Проектирование участка новой линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Целью данного курсового проекта является проектирование участка новой линии согласно нормативно-техническим требованиям. Линия проектируется однопутной нормальной колеи. В курсовом проекте выбрано направление трассы. Исходя из особенностей района проектирования, вычислены руководящие уклоны варианта трассы. Построен вариант магистральных ходов с разными уклонами. В зависимости от грузонапряжённости определена категория дороги и нормы проектирования плана и профиля для неё. Для варианта произведен расчет на размещение раздельных пунктов, намечены бассейны водосбора и рассчитаны отверстия искусственных сооружений. Определены объёмы работ, строительная стоимость вариантов и эксплуатационные расходы.

1. Выбор направлений трассы и значений руководящего уклона

Отыскание оптимального положения в пространстве оси проектируемой железной дороги, т.е. ее трассы, представляет собой проектно - изыскательскую задачу. Для ее решения требуется совместный учет транспортно - экономических, физико - географических и инженерно - геологических условий района проектирования дороги, а также строительных и эксплуатационных факторов, определяющих тип и мощность проектируемой линии.

Трассирование железной дороги в данном случае производим камеральным путем - по топографической карте масштаба 1:50000, с нанесенным на нее рельефом местности в горизонталях.

Основанием для выбора направления являются положение опорного пункта Б и заданное направление А. Для предварительной ориентировки и выявления тех препятствий, которые пришлось бы преодолеть на прямом соединении, намечено теоретически кратчайшее направление между пунктами Б и А. Таким кратчайшим направлением является геодезическая линия - линия, определяющая на земной поверхности кратчайшее расстояние между двумя точками.

Намечаемый вариант трассы стремимся всемерно приблизить к геодезической линии, учитывая большие эксплуатационные достоинства сокращения длины трассы. Так как геодезическая линия пересекает топографические и геологические препятствия (контурные и высотные), то возникает необходимость обхода этих препятствий, либо наиболее благоприятного их пересечения.

Определяем целесообразное прохождение заданной трассы, назначаем точки обхода препятствий - фиксированные точки. Обход препятствий, как правило, приводит к удлинению трассы, но это обычно позволяет уменьшить объемы строительных работ. Пересечение же препятствий чаще всего приводит к увеличению объемов работ и стоимости линии, а иногда и к усложнению эксплуатации дороги, но зато сокращает ее длину.

Целесообразно соединяя фиксированные точки, строим воздушно - ломаные линии (ВЛЛ). Для дальнейшего проектирования выбираем один вариант ВЛЛ - наименьшей длины, по которой определяем участки подъемов и спусков трассы а также среднеестественный уклон. Затем строим магистральный ход.

2.Сравнение воздушно-ломаной линии

В начале проводим геодезическую линию между пунктами А и Б. Выявляем препятствия лежащие на пути геодезической линии и назначаем фиксированные точки.

Основанием для выбора направления являются положение опорного пункта А и заданное направление Б. В качестве фиксированных точек выбраны: точки перехода через седло между двух вершин. Через эти точки проведен вариант трассы.

По вероятному направлению воздушно-ломаной линии необходимо определить длину и средний уклон (для III категории дороги ? 20‰):

где уклоны на отдельных участках вдоль рассматриваемого воздушно-ломаного направления;

n - количество участков с одинаковым рельефом (спуск или подъем примерно одного уклона площадки) на которые разбивается воздушно-ломаное направление.

Уклон каждого участка :

где Нкон и Ннач - отметки конца и начала участка соответственно (м);

l- длина участка.

; ;

Средний уклон:

3. Построение магистральных ходов

На воздушно-ломаной линии определяем участки напряженных и вольных ходов.

-участок напряженного хода;

-участок вольного хода.

Участки вольного хода проектируют по прямой. На участках напряженного хода укладывается линия нулевых работ.

В первую очередь магистральный ход прокладывается на участках напряженного хода с помощью циркуля.

Раствор циркуля x для укладывания линии нулевых работ определится из соотношения:

где h - сечение горизонталей (10 м);

m - количество сантиметров в 1 км с учётом масштаба карты.

это уклон эквивалентный сопротивлению от кривых,

Для масштаба карты 1:50000:

При iр = 19,35‰

На напряжённом ходу линию нулевых работ удобнее укладывать от фиксируемой точки на спуск.

