Перелом профиля пути
Продольным профилем линииназывают вертикальный разрез по продольной оси железнодорожного пути, развернутый на плоскость. Продольный профиль состоит из сочетаний элементов, не имеющих уклона – площадок и имеющих уклоны различной крутизны. Крутизна уклонов iпредставляет собой отношение разности отметок hпроектируемой линии в начале и в конце элемента к горизонтальному положению этого элемента, т. е. это тангенс угла наклона этого элемента к горизонту (рисунок 1).
Обычно величину уклона выражают в тысячных, ‰. При движении в сторону увеличения высоты уклон называют подъемом, а в обратную — спуском. Точку встречи различных элементов называют переломом профиля. Расстояние между смежными переломами профиля определяет длину элемента профиля.
Различают уклоны продольного профиля – ограничивающие уклоны и уклоны проектирования.
Ограничивающие уклоны:
руководящий уклон,
уравновешенный,
уклон кратной тяги,
инерционный
Уклоны проектирования:
вредный,
безвредный,
средний,
эквивалентный сопротивлению от кривой,
приведенный (фиктивный).
В соответствии с тяговыми расчетами, величина руководящего уклона, тип локомотива и вагонов и весовая норма (расчетный вес состава) взаимосвязаны в соответствии с формулой
где— расчетная сила тяги локомотива при расчетно-минимальной скорости движения, кг;
Р — расчетный вес локомотива, т;
w0— средневзвешенное основное удельное сопротивление движению поезда, кг/т;
i — руководящий уклон (подъем), °/оо
Величина руководящего уклона соединительного пути зависит от ряда факторов и выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от значения проектируемой линии, размеров и динамики роста перевозок, топографических условий района проектирования, от условий унификации весовых норм на новой и существующей линиях, к которым примыкает проектируемая дорога.
Величина руководящего уклона (для каждого соединительного пути) в зависимости от расчетной массы поездов, рода и кратности тяги, типа локомотива должна выбираться на основании тяговых и технико-экономических расчетов в соответствии с объемом перевозок, топографическими условиями и не должна превышать для поездов (подач) с включенными тормозными средствами вагонов 30 ‰ .
В трудных и особо трудных условиях при соответствующем обосновании на соединительных путях II и III категорий, на путях карьеров и лесовозных ветках допускается применять руководящий уклон 40 ‰ , при использовании тяговых агрегатов — свыше 40, но не круче 60 ‰ .
Предусматривать движение подвижного состава других типов на участках путей с уклоном свыше 40 до 60 ‰ допускается только при достаточном тяговом и тормозном их обеспечении, определяемом тяговыми и тормозными расчетами.
Для путей с резко выраженным и устойчивым в перспективе различием размеров грузопотоков по направлениям движения при соответствующем обосновании допускается применение различных руководящих уклонов по направлениям.
Наибольшая крутизна спусков должна обеспечивать возможность остановки состава имеющимися на нем тормозными средствами, включая средства локомотива и вагонов прикрытия в пределах тормозного пути.
Крутизну руководящего уклона на кривых участках пути следует уменьшать на величину, эквивалентную дополнительному сопротивлению
от кривой.
При проектировании вторых и реконструкции существующих путей необходимо сохранять руководящий уклон существующего пути. Целесообразность его смягчения следует обосновывать в
проекте.
Пути для перевозки горячих грузов металлургических производств следует располагать на горизонтальной площадке. В трудных условиях допускается применение продольных уклонов до 2,5 ‰ на путях для перевозки жидкого чугуна, стали, горячих слитков и изложниц и до 10 ‰ на путях для перевозки жидкого шлака и шихтовых материалов в мульдах и коробах на тележках, в особо трудных условиях при реконструкции путей — соответственно 4 и 15 ‰.
Величина продольного уклона путей, предназначенных для перевозки жидкого чугуна и шлака в ковшах, оборудованных автотормозами, устанавливается расчетом и не должна превышать 10 ‰ на путях для перевозки жидкого чугуна и 15 ‰ — для перевозки шлака. На путях, предназначенных только для перевозки жидкого чугуна в чугуновозах миксерного типа, продольный уклон определяется в соответствии с техническими характеристиками обращающихся локомотивов и миксеровозов на основе тяговых расчетов.
