Технико-экономические изыскания и выбор основных элементов проектирования железных дорог. Общая характеристика района проектирования

данной работе примем, что все грузы, кроме каменного угля и руды, перевозятся в 4-осных  вагонах, характеристика которых принимается по таблице 1.14. Каменный уголь и руда перевозятся в 8-осных (40% по количеству) и 4-осных (60% по количеству) полувагонах.

Таблица 1.14

Вид подвижного состава по родам грузов и его общая характеристика

Вид груза	Вид подвиж-ного состава	Число осей	Характеристика
			Грузо-подъемность	Масса тары, т	Коэффициент использования подъемной силы	Масса вагона, т
						Нетто	Брутто
Каменный уголь, руда	Полувагон	8	125	43,7	1,00	125	168,7
Каменный уголь, руда	Полувагон	4	63	21,8	1,00	63,4	84,4
Лесоматериалы	Платформа	4	62	21,0	0,86	53,3	74,3
Нефтегрузы	Цистерна	4	60	21,7	0,88	52,8	75,5
Металлы, прокат	Платформа	4	62	21,0	1,00	62,0	83,0
Стройматериалы	Платформа	4	62	21,0	1,00	62,0	83,0
Сельхозгрузы	Крытый вагон	4	62	21,8	1,00	62,0	83,8
Машины и металлоизделия	Платформа	4	62	21,0	0,75	46,5	67,5
Промтовары, прочее	Крытый вагон	4	62	21,8	0,65	39,6	61,4

Для перехода от количественного соотношения вагонов к весовому воспользуемся известными формулами:

;                                                                          (9)

,                                                                          (10)

где  и -доля соответственно 4- и 8-осных вагонов в составе по массе;  и -доля соответственно 4- и 8-осных вагонов в составе по количеству, указанная ранее (для угля и руды);  и  -масса вагонов соответственно 4- и 8-осных нетто.

Проверкой данного расчета является равенство: .

Определяем массовое соотношение 4- и 8-осных вагонов:

;

.

Грузопоток угля равный 1809 тыс. т. распределится по типам вагонов:

в 4-осных тыс. т в 8-осных тыс. т

Грузопоток руды равный 1600 тыс. т. распределится по типам вагонов:

в 4-осных тыс. т.

в 8-осных тыс. т.

Расчеты проведем в табличной форме (таблица 1.15).

Таблица 1.15

Итоговые данные

Вид груза	Вид подвижного состава		Грузопоток нетто, тыс. т.	Масса вагона нетто, т	Количество вагонов, тыс. шт.	Масса вагона брутто, т	Грузопоток брутто, тыс. т.
	Тип	Число осей
Каменный уголь, руда	Полувагон	8	1943,13	125	15,55	168,7	2623,28
Каменный уголь, руда	Полувагон	4	1465,87	63,4	23,12	84,4	1951,33
Лесоматериалы	Платформа	4	1031,3	53,3	19,35	74,3	1437,7
Нефтегрузы	Цистерна	4	407,46	52,8	7,72	75,5	582,86
Металлы, прокат	Платформа	4	506,7	62,0	8,17	83,0	678,11
Стройматериалы	Платформа	4	600	62,0	9,68	83,0	803,44
Сельхозгрузы	Крытый вагон	4	500	62,0	8,06	83,8	675,43
Машины и металлоизделия	Платформа	4	1000	46,5	21,5	67,5	1451,25
Промтовары	Крытый вагон	4	1321,63	39,6	33,74	61,4	2071,64
Прочее	Крытый вагон	4	1657,13	39,6	41,85	61,4	2569,59
	Итого		10433,19		188,74		14844,63
В том числе: а) 8-осные вагоны б) 4-осные вагоны			1943,13 8490,06		15,55 173,19		2623,28 12221,35

Суммарные итоговые данные таблицы 1.15 позволяют установить основные характеристики подвижного состава:

1)  средняя масса вагонов брутто определяется как частное от деления суммарного грузопотока брутто на суммарное количество вагонов (для каждого их типа);

2)  средняя доля вагонов по массе брутто (или распределение перевозочной работы между 4- и 8-осными вагонами) определяется как частное от деления суммарного грузопотока брутто по каждому типу вагонов на общий суммарный грузопоток брутто;

3)  среднее отношение массы нетто к массе брутто определяется делением общего грузопотока нетто на общий грузопоток брутто;

4)  средняя нагрузка от оси вагона на рельс, т/ось,  устанавливается как средневзвешенная доля от массы вагона брутто, приходящиеся на одну ось, и определяется по формуле:

,                                                                    (11)

где     и -средняя масса вагона брутто соответственно 8- и 4-осных вагонов; и -средняя доля вагонов по массе брутто соответственно 8- и 4-осных вагонов.

Расчеты средневзвешенных характеристик подвижного состава удобно вести в табличной форме (таблица 1.16).

Таблица 1.16

Средневзвешенные характеристики подвижного состава

Показатель	Расчет	Результат
1. Средняя масса вагона брутто, т.: а) 8-осного б) 4-осного	q8 = 2623,28/15,55 q4  =12221,35/173,19	168,7 70,6
2. Средняя доля вагонов по массе брутто: а) 8-осных б) 4-осных	β8 =2623,28/14844,63 β4 =12221,35/14844,63	0,18 0,82
3. Среднее отношение массы нетто к массе брутто	10433,19/14844,63	0,70
4. Средняя нагрузка на ось вагона		18,27

2. Выбор элементов и проектирование продольного профиля участка железной дороги

2.1 Составление  профиля  поверхности  земли,  расчет   элементов и составление ведомости плана линии

Схематический продольный профиль дороги составляется в масштабах: горизонтальном: 1:25000 (1м – 4мм), вертикальном 1:1000 (1м – 1мм).

