Проектирование продольного профиля 2 страница

Вычертить (в карандаше) поперечный профиль сухопутной транспортной магистрали, указав на нем названия элементов, водоотводных устройств, величины и направления уклонов, крутизну откосов, основные размеры элементов.

Порядок выполнения работы

1 Нормы проектирования поперечного профиля пути

Поперечный профиль земляного полотна на перегоне проектируется в зависимости от местных условий (см. исходные данные) и в соответствии с требованиями ПТЭ. Типовые поперечные профили насыпей и выемок приведены в литературе [2, 7] и на рисунках 2.1 и 2.2.

Ширина основной площадки земляного полотна на прямых участках пути принимается по таблице 2.2. Для двухпутных линий ширина земляного полотна увеличивается на 4,1 м.

На участках, расположенных в кривых, размеры основной площадки увеличиваются с наружной стороны кривой в зависимости от величины радиуса (таблица 2.3).

Кроме этого на кривых участках двухпутных линий в связи с увеличением расстояний между осями смежных путей ширина основной площадки земляного полотна на перегонах (при одинаковом возвышении наружных рельсов обоих путей) дополнительно увеличивается в соответствии с таблицей 2.4.

Таблица 2.2 – Ширина основной площадки земляного полотна на прямых участках железнодорожных линий

		В метрах
Категория железнодорожной линии	Число главных путей	Род грунта
Глинистые, скальные легковыветривающиеся, пески недренирующие, мелкие и пылеватые	Скальные слабовыветривающиеся и пески дренирующие (кроме мелких и пылеватых)
Скоростные и особо-грузонапряженные, I		11,70	10,70
I, II		7,60	6,60
III		7,30	6,30
IV		7,10	6,20

Таблица 2.3 – Уширение земляного полотна в кривых
	В метрах
Радиус кривой	Величина уширения
3000 и более	0,20
2500–1800	0,30
1500–700	0,40
600 и менее	0,50

 

Таблица 2.4 – Уширение междупутий в кривых
В метрах
Радиус кривой
Уширение	0,02	0,02	0,03	0,04	0,06	0,08	0,15	0,17	0,20	0,22

Основная площадка земляного полотна на двухпутных линиях имеет форму треугольника высотой 0,20 м, а на однопутных – трапеции высотой 0,15 м и верхним основанием 2,30 м. В скальных, крупнообломочных и дренирующих грунтах основная площадка земляного полотна – горизонтальная.

Крутизна откосов насыпей и выемок принимается в соответствии с нормативами БНБ 3.03.01−98, приведенными в таблице 2.5.

Ширина бермы на прямых участках должна быть не менее 3 м (на ранее построенных линиях – не менее 2 м), а со стороны будущего второго пути – не менее 8 м. Поперечный уклон бермы – 0,02–0,04, что обеспечивается за счет присыпки или срезки грунта.

Таблица 2.5 – Крутизна откосов

Вид грунта	Высота насыпи, м	Выемка
до 6	более 6	глубина, м	крутизна откоса
верхняя часть	нижняя часть
Скальный слабовыветривающийся	1:1,5	1:1,5	1:1,5	До 12	1:0,2
Скальный легковыветривающийся	–	–	–	До 12	От 1:0,5 до 1:1,5
Щебенистый	1:1,5	1:1,5	1:1,5	До 12	1:1,5
Глинистый	1:1,5	1:1,5	1:1,75	До 12	1:1,5
Песок гравелистый	1:1,5	1:1,5	1:1,5	До 12	1:1,5
Песок мелкий	1:1,5	1:1,5	1:1,5	До 12	1:1,5

Глубина резерва принимается от 0,5 до 2 м. Дно резервов шириной до 10 м имеет уклон в сторону поля 0,02–0,04, а при большей ширине – двусторонний уклон к середине.

При отсутствии резерва устраиваются продольные водоотводные канавы глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м. При поперечном уклоне местности круче 0,04 резервы и водоотводные канавы устраиваются только с нагорной стороны.

