Выбор направления

Начальный и конечный пункты участка проектируемой линии фиксируются на карте. Местоположение железной дороги между заданными пунктами в значительной мере зависит от величины руководящего уклона.
На выбор руководящего уклона, кроме топографических условий, влияет и множество других факторов, например гидрогеологические условия района проектирования, заданные объемы перевозок, основные технические параметры проектируемой линии и линий примыкания и пр.
Перед началом проектирования следует внимательно изучить рельеф местности, гидрологические (система водотоков) и геологические (например наличие болот) условия проектирования в районе возможного расположения трассы. Для большей наглядности постоянные водотоки выделяются голубым или синим цветом. При подготовке к работе необходимо научиться распознавать постоянный водоток и дорогу, отличать водораздел от лога, спуск по склону в направлении движения от подъема и т.п., определять отметку любой точки местности на карте.
В первую очередь исследуется возможность укладки трассы железной дороги по кратчайшему направлению, соединяющему основные опорные пункты и промежуточные фиксированные точки.

Опорными пунктами являются места обязательного захода трассы: начальный и конечный пункты, крупные населенные пункты и экономические центры.

К фиксированным точкам относят места желательного прохождения трассы: пониженные точки на пересечениях водоразделов (так называемые «седла»), наиболее благоприятные места обхода излучин рек и пересечения крупных водотоков, точки возможного обхода различных контурных препятствий и т.п.
Возможных направлений проектируемой линии может быть несколько. При отборе наиболее конкурентоспособных вариантов для их сравнения необходимо учитывать также наличие благоприятных топографических условий в местах размещения промежуточных раздельных пунктов. На предварительной стадии варианты направления могут быть сопоставлены по длине, сумме преодолеваемых высот, количеству пересекаемых постоянных водотоков и другим важнейшим показателям.

Практическая работа 4

Выбор направления трассы между заданными пунктами

Цель: произвести анализ топографических условий района проектирования по карте в горизонталях.

Исходные данные: карта района проектирования в горизонталях в масштабе 1: 50000 или 1: 25000 (рис. 3.1).

Состав и порядок работы

1. Наметить направление будущей железной дороги между заданными пунктами.

2. Рассчитать средний естественный уклон местности по принятому направлению.

2.1. Принятое направление линии разделить на участки с однотипным характером рельефа (подъемы, спуски, спокойные участки местности).

2.2.Вычислить естественный уклон местности на каждом участке.

2.3.Определить средний естественный уклон по принятому направлению.

3. Установить руководящий уклон по принятому направлению исходя из топографических условий местности.

Ход работы

1. При выполнении работы задаются начальный и конеч­ный пункты трассы на карте с горизонталями с таким расчетом, чтобы расстояние между пунктами, по прямому направлению было бы не ме­нее 10км.

Имея начальный и конечный пункт, студент намечает направление будущей дороги, исходя из топографических условий местности и ус­ловий обхода плановых препятствий (два варианта).

2. Принятое направление необходимо разбить на участки, отличаю­щиеся один от другого характером рельефа, границы между участками зафиксировать. На каждом участке определить перепад высот и длину участка в километрах для вычисления естественного уклона местности на участке по формуле:

, (34)

где - перепад высот на участке; -наибольшая отметка на участке; - наименьшая отметка на участке.

Трасса железной дороги разбивается на участки, на каждом определяется уклон:

, (35)

где l - длина участка, км;

Средний естественный уклон местности направлению определяется по формуле:

, (36)

где — естественный уклон местности на соответствующем участке; п - количество участков на варианте.

3. Решение вопроса о величине руководящего уклона возможно по двум направлениям:

· Руководящий уклон определяется из учета топографических ус­ловий местности по формуле:

(37)

где - руководящий уклон; (1 - 2) - смягчение среднего естественного уклона.

· Руководящий уклон может быть определен из условия обеспече­ния требуемой весовой нормы поезда по формуле

, (38)

где F— расчетная сила тяги; Р - вес локомотива; Q - вес состава вагонов; - удельное основное сопротивление локомотива (см. работу 1); -удельное средневзвешенное сопротивление вагонов (см. работу 1).

Вывод:

Контрольные вопросы

1 Трассирование железных дорог;

2 Факторы, влияющие на выбор направления железной дороги;

3 Опорные пункты и фиксированные точки;

4 Седловина, водоразделы.

Рис.2 Карта района проектирования (пример)

Разработка вариантов магистральных ходов

Трассой называется пространственная ось железной дороги в уровне бровки земляного полотна. Трассирование – это поиск рационального положения плана и продольного профиля трассы. Оно осуществляется путем проектирования плана линии по картам в горизонталях с одновременным составлением продольного профиля трассы.

Детальное трассирование осуществляется вдоль намеченных конкурентоспособных кратчайших направлений, соединяющих опорные пункты и имеющиеся фиксированные точки. При этом исследуется возможность использования попутных долин водотоков или водоразделов.
Отход от площадки раздельного пункта или подход к ней должен осуществляться с учетом перспективы развития этого пункта.

На участках вольных ходов, где топографические условия легкие и средний естественный уклон местности по направлению трассирования меньше руководящего, трасса проектируется по прямой между опорными пунктами и фиксированными точками. Каждый угол поворота на участках вольных ходов должен быть обоснован.