Степень использования руководящего уклона - это отношение длины участков напряжённого хода ко всей длине магистрального хода по рассматриваемому варианту.

=

Коэффициент развития линии л - это отношение длины магистрального хода к длине геодезической линии.

Таблица 2.1 - Сравнение магистральных ходов

Показатели	Измеритель	вариант
1.Длина геодезической линии	КМ	13,65
2.Длина магистрального хода	КМ	17,35
3.Средний уклон ВЛЛ	‰	19,35
4.Руководящий уклон	‰	16
5.Коэффициент развития линии	-	1
6.Степень использования iрук	%	1,27
7.Количество больших рек	-	0

4.Определение массы состава и длины поезда

Определение веса вагона брутто.

qбр(4)= qт(4) + qгр(4)· ?4 , т

qбр(8)= qт(8) + qгр(8)·?8 , т.

где qбр(4) и qбр(8) - вес вагонов брутто для четырёх и восьмиосных вагонов соответственно,

qгр (4) и qгр(8) - грузоподъёмность соответствующих вагонов,

4 и 8 - коэффициент использования полногрузности,

qт4 и qт8 - вес тары.

т

т.

Соотношение вагонов по весу в поезде для каждой категории вагонов:

,

где a4 и a8 - соотношение вагонов по весу в поезде,

g4 и g8 - процентное содержание вагонов в %,

Проверка: a4 + a8=1;

Расчёт осевой нагрузки.

Осевая нагрузка - масса, приходящая на ось колёсной пары.

qоi= qбр(i)/m, т

где : qoi- осевая нагрузка на ось соответствующих вагонов;

m - количество осей вагона.

qо4= 79,6/4=19,9 т ;

qо8= 162/8=20,25 т.

Определение основного удельного сопротивления вагонов.

Для определения основного сопротивления для четырехосных и восьмиосных вагонов на подшипниках скольжения, применяются формулы :

,

,

где ”o4= 1,33 и ”o8= 1,29 - основное сопротивление вагонов соответственно,

V=45 км/ч - скорость поезда, ( км/ч).

Определение средневзвешенного основного удельного сопротивления вагонного состава.

w^”_o= a₄·w^”_o4 + --a₈·w^”_o8

где _w”o4 и _w”o8 - основное сопротивление вагонов соответственно,

a4 и a8 - соотношение вагонов по весу в поезде соответственно.

Конструкционная (максимальная) скорость Vmax=110км/ч для локомотива ВЛ-15.

Расчётное значение силы тяги и скорости для локомотива ВЛ-15 : Vp= 45 км/ч, Fкр=86000 кгс.

Учётная масса локомотива в максимальном состояние для локомотива ВЛ-15 : P=285 т.

Основное удельное сопротивления для локомотива в режиме тяги:

w'o= 1,9+0,01·V+0,0003·V2.

w'o=1,9+0,01*45+0,0003*452=2,957

Масса состава Q определяется исходя из условий полного использования мощности локомотива и его тяговых качеств, а так же накопленной поездом кинетической энергии.

При движении поезда его скорость и кинетическая энергия постоянно изменяется в зависимости от профиля пути. Исключения составляют протяжённые подъёмы, на которых скорость поезда спустя некоторое время после входа на подъём становится постоянной.

Для обеспечения устойчивой работы локомотивов на тех участках, где климатические условия меняются в зависимости от времени года, расчётную массу необходимо определять для летнего и зимнего периодов.

Масса состава, рассчитанная по нормам ПТР для поездной работы, должна быть проверена в опытных поездках.

Руководящий уклон - это максимальный уклон на нашей железной дороге. Руководящий уклон - это подъём, при движении по которому скорость поезда постоянна и равна расчётно-минимальной скорости для данного локомотива. Подъём осуществляется одиночной тягой. Вес состава в этом случае определяется по формуле :

, (3.1)

где Fкр - расчётная сила тяги (75400 кгс),

P - расчётная масса локомотива (285 т),

iр - руководящий уклон (16),

w'o - основное удельное сопротивление локомотива при

Vmin=45км/ч,

w''o - основное удельное сопротивление вагонов при Vmin=45км/ч.