Кюветы, как правило, имеют глубину 0,6 м, ширину по дну − 0,4 м и крутизну откосов с полевой стороны, равную крутизне откосов выемки, а со стороны пути – 1:1,5. Кавальер получается в результате укладки вынутого из выемки грунта. Высота его − до 3 метров. Уклон верхней площадки − 0,02–0,04 в сторону поля.

Обрез имеет ширину от полевой бровки выемки до основания кавальера не менее 5 м, а со стороны будущего второго пути – не менее 9,1 м. В слабых грунтах это расстояние принимается равным (5 + Н) м, но не менее 10 м. Здесь Н – глубина выемки.

Банкет высотой до 0,6 м устраивается на расстоянии 1 м от полевой бровки и имеет уклон 0,02–0,04 в сторону поля.

На расстоянии от 1 до 5 м от подошвы полевого откоса кавальера располагается нагорная канава размером не менее 0,6 ´ 0,6 м. При отсутствии кавальера нагорная канава располагается около банкета.

Крутизна откоса канав, банкетов, кавальеров и путевых откосов резерва должна быть не больше 1:1,5; полевые откосы резервов допускаются не круче 1:1.

На земляное полотно укладывают верхнее строение пути: балласт, шпалы, рельсы и т. д. Если балласт из щебня, а земляное полотно состоит из недренирующего грунта, обязательно применение песчаной подушки толщиной 20 см. Толщина балластного слоя под шпалой для этого случая и ширина балластной призмы поверху приведены в таблице 2.6.

При отсутствии песчаной подушки указанную в таблице 2.6 толщину балластного слоя следует увеличить на 20 сантиметров.

Таблица 2.6 – Размеры балластной призмы

Параметры	Категория линии
C	ОГ	I	II	III	IV
Толщина балластного слоя (щебня) под шпалой, см	при железобетонных шпалах
при деревянных
Ширина балластной призмы поверху прямых однопутных линий, м	3,85	3,85	3,85	3,85	3,65	3,45
Примечание – На двухпутных участках ширина балластной призмы увеличивается на размер междупутья.

Крутизна откосов балластной призмы – 1:1,5, а для песчаной подушки –1:2. Поверхность балластной призмы должна быть на 3 см ниже верхней постели деревянных шпал и в одном уровне с верхом средней части железобетонных шпал.

2 Рекомендации по построению поперечного профиля железнодорожного пути

Построение поперечного профиля рекомендуется выполнять на листе миллиметровой бумаги формата А3. Масштаб выбирается в зависимости от значений исходных параметров. При вычерчивании насыпи без резерва, выемки − без кавальера и малых значениях рабочих отметок рекомендуется чертить поперечный профиль в масштабе 1:100, а в остальных случаях – 1:200.

Верхнее строение пути необходимо изобразить в масштабе 1:100 или 1:50, показав все основные размеры и обозначив элементы. При этом обочина не должна быть меньше 0,50 м. Образец верхнего строения пути показан на рисунке 2.3.

Построение поперечного профиля начинается с изображения линии земли с учетом заданного поперечного уклона местности. Для насыпи основной чертеж будет расположен выше этой линии, поэтому линию земли следует сместить относительно середины листа на несколько сантиметров вниз. Для выемки линия земли располагается чуть выше середины листа. Затем следует изобразить ось земляного полотна. Ее располагают со смещением в сторону низких высот (при наличии уклона), поскольку и резерв, и кавальер с банкетом целесообразно размещать с нагорной стороны. Если же местность горизонтальная и отсутствует резерв или кавальер, ось земляного полотна располагают посреди листа. При наличии одного из указанных элементов его достаточно показать с одной стороны, и поэтому ось земляного полотна смещается в другую сторону относительно середины листа. При горизонтальной местности водоот
водные устройства должны быть с обеих сторон (резервы и водоотводные канавы у насыпей, банкеты и канавы у выемок).

