Уклоны ограничивающие и проектирования

Лекция

Ограничивающие уклоны определяют наибольшую допускаемую крутизну элементов продольного профиля, а уклоны проектирования влияют на баланс энергии движущегося поезда.

Руководящим называется наибольший уклон неограниченного протяжения, на котором при движении на подъем с одиночной тягой грузового поезда расчетного веса скорость его равна расчетно-минимальной.

Величина руководящего уклона по известной весовой норме поезда, типе локомотива и вагонов определяется по формуле

 

 

где F_к(р) — расчетная сила тяги локомотива при расчетно-минимальной скорости движения, кг;

Р — расчетный вес локомотива, т;

w₀ — средневзвешенное основное удельное сопротивление движению поезда, кг/т; i_р — руководящий уклон (подъем), ‰/

Величина руководящего уклона зависит от ряда факторов и выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от значения проектируемой линии, размеров и динамики роста перевозок, топографических условий района проектирования, от условий унификации весовых норм на новой и существующей линиях, к которым примыкает проектируемая.

Наибольшая величина руководящего уклона зависит от следующих факторов:

· значительным снижением веса состава при крутых руководящих уклонах;

· ограничением скоростей движения на крутых спусках по условиям торможения.

Вопрос о наименьшей величине руководящего уклона связан с обеспечением трогания с места поездов расчетного веса на остановочных пунктах:

 

где F_{K (тр}) — сила тяги, развиваемая локомотивом при трогании

состава с места, кг;

w_(ТР) — основное удельное сопротивление движению поезда

при трогании с места, кг/т;

i_{к (тр)} — приведенный уклон элемента профиля, на котором произошла остановка поезда, ‰.

Для наиболее неблагоприятных условий наименьшая величина руководящего уклона находится обычно в пределах 3—3,5‰.

 

Уравновешенный уклон является руководящим уклоном негрузового направления дороги. Применяется при резко выраженной неравномерности грузопотоков по направлениям, когда величина грузового потока порожнего направления менее 0,6 грузового.

Меньший грузопоток и, как следствие этого, меньший вес поездов в обратном, негрузовом направлении позволяет увеличить в этом направлении величину руководящего уклона по сравнению с руководящим уклоном грузового направления и снизить стоимость строительства.

Наибольшая величина уравновешенного уклона определяется из условия равенства расчетной силы тяги полному сопротивлению движения поезда в негрузовом направлении:

 

 

где w_{0 (Обр)} — основное удельное сопротивление поезда в негрузовом направлении, кг/т;

Q_0бр — вес поезда в негрузовом направлении, т.

 

Уклоном кратной тяги называется уклон, круче руководящего, преодолеваемый поездом расчетного веса, ведомым несколькими (обычно двумя) локомотивами, как правило, одинаковой мощности.

Применение уклонов кратной тяги на участках, где на больших протяжениях (15—20 км) крутизна уклона местности значительно больше величины руководящего уклона железной дороги, позволяет существенно сократить длину дороги и уменьшить объем строительных работ.

Наибольший допускаемый уклон при тяге двумя локомотивами определяется по формуле:

 

 

где F’_к(р) и F”_к(р) — расчетная сила тяги соответственно первого

и второго локомотивов, кг;

Р' и Р" — расчетный вес первого и второго локомотивов, т.

В практике проектирования подъездных железных дорог вследствие малой длины их уклон кратной тяги применяют для вывозки полновесных поездов маневровыми локомотивами.

 

Инерционным называется уклон круче руководящего, преодолеваемый поездом при движении его на подъем за счет силы тяги локомотива и кинетической энергии поезда, накопленной им при спуске с уклона, предшествующего подъему. Инерционный уклон может быть применен на участке ограниченной длины, величина которого зависит от крутизны преодолеваемого за счет разгона поезда инерционного уклона:

 

 

где v_н и v _к — скорость в начале и конце инерционного подъема, км/ч;

f_к(ср) и w_о(ср) — средние значения удельной силы тяги локомотива и основного средневзвешенного сопротивления поезда в интервале скоростей от v_n до v_k.

Применение инерционных уклонов дает экономию при строительстве за счет уменьшения объемов земляных работ. Однако в случае уменьшения скорости подхода поезда (против расчетной) к инерционному подъему может быть нарушена бесперебойность движения поездов. Поэтому инерционные уклоны применяют исключительно редко.

 

Безвредным уклоном называют спуск, при котором не применяют торможение.

 

Вредными называются более крутые уклоны, на которых при спуске поезда применяют торможение.

 

Средним называется уклон между двумя крайними точками участка без учета промежуточных уклонов на этом участке.

 

Уклон, эквивалентный сопротивлению движения поезда от кривой i _э(к)

Этот уклон равен сопротивлению от кривой и определяется в ‰ по формулам:

а) при длине кривой, равной длине поезда или превышающей ее:

 

 

б) при длине кривой менее длины поезда:

в) если поезд располагается одновременно на нескольких кривых:

 

 

где R — радиус кривой, м;

α — угол поворота на протяжении кривой, град.;

L_п — расчетная длина поезда. (Если элемент с рассматриваемым уклоном короче длины поезда, то вместо L_п принимается длина элемента профиля в м.);

2α — сумма углов поворота кривых, на которых располагается поезд, град.

 

Приведенным (фиктивным), уклоном называется сумма, действительного уклона элемента профиля и уклона, эквивалентного сопротивлению движения поезда от кривой, т. е.

 

i_K = ±i + i_э(к).

В этой формуле действительный уклон принимается при движении поезда на подъем со знаком плюс, а при движении под уклон — со знаком минус. Поэтому приведенный уклон для одного и того же участка различен для движения «туда» и «обратно».