1 Вибір типів залізничних вузлів

Вибір типу залізничного вузла залежить від розташування основних станцій та магістральних ліній, що примикають або перетинають вузол. До складу залізничного вузла входять: сортувальні, вантажні пасажирські станції з їхніми пристроями, головними та з'єднувальними коліями; постами та обходами; під'їзними коліями; усіма видами колієпровідних розв'язок, що розташовані у межах вузла; самостійні виробничі одиниці залізничного транспорту [1, 8].

На тип залізничного вузла також впливають: місцеві топографічні умови, розташування та планування населених пунктів та промислових районів, характер виробничих сил прилеглих районів, обсяги пасажирського та вантажного руху на кожній лінії, обсяги кутових потоків вантажного руху, обсяги та характер місцевої роботи. В таких типах вузла кутові вагонопотоки, як правило не значні, а магістральні лінії перетинаються під невеликими кутами.

В залежності від розташування основних пристроїв розрізняють наступні схеми залізничних вузлів: з однією станцією, хрестоподібні, трикутні, з паралельним розташуванням станцій, з послідовним розташуванням станцій, радіальні, тупикові, кільцеві та напівкільцеві, комбіновані.

У курсовому проекті необхідно порівняти два типи залізничних вузлів – трикутникового типу і кільцевого типу, розглянути їх достоїнства та недоліки.

Переваги

Недоліки

Рисунок 1.1 - Схема залізничного вузла трикутникового типу

У вузлах трикутникового типу проектуються спеціальні з’єднувальні колії та колієпровідні розв’язки; при великих розмірах руху – додаткові розв’язки головних колій, що з’єднують основні станції вузла.

Кільцеві вузли утворюються у пунктах злиття великої кількості магістральних ліній, що зв’язані між собою окружною дорогою, яка йде в обхід міста (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Схема залізничного вузла кільцевого типу

Переваги

Недоліки

2 Проектування станцій вузла

2.1 Проектування пасажирської станції

2.1.1 Вимоги до розташування основних пристроїв пасажирської станції

До основних пристроїв пасажирської станції (ПС) відносяться: колійний розвиток, вокзальний комплекс, пасажирські платформи і переходи до них, поштово-багажні пристрої, а до інших - пристрої автоматики, телемеханіки та зв'язку водо – електропостачання, каналізації, обігрівання та очищування стрілок.

В залежності від взаємного розташування приймально-відправних колій, вокзалу та пасажирських платформ ПС класифікуються як наскрізні, тупикові, комбіновані [1, 2, 8].

Розташування переходів до пасажирських платформ залежить від багатьох факторів: типу станції, місцевих умов, пасажиропотоку, планування міста та привокзальної території, розташування головних колій для пропуску вантажних поїздів, розташування вокзалу та кліматичних умов.

На станціях наскрізного типу із бічним розташуванням вокзалу переходи до пасажирських платформ проектуються у різних рівнях у вигляді пішохідних мостів і тунелів, а при обґрунтуванні - конкорсів.

Поштово-багажні пристрої розташовуються в залежності від типу пасажирської станції, місця розташування ПТС, інтенсивності руху та місцевих умов. У більшості випадків вони проектуються збоку вокзалу, де примикає ПТС.

Інші пристрої повинні проектуватися за умови забезпечення максимальної зручності в обслуговуванні составів і вагонів, безпеки виконання маневрової роботи, охорони праці робітників станції і навколишнього середовища.

2.1.2 Порівняльний аналіз схем ПС різних типів

У залежності від взаємного розташування колійного розвитку та вокзалу, є три типи пасажирських станцій: тупикові, наскрізні й комбіновані. Оскільки, згідно з [1, 2, 7] пасажирські станції тупикового типу проектуються лише у дуже складних місцевих умовах, коли використання наскрізного типу викликає великий обсяг будівельних робіт, то у проекті до порівняння беруться тільки схеми наскрізного та комбінованого типів.

