Изыскание и проектирование

Заведующий кафедрой Быков. 7401.

Учёт дополнительных требований для безопасности, плавности, бесперебойности движения поездов.

Пересечение проектируемой железнодорожной линии с другими путями сообщения.

1. Над существующей ж/д.

H>= Hmin

Hmin = Hрс + h + c – d

h = 6,25 – 6,9 м (при электрической тяге)

h = 5,55 + (0,2-0,3) м

2. Под существующей ж/д.

H <= Hmax

Hmax = Hрс - hрс - с – h

Нередко в качестве путепроводов эффективно использовать пропуск автомобильного транспорта через малые водопропускные сооружения (малые мосты и трубы).

Проектируемая жд линия должны быть предотвращена от размыва и затопления притекающего к земляному полотну воды. Для этого отметка бровки площадки земляного полотна должно возвышаться над наибольшим уровнем воды не меньше, чем на 0,5 м для мостов и не менее 0,5 1 м для труб. В зависимости от пропуска трубой наименьшего расхода воды. Аналогичные требования имеет место для проектирования подходов к мостовым переходам. Подробнее данные вопросы будут рассмотрены в следующих разделах.

Обеспечение водоотвода выемки.

I_в(min) = 2 тысячных или 4 для суровых условий.

Обеспечение бесперебойности движения поездов при проектировании продольного профиля.

Рассмотренный выше вопрос о смягчении ограничивающих уклонов продольного профиля при их совпадении с кривыми в плане по существу отвечает следующему требованию: в любой точке пути общее сопротивление движению поезда не должно превысить расчётной величины (w0 — удельное сопротивление, i_огр — ограничивающий уклон).

Вопрос о смягчении ограничивающего уклона в тоннелях будет рассмотрен позже.

Предохранение линии от снежных и песчаных заносов.

Проектировать профиль лучше насыпью, сокращая длину выемок и нулевых мест.

Минимально потребная высота насыпи по условию снегозаносимости.

h_н(сн) = h_сн(р) + Δ; p = 2-5 %.

Для двухпутных линий запас 1 м. Для однопутных 0,75 м.

Очень важным становится вопрос о снегозащите.

Предотвращение заноса линии от песчаных заносов.

В таких районах важен выбор направления (направление трассы лучше бы совпадало с основным направлением движения барханов). Продольный профиль проектируют только насыпью. Минимальная высота не менее 0,6 м (в прежних нормах не менее 0,9 м)

Взаимное расположение элементов плана и продольного профиля пути.

Вертикальные кривые не должны совпадать с кривыми в плане, а также не должна совпадать со стрелочными переводами.

План и продольный профиль в пределах искусственных сооружений.

Типовые трубы любых конструкций можно располагать на любых сочетаниях плана и продольного профиля.

Мосты, пролётные строения мостов с ездой на балласте можно располагать в плане не только на прямой, но и на кривых, при этом ограничен минимальный радиус кривой для каждого типа и размера пролётного строения. Чем меньше длина пролётного строения, тем меньше минимально допустимый радиус кривой на котором его ещё можно размещать.

Пролётные строения с ездой на железобетонных плитах, а также на деревянных брусьях (старые пролётные строения) фермы, в плане должны располагаться только на прямой. Пролётные строения с ездой на балласте можно располагать на любых уклонах, вплоть до руководящего, кроме того, на таких строениях можно устраивать перелом продольного профиля.

Пролётные строения с ездой на железобетонных плитах в продольном профиле лучше располагать на горизонтальной площадке или на небольшом уклоне не круче предельно-безвредного (3 тысячные).

Однако, в трудных условиях нормы проектирования допускают размещение пролётных строений на более крутых уклонах (не круче 10 тысячных). При соответствующем технико-экономическом обосновании такого проектного решения.

Тоннели в плане лучше располагать на прямой, поскольку устройство их на кривой приводит к следующим недостаткам:

1. Усложняются условия проходки тоннеля.

2. Усложняется конструкция, крепления тоннеля.

3. Ухудшаются условия вентиляции в тоннеле.

4. Ухудшается видимость в тоннеле.

5. Требуется увеличение габарита в поперечном сечении.

6. Увеличивается сопротивление движению поезда.

Тоннель можно располагать не нескольких кривых, но желательно, чтобы не было большой разницы в величине радиусов смежных кривых.

Минимальная величина прямой вставки в тоннеле должна быть такой же, как и на открытых участках пути.

Минимальный уклон в тоннеле 3 (6) тысячных. Максимальный уклон в тоннеле

Выбор направления проектируемой новой железнодорожной линии.