В особо трудных условиях на реконструируемых путях для перевозки горячего чушкового чугуна, охлажденных слитков в специально оборудованных вагонах допускается продольный уклон оставлять без изменения, но не более 15 ‰.
Крутизна спусков в пределах подходов к погрузочно-разгрузочным фронтам при движении поезда (подачи) вагонами вперед с выключенными тормозными средствами вагонов определяется тяговыми расчетами исходя из заданных массы поезда и типа локомотива. При этом должна быть обеспечена остановка вагонов тормозными средствами локомотива перед фронтом при скорости движения в начале торможения 25 км/ч. В трудных условиях допускается скорость в начале торможения принимать 15 км/ч, а в особо трудных — 10 км/ч.
Продольный профиль пути следует проектировать элементами возможно большей длины и не менее половины длины поезда или подач (но не менее 100 м). В трудных условиях и в случаях обращения поездов и подач массой менее 500 т длину элементов продольного профиля на путях II и III категорий допускается уменьшать до 50 м.
Смежные прямолинейные элементы продольного профиля соединительных путей при алгебраической разности сопрягаемых уклонов:
свыше 6 ‰ для путей I категории, свыше 8 ‰для путей II категории и свыше 10 ‰ для путей III категории, следует сопрягать в вертикальной плоскости кривыми радиусом не менее 2000, 1000 и 500 м соответственно.
Смежные элементы продольного профиля путей, предназначенных для перевозки горячих грузов, при алгебраической разности смежных уклонов более 5 ‰ следует сопрягать вертикальными кривыми радиусом не менее 1000 м.
При расположении на соединительных путях стрелочных переводов радиус вертикальной кривой следует принимать не менее 2000 м независимо от категории путей.
Предельно допускаемые значения алгебраической разности смежных элементов продольного профиля, сопрягаемых посредством кривой, следует принимать по таблице 1.
Таблица 1 – Предельно допускаемые значения алгебраической разности смежных элементов продольного профиля
| Масса поезда, брутто, т | Наибольшая алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, %«, при категориях соединительного пути | ||||||||||
| I | II | III | |||||||||
| Радиус вертикальной кривой, м | |||||||||||
| 500 и менее | 40/60 | 40/60 | 40/60 | ||||||||
| 10/60 | 35/60 | 40/60 | |||||||||
| 10/60 | 15/60 | 15/60 | 35/60 | ||||||||
| 10/45 | 12/50 | 12/55 | 25/60 | 30/60 | 40/60 | 40/60 | 40/60 | 45/60 | |||
| 10/30 | 12/35 | 12/35 | 30/35 | 30/35 | 30/35 | ||||||
| 10/20 | 12/25 | 12/30 | 12/20 | 13/30 | 13/35 | 15/35 | 15/20 | 20/30 | 20/30 | 20/3.5 | 25/35 |
| Св. 5000 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
При использовании таблицы 1, приведенные предельные значения норм, допускаемые в особо трудных условиях, размещены после черты, кроме того, для промежуточных значений массы поезда и радиусов кривых алгебраическая разность сопрягаемых уклонов определяется интерполяцией.
Смежные элементы продольного профиля, алгебраическая разность уклонов которых превышает указанную в таблице 1, следует сопрягать посредством разделительных площадок или элементов переходной крутизны длиной не менее указанной в таблице 2.
Твблица 2 – Длина разделительных площадок или элементов переходной крутизны
| Масса поезда брутто, т | Наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны, м, при категориях соединительного пути |
| I | И, III |
| Свыше4000 | |
| От 3000 до 4000 | |
| От 2000 до 3000 | |
| От 1500до 2000 | |
| 1500 и менее |
В выемках длиной более 400 м, а также в выемках, устраиваемых в вечномерзлых грунтах, независимо от длины должны предусматриваться встречные уклоны, образующие выпуклый профиль крутизной соответственно 2 и 4 %о.
В обоснованных случаях (при необходимости обеспечения заданной отметки в определенной точке трассы, сокращения объемов земляных работ и т.д.) смежные прямолинейные элементы продольного профиля вместо плавной вертикальной кривой допускается сопрягать двумя и более элементами криволинейного профиля постоянной или переменной кривизны.