Схеми наскрізного типу мають такі достоїнства:

1) можливість пропускання поїздів без зміни напрямку;

2) мінімальне число перехрещень маршрутів;

3) мінімальна відстань проходу пасажирів до поїздів;

4) максимальне число маневрових операцій у горловинах;

5) висока пропускна спроможність станції;

6) можливість організації маятникового руху приміських поїздів;

7) максимальна безпека руху поїздів та маневрової роботи

Ці схеми мають також ряд недоліків, таких як:

1) ускладнення зв'язку із проміжними пасажирськими платформами;

2) наявність точок перехрещення маршрутів у горловинах;

3) необхідність додаткового транспортування багажу та пошти;

4) складність конструкції горловин станції;

5) складність організації руху приміських кінцевих поїздів при значній нерівномірності їх приймання і відправлення;

6) складність схем розв'язки пасажиропотоків.

Схеми ПС комбінованого типу мають такі достоїнства:

1) максимальна зручність в обслуговуванні приміського пасажиропотоку переважного напрямку;

2) спрощення схеми розв'язки пасажиропотоків на станції;

3) поліпшення взаємодії із міськими видами транспорту.

Серед додаткових недоліків слід виділити:

1) збільшення ворожості маршрутів у горловині прибуття переважного числа приміських поїздів;

2) зменшення пропускної спроможності станції;

3) погіршення умов безпеки руху поїздів та маневрової роботи;

4) необхідність спорудження додаткових пристроїв для обслуговування пасажирів;

5) збільшення капіталовкладень та експлуатаційних витрат.

У курсовому проекті вибір того чи іншого проектного рішення пасажирської станції обґрунтовується схемою залізничного вузла, розташуванням міста і промислового району. Так, у обох схемах вузлів буде проектуватись станція наскрізного типу як найбільш оптимальна за техніко-експлуатаційними показниками. Крім того, обидва типи вузлів дозволяють запроектувати саме таку пасажирську станцію.

2.1.3 Розрахунок колійного розвитку ПС

Число колій залежить від тривалості стоянки поїзда на даній станції; графіка руху поїздів; інтервалу прибуття поїздів на станцію; взаємного розташування колій і платформ; тривалості заняття поїздом окремих елементів станції та готування маршрутів проходження поїздів. Колійний розвиток перонного парку пасажирської станції повинний забезпечувати безперешкодне приймання пасажирських поїздів при найкращих умовах обслуговування пасажирів.

Число колій перонного парку визначається по формулі:

, (2.1)

де - розрахункова тривалість заняття перонної колії одним поїздом, хв.;

- коефіцієнт, що враховує відмови технічних пристроїв, 0,02;

Р_з - імовірність затримки поїзда на перонних коліях у зв'язку із зайнятістю горловин, очікуванням відправлення, 0,09;

- розрахунковий інтервал прибуття пасажирських поїздів на станцію (з урахуванням поїздів, що виставляються з технічної станції), хв.;

- число додаткових колій для пропуску вантажних поїздів і інших робіт, регламентованих [4]; в додаткових коліях необхідно враховувати: ходову колію та дві колії для пропуску вантажних поїздів – на ПС у вузлі трикутникового типу; тільки ходову колію – на ПС у вузлі кільцевого типу.

Розрахунковий час заняття колії, хв.:

, (2.2)

де - час заняття колії поїздомj-ї категорії, що прибуває з і-го підходу (час заняття колії пасажирським поїздом приймається 21,0 хв., а приміським 16,0 хв.);

- середні розміри руху поїздів j-ї категорії на і-м підході на місяць максимальних перевезень, приймається за завданням у завантажений період доби – 6 пасажирських і 4 приміських;

k_р – коефіцієнт збільшення розрахункових розмірів руху, k_р = 1,15.

Розрахунковий інтервал прибуття пасажирських і приміських поїздів залежить від нерівномірності прокладки поїздів на графіку, числа підходів, що примикають до станції, їхнього технічного оснащення та інших факторів при врахуванні числа пасажирських і приміських поїздів, що прибувають у найбільш завантажений період, який у курсовому проекті складає t_зав = 2 години (120 хв.):

, (2.3)

де - мінімальний інтервал прибуття поїздів, хв., за завданням 5,0 хв.

