Проектирование участка новой железной дороги с мостовым переходом

                                    Q = ,                                             (1.1)

где F_кр – сила тяги при расчетной скорости, Н;  Р – расчетная масса локомотива, т; w ₀ ^/  – основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН; w ₀ ^{/ /}   – основное удельное сопротивление вагонов, Н/кН; i _р   –  руководящий уклон проектируемой линии, ‰; g – ускорение свободного падения, м/с².

       Для определения массы состава поезда величины w ₀ ^/ и w ₀ ^{/ /} рассчитываются при расчетной скорости электровоза V_P.

       Расчетные характеристики заданного локомотива:

       Серия локомотива: ВЛ60^к;

       Расчетная масса Р: 138 т;

       Расчетная сила тяги F_к: 361,0 кН;

       Расчетная скорость v_р: 43,5 км/ч;

       Сила  тяги при трогании с места F_ктр: 487,4 кН;

       Конструкционная скорость: 100 км/ч;

       Длина: 21 м.

       Основное  удельное сопротивление движению локомотива:

                                    w ₀ ^/  = a₀ + a₁v + a₂v² ,                                            (1.2)

где коэффициенты a₀, a₁, a₂ приведены в таблице 2.2 /метод/ и выбираются в зависимости от типа пути. Для звеньевого пути: a₀ = 1,9; a₁ = 0,01; a₂ = 0,0003.

                   w ₀ ^/  = 1,9 + 0,01*43,5 + 0,0003*43,5² = 2,902;

       

       

       Основное  удельное сопротивление движению вагонов:

                                     ,                                             (1.3)

где - соответственно доли 4 –х и 6 – и осных вагонов в составе по массе ; и - соответственно удельные сопротивления движению 4 –х и 6 –и осных вагонов.

       Доля  вагонов по массе в составе:

                                              ,                                            (1.4)

где - доля вагонов по количеству в составе; q_{бр, i} – масса брутто вагонов, т.

       Масса брутто вагонов определяется как  сумма массы тары и грузоподъемности, умноженной на коэффициент использования грузоподъемности: . Масса тары и грузоподъемность берется из таблицы 2.3 /метод/.

                                 q_бр4 = 22 + 0,81*62 = 72,22 т;

                                 q_бр6 = 37 + 0,81*90 = 109,9 т.

       По  формуле (1.4) определяем и :

                             = ; 

                             = .

       Удельное  сопротивление  определяется по формуле:

                                   = ,                                          (1.5)

       

где a, b, c, d  - коэффициенты удельного сопротивления движению грузовых вагонов; q_ос – нагрузка, приходящаяся на ось вагона, т/ось. Значения коэффициентов приведены в таблице 2.4 /метод/, для 4 –х осей a = 0,7; b = 3; c = 0,1; c = 0,0025; для 6 –и осей a = 0,7; b = 8; c = 0,1; d = 0,0025. Нагрузка на ось определяется: .

                                        , т/ось;

                                        , т/ось.

    По  формуле (1.5) определяем удельные сопротивления  движению вагонов:

                   , Н/кн;

                      , Н/кН.

    Находим основное сопротивлению движению вагонов  по формуле (1.3):

                           , Н/кН.

       Определяем  массу состава:

                          Q = , т.

       Число вагонов каждой группы определяем по формуле  :

        ; .

       Число вагонов получается дробным, оно  округляется до ближайшего целого, после чего уточняется масса поезда.

       Q_факт = q_oc4N₄ + q_oc6N₆ = 72,22*31 + 109,9*7 = 3008т.

       Полученное  значение Q_факт не должно отличатся от Q на 50 т.

       

         

       1.2.2 Проверка массы состава по условию трогания с места

       Масса состава по условию трогания с  места определяется по формуле:

                                                                           (1.6)

где F_ктр – расчетная сила тяги при трогании с места, Н; -  дополнительное сопротивление вагонов при трогании с места, Н/кН; i_рп – уклон профиля в пределах раздельного пункта.

             При трогании с места поезд испытывает дополнительное сопротивление; для площадки оно составляет:

                                                        .                                        (1.7)

                                          

                      = 1,11*0,74 + 1,1*0,26 = 1,1;

       По  формуле (1.6) вычисляем массу состава  по условию трогания с места:

                                   т.

       Q_тр > Q_факт – проверка выполняется. 

       1.2.3 Определение длины поезда

       Длину поезда определяем по формуле:

       L = L_лок + + 10 = 21 +31*15 + 7*17 + 10 = 615 м.

       В соответствии с нормами СТН –  Ц 01 – 95 /1/ примем длину приемо –  отправочных путей 850 м.