По оси земляного полотна от уровня земли откладывается рабочая отметка, в результате чего получается уровень бровок. Через полученную точку проводится горизонтальная линия, на которой в обе стороны от оси откладывается по половине ширины земляного полотна. Последняя находится как сумма данных из таблицы 2.2 (ширина на прямом участке) и таблицы 2.3 (уширение земляного полотна в кривых). Для двухпутных линий прибавляется величина уширения междупутья (таблица 2.4) и ширина междупутья на прямых – 4,10 м (последнее только при условии, что из таблицы 2.2 ширина основной площадки взята для однопутной линии). На свободном месте листа следует привести взятые из таблиц значения параметров с указанием номеров таблиц.

От бровок до пересечения с уровнем земли проводятся линии откосов в соответствии с таблицей 2.5 (для насыпи) или откосы кюветов (для выемки). Затем от подошвы откоса откладывается размер бермы. Полученная точка – это бровка резерва или водоотводной канавы. Из этой же точки проводится линия с уклоном 0,02-0,04 относительно горизонта до пересечения с откосом насыпи. Это и будет изображение бермы.

Как отмечено выше, в выемках от бровок проектируются кюветы, а от них – откосы до пересечения с уровнем местности. С нагорной стороны (при горизонтальной местности – с обеих сторон) изображается банкет, а за ним забанкетная или нагорная канава. При наличии кавальера он показывается с одной стороны.

Задание №3

СОСТАВЛЕНИЕ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ поездов

Исходные данные

1 Схема однопутного участка А–Е:

 

2 Длины перегонов и время хода по ним пассажирских и грузовых поездов принимаются согласно первым пяти цифрам шифра в соответствии с таблицей 3.1.

3 Участок оборудован автоблокировкой с интервалом в пакете 8 мин.

4 Для всех станций станционные интервалы принять: скрещения – 1 мин, неодновременного прибытия – 3 мин. Время на разгон и замедление – по 1 мин.

5 Время отправления скорых поездов 1 и 2 со станций А и Е принять из таблицы 3.1 соответственно по предпоследней и последней цифрам шифра.

Таблица 3.1 – Исходные данные для графиков движения поездов

Цифра шифра	Чистое время хода поездов, мин	Длина перегона, км	Время отправления скорого поезда со станции, ч–мин
пассажирских	грузовых	А	Е
нечетных	четных	нечетных	четных
						1–10	2–35
						1–05	2–30
						1–00	2–25
						0–55	2–20
						0–50	2–15
						0–45	2–10
						0–40	2–05
						0–35	2–00
						0–30	1–55
						0–25	1–50

Требуется

1 Составить графики движения поездов на период с 0 до 4 часов (условные сутки) для однопутного участка А–Е: парный непакетный параллельный, непараллельный.

2 Подсчитать техническую и участковую скорости движения грузовых поездов и коэффициент участковой скорости.

Порядок выполнения работы

1 Методика составления графика движения поездов

График представляет собой расписание движения поездов, положенное на масштабную сетку, на которой движение каждого поезда условно обозначается прямой наклонной линией. По вертикальной оси сетки откладывается в масштабе расстояние, по горизонтальной – время.

Горизонтальные линии на сетке графика обозначают оси раздельных пунктов: станций, разъездов, обгонных пунктов и путевых постов. Расположение осей на графике соответствует расстоянию между ними в принятом масштабе, который студент находит из условия, что станции А соответствует верхняя линия графика, станции Е – нижняя. Тогда, если фактическое расстояние между ними обозначить через L (км), а на бланке графика l (мм), то на один километр будет приходиться l/L = d миллиметров. Умножением этой величины на длину первого перегона в километрах получаем количество миллиметров на бланке для нанесения оси станции Б, на длину второго – для оси станции В и т. д.

Для ликвидации накопления погрешностей рекомендуется расчеты производить сначала для первого перегона, затем для суммарной длины первого и второго перегонов, затем для трех в сумме и т. д.

