездов.

Применение заданного руководящего уклона при проектировании такого профиля невозможно из-за получения чрезмерных объемов земляных работ.

Следовательно, укладка трассы на таких участках должна выполняться с использованием приемов и методов камерального трассирования.

Поясним усло­вия применения приёмов камерального трассирования на отдельных характерных участках.

Как следует из чертежа карты, спуск с седла (на высотной отметке) представляет собой ломаную линию, называемую «линией нулевых работ». Это и есть участок на­пряженного хода.

Длина d, см, каждого звена линии устанавливается расчетом для карт масштаба 1:50000:

(1)

где Δh - сечение горизонталей, м, i_р - руководящий уклон, i_э - уклон эквивалентный сопротивлению от кривых.

d = 2*5 / (9 – 1) = 1,25 см.

Так, если масштаб карты 1: 50000, руководящий уклон 9%₀, сечение горизонталей 5 м, то расстояние d, называемое шагом трассирова­ния, будет равно 1,25 см.

Таким образом, шаг трассирования - это расстояние в сантиметрах между двумя соседними горизонталями, соответствующее данному ук­лону трассирования.

Переходя с горизонтали на горизонталь, этим шагом получают точки «линии нулевых работ». Спуск продолжается до того места, где линия выходит на вольный ход, и отпадает необходимость в дальнейшем спуске.

Обращаясь к нашему чертежу, можно заключить, что длина трассы складыва­ется из участков напряжённого и вольного ходов.

Устанавливая положение трассы на этих участках, необходимо полу­чить минимальную общую длину трассы.

При укладке трассы, избегались образования острых углов исключающих возможность размещения круговых кривых.

По условиям укладки трассы, за станционной площадкой сразу не­обходимо проектировать кривую, тангенс в этом случае располагается за пре­делами станционной площадки.

Длина поезда устанавливается в соответствии с заданным типом подвижного состава:

L_п = ∑n_i * l_i + l_л + 10, (2)

где L_п - длина поезда, м; n_i - количество вагонов i-го типа; l_i - длина вагона i-го типа; l_л - длина локомотива, м; 10 - допуск на установку поезда в пределах полезной длины приёмоотправочного пути, м.

По длине поезда принимается стандартная длина приёмоотправочных путей (850м, 1050 м, 1700 м, 2100 м).

Длина грузового поезда с локомотивом ТЭ10 на линии с руководящим уклоном 9 ‰ при 75% в составе четырехосных полувагонов и 25 ‰ восьмиосных вагонов с коэффициентом полногрузности 0.7 определится как:

L_п= (2210/(22+0.82*63))*0.75+(2210/(43.8+0.95*125))*0.25+19+10=627 (м)

Тогда, длина приёмоотправочных путей принимается равной 850 м.

Проектирование плана трассы на перегоне за станционной площадкой производится относительно «линии нулевых работ», полученной с помощью шага трассирования и принимаемой за основу будущей трассы.

С позиций эксплуатации будущего плана стремимся к сокращению числа кривых. Поэтому целесообразно спрямление «линии нулевых работ».

При спрямлении увеличивается объём земляных работ. Поэтому спрямление «линии нулевых работ» производится с минимальным отклонением от точек этой линии. В углы поворота, полученные в результате спрямления, вписываются круговые кривые для плавного сопряжения прямых участков трассы.

Таким образом, план линии будет состоять из прямолинейных отрезков и круговых кривых.

Радиусы круговых кривых, принимаем стандартнойдлины: 1500, 1200, 1000, 800, 600 м в соответствии с СТН, где приведены рекомендуемые R_рек=4000-2000м и допускаемые R_доп=800м значения радиусов в зависимости от категории дороги и условий проектирования.

Таким образом, каждая круговая кривая имеет вершину угла поворота и определяется углом поворота α;, направлением поворота (вправо или влево) и радиусом R. Углы поворота кривых измеряются с помощью транспортира.

Для предварительной оценки полученного положения участка трассы с точки зрения объемов земляных работ составляется профиль поверхности земли.

Продольный профиль выполняется в следующих масштабах: вертикальном – 1: 1000 (1м = 1мм), горизонтальном – соответствующим масштабу карты – 1: 50000 (1км = 20 мм).

Для более точного определения точек начала (НК) и конца (КК) круговых кривых определяются параметры кривых, которые вносятся в «Ведомость элементов плана линии».

Эта ведомость включает: углы поворота (α), радиусы (R), тангенсы Т,длины круговых (К) и переходных кривых (1_пер), длины прямых. Углы поворотов измеряются с точностью до 0,5°, элементы кривых вычисляются по формулам:

T = R * tg (α / 2), (3)

K = π * R * α / 180. (4)

Таблица 1

Ведомость элементов плана линии

Номер элемента плана	Угол поворота α,º;	Радиус кривой R, м	Тангенс Т, м	Кривая К, м	Длина переходной кривой lпер, м	Длина прямой а, м	Длина нарастающего итога

Точки начала и конца круговых кривых фиксируются на плане трассы. Откладываются тангенсы в масштабе карты в обе стороны от вершин углов поворотов.