т

Высчитаем количество четырёхосных и восьмиосных вагонов в поезде по формулам:

,шт

Округляем значение n4 и n8 до целых таким образом, чтобы вес состава, вычисленный по этим значениям отличался не более, чем на 50 т от значения веса состава по формуле

При n4 =67 и n8=7 , то вес состава вычисляется по формуле:

Q_вн= n₄· q_бр(4)+ n₈·q_бр(8), т

Qвн= 37· 79,6+ 7·162 = 4079,2,1 т

Проверка: 4079,2- 4056,1= 23т < 50 т.

Масса грузового состава :

Q_нетто=q_гр(4)*b_4*n₄+q_гр(8)*b_8*n₈

Qнетто=60*0,6*37+125*0,96*7=2971,2 т

Полезная потребная длина приемоотправочных путей:

где Lп - длина поезда 45 м,

Lл- длина приемоотправочных путей.

Длина поезда вычисляется по формуле:

где: l4=15 и l8=20 - длина четырёхосных и восьмиосных вагонов

n4=37 и n8=7 - количество четырёхосных и восьмиосных вагонов в поезде.

Lп= 15·37+ 20·7+45+10= 750 м ,

Принимаем длину приемоотправочных путей равной 850м.

Масса грузового поезда:

M=P + Qбр

M=285+4079,2=4364,2 т.

5.Обоснование категории дороги и выбор основных норм проектирования

Приступая к выполнению работы,необходимо детально ознакомится с содержанием соответсвующих норм и технических условий проектирования железнодорожной линии. На основании исходных данных задания (грузонапряженности и размеров пассажирского движения) в состветствии со СТНЦ 01-95 устанавливают категорию дороги по нормам проектирования.

Основные нормы проектирования

№ п/п	Показатели	Ед.изм.	Значения
1	Категория дороги	-	3
2	Полезная длина приемоотправочных путей	м	850
3	Руководящий уклон	‰	16
4	Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов: рекомендуемая максимально - допустимая	%	200 200
5	Минимальная высота насыпи из условия снегозаносимости	м	0,7
6	Минимальный радиус кривых,не требующих технико-экономических обоснований	м	800
7	Минимальные вставки между смежными переходными кривыми,направленными: в одну сторону в разные стороны	м	100 75
8	Минимальное расстояние от перелома профиля до переходной кривой	м
9	Ширина основной площадки земляного полотна	м	7,3
10	Длина станционных площадок в зависимости от схемы расположения приемоотправочных путей а)станции промежуточные: продольная полупродольная поперечная б)разъезды: продольный полупродольный поперечный	м	2900 2200 1650 2450 1800 1450
11	Верхнее строение пути: тип рельсов тип шпал эпюра шпал вид балласта толщина балластного слоя под шпалы	шт/км см/см

6. Описание протрассирования варианта

При троссировании рекомендуется следущая последовательность:

а) укладывают прямые учаски плана линии с корректировкой трассы на линии нулевых работ;

б) измеряют транспортиром углы поворота, подбирается радиусы радиусы круговых кривых (СТН Ц 01-95);

в) составляют схематический профиль с предварительным нанесением проектной линии;

г) рассчитывают план линии, наносятся круговые кривые на профиль;

д) производят расчет и подбор искусственных сооружений, их расстановку на профиле, определяют минимальную потребную высоту насыпи;

е) окончательно укладывают проектную линию с обеспечением всех требуемых условий,подсчитывают проектные отметки.

Подбор радиусов круговых кривых производят с помощью шаблонов. Элементы кривых, тантенс (Т), кривую (К) определяют по формулам:

Т= R*tg(a^_/2)--;--------К=--R*a⁰/57,3

где a0- угол поворота в градусах;

R - радиус кривой в метрах.

Данные о кривых заносим в ведомость плана линии (табл. 2).

Таблица 2

Ведомость плана линии

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1
2
3
4
5

После нанесения проектной линии на профиле подсчитывают по уклону и расстоянию проектные отметки на характерные точках и определяют рабочие отметки как разность между проектными отметками и отметками земли. Проектные и рабочие отметки выписывают на схематическом профиле.

7. Определение объемов земляных работ

1.Расчет проектных отметок (во всех характерных точках - точки перелома проектной линии и точки перелома земли).

2.Рабочие отметки:

Если - насыпь,

Если - выемка.

Для определения объемов земляных работ весь профиль разбиваем на массивы, находим длины участков, средние рабочие отметки и результаты заносим в таблицу.