Длина элементов криволинейного профиля должна быть не менее 25 м, а алгебраическая разность смежных уклонов — не более 2 ‰.
Точки переломов продольного профиля соединительных путей следует располагать вне переходных кривых на расстоянии от их концов, а также от концов круговых кривых (если переходные кривые не устраиваются), от концов пролетных строений мостов и путепроводов с безбалластными пролетными строениями не менее чем на величину Т, м, определяемую по формуле
где Ро — радиус вертикальной кривой, м;
Δi — алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, ‰.
В случаях, когда соблюдение изложенных требований связано с существенным увеличением объема земляных работ, а также при смягчении подъема на кривых участках пути переломы продольного профиля допускается располагать независимо от плана пути.
Начало или конец вертикальной кривой должны быть удалены от ворот здания или от начала грузового фронта (фронта подачи) не менее чем на длину наиболее длинного вагона, подаваемого под грузовую операцию.
Источник
При проектировании схематического продольного профиля
расстояние от перелома профиля до начала или конца
несдвинутой круговой кривой (см. рис. 4.27, а, в) должно быть
не менее Тв
+ m + Тр, если перелом расположен снаружи кривой, а если внутри кривой—не менее Тв + 1—(m+Тр) ≈ Тв+ 1/2.
Переломы продольного профиля в
пределах круговых кривых можно устраивать без ограничений, так
как совмещение вертикальных кривых с круговыми
в плане, где возвышение наружного рельса постоянно, не представляет
затруднений.
Кривую в вертикальной плоскости устраивают лишь в тех
случаях, когда ее биссектриса превышает 1 см, т. е. когда алгебраическая
разность смежных уклонов превышает 2,0—5,2
°/00 в зависимости от радиуса вертикальной кривой. Поэтому при меньшей разности уклонов переломы профиля могут располагаться независимо от плана линии.
Рис.4.27.Взаимное положение элемен-тов продольного
профиля и плана: а – профиль;б – план
линии после раз-бивки переходной кри-вой; в-план
линии при несдвинутой круговой, кривой
25.Проектирование плана и продольного профиля железных
дорог в пределах искусственных сооружений.
Мосты, на которых путь уложен на балласте,
а также трубы могут располагаться при любых сочетаниях плана и профиля,
допускаемых нормами проектирования, ибо в пределах таких искусственных сооружений
возможно устройство вертикальных
сопрягающих кривых, возвышение
наружного рельса, уширение балластной призмы.
Мосты с безбалластной проезжей частью
должны располагаться на прямой и, как правило, на площадке либо на уклоне
не круче 10°/00. При расположении мостов на уклонах
учитывают дополнительные усилия, возникающие в
конструк-циях сооружения. Если путь на мосту укладывается не на балласте,
то устройство вертикальной сопрягающей кривой в пределах такого мо- ста
по конструктивным соображениям также крайне затруднительно. Поэтому переломы профиля должны располагаться вне мостов, путь на которых уложен не на балласте, на расстоянии не менее тангенса вертикальной кривой от концов их пролетных строений.
Расположение тоннелей в плане должно
удовлетворять требованиям, предъявляемым к плану открытых участков
железной дороги. Предпочтительнее располагать тоннели на прямых, как
кривые усложняют проходку тоннелей, ухудшают их вентиляцию и видимость
пути.
26.Понятие о трассе. Факторы, влияющие на выбор направления
трассирования.
Трасса железной дороги — это
продольная ось железнодорожного пути на уровне
бровок основной
площадки земляного полотна (на двух- и многопутных дорогах
определяют трассу каждого из путей).
Факторы, определяющие выбор направления
железной дороги. На выбор направления дороги влияют экономические, природные и технические факторы. К первым относят: назначение дороги, положение населенных пунктов и экономических
центров в районе проектирования,
размеры и характер предстоящих перевозок; ко вторым — топографические,
инженерно-геологические, мерзлотные,
сейсмические, гидрографические и
другие природные условия района проектируемой
дороги, а также природо-охранные требования; к третьим — технические параметры проектируемой линии. Экономические
факторы определяют опорные пункты трассы, т. е. те населенные и
экономические пункты района, через
которые должна пройти проектируемая дорога. На выбор направления
железной дороги влияют и такие
экономические факторы, как близость к трассе автомобильных дорог и водных путей сообщения, которые могут быть использованы для до-„ ставки
строительных грузов, наличие в районе
прохождения трассы месторождений камня, дренирующих грунтов и других строительных материалов. Существенное значение при выборе направления трассы имеет и степень изъятия железной
дорогой сельскохозяйственных угодий,
особенно занятых ценными культурами.