В вертикальном направлении сетка графика разделена жирными линиями на часовые периоды – от 0 до 24 часов (в фрагменте с 0 до 4 ч), а часовой период в свою очередь разделен по вертикали тонкими линиями на десятиминутные интервалы, при этом линии, соответствующие половине каждого часа, изображены пунктиром. С левой стороны сетки графика в вертикальных колонках записываются названия станций, длины перегонов, средства сигнализации и связи при движении поездов, чистое время хода грузовых и пассажирских поездов.

Движение поезда на графике условно изображается прямой наклонной линией. Фактически же поезд следует по перегону не с одинаковой, а с изменяющейся в зависимости от профиля пути скоростью. Особенно резко она изменяется при трогании с места и подходе поезда к пунктам остановки, поэтому действительное движение поезда по перегону описывается кривой.

При составлении графика значительно удобнее обозначить движение поезда по перегону прямой наклонной линией, которая называется линией хода поезда или ниткой графика. Линии хода нечетных поездов принято прокладывать на графике движения сверху вниз, а четных – снизу вверх. Проекция линии хода на горизонтальную ось равна действительному времени хода поезда по перегону.

Точки пересечения наклонной линии хода поезда с горизонтальными линиями, обозначающими оси станций, соответствуют моменту времени отправления, проследования или прибытия поезда. Около этих точек ставится цифра, показывающая время прибытия, отправления или проследования поезда через данный раздельный пункт (рисунок 3.1). Цифры записываются в тупых углах, образуемых пересечением линии хода поезда с осью раздельного пункта в том десятке минут, к которому они относятся. Записывается только число минут сверх ближайшего десятка. Время прибытия поезда на данный пункт ставится со стороны перегона, с которого прибыл поезд. Время отправления или проследования поезда ставится на перегоне, на который отправился или проследовал поезд.

При составлении графика движения стоит помнить, что к чистому времени хода необходимо прибавлять дополнительное время, затрачиваемое поездом на разгон после каждой стоянки и на замедление перед каждой остановкой.

Линии хода поездов различных категорий обозначаются различными условными знаками. Пассажирские поезда рекомендуется наносить сплошными красными, а грузовые – сплошными черными линиями.

На графике движения каждому поезду, в зависимости от его категории, присваивается определенный номер. Номер поезда пишется над линией хода в ее начале и в конце на перегонах, примыкающих к конечным станциям участка (А и Е). При выполнении работы можно принять для грузовых поездов номера с 2001. Нумерацию начинают с первого поезда, отправленного после 00 ч.

Разрабатывая график, необходимо постоянно следить за точным соблюдением всех его расчетных элементов и обеспечением требований безопасности движения поездов. Поэтому при составлении графика движения должны строго соблюдаться станционные интервалы и интервалы в пакете при автоблокировке. Станционный интервал – это минимальный промежуток времени, необходимый для выполнения на станции операций по приему, отправлению и пропуску поездов, обеспечивающий безопасность движения. Основные станционные интервалы: неодновременного прибытия t_н (рисунок 3.2, а) и скрещения t_с (рисунок 3.2, б). Интервал между поездами в пакете J показан на рисунке 3.2, в.

Интервалом между поездами в пакете называется минимальный расчетный интервал времени между попутно следующими поездами при автоматической блокировке. Эти поезда составляют пакет. Они разграничиваются проходными светофорами. Величина интервала между поездами зависит от расстановки проходных светофоров и предусмотренного разграничения поездов тремя или двумя блок-участками. Согласно заданию станционные интервалы следует принять: t_н =≥ 3 мин; t_с = 1 мин; интервал в пакете – J = = 8 мин. Интервал в пакете по отправлению грузового поезда за пассажирским разрешается уменьшить до 6 мин.

При обгоне одного поезда (грузового) другим (пассажирским) различают интервал в пакете по прибытию J _п и по отправлению J _о. Продолжительность интервала неодновременного прибытия t_н складывается из времени на выполнение операций по проверке прибытия поезда в полном составе, переговоров дежурных по станции между собой, приготовлению маршрута для встречного поезда и времени проследования им расстояния от предупредительного (входного) сигнала.