Основным принципом трассирования на участках напряженных ходов, где уклон местности по направлению трассирования больше руководящего, является наиболее полное использование заданного значения руководящего уклона. Именно в этом случае длина линии на участке преодоления значительного подъема или спуска будет кратчайшей.

Для поиска положения трассы на участках напряженных ходов используется расчетное значение расстояния между горизонталями (заложение) d см, которое соответствует заданной величине руководящего уклона и определяется по формуле.

Линия нулевых работ – направление на карте, вдоль которого уклон поверхности земли равен руководящему уклону, соединяет начала и концы расчетных заложений на участке напряженного хода. Линия, включающая в себя площадки раздельных пунктов, а также следующие друг за другом участки вольных и напряженных ходов, называется магистральным ходом.
Вариантов магистральных ходов по заданному направлению трассирования может быть несколько.

При разработке конкурентоспособных вариантов магистральных ходов следует предусматривать необходимость расположения площадок раздельных пунктов. Более точно размещать площадки раздельных пунктов следует с учетом объемов перевозок на расчетный (как правило, десятый) год эксплуатации линии, величины руководящего уклона, типа локомотива, сложности топографических условий и других факторов.

При преодолении перевала неправильный выбор начала напряженного хода (руководящего подъема) может привести к значительному удлинению линии, поэтому начинать поиск конкурентоспособных вариантов следует, отталкиваясь от «седла» через которое трасса должна пройти обязательно.

Проектирование плана железнодорожной линии

Планом железнодорожной линии является проекция трассы на горизонтальную плоскость.

Составляющими плана линии могут быть прямые участки пути, круговые и переходные кривые. Прямые вставки, м, между начальными точками переходных кривых не должны быть менее величины, указанной в СТН-Ц-01 95
При проектировании новых линий III-IV категорий, сооружаемых в особо трудных условиях, на подъездных путях, обслуживаемых маневровыми локомотивами, и в трудных условиях – при поездном движении со скоростями до 25 км/ч – допускается не устраивать прямые вставки между переходными кривыми.
При отсутствии переходных кривых прямые вставки можно не проектировать только в случаях, если не устраивается возвышение наружного рельса.

Практическая работа 5

Трассирование железнодорожной линии

Цель: усвоить основные приемы и технологию трасси­рования участка железнодорожной линии.

Исходные данные: карта района проектирования в масштабе М 1:..; сечение горизонталей =... м, руководящий уклон = (см. работу 4).

Состав и порядок работы

1. Виды трассирования.

2. Ходы трасс в зависимости от топографических условий.

3. Ходы трасс в зависимости от условий использования руководящего

уклона.

4.Порядок камерального трассирования.

4.1. Определение шага трассирования.

4.2. Трассирование на вольных ходах.

4.3. Трассирование на напряженных ходах.

4.4.Порядок прохождения трассы по седловинам, через водораздел, между горизонталями.

4.5. Понятие линии нулевых работ.

Ход работы

Ответы по пунктам 1, 2, 3 даются на основании теоретического ма­териала.

4. Порядок камерального трассирования.

4.1. Определение шага трассирования, м:

, (39)

где - уклон трассирования

, (40)

Шаг трассирования — это расстояние, которое не должно быть менее перехода с одной горизонтали на другую, соседнюю, чтобы не превысить заданный уклон трассирования. Вычисленный в метрах шаг трассиро­вания перевести в масштаб карты.

4.2.Трассирование на вольных ходах. Если естественный уклон мест­ности менее руководящего, то на данном участке трассирование осуще­ствляется вольным ходом. Принцип трассирования вольным ходом —прокладка линии по кратчайшему расстоянию, по прямой. Отклонение от прямой допускается только при обходе плановых препятствий (насе­ленные пункты, озера, заповедники и др).

4.3.Трассирование на напряженных ходах. Если естественный ук­лон местности по заданному направлению больше руководящего укло­на, трассирование ведут напряженным ходом, укладка линии произво­дится руководящим уклоном.

Трассировать уклоном менее руководящего нецелесообразно, так как в этом случае потребуется избыточное искусственное удлинение ли­нии, что приводит к удорожанию строительства.

Трассировать уклоном более, чем руководящий, нельзя, так как в этом случае локомотив не сможет вести поезд расчетного веса.

4.4.Порядок укладки трассы по седловинам, через водораздел, меж­ду горизонталями и других случаях приведен на рис. 2, а, б, в.

4.5.Понятие линии нулевых работ. Линия нулевых работ — это линия заданного уклона. На участках напряженных ходов линия нулевых ра­бот строится методом «под циркуль», т.е. раствором циркуля, равным шагу трассирования в масштабе карты, путем последовательных засе­чек на каждой соседней горизонтали. Засечки соединяются по линейке, полученная ломаная линия и есть линия нулевых работ.

В результате последовательного сопряжения участков вольных и напряженных ходов формируется схема варианта направления.

Итог работ: схема варианта направления на карте с горизонталями.

Рис. 3 Примеры укладки трассы: а- через седловину; б- через водораздел; в- между горизонталями.

Контрольные вопросы

1 Виды ходов трассы;

2 Трассирование на вольных ходах;

3 Трассирование на напряженных ходах;

4 Приемы развития трассы.