План линии проектируемого участка вычерчивается после расчета элементов плана.

Основные элементы круговых кривых в плане, длины кривых К и тангенсов Т устанавливают по двум определяющим элементам кривых: по радиусам R и величинам углов поворота a.

Эти величины определяются по формулам:

;                                                                                  (1)

                                                                            (2)

где R – радиус кривой, м

a – угол поворота в градусах и минутах.

Далее необходимо рассчитать пикетажные положения главных точек круговых кривых – начала кривой НК и конца кривой КК, исходя из заданного пикетного положения вершины угла ВУ и определенных значений К и Т.

Пикетажные положения главных точек определяются по формулам:

пикетажное положение начала кривой (пк)

пк НК = пк ВУ – Т                                                                     (3)

пикетажное положение конца кривой (пк)

пк КК = пк НК + К                                                                     (4)

На проектируемом участке профиля длиной 15 км в плане имеется 4 кривые, которые характеризуются данными, приведенными в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Характеристики кривых

Номер кривой	Угол поворота a		Положение вершины угла поворота ВУ	Радиус кривой, м
	вправо	влево
1	–	18°00'	26+10	1200
2	–	26°15'	58+50	1200
3	–	19°25'	101+95	1200
4	28°05'	–	132+50	1200

Определяем длины кривых и тангенсов, рассчитываем пикетажное положение главных точек кривых по формулам (3) и (4):

1-я кривая

м                м

ПК ВУ         26+10,00               ПК НК        24+19,92

-Т                  1+90,08               +К                 3+76,96

ПК НК        24+19,92               ПК КК         27+96,88

2-я кривая

м         м

ПК ВУ         58+50,00               ПК НК        55+70,16

-Т                  2+79,84               +К                 5+49,74

ПК НК        55+70,16               ПК КК         61+19,90

3-я кривая

м            м

ПК ВУ         101+95,00             ПК НК        99+89,68

-Т                    2+05,32              +К                 4+06,70

ПК НК          99+89,68             ПК КК       103+96,38

4-я кривая

м           м

ПК ВУ         132+50,00             ПК НК      129+49,88

-Т                    3+00,12              +К                 5+88,12

ПК НК        129+49,88             ПК КК       135+38,00

Определяем длины прямых:

1-я прямая

ПК НК₁                           24+19,92

-ПК начала профиля      00+00,00

l₁=                          24+19,92

2-прямая

ПК НК₂                 55+70,16

-ПК КК₁                27+96,88

l₂=                27+73,28

3-я прямая

ПК НК₃                 99+89,68

-ПК КК₂                61+19,90

l₃=                38+69,78

4-я прямая

ПК НК₄               129+49,88

-ПК КК₃              103+96,38

l₄=                25+53,50

5-я прямая

ПК конца профиля         150+00,00

-ПК КК₄                          135+38,00

l₅=                            14+62,00

Проверка: м

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Ведомость плана линии

Номер элемента плана	Основные элементы круговых кривых					Пикетажное положение главных точек кривых			Длины прямых l, м
	Угол поворота α		Радиус, м	Длины
	вправо	влево		кривой К, м	тангенса Т, м	ПК ВУ	ПК НК	ПК КК
1	–	–	–	–	–	–	–	–	2419,92
2	–	18°00'	1200	376,96	190,08	26+10	24+19,92	27+96,88
3	–	–	–	–	–	–	–	–	2773,28
4	–	26°15'	1200	549,74	279,84	58+50	55+70,16	61+19,90
5	–	–	–	–	–	–	–	–	3869,78
6	–	19°25'	1200	406,70	205,32	10195	99+89,68	103+96,38
7	–	–	–	–	–	–	–	–	2553,50
8	28°05'	–	1200	588,12	300,12	132+50	129+49,88	135+38,00
9	–	–	–	–	–	–	–	–	1462

2.2 Основные требования к проектированию продольного профиля и нормы проектирования на различных элементах пути

Проектирование продольного профиля заключается в установлении такого положения проектной линии, которое бы наилучшим образом отвечало техническим, строительным, эксплуатационным, экономическим и другим требованиям, предъявляемым к продольному профилю.

Основные технические требования.

Заданная величина руководящего уклона i_р = 7‰.

Длина приемо-отправочных путей принимается 850 м.

Длины элементов профиля должны быть, как правило, не менее половины полезной длины приемо-отправочных путей, т.е. не менее 425 м.

Уклоны элементов профиля должны быть не больше руководящего уклона i_р = 7‰.

Алгебраическая разница двух смежных уклонов профиля не должна быть больше нормативных величин. При второй категории железной дороги и длине приемо-отправочных путей 850 м  алгебраическая разница между уклонами равна Δі = 8‰.

Применение максимально допустимых норм на вредных спусках не разрешается.

Взаиморасположение элементов плана и профиля должно обеспечивать бесперебойность и плавность движения поездов, а также нормальные условия для содержания кривых в плане и профиле.

Для этого необходимо выполнять следующие требования:

–  необходимо уменьшать руководящий уклон в профиле при совпадении