Природные факторы
определяют фиксированные точки трассы, т. е. такие
точки на местности, через которые целесообразно провести трассу по
топографическим, инженерно-геологическим и другим
природным условиям. К числу фиксированных точек относятся
седла пересекаемых водоразделов, наиболее удобные
места пересечения больших водотоков, обхода болот и т.п.
Фиксированные точки определяют также места обхода заповедников,
крупных сооружений. С учетом опорных и фиксированных точек
определяются варианты направления проектируемой линии. Рис.
6.1. Варианты направления железной дороги АБ:В — опорный
пункт; а, б, в, г — фиксированные точки; / —
геодезическая линия; 2 — Северный вариант; 3 — Южный
вариант; 4 — подвариант с ветвью к пункту В. Для предварительной оценки
вариантов направления проектируемой дороги используется ряд показателей: длина трассы, сумма преодолеваемых высот в каждом
направлении, средняя крутизна уклонов
местности на характерных участках между фиксированными точками, количество и характеристика пересекаемых трассой больших водотоков, протяженность геологически неблагоприятных мест (болот, неустойчивых косогоров и т.п.).
Учитываются и такие характеристики
направления дороги, как обеспеченность
района местными строительными
материалами, наличие трудовых ресурсов и т.п. Такая оценка позволит отклонить заведомо нецелесообразные направления
и выявить конкурентоспособные варианты для
последующего трассирования дороги по этим направлениям и подробного их сравнения.
27.Геодезическая линия. Опорные пункты и фиксированные точки трассы.
Одним
из показателей оценки различных вариантов направления проектируемой дороги
является ее длина в сравнении с кратчайшим
расстоянием между установленными заданием начальным и конечным пунктами, а в
ряде случаев — и промежуточными пунктами захода. Кратчайшее расстояние между
двумя точками на земной поверхности называют геодезической линией. Отношение
фактической протяженности трассы к длине геодезической линии называется коэффициентом
развития трассы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание – внизу страницы.
Источник
При движении по достаточно крутому спуску
поезд под действием приложенных к нему сил увеличивает
скорость, и при достаточной длине спуска скорость может
достичь максимальной
допускаемой величины, после чего во
избежание ее дальнейшего увеличения необходимо прибегнуть к регулировочному
торможению.
В случае торможения (за исключением
рекуперативного торможения при электрической тяге) часть механической энергии
поезда переходит в тепловую энергию тормозных колодок, трущихся о
колеса локомотивов и вагонов, или в тепловую энергию реостатов. Поэтому участки
спусков, на которых применяется такое торможение, называются вредными
спусками. Спуски, при движении по которым не применяется
торможение, приводящее к переходу механической энергии в тепловую, называются безвредными
спусками.
Наиболее точно определить, к какому из
указанных относится данный спуск, можно путем построения
кривой скорости v (S). Спуск может быть вредным начиная с того места, где
поезд достигает максимальной скорости и
необ-ходимо торможение (знак Т на
рис. 4.3).
Спуск с данным уклоном может быть безвредным
на всем протяжении или вредным на некоторой части в зависимости
от длины элемента профиля, а также соотношения скорости подхода
поезда к нему и максимальной скорости (см. элемент
с уклоном б °/00 на рис. 4.3). Однако при некоторой крутизне
уклона спуск будет безвредным независимо от длины элемента
и скорости подхода поезда к спуску. Наибольшая крутизна спусков, являющихся безвредными на всем протяжении независимо от их длины и скорости подхода поездов к этим спускам, называется предельно безвредным уклоном 1пбв
т. е. крутизна предельно безвредного уклона
численно равна основному средневзвешенному сопротивлению движению
поезда в режиме холостого хода при данной максимальной
скорости. Эта величина практически зависит только от типа вагонного состава и максимальной скорости движения. В настоящее время можно
принимать гп6в « 3 °/00.