Величина интервала скрещения определяется временем, необходимым для проверки прибытия (проследования) встречного поезда в полном составе, получения с соседнего раздельного пункта согласия на отправление стоящего на станции поезда, приготовления маршрута и выполнения операций по его отправлению.

Составление парного параллельного графика движения. Заданием требуется построить парный параллельный непакетный график движения поездов для однопутного участка. Построение параллельного графика необходимо начинать с ограничивающего перегона заданного участка, т. е. с перегона, время занятия которого парой поездов (период графика) наибольшее. Это время зависит от организации пропуска поездов через раздельные пункты, ограничивающие перегон. На рисунке 3.3 приведены две основные схемы пропуска поездов через ограничивающий перегон из четырех возможных. Так как в соответствии с заданием интервал неодновременного прибытия t_н больше интервала скрещения t_с при равенстве затрат времени на разгон и замедление, то схема «б» обеспечивает возможность пропуска большего числа поездов и поэтому ее следует принять для реализации.

Порядок прокладки поездов на графике следующий. Прокладка поездов начинается с ограничивающего перегона. Сначала пропускается поезд одного направления, а затем по истечении времени станционного интервала скре-щения – поезд обратного направления. Так продолжается прокладка поездов до конца суток. Нитки графика, закончившиеся в конце суток на участке, должны иметь продолжение в начале суток. Поэтому прокладку линий хода поездов по ограничивающему перегону рекомендуется начинать не с 0 ч 00 мин, а отступив от начала сетки 10–20 мин с тем, чтобы легче было состыковать конец и начало графика движения. На рисунке 3.4 приведен пример построенного параллельного графика движения для участка, на котором ограничивающим является перегон В−Г. Время отправления четного поезда № 2016 на ограничивающий перегон со станции Г – 0 ч 10 мин. Соседнюю станцию Б поезд проследует без остановки в 0 ч 23мин (0 ч 10 мин + 1 мин + + 12 мин = 0 ч 23 мин).

Прокладку линии хода нечетного поезда № 2015 на ограничивающем перегоне начинаем со станции В. Ко времени проследования поезда № 2016 через станцию В прибавляем интервал скрещения t_с = 1 мин, чем и определяем время отправления поезда № 2015 (0 ч 24 мин). Станцию Г поезд проследует в 0 ч 38 мин (0 ч 24 мин + 1 мин + 13 мин = 0 ч 38 мин) и прибудет на станцию Д в 0 ч 50 мин (0 ч 38 мин + 1 мин + 11 мин = 0 ч 50 мин).

Четный поезд № 2002 отправится со станции Г на ограничивающий перегон через интервал скрещения t_с = 1 мин, т. е. в 0 ч 38 мин + 1 мин = 0 ч 39 мин. Затем прокладываем линию хода нечетного поезда и т. д. до конца сетки графика. Всего должно быть проложено 8 пар грузовых поездов.

После заполнения графика ограничивающего перегона и прокладки четных поездов по перегону В−Б, а нечетных – по перегону Г−Д производится прокладка линий хода нечетных поездов по перегону А–Б и четных – по перегону Д−Е. Прокладку линий хода нечетных поездов на перегоне А–Б необходимо начинать с определения времени прибытия поезда на станцию Б. Например, время прибытия поезда № 2001 на станцию Б определяется так: от момента прибытия на эту станцию поезда № 2016 (0 ч 30 мин) надо отложить вправо интервал неодновременного прибытия (t_н = 3 мин), что и определит время проследования поезда № 2001 – 0 ч 33 мин. Вычитанием из 0 ч 33 мин чистого времени хода нечетного поезда t _х' = 9 мин и времени на разгон t_р = 1 мин определяем время отправления поезда № 2003 со станции А – 0 ч 23 мин.

Прокладка на графике четных поездов по перегонам начинается с момента проследования их станции Д, исходя из времени прибытия на эту

станцию нечетных поездов и с учетом интервала неодновременного прибытия между нечетными и четными поездами. Аналогично прокладываются на графике нечетные поезда по перегонам Г–Д и Д–Е и четные поезда по перегону Д–Е.