На выбор направлений влияет достаточно большое кол-во факторов:

1. Экономические. Относятся: Загрузка линий (размеры грузовых и пассажирских перевозок в чётном и нечётном направлениях движения, транзитные и местные, установленные на расчётные годы эксплуатации) (Второй, пятый год), наличие экономических центров в районе проектирования (расположение пунктов примыкания новой линии к существующей сети железных дорог). К экономическим центрам относятся крупные населённые пункты, пункты добычи полезных ископаемых, пункты переработка полезных ископаемых, пристани. К опорным пунктам трассы относятся те экономические центры, те, через которые целесообразно проложить трассу новой железной дороги.

2. Природные. К ним относят топографические, инженерно-геологические, гидрологические и климатические условия.

Геодезическая линия — пространственная линия, кратчайшим образом соединяющая начальные и конечные пункты трассы.

На своём пути геодезическая линия пересекает разнообразные по характеру и степени сложности естественные и искусственные препятствия, которые трасса дороги может либо пересекать, либо обходить.

Препятствия:

1. Контурные (Населённые пункты, зоны расположения стратегических объектов, излучины крупных рек, нередко к контурным препятствиям относят болота, неустойчивые косогоры, участки, подверженные снежным лавинам, сходам селей, характеризуемых камнепадами, а также участки с подземными (карстовыми пустотами)

2. Высотные. Водоразделы и хребты, ущелья, глубокие долины, отдельные понижения и отдельные возвышения рельефа, прижимы.

Препятствия (контурные, высотные) могут пересекаться или обходиться трассой железной дороги.

Точки пересечения препятствий называются фиксированными точками трассы.

Совокупность опорных и фиксированных точек трассы, соединённых между собой в определённой последовательности позволяет наметить разные варианты направления.

На данном начальном этапе проектирования вопрос выбора направления дороги является кардинальной задачей, смысл состоит в том, чтобы уже на этом этапе отбросить заведомо неконкурентные варианты (!), с тем, чтобы сосредоточить внимание на конкурентоспособных.

Показателем, позволяющим оценить взаимную конкурентность направлений относятся:

1. Длина линии (приближённая).

2. Сумма преодолеваемых высот (подъёмов) в чётном и нечётных направлениях.

3. Средние естественные уклоны местности на характерных участках направления.

4. Наличие крупных пересекаемых водотоков (мостовых переходов).

5. Наличие и примерная протяжённость тоннелей.

6. Примерная протяжённость участков будущей трассы с неблагоприятными инженерно-геологическими условиями.

Трассирование железных дорог.

Классификация ходов трассы.

Трассировочные ходы обычно классифицируют по двум признакам:

1. По крупным формам рельефа местности, в которых укладывается данный трассировочный ход.

2. По соотношению между средним и естественным уклоном местности по направлению трассирования и крутизной уклона трассирования (примерно величина руководящего уклона).

По первому признаку выделяют долинные хода, водораздельные и поперечные.

О преимуществах и недостатках, и особенностях указанных ходов трассы можно изучить по учебнику.

О классификации трассировочных ходов по второму признаку.

— напряжённый ход

— вольный ход.

Трассирование на вольных ходах.

На участках вольного обычно нет значительных высотных препятствий, поэтому основной задачей трассирования является пересечение или обход препятствий, а основным принципом трассирования является укладка трассы по кратчайшему направлению между фиксированными, опорными точками трассы.

Следует учитывать такое правило: при укладке вольного хода следует угол поворота трассы располагать напротив препятствия, при этом препятствие должно располагаться внутри центрального угла.

На участке вольного хода появление каждого угла поворота должно быть обосновано. Углы поворота обычно не должны превышать 60-90 градусов. Радиусы кривых в плане следует использовать только рекомендуемые (большие). Лучший вариант трассы выявляют путём технико-экономического сравнения нескольких разработанных вариантов.

Трассирование на напряжённых ходах.

Рассмотрим частный случай

Изыскание и проектирование.

Естественный уклон больше уклона трассирования.

Принцип проектирования трассы на участке напряжённого хода.

Полное использование руководящего уклона (уклона трассирования) одновременно с обеспечением расчётной длины линии.

Метод укладки трассы на участке напряжённого хода.

Основой укладки трассы на участке напряжённого хода является предварительная укладка линии нулевых работ. Линия нулевых работ является той "печкой" от которой мы танцуем.

Приёмы развития трассы.

Развитие трассы (искусственное) возникает на участках напряжённого хода. Если расчётная длина ненамного больше расстояния L₀, то используют приёмы простого развития трассы, V-образные, или извилины, при этом углы поворота не должны превышать 90 град, и радиусы кривых следует использовать рек кривые.

