Реконструкция участка существующей железной дороги с технико-экономическим обоснованием проектных решений, страница 4

2.2 Проектирование поперечных профилей земляного полотна

Для назначения типов поперечных профилей составляется график сводных данных, на который наносим план существующего пути, пикетаж, линию досыпок и подрезок земляного полотна.

После назначения типов поперечных профилей (в данном курсовом проекте рассматривается два места ПК 192 и ПК 203 только I типа) в рассматриваемых местах подсчитываются контрольные междупутья для участка поперечника типа I (досыпка до 40см) по следующим формулам: 

где ∆ - габаритное уширение в кривой, зависящее от величины радиуса и характера профиля, определяемое по таблице 3.3; при расчетах плана линии можно округлять ∆ до 0,05 м в большую сторону;

Таблица 6

Радиус, м	Характер продольного профиля
	на спуске круче 4 ‰	на площадке, подъеме и спуске до 4 ‰
4000-2000	0,10	0,10
1800	0,11	0,10
1500	0,18	0,10
1200	0,28	0,14
1000	0,34	0,17
800	0,40	0,19
700	0,42	0,20
600	0,43	0,22
500	0,46	0,24
400	0,48	0,28
350	0,52	0,30
300	0,55	0,34
250	0,60	0,38

2.3 Решение плановой задачи

В данном задании требуется увеличить недостающую длину прямой вставки между кривыми разного направления с сохранением существующих углов поворота.

Исходные данные:

R_c1 = 397 м.                               α_с1 = 27^о 41’                         d_c = 23 м.

R_c2 = 984 м.                               α_с2 = 13^о 24’

Требуется обеспечить минимальный радиус кривых 600 м и минимальную прямую вставку 50 м. При этом α_с1 = α_пр1 ,  α_с2 = α_пр2.

Решение задачи:

На первой кривой увеличивается радиус из-за малости существующего, а также прямая вставка увеличивается до проектного значения. Для того, чтобы привязать реконструируемые кривые к существующему пикетажу и тем самым решить задачу, нам необходимо определить перемещение начала первой кривой и конца второй кривой относительно оси существующего пути.

Так как углы поворотов кривых не меняются, ось пути будет переноситься параллельно самой себе, как показано на рисунке 1. Чтобы искомые перемещения а и b необходимо знать насколько сместится ось пути. Перемещения А₁В₁ и О₁А₁ определим, как:

из треугольника А₁В₁О₁:  А₁В₁ = А₁О₁ * tg α_с1;

из треугольника А₁В₁О₁:  О₂А₂ = А₂В₂ * tg α_с2; так как А₁В₁ = О₁А₁, получим:

О₁А₁ = А₂В₂ * tg α_с2 / tg α_с1                                                           (1)

В₁В₂ = А₂В₁ + А₂В₂ = Т_пр1 + d_пр + Т_пр2,

О₁О₂ = О₁А₁ + А₁О₂ = Т_с1 + d_с + Т_с2,

так как А₁В₁ = О₂А₂ и параллельны, то О₂А₁ = А₂ В₁,

О₁А₁ = О₁О₂ – (В₁В₂ – А₂В₂) = О₁О₂ – В₁В₂ + А₂В₂                             (2)

Решим систему из двух уравнений, для чего, приравняем их правые части:

А₂В₂ * tg α_с2 / tg α_с1 = О₁О₂ – В₁В₂ + А₂В₂

А₂В₂ (tg α_с2 / tg α_с1  – 1) = О₁О₂ – В₁В₂                                       (3)

О₂В₂ = А₂В₂ / Cos α_с2

О₁В₁ = А₁В₁ / Sin α_с1 , А₁В₁ = О₂А₂ = А₂В₂ * tg α_с2.

Получив необходимые значения можно определить искомые перемещения:

а = О₁В₁ + Т_с1 – Т_пр1,

b = О₂В₂ + Т_пр2 – Т_с2.

            Решая эту задачу численно, получим:

Т_с1 = R_с1 * tg (α_с1/2) = 397 * tg (27^о 41’/2) = 98,07 м.

Т_с2 = R_с2 * tg (α_с2/2) = 984 * tg (13^о 24’/2) = 115,59 м.

О₁О₂ = 98,07 + 23 + 115,59 = 236,66 м.

Т_пр1 = R_пр1 * tg (α_пр1/2) = 600 * tg (27^о 41’/2) = 147,84 м.

Т_пр2 = Т_с2 = 115,59 м.

В₁В₂ = 147,84 + 50 + 115,59 = 331,43 м.

Подставим в (3):    А₂В₂ (tg 13^о 24’ / tg 27^о 41’ – 1) = 236,66 – 331,43

                                               - А₂В₂ * 0,5459 = - 94,77

                                               А₂В₂  = 173,60 м.

О₂В₂ = 173,60 / Cos 13^о 24’ = 178,46 м.

b = 178,46 + 115,59 – 115,59 = 178,46 м.

А₁В₁ = 173,60 * tg 13^о 24’ = 41,36 м.

О₁В₁ = 41,36 / Sin 27^о 41’ = 89,03 м.

а = 89,03 + 98,07 – 147,84 = 39,26 м.

Определив перемещения, необходимо выполнить привязку нового положения кривых к существующему пикетажу. Предположим, что Н_с1 расположено на ПК10, тогда:

Н_с1               ПК10

L_с1               +192,30

К_с1               ПК11 + 92,30

d_с1               + 23,00

Н_с2               ПК12 + 15,30

L_с2               +230,13

К_с2               ПК14 + 45,43

Н_пр1 = Н_с1 – а = 1000 + 39,26 = 1039,26 м.

К_пр2 = К_с2 + b = 1445,43 + 178,46 = 1623,89 м.

Н_пр1                ПК10 + 39,26                                   К_пр2                 ПК16 + 23,89

L_пр1                 + 289,90                                           L_пр2                 - 230,13

К_пр1                 ПК13 + 29,16                                   Н_пр2                ПК13 + 93,76

Тогда запроектированная прямая вставка составит:

d = Н_пр2 – К_пр1 = 1393,76 – 1329,16 = 64,6 м.

Изменение длины пикета в связи со сдвигом оси пути составит:

ΔПК = (L_c1 + d_c + L_c2 + b) – (a + L_пр1 + d_пр + L_пр2) = (192,30 + 23 + 230,13 + 178,46) –   – (39,26 + 289,90 + 50 + 230,13) = 14,6 м.

Вывод: в связи с реконструкцией плана линии на этом участке один из пикетов будет неправильным, а именно будет короче остальных и составит 85,4 м.

2.4 Составление графика сводных данных

График сводных данных составляется в масштабе горизонтальном 1:10000 и вертикальном 1:1000. На график наносится план существующего и второго путей м расчетом междупутья, а также профильное положение СГР, ПГР и отметок земли.