При прокладке линий хода поездов на графике следует исходить из того, что, как правило, поезда последовательно пропускаются через один раздельный пункт безостановочно, а через следующий – с остановкой.

Однако при этом необходимо контролировать соблюдение заданного значения интервала скрещения.

Остановка грузовых поездов на станции предусматривается только для скрещения и обгона, причем из двух встречных поездов один должен проходить станцию без остановки. Интервал скрещения необходимо точно соблюдать по всем промежуточным станциям. Освобождение перегона поездом – свидетельство необходимости отправления встречного поезда, стоящего на станции. Исключением из этого правила является случай, если по соседней станции не будет выдержан интервал неодновременного прибытия, что приведет к остановке обоих поездов. Тогда интервал скрещения можно увеличить, но только до того значения, чтобы по соседней станции интервал неодновременного прибытия был равен нормативной величине. На ограничивающем перегоне, не являющемся крайним, для «замыкания» графика движения разрешается один интервал скрещения завысить. Для станций А и Е, ограничивающих участок, интервал скрещения может быть больше заданного, поскольку на них все поезда имеют остановки по техническим надобностям.

График движения поездов условно принимается повторяющимся (замкнутым) по 4-часовым периодам. Поэтому положение на участке каждого поезда на 4 часа переносится на графике на 0 часов и на оставленных свободных 10–20 мин в начале графика производится увязка ниток. При этом возможна корректировка ранее проложенных линий хода поездов с целью ликвидации необоснованных стоянок.

Во избежание ошибок при построении графика движения поездов необходимо в точках пересечения линий хода поездов с осью станции сразу же ставить в тупом углу последнюю цифру времени отправления, прибытия или проследования поездов. Для поездов, проследовавших станцию без остановки, пишется цифра один раз на перегоне, куда проследовал поезд. Цифру 0 можно не ставить.

Составление непараллельного графика движения поездов. Составление непараллельного графика движения поездов начинается с прокладки скорых поездов. Скорые поезда, согласно заданию, на станциях Б, В, Г, Д стоянок не имеют, а поэтому добавка по 1 мин на разгон и замедление производится только на перегонах, примыкающих к станциям А и Е (рисунок 3.5).

Прокладку линий хода грузовых поездов надо начинать с ограничивающего перегона. При этом нитки графика должны по возможности располагаться симметрично, т. е в соответствии с ранее выбранной схемой пропуска поездов (см. рисунок 3.3, б). В отличие от параллельного графика в непараллельном прокладку грузовых поездов на ограничивающем перегоне надо производить с учетом влияния на них пассажирских поездов.

Заполнение ограничивающего перегона можно начинать между пассажирскими поездами. На графике должно быть проложено не менее 6 пар грузовых поездов.

При отправлении двух поездов в попутном направлении должен выдерживаться интервал между поездами в пакете (см. рисунок 3.3, в).

Составление графика является сложной комбинаторной задачей, поэтому рекомендуется составлять график простым карандашом, отрабатывая его до лучшего варианта.

Расчет технической и участковой скоростей движения поездов. Средняя участковая и техническая скорости движения поездов

;

,

где , – поездо-километры в нечетном и четном направлениях (путь, пройденный всеми поездами);

, – поездо-часы в пути нечетных и четных поездов, т. е. с учетом стоянок на промежуточных станциях;

, – поездо-часы в движении нечетных и четных поездов, т. е. без учета стоянок поездов на промежуточных станциях.

Для определения , , на основе графика движения составляется таблица 3.2.

Таблица 3.2 – Ведомость расчета времени хода поездов

Номер поезда	Время, ч–мин	Путь, пройденный поездом, км
отправление со станции А (Е)	прибытие на станцию Е (А)	в пути
всего	в том числе
стоянки	в движении
...	...	...	...	...	...	...
Всего

Пример заполнения таблицы 3.2 по данным рисунка 3.5 приведен в таблице 3.3.