Если расчётная длина больше, то применят приёмы сложного развития трасы, например, петли и другие приёмы сложного развития. Посмотреть соответствующие чертежи можно в учебнике.

Размещение и проектирование раздельных пунктов.

Виды раздельных пунктов. Раздельные пункты делят на пункты с путевым развитием и пункты без путевого развития.

К последним относят светофоры и блок посты, к этим раздельным пунктам не предъявляют требований с точки зрения плана и продольного профиля.

К первым относятся станции, разъезды на однопутные линии, обгонные пункты.

Станции делят на грузовые и пассажирские.

К грузовым относятся сортировочные, участковые и промежуточные.

Назначение раздельных пунктов с путевым развитием. Кратко законспектировать по учебнику.

Размещение промежуточных раздельных пунктов, промежуточных станций и разъездов на однопутных линиях.

Взаимосвязь между пропускной способностью однопутной линии и размещением промежуточных раздельных пунктов.

и зависят от сцб и связи и числа приёмо-отправочных путей

На железных дорогах третей и четвёртой категории нет требования по унификации пропускной способности и поэтому размещение раздельных пунктов производят на максимальную пропускную способность или исходя из потребных размеров грузовых и пассажирских перевозок на 10й год эксплуатации.

Длин площадок станций, разъездов и обгонных пунктов.

Длина указанных раздельных пунктов зависит от схемы расположения приёмоотправочных путей на раздельных пунктах (продольная, полупродольная, поперечная), от полезной длины приёмоотправочных путей принятые на перспективу, а также от числа станционных путей, прежде всего приёмоотправочных.

На железных дорогах 1 и 2 категории СТНЦ 01-95 рекомендует применять продольную схему расположения приёмоотправочных путей на раздельных пунктах.

Схемы приёмоотправочных путей изучить по учебнику.

Замечание.

— средний приведённый уклон на участке разгона.

Ось раздельного пункта надо размещать там, где фактическое время хода равно расчётному.

Замечание.

Первый разъезд за участковой станцией согласно нормам СТН должен быть размещён ближе к участковой станции не менее чем на 4 минуты менее расчётного.

Очень желательно, чтобы все перегоны имели одинаковую (принятую расчётную пропускную способность) только в очень трудных условиях раздельный пункт можно поставить немного ближе по времени хода.

Проверить по учебнику.

Требования к плану раздельных пунктов с путевым развитием.

В плане раздельные пункты лучше располагать на прямой, поскольку их расположение на кривой (или кривых) ухудшает наблюдение за путями, ухудшает условия видимости стрелочных светофоров и стрелочных указателей, увеличивает сопротивление при трогании поезда с места, усложняет конструкцию стрелочных переводов, располагаемых на кривых. Однако, в трудных и особо трудных условиях при соответствующем технико-экономическом обосновании нормы проектирования допускают расположение раздельных пунктов на кривых в плане при соблюдении следующих ограничений:

1. Стрелочные перевод должны располагаться на прямой.

2. Радиус круговой кривой или кривых желательно иметь не менее рекомендуемого для линии данной категории. Только в особо сложных условиях допускается применение меньшего радиуса, самый малый радиус для линий 1, 2 категории 1500, 1200 м — особо грузонапряжённые, 3 — 1000 м, 4 — 500 м.

3. Если раздельный пункт располагается на двух кривых, то длина прямой вставки должна быть как на перегоне.

Требования к продольному профилю раздельных пунктов с путевым развитием.

Размещение раздельных пунктов.

В продольном профиле раздельных пунктов, желательно проектировать горизонтальные площадки.

1. 

2. 

k = 0.45 - 0.55.

Данное требование является обязательным для тех путей, на которых производятся маневровые операции.

1. Средний приведенный уклон.

2. 

Для современного подвижного состава, как правило ограничение максимального уклона на раздельном пункте соответствует условию 2, а сам уклон определяют по формуле 3.

Особенности проектирования плана и продольного профиля высокоскоростных пассажирских магистралей.

Vпс	200	250	300	350	400
R	2350	3650	5250	7100	9300
Rсложн	1900		4250	5800	7600

При h = 150 мм

Возвышение наружного рельса в кривой принимают исходя из обеспечения условия непревышения допустимого уровня отрицательного непогашенного поперечного ускорения для специальных контейнерных и обычных пассажирских поездов. Величину возвышения вычисляют по формулам

При назначенном?! возвышении наружного рельса в кривой, проверяют максимальную скорость высокоскоростного пассажирского поезда.

Если скорости, полученные по формулам выше меньше, чем по тяговым расчётам на участке, то в данной кривой вводят ограничение скорости для высокоскоростного пассажирского поезда. Минимальная длина круговой кривой должна быть не менее 200 м, при скорости до 350 км/ч и не меньше 250 при скорости более 350 км/ч.