Продольный профиль представляет собой то или иное соче­тание его элементов - подъёмов, спусков, площадок.

Точку пересечения двух соседних элементов называют перело­мом профиля, арасстояние между переломами - длиной элемента. Уклоны элементов измеряются в тысячных (‰).

Уклон определяется отношением разности отметок по кон­цам элемента к горизонтальной проекции длины элемента.

Для обеспечения безопасного движения поездов необходим плавный и устойчивый железнодорожный путь. Для создания такого пути требуется планировка земной поверхности и отсыпка основной площадки земляного полотна по оси предполагаемой трассы. Получаемые при этом объёмы земляных работ устанавливаются при проектировании продольного профиля трассы.

В ходе проектирования профиля наносится проектная линия, соответствующая уровню бровки основной площадки земляного полотна.

Целью проектирования продольного профиля является отыскание такого положения проектной линии, которое даёт наилучший профиль в строительном, экономическом и эксплуатационном отношениях при обязательном соблюдении основных требований СТН – обеспечения безопасности, плавности и бесперебойности движения поездов при минимальных объемах земляных работ.

Проектная линия наносится на составленный продольный профиль поверхности земли, где прежде всего в графе план линии для взаимной увязки плана трассы с профилем фиксируют точки начала и конца круговых кривыхпри переносе их с карты относительно расположения ближайших километровых знаков, проверяя длину каждой кривой по ведомости.

Основные исходные данные проектирования профиля включают: категорию линии, руководящий уклон, полезную длину приёмоотправочных путей.

Запроектированный продольный профиль должен отвечать всем Нормам и требованиям, содержащимся в СТН. Основные нормы проектирования профиля – длина элементов и алгебраическая разность смежных уклонов – приведены в табл. 7[1]. Длина элемента должна быть не менее 200 м, i_рек = 200м., i_доп = 200м.

Для защиты земляного полотна от размыва и затопления необходи­мо в пониженных местах рельефа обеспечить насыпи высотой 3-5 м для размещения малых водопропускных сооружений.

Для предотвращения заносов пути снегом и обеспечения беспере­бойности движения целесообразно проектировать профиль насыпью, вы­сотой более толщины расчётного снегового покрова, избегая получе­ния нулевых мест (при совпадении проектной линии с профилем земли) и затяжных мелких выемок.

Руководящий уклон при отсутствии на линии других ограни­чивающих уклонов является максимальным по величине уклоном про­филя. Поэтому при совпадении руководящего уклона с кривой его необ­ходимо уменьшать на величину дополнительного сопротивления от этой кривой.

Тогда уклон данного элемента профиля будет равен i _лр = i _рук - i _экв. Уклон, эквивалентный сопротивлению от кривой i _экв, определя­ется с учётом соотношения длин кривых с длиной поезда:

1) если длина кривой К больше длины поезда

(8)

2) если длина кривой К меньше длины поезда

(9)

где R - радиус кривой в м; a° - угол поворота кривой в градусах; 1 - на участка в метрах, на котором производится смягчение руководящего уклона (не более длины поезда).

Запроектированный профиль на участках подъёмов, примыкающих к раздельным пунктам, должен обеспечивать возможность трогания поездов в случаях остановок перед входным сигналом светофор.

В строительном отношении профиль был запроектирован так, чтобы объёмы земляных работ были как можно меньше. В условиях слабохолмистого рельефа предпочтение отдавалось насыпям.

В эксплуатационном отношении запроектированный продольный профиль должен обеспечивать реализацию высоких скоростей движе­ния поездов.

Продольный профиль вычерчен на миллиметровой бумаге сле­ва направо от начального километра в принятых масштабах (рис. 1).

Нанесение проектной линии на профиле начиналось с установления проектной отметки оси начального раздельного пункта.

Рабочие отметки на профиле определяются разностью проектных отметок и отметок земли и размещаются на насыпях над проектной линией, в выемках - под ней.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Проектирование участка новой железнодорожной линии с электровозной и тепловозной тягой. Пособие для курсового проектирования. / Под ред. А. В. Горинова. - МИИТ, 1960 г.

2. Изыскание и проектирование железных дорог. Учебник для техникумов. / Гавриленков А. В., Переселенков Г. С. - М.: Транспорт. - 1984.

3. Правила тяговых расчётов для поездной работы. - М.: Транспорт, 1985.

4. Изыскание и проектирование железных дорог. Учебник для вузов ж.-д. транспорта. / Под ред. И. В. Турбина. - М.: Транспорт, 1989.

5. Основы проектирования и строительства железных дорог. Учебник для техникумов ж.-д. транспорта / И. И. Кантор, В. В. Гулецкий. - М.: Транспорт. - 1990.

6. Проектирование, строительство и реконструкция железных дорог. Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. / Под ред. Б. А. Волкова. - М.: Транспорт, 1990.

7. Проектирование участка новой железнодорожной линии с анализом овладения перевозками. Методическое пособие. / Н. Л. Скрипачёва. - Хабаровск: ДВГУПС, 2000.