Таблица 4 - Объемы земляных работ по второму варианту трассы

№ п/п	насыпь	выемка
	Граница участка, начало км	Граница участка, конец км	Средняя рабочая отметка,м	Объем земляных работ, тыс.м3	Граница участка, начало км	Граница участка, конец км	Средняя рабочая отметка,м	Объем земляных работ, тыс.м3
1	-	-	-	-	0	0,5	0,5	3,2
2	-	-	-	-	0,5	1,0	0,5	3,2
3	-	-	-	-	1,0	1,5	0,5	3,2
4	-	-	-	-	1,5	1,65	0,5	3,2
5	1,65	2,0	2,5	9,66	-	-	-	-
6	2,0	2,4	6,5	43,84	-	-	-	-
7	2,4	2,6	6,5	21,92	-	-	-	-
8	2,6	2,85	2,5	6,9	-	-	-	-
9	2,85	3,0	1	1,38	-	-	-	-
10	-	-	-	-	3,0	3,45	0,5	2,88
11	-	-	-	-	4,45	3,7	2,0	7,075
12	-	-	-	-	3,7	4,0	2,5	11,13
13	-	-	-	-	4,0	4,1	2,0	2,83
14	-	-	-	-	4,1	4,5	1,0	5,16
15	-	-	-	-	4,5	5,0	0	0
16	-	-	-	-	5,0	5,5	1,0	6,45
17	-	-	-	-	5,5	5,8	4,5	23,91
18	-	-	-	-	5,8	6,0	8	36,62
19	-	-	-	-	6,0	6,3	9	65,82
20	-	-	-	-	6,3	6,7	8,5	80,36
21	-	-	-	-	6,7	7,0	4,0	20,37
22	7,0	7,1	1,5	1,46	-	-	-	-
23	7,1	7,4	4,0	15,81	-	-	-	-
24	7,4	7,6	8,5	34,04	-	-	-	-
25	7,6	8,0	6,5	43,84	-	-	-	-
26	8,0	8,3	3,5	13,05	-	-	-	-
27	8,3	8,55	2	5,175	-	-	-	-
28	8,55	9,0	0,5	2,025	-	-	-	-
29	9,0	9,3	0	0	-	-	-	-
30	9,3	9,6	0	0	-	-	-	-
31	-	-	-	-	9,6	10,0	0,5	2,56
32	10,0	10,5	1,0	4,6
33	10,5	11,0	2,0	10,35
34	11,0	11,5	1,0	4,6
35					11,5	12,0	1,5	10,15
36					12,0	12,4	3,5	22,72
37					12,4	12,8	4,5	31,88
38					12,8	13,0	4,5	15,94
39					13,0	13,3	4,5	23,91
40					13,3	13,69	3,0	18,174
41					13,69	14,0	1,0	3,99
42	14,0	14,3	2,5	8,28
43	14,3	14,8	7,0	61,75
44	14,8	15,0	8,5	34,04
45	15,0	15,3	7,5	32,88
46	15,3	15,55	2,5	6,9
47					15,55	16,0	0	0
48					16,0	16,5	0	0
49					16,5	17,0	2,5	18,55
50					17,0	17,5	6,5	67,15
				У=206,68				У=613,918

,

.

8. Расчет и размещение водопропускных сооружений

Для пропуска ливневого стока и талой воды через земполотно необходимо устройство водопропускных сооружений. Расход для бассейнов определяется по модулю стока. В качестве характерного бассейна принимаем

- для нашего варианта ()

Площади бассейнов

;

;

Район ливневого стока , группа климатического района .

В зависимости от района ливневого стока и группы климатического района определяем расчетный расход по номограмме ливневых стоков для периода раз в

9. Расчет и размещение ИССО

1.Намечаем границы бассейнов

2.Определяем лог

3.Намечаем место расположения ИССО

4.Сопоставляем место расположения на карте и на профиле

Подбор ИССО

1.Определяем площади бассейнов (по палетке или по площади элементарных фигур)

;

;

2.Выбираем один характерный бассейн (Sб<10 км2)

Выбираем бассейн 2 - площадью 5,62 км2

3.Определяем для характерного бассейна уклон лога

,

где верхняя и нижняя отметка лога; длина лога.

Наш вариант:

4.Определяем расчетный расход для характерного бассейна (по монограмме ливневых стоков в зависимости от района проектирования).

Для Хабаровской области: № ливневого района - 10;

Группа климатического района - 1.