14.Длина элементов
продольного профиля.
При
строительстве железной дороги для уменьшения объема земляных работ и по
искусственным сооружениям желательно проектировать продольный профиль
элементами такой длины и крутизны, чтобы проектная линия в наибольшей мере
соответствовала очертанию поверхности земли по направлению трассы. В этом случае под поездом может быть несколько
переломов профиля, причем разных знаков (выпуклые и вогнутые, рис. 4.4).
Устройство пути в профиле по кривой такого радиуса считается
затруднительным как при строительстве, так и в эксплуатации.
Поэтому вместо указанной кривой, сопрягающей уклоны iY и i2 на рис. 4.5, применяют описанный
многоугольник. В результате вместо перелома профиля
в точке А (см. рис. 4.5), который назовем глобальным
переломом (соответствующую алгебраическую разность
уклонов обозначим Дгг = 1г—1г), возникает несколько локальных
переломов (в точках а, б, в, г на рис. 4.5). Стороны описанного многоугольника называют элементами
переходной крутизны и разделительной
площадкой (при i =0). Длина элемента профиля
/ между локальными
переломами и разность уклонов смежных
элементов Ai взаимосвязаны
и зависят от радиуса сопрягающей кривой R (см. рис. 4.5)
15.Сопряжение элементов
продольного профиля круговой кривой.
Рис.
4.7. Вертикальная кривая на локаль-ном переломе профиля
Формула для определения тангенса вертикальной кривой
выводится аналогично формуле (4.8):
Биссектрису вертикальной кривой b можно определить из
прямоугольного треугольника (см. рис. 4.7):
откуда, пренебрегая величиной Ь2ввиду
ее малости по сравнению с ТB.2 получим
При малой разности уклонов смежных
элементов профиля, когда значение биссектрисы не превышает 0,01 м, вертикальную
кривую не устраивают, обеспечивая плавное сопряжение смежных элементов
за счет изменения толщины балластного слоя. Можно установить для различных радиусов RB предельное
значение разности уклонов, соответствующее биссектрисе Ь =0,01
м:
Rв, м 20 000 15 000 10 000 5000 3000
Δ°/оо 2,0 2,3 2,8 4,0 5,2
При указанной разности уклонов вертикальную
кривую не устраивают.
16.Сопряжение элементов продольного профиля профилем криволинейного
очертания.
Проектируя
продольный профиль пути, желательно уменьшать число переломов профиля, назначая
элементы возможно большей длины. Когда приходится устраивать перелом
профиля, то для обеспечения прочности и устойчивости вагонов, а также создания
комфортных условий для пассажиров элементы продольного профиля (i1 и i2 на рис 1 ) должны сопрягаться
кривой, радиус которой R в зависимости от длины и массы состава, числа локомотивов
в поезде и их размещения в составе, а также скорости движения поездов может
достигать десятков тысяч метров.
Рис1.
Элементы переходной крутизны (1) и разделительная площадка (2)
Устройство
пути в профиле по кривой такого радиуса считается затруднительным как при
строительстве, так и в эксплуатации. Поэтому вместо указанной кривой,
сопрягающей уклоны il и i2на рис 1,
применяют описанный многоугольник. В результате вместо перелома профиля в
точке А, который назовем глобальным переломом (соответствующую
алгебраическую разность уклонов обозначим Δ iг = |il— i2|), возникает несколько локальных
переломов (в точках а, б, в, г на рис 1). Стороны
описанного многоугольника называют элементами переходной крутизныи разделительной площадкой (при i =0). Длина элемента
профиля l между локальными переломами и разность уклонов смежных
элементов Δi взаимосвязаны и зависят от радиуса сопрягающей кривой R (см. рис. 1): l = 2Rtg (α/2).
Ввиду
малости угла α можно принять tg (α /2) ≈ 0,5tg α. Тогда, учитывая, что tg α = Δi ·10-3 (если уклоны выражены в
тысячных), получим l = R Δi ·10-3
Задаваясь
при данном радиусе сопрягающей кривой R алгебраической разностью
уклонов
Δi, можно вычислить по
формуле длину элемента l либо, задаваясь значением l, определить алгебраическую
разность уклонов: Δi = l·10-3/R
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание – внизу страницы.
Источник