Длину переходной кривой определяют.

1. Допускаемые значения вертикальной составляющей скорости подъёма колеса высокоскоростного поезда по возвышению наружного рельса не должно превышать 28 мм/с, 35 мм/сек, особотрудные условия до 45 мм/с.

2. Допускаемые значения крутизны отвода возвышения не должны превышать величин, приведенных для соответствующих интервалов скорости. 201-250 км/ч - 0.5 мм/м, 251 - 300 - 0.45 мм/м, 301 - 350 км/ч - 0.4 мм/м, 351 - 400 - 0.37 мм/м.

3. Допускаемая скорость возрастания поперечного ускорения не должна превышать 0.4 м/с³.

Из трёх значений длины переходной кривой, установленных требованиями, принимают максимальное значение кривой.

Длина прямой вставки между начальными точками соседних переходных кривых должна быть не менее 400 м, а если трудно 300 м. Особенности плана и продольного профиля Высокоскоростных магистралей.

При алгебраической разнице уклонов сопрягаемых элементов профиля более, эти уклоны сопрягают в вертикальной кривой. Радиус вертикальной кривой, определяют следующим образом: Эта формула определяет минимальный радиус кривой, исходя из общей величины нормального ускорения при следовании высокоскоростных поездов по этой кривой для обеспечения пассажирам комфортных условий поездки. — ускорение на вогнутых переломах профиля не более 0,4 м/с².

Расстояние между конечной и начальной точками соседних вертикальных кривых должно быть не менее расчётной длины высокоскоростного поезда (300 м).

В трудных условиях проектирования, длина участка с постоянным уклоном может быть уменьшена до 200 м, при условии, что на этом участке поезда следуют в режиме тяги или холостого хода.

Вертикальные кривые следует размещать вне переходных кривых в плане, вне пролётных строений мостов у которых путь уложен на железобетонных плитах, вне стрелочных переводов, при этом, расстояние от вершины угла вертикальной кривой до начала или конца переходной кривой в плане, концов пролётных строений моста, стыка рамного рельса и заднего стыка крестовины стрелочного перевода должно быть не менее тангенса вертикальной кривой.

Величина уклона продольного профиля в выемках должна быть не менее. Направления уклонов элементов профиля выемки должны обеспечивать беспрепятственный отвод поверхностной воды в стороны начала и конца выемки.

Таблица. Радиусы вертикальных кривых в км.

	200	250	300	350	400
0,3	11	17	24	32	42
0,4	8	13	18	24	31

На любом участке пути радиус вертикальной кривой следует принимать не менее 15 км (независимо от результата, полученного по формуле 1)

Rв, км
	60	70	80
32 14,4 19,6 25,5	1918	2238	2556
42	2518	2936	3354
	18,9	25,7	33,5

Замечание к разделу Размещение и проектирование раздельных пунктов. Изучить самостоятельно:

1. Размещение обгонных пунктов на двухпутных линиях.

2. Размещение проходных светофоров автоблокировки.

Проектирование малых водопропускных сооружений.

Книжка «Малые водопропускные сооружения на дорогах России».

Типы малых водопропускных сооружений.

Притекающую к железнодорожной линии воду, нужно отводить в сторону, либо пропускать через полотно, под полотном либо надо полотном дороги.

Первые сооружения получили название водоотводные (разные водоотводные канавы), сооружения, пропускающие воду поперёк дороги являются водопропускными. К малым водопропускным сооружениям относят: трубы, малые мосты, дюкеры, акведуки, лотки, а в отдельных случаях — фильтрующие насыпи. Схемы малых типов водопропускных сооружений посмотреть в книге, рекомендованной выше.

Малые водопропускные сооружения:

1. Сооружения равнинного типа.

2. Косогорного типа.

Различают:

1. По форме отверстия.

   1. Круглые

2. Прямоугольные

3. Овоидальные

2. По материалу

2. Металлические гофрированные трубы

3. ЖБ трубы

3. По числу очков

2. Одноочковые

3. Двухочковые

4. Многоочковые

4. По фундаменту

2. Фундаментные

2. Сплошной

2. Раздельный

2. Безфундаментые

5. Фундамент может быть

2. Из бетонных блоков

2. Монолитным.

Гофрированные трубы укладывают обчно на песчанно-гравийную подготовку.

Металлические гофрированные трубы имеют ряд преимуществ. В трудных геологических условиях применяют сложные типы фундаментов др. устройства для оебеспечения устойчивости работы трубы и отсутствия её деформаций.