Проектирование реконструкции плана существующего пути в едином комплексе проектирования второго пути

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Общие положения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Увеличение радиусов кривых. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Реконструкция недостаточной прямой вставки между смежными кривыми, направленными в разные стороны. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Реконструкция недостаточной прямой вставки между смежными кривыми, направленными в одну сторону. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .     4.1 Увеличение вставки за счет смещения начала (тангенса) одной из кривых.     4.2 Замена вставки и прилегающих участков кривых одной новой кривой . . . .     4.3 Устройство новой кривой взамен прямой вставки, одной из кривых и части второй кривой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5  Особенности реконструкции плана при организации скоростного движения. . . Список литературы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 4 9 16 17 18 24 29 34

1  ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Проектирование реконструкции плана существующего пути производится в едином комплексе проектирования второго пути.

На участках, где план не удовлетворяет требованиям СТН [1], сначала проектируют его реконструкцию и лишь после этого план второго пути.

Расчеты по реконструкции обычно связаны с решением задач по увеличению радиусов кривых, удлинению коротких прямых вставок между кривыми, направленными как в одну, так и в разные стороны, соединению кривых, входящих в составные, смещению оси пути и т. д. 

В задачах по реконструкции плана принимаются следующие обозначения:

a – угол поворота кривой;

R₁, R₂ – радиусы существующих кривых;

R_пр – проектируемый радиус кривой;

а_с, в_с – длина существующих прямых вставок между кривыми, направленными в одну и разные стороны соответственно;

а_пр, в_пр – длина проектируемых прямых вставок;

t – смещение тангенса кривой;

l – длина переходной кривой;

р – сдвижка круговой кривой от устройства переходной;

К – длина круговой кривой;

Т – тангенс круговой кривой.

Во всех задачах, связанных с реконструкцией плана существующих железных дорог, сдвижки (нормали) существующего пути определяются с использованием метода угловых диаграмм кривых [8].

2  УВЕЛИЧЕНИЕ РАДИУСОВ КРИВЫХ

Радиусы кривых необходимо увеличивать для обеспечения более высоких скоростей движения поездов.

Расчеты по увеличению радиуса кривой производятся в следующем порядке.

На основании исходных данных, которыми являются: сторонность и угол поворота (a), радиус (R_с), длина (К_с) и тангенс (Т_с) существующей кривой, пикетажное положение кривой (ПК НКК_с , ПК ККК_с), а также радиус проектируемой кривой (R_пр),строится расчетная схема (рисунок 2.1).

В соответствии с расчетной схемой определяются : длина проектируемой кривой (К_пр), тангенс проектируемой кривой (Т_пр), разность тангенсов (DТ), изменение длины линии (DL), неправильный пикет и пикетажное положение проектируемой кривой, а также нормали (п), т. е. смещения оси существующего пути.

Рисунок 2.1 – Расчетная схема

Указанные элементы определяются на основании формул:

- длина проектируемой кривой

Кпр =  Rпрaрад;

(2.1)

- тангенс проектируемой кривой

Тпр = Rпрtg(a2);

(2.2)

- разность тангенсов

DТ = Тпр – Тс;

(2.3)

- изменение длины линии

DL = 2DТ + Кс – Кпр;

(2.4)

- неправильный пикет

                                               100 – DL;

- начало и конец проектируемой круговой кривой

ПК НККпр = ПК НККс – DТ;	(2.5)
ПК КККпр = ПК КККс + DТ,	(2.6)

где a_рад – угол поворота кривой в радианной мере.

Определение нормалей (n), т. е. смещений оси существующего пути,  можно производить с построением угловой диаграммы [5] и без построения.

Для определения нормалей по первому способу, т. е. с построением угловой диаграммы, строится профильная схема и совмещенная угловая диаграмма (рисунок 2.2).

В соответствии с рисунком 2.2 определение нормалей в характерных точках (на каждой «двадцатке») производится по формулам:

- на участке от НКК_пр  до НКК_с

n = х2/(2 Rпр);

(2.7)

- на участке от НКК_с до ККК_с

n = х2/(2 Rпр) – (х – DТ)2/(2 Rс);

(2.8)

- на участке от ККК_с  до ККК_пр

n = х2/(2 Rпр) – Кс2/(2Rc) – (х –DТ – Кс)aрад,

(2.9)

где х – расстояние от начала круговой кривой проектируемой (НКК_пр) до                 рассматриваемого сечения. 

     Рисунок 2.2 – Профильная схема и совмещенная угловая диаграмма

По второму способу, т. е. без построения угловой диаграммы, определение нормалей производится по формулам:

- на участке от НКК_пр  до НКК_с

;

(2.10)

- на участке от ККК_с до ККК_пр  

;

(2.11)

- на участке существующей кривой

,

(2.12)

где z – расстояние между центрами существующей и проектируемой кривых, z = R_пр – R_с;

     j  – угол между биссектрисой угла и радиусом существующей кривой, проведенным в точке, удаленной от НКК_пр на расстояние х (см. рисунок 2.1),

j = (DТ + Кс/2 – х) Rс.

(2.13)

Для точек, расположенных за серединой кривой, значение j, вычисленное по формуле (2.13), принимает знак минус, но это не приводит к изменению расчетной формулы (2.12).

В расчетах величине х – расстоянию от начала проектируемой кривой до точки на существующем пути, для которой определяется величина нормали, – последовательно придается нарастающее значение с выбранным шагом (обычно 20 метров).

Приведем пример расчета увеличения радиуса кривой.

Исходные данные: кривая – лево; a = 39^о42'; R_с = 427 м; К_с = 295,87 м;

Т_с= 154,15 м; ПК НКК_с – ПК27+00; ПК ККК_с – ПК29+95,87. Требуется увеличить радиус до 600 м, т. е. R_пр = 600 м.

По формулам (2.1)–(2.6) определяем элементы проектируемой круговой кривой, величину неправильного пикета и положение кривой в пикетаже:

К_пр =  R_прa_рад = 600 · 0,692896 = 415,73 м;

Т_пр = R_прtg(a2)=600 · 0,36100 = 216,60 м;

DТ = Т_пр – Т_с = 216,60 – 154,15 = 62,45 м;

DL = 2DТ + К_с – К_пр = 2 · 62,45 + 295,87 – 415,73 = 5,04 м;

неправильный пикет – 94,96 м;

ПК НКК_пр = ПК НКК_с  –  DТ = ПК27 + 00 – 62,45 = ПК26 + 37,55;

ПК ККК_пр = ПК ККК_с +  DТ = ПК29 + 95,87 + 62,45 = ПК30 + 58,42.

Расчетная схема приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Расчетная схема

Определение нормалей (п) рассчитаем по первому способу, т. е. с построением угловой диаграммы. Совмещенные профильные схемы и угловые диаграммы представлены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Профильные схемы и совмещенная угловая диаграмма

Подсчет нормалей произведем в табличной форме – таблица 2.1.

Т а б л и ц а  2.1 – Результаты расчетов