Проектирование железных дорог

Проектирование железных дорог

Проектирование железных дорог представляет собой область транспортной науки, изучающую теоретические основы и практические методы инженерных изысканий и составления комплексных проектов новых и реконструкций эксплуатируемых железных дорог. Предметом науки проектирования железных дорог является выявление и изучение закономерностей влияния различных экономических, природных и технических факторов на принимаемые проектные решения, а также разработка теоретических и практических методов обеспечивающих выборов оптимальных и надежных вариантов проектов новых и реконструкций эксплуатируемых железных дорог с учетом рационального овладения заданными грузо - и пассажиропотоками.

Основные задачи транспорта – своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках; повышение экономической эффективности его работы. Обеспечить совершенствование организации эксплуатационной работы железных дорог, ремонта и содержания пути подвижного состава, значительно повысить производительность локомотивов и вагонов, средний вес грузовых вагонов.

Выбор вариантов направлений и величины руководящего уклона

 Краткая характеристика  района проектирования

Площадь:97,3 тыс. км.

Восточно-Казахстанская область расположена в восточной части республики Казахстан. Территория области занимает горный рельеф. Основную часть занимают хребты Рудного Алтая и Южного Алтая.

Климат резко континентальный, средняя температура января в равнинах и предгорьях от -17 до -190 С, в горах абсолютный минимум достигает -550 С. Лето умеренно теплое, температура июля достигает +230 С, абсолютный максимум достигает +410 С. Выпадение осадков не равномерное.

Занимает выгодное экономико-географическое положение. Крупная река – Иртыш. Долина реки Иртыш является более равнинной частью области.

Категория проектируемой железной дороги

Категория железных дорог определяется из условий:

1. В зависимости от заданной грузонапряженности на расчетные годы

2. По количеству движения  пассажирских поездов

3. От скорости движения  по перегону грузовых и пассажирских  поездов

Категорию проектируемой дороги определяем на основании исходных данных по грузонапряженности на 5 и 10 годы эксплуатации. Проектируемая железная дорога относится к II категории, так как грузонапряженность на 5 год эксплуатации более 12 млн. км/км и на 10 год – 14 млн. км/км.

Возможные варианты направлений трассирования

Трассирование железной дороги называется совокупность изыскательских процессов, выполняемых для выявления возможных вариантов трассы, определения ее положения в пространстве, инструментальной укладке трассы и геодезического закрепления ее на местности или расчерчивания на топографических картах.

Каждый вариант трассы должен обеспечить рациональное соотношение между длиной линии, объемами строительных работ, затратами на сооружение железной дороги и расходами по ее эксплуатации. При этом:

А) план и профиль каждого варианта должны соответствовать строительным нормам и правилам проектирования железных дорог данной категории;

Б) земляное полотно и все сооружения на трассе должны отвечать требованиям их устойчивости, а также условиям безопасности и бесперебойности эксплуатации проектируемой дороги.

На трассе размещаются дорогостоящие и чаще всего не поддающиеся перемещению капитальные сооружения: земляное полотно, опоры мостов, трубы, тоннели, эстакады, станции, здания. Поэтому выбор трассы должен производиться с учетом ее соответствия строительным требованиям, экономике и условиям эксплуатации, как начального этапа работы дороги, так и перспективы.

Минимальная длина проектируемой дороги была бы достигнута, если бы удалось соединить прямыми линиями ее конечные пункты, а где это требуется, и пункты обязательного захода. Однако в большинстве случаев в силу топографических и инженерно-геологических условий железную дорогу приходится отклонять от такого кратчайшего направления. И все же для предварительной ориентировки и выявления тех препятствий, которые пришлось бы преодолеть на прямом соединении, целесообразно наметить теоретически кратчайшее направление между конечными пунктами и пунктами захода проектируемой линии. Таким кратчайшим направлением является геодезическая линия – линия, определяющая на земной поверхности кратчайшее расстояние между двумя точками.

Геодезическая линия должна определяться с учетом сферичности земли. Поэтому кратчайшим расстоянием между двумя пунктами земной поверхности является дуга «большого круга», т.е. дуга, получаемая в пересечении поверхности земного шара плоскостью, проходящей через заданные точки и центр земного шара.

Если нанести геодезическую линию на карту по координатам отдельных точек, то эта кривая линия будет казаться длиннее прямой, соединяющей конечные пункты, хотя в действительности геодезическая линия короче.

На карте нанесена штрих-пунктиром геодезическая линия между опорными пунктами трассы – конечными пунктами А и Б. Длина геодезической линии составляет 11125 км.

Геодезическую линию можно использовать для предварительной общей оценки условий трассирования, выявления естественных препятствий, имеющихся на предельно спрямленном направлении.

Намечаемые варианты трассы всемерно стремятся приблизить к геодезической линии, учитывая большие эксплуатационные достоинства сокращения длины трассы. Но предварительно геодезическая линия корректируется по условиям обхода или пересечения встречающихся препятствий.

Укладка трассы в плане

При наличии магистрального хода укладка трассы в плане производится от начального пункта.

Таким начальным пунктом является ось заданной станции А в пределах станционной площадки положение трассы установлено заданным направлением главного пути.

Первый угол поворота может располагаться только за пределами станционной площадки. Он намечен с таким расчетом, чтобы от конца станционной площадки (lст /2) до его вершины было расстояние, достаточное для размещения переходной (lп /2) и тангенса круговой кривой, а также учитывалось возможное удлинение станционных путей (∆ lст /2).

Применение кривых малого радиуса должно быть обосновано технико-экономическими расчетами. При пересечении крупных водотоков для размещения мостов с безбалластной проезжей частью следует пикетировать прямые участки в плане. Мосты с устройством пути на балласте и трубы могут быть расположены на любых сочетаниях продольного профиля и плана линии.

Проектирование схематического продольного профиля трассы

При проектировании продольного профиля и плана железных дорог должно быть обеспечено:

1. соблюдение всех требований, гарантирующих безопасное и бесперебойность  движения поездов;

2. учет эксплуатационных  требований;

3. учет строительных требований  с точки зрения наиболее благоприятного  применения современных средств  механизации строительных работ, а также оптимальных сроков  сооружения линии.

Соблюдение требований экономии, т.е. достижение оптимального соотношения между затратами на строительство железной дороги и расходами на ее эксплуатацию.

Горизонтальный масштаб схематического продольного профиля должен соответствовать масштабу карты (М 1:25000), а вертикальный М 1:1000.отметки земли берут на пересечениях трассой горизонталей и на всех характерных промежуточных точках изменения рельефа местности. Для наколки отметок земли на схематическом профиле сносят отметки земли по трассе на полоску бумаги с одновременным фиксированием километровых знаков на карте и на профиле.

После наколки отметок земли наносят проектную линию. Продольный профиль линии следует проектировать элементами возможно большей длины при напряжении алгебраической разности сопрягаемых уклонов.

Элементом профиля называются участок профиля с однородным действительным уклоном. Длина элемента профиля должна быть не менее половины полезной длины ПОП. Рекомендуется проектировать продольный профиль в виде насыпи. В районах подверженных снежным заносам, следует избегать выемок и нулевых мест, минимальная высота насыпи должна быть не менее 2,5 м.