- середній інтервал прибуття поїздів, визначається за формулою:

. (2.4)

хв.;

хв.;

хв.;

• ПС у вузлі трикутникового типу:

колій.

• ПС у вузлі кільцевого типу:

колій.

2.1.4 Розрахунок пасажирських платформ на ПС

На пасажирських станціях, як правило, кожна проміжна платформа обслуговує дві суміжні колії, але якщо інтервал прийому поїздів менше інтервалу звільнення платформи від пасажирів із попереднього поїзда, то біля кожної колії проектується одна пасажирська платформа, та обслуговує тільки дану колію [1, 2, 8].

Довжина платформ обмежується довжиною пасажирського поїзду:

l_пл = m_пас ∙ l_пас + 10, (2.5)

де m_пас – число вагонів у составі пасажирського поїзду, 19 вагонів;

l_пас – довжина пасажирського вагону, 24,5 м;

10 – точність встановлення составу у межах платформи, м.

l_пл = 19 · 24,5 + 10 = 475,5 м.

Довжина пасажирських платформ збільшується до величини, кратної 50 м, тобто l_пл = 500,0 м.

Від торця платформи з кожного боку (якщо перонна колія двобічної дії) вихідний світлофор встановлюється на відстані не менше ніж 50 м – для розташування локомотиву.

Ширина платформ визначається спеціальними розрахунками залежно від кількості пасажирів, характеру пасажиропотоку, місця розташування, спорудження на платформах додаткових пристроїв і числа виходів із платформ. Ширина проміжних пасажирських платформ (В_пл) в умовах курсового проекту визначається за умови розташування на ній виходів з тунелю:

В_пл = b + 2∙с, (2.6)

де b – ширина виходу з тунелю, приймається 3 м [9];

с – відстань від торця виходу до торця платформи, не менше 2 м з кожного боку за умов безпеки розташування пасажирів на платформі;

В_пл = 3 + 2∙2 = 7 м.

Мінімальна ширина основної пасажирської платформи не менше 6 м.

Величина міжколійя з платформою визначається як:

Е = В_пл + 2с_г , (2.7)

де с_г – габаритна відстань від осі колії до торця платформи, при проектуванні низьких пасажирських платформ складає 1745 мм ≈ 1,75 м.

Е = 7 + 2∙1,75 = 10,5 м.

Число пасажирських платформ залежить від кількості перонних колій на станції.

Переїзди, що проектуються у горловинах для виконання поштово-багажних операцій, споруджуються в одному рівні з головками рейок і мають ширину не менше 4 м.

При проектуванні горловин станції необхідно враховувати наявність тупикових колій для відстою поштових, багажних та вагонів прямої плацкарти, які розташовуються у горловинах по торцях платформ. Їх наявність впливає на ширину міжколійїв, у яких вони розташовані. В нормальних умовах відстань від осі тупикової колії до суміжної повинна бути 5,3 м, у стиснених – не менше 4,8 м.

Детальні схеми пасажирських станцій наведені на рисунку 2.1.

Проектні параметри станції. Корисна довжина мінімальної приймально-відправної колії пасажирської станції визначається за формулою:

, (2.8)

l_кор = 500 + 100 = 600 м.

Довжину горловин пасажирської станції можна умовно прийняти рівними:

l_г = 7 · Σе, (2.9)

де Σе – сума міжколійїв ПС, м, яка одночасно є шириною станційної площадки:

В_пс = Σе. (2.10)

• ПС у вузлі трикутникового типу:

В_пс = 10,5∙3 + 6,5∙2 + 5,3 = 49,8 м;

l_г = 7 ∙ 49,8 = 349 м.

• ПС у вузлі кільцевого типу:

В_пс = 10,5∙2 + 6,5∙2 = 34,0 м;

l_г = 7 ∙ 34,0 = 238 м.