       

       

          1.3 Выбор направлений вариантов трассы и их трассирование

   Грузонапряженность на десятый год эксплуатации составляет 17 млн. ткм/км. Поэтому по таблице 1 /1/ принимаем II-ю категорию железнодорожной линии.

   Трасса  железной дороги определяет размещение дорогостоящих и, как правило, не поддающихся перемещению капитальных сооружений: земляного полотна, водопропускных труб, мостов, тоннелей, станций и др. Поэтому выбор положения трассы – одна из важнейших задач проектирования железной дороги. Она должна решаться с учетом соответствия трассы условиям будущей эксплуатации дороги и строительным требованиям

   Трасса  – линия, показывающая положение  оси железной дороги на уровне бровки земляного полотна.

   Кривые  участки дороги следует проектировать возможно больших радиусов. Радиусы кривых, которые можно использовать для железнодорожной линии II категории:

   рекомендуемые: 4000 – 2000 м;

   в трудных условиях: 1500 м;

   в особо трудных условиях: 800 м.

   Прямые  и кривые участки пути, а также смежные круговые кривые разных радиусов следует сопрягать посредством переходных кривых.

   На  линиях II категорий длины переходных кривых I, м, следует принимать из условия:

                                                                                                       (1.8)

где v_max — скорость движения, км/ч, наиболее быстроходного поезда в данной кривой, v_vax = 100 км,ч; h — возвышение наружного рельса, мм, определяемое по формуле:

                                                                                                  (1.9)

   

где v_ср — средневзвешенная квадратическая скорость, км/ч, намечаемая на десятый год эксплуатации в месте расположения кривой, v_cр = 70 км/ч; R — радиус круговой кривой, м; k — коэффициент увеличения возвышения наружного рельса, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону по отношению к оси кривой, принимаемый равным 1,0 при скоростях движения до 140 км/ч включительно.

       По  формулам (1.9) и (1.8) определяем длину переходных кривых для кривых радиусом 1200 и 800 м::

       

        мм;

   

м.

   

мм

   

м

   . Прямые вставки между начальными точками переходных кривых, а при их отсутствии — круговых кривых, следует принимать возможно большей длины, но не менее указанной в табл. 7/1/. Для линий II категории длину прямой вставки в нормальных условиях между кривыми, направленными в одну сторону - 150 м, в разные стороны – 150 м.

  Станции, разъезды и обгонные пункты, а также отдельные парки и вытяжные пути следует располагать на прямых участках пути. В трудных условиях допускается их размещать на кривых радиусом не менее 1500 м на линиях II категории.

   Длина станционных площадок на новых линиях должна устанавливаться в зависимости от полезной длины приемо-отправочных путей на перспективу, а так же типа расположения приемо-отправочных путей и быть не менее 1450м, принимаемой по таблице 8 /1/. Для промежуточной станции при поперечном расположении премо – отправочных путей и их длине 850 м примем длину раздельного пункта равной 1450 м.

   Станции, разъезды и обгонные пункты следует располагать на горизонтальной площадке.

   От  заданной станции до заданного направления  производим два варианта трассирования «Западный вариант» и «Восточний вариант» соответственно. Трассирование может быть вольным ходом (если i_мест < i_тр), а может быть и напряженным (если i_мест ≥ i_тр).

                                  

   

   Уклон трассирования принимают несколько меньшим (на поправку i_экв), чем руководящий уклон. Поправка i_экв к руководящему уклону необходима для того, чтобы учесть, что трасса будет короче, чем линия нулевых работ. Обычно для изрезанных склонов, где линия нулевых работ сильно изломана, эту поправку можно принять равной  i_экв = 0,8 – 1,0 ‰ , на ровных склонах i_экв = 0,3 – 0,5‰. Эта поправка учитывает также необходимость смягчения руководящего уклона на кривых – на изрезанных склонах кривых больше и радиусы меньше, т.е. поправка больше, поэтому смягчение должно быть большим, на ровных склонах кривых меньше и они более пологие, поэтому смягчение меньше и поправки меньше.

   Трассу  укладываем как можно ближе к  линии нулевых работ, которая  укладывается с помощью циркуля. Рассчитаем раствор циркуля:

                                             

   Откладывая  измерителем в масштабе карты  расстояние l_ц между соседними горизонталями, получаем линию нулевых работ, которая называется так потому, что если по ней провести трассу, а затем на профиль нанести проектную линию уклоном трассирования, то в точках пересечения горизонталей можно получить «нулевые» земляные работы (уклон местности равен уклону проектной линии).