наш вариант: Q1%расч=55м3/с

Подбор ИССО производится по расчетному расходу, а по максимальному расходу определяется неподтопляемость бровки земляного полотна.

Q2%расч= Q1%расч*kл

k - поправочный коэффициент, учитывающий 2-х % расход (k=0,88 - для глинистых грунтов).

Q2%расч=55*0,88=48,4 м3/с

10.Расход воды во всех остальных бассейнах

Модуль стока:

, м3/км2

трасса линия воздушный поезд

Расчетный расход для каждого бассейна:

м3/км2

м3/с

м3/с

м3/с

Подбор искусственных сооружений удобно вести в табличной форме.

Таблица - Подбор ИССО по первому варианту

Место положение ИССО	Расчетные данные	Табличные данные	Стоимость, тыс. руб
№ бассейна	км	Высота насыпи	Площадь лога	Расчетный расход	Тип водотока	Вид ИССО	Размер отверстия, м	Пропускной расход	Количество очков	Наименьшая высота насыпи
1	2	8,0	26,0	233,9	Сухой лог	БПТЖБП	6,0		78,0	3	4,82	85,6
2	7	10,0	5,62	48,38	Сухой лог	ПЖБТ	4,0х2,5	Норм.	28,0	2	3,05	38,2
3	11	2,0	9,37	80,67	Сухой лог	ПЖБТ	4,0х2,5	Норм.	28,0	3	3,05	24,0
	?=147,8

11.Размещение раздельных пунктов

Раздельные пункты размещаем с учётом остановочного скрещивания поездов:

,

где nгр- количество грузовых поездов,

Г10- грузооборот на 10-й год эксплуатации, принимается по заданию Г10=12,3 ;

гнеравн- коэффициент неравномерности перевозок, принимаю гнеравн = 1,1;

Qнетто- масса поезда нетто принимаем по тяговым расчетам,

,

где Еп - коэффициент съема для пассажирских поездов, принимаю Еп=1,3;

ппасс - число пассажирских поездов на 10 год эксплуатации

Определяем период графика движения поездов:

Чистое время хода:

,

где - время на разгон и замедление, мин;

- межстанционные интервалы, мин ; (зависит от типа блокировки)

Вычисляем время хода поезда по профилю в табличной форме:

Таблица 8.1 - Вариант 1

№ элемента	элемента, км	i туда, ‰	iобрано, ‰	tтуда, мин.	t обратно, мин.	t туда+tобр мин	(tтуда+tобр)*эл	Время хода
1	1,65	0	0	0,57	0,5	1,14	1,88	1,88
2	1,35	5,5	5,5	0,91	0,55	1,46	1,971	3,85
3	2,0	13,7	13,7	1,179	0,55	1,729	3,458	7,308
4	2,0	16	16	1,28	0,55	1,83	3,66	10,968
5	2,6	12,3	12,3	1,137	0,55	1,687	4,38	15,35
6	1,9	0,5	0,5	0,719	0,55	0,395	0,75	16,10
7	2,5	8	8	1,0	0,55	1,55	3,87	19,97
8	1,55	0	0	0,675	0,55	1,225	1,89	21,86
9	0,95	10,5	10,5	1,09	0,55	1,64	1,476	23,336
10	1,0	0	0	0,63	0,55	1,18	1,18	24,516
								?24,47

=

Условие выполняется, поэтому в моем курсовом проекте раздельные пункты устраивается.

12. Определение строительной стоимости по вариантам

Строительная стоимость по варианту определяется:

,

где - стоимость земляных работ;

- стоимость искусственных сооружений;

- стоимость постоянных устройств;

kp - районный коэффициент ( kp=1,15)

Стоимость земляных работ:

,

где - средневзвешенная единичная стоимость 1 м3 земляных работ, зависит от группы сложности (зависит от объема земляных работ), руб/м3;

- общий объём земляных работ.

Стоимость искусственных сооружений определяется по таблице «Ведомость ИССО»:

,

где L- длина моста,

С - стоимость строительства 1 п.м. моста, тыс.руб.(зависит от № территориального района).

Стоимость постоянных устройств:

,

где Lвар.- длина трассы,

стоимость 1 км постоянных устройств, зависит от вида тяги, группы сложности строительства, типа верхнего строения ж.д. пути.

Т.к. тыс.м3,

то группа сложности > руб./м3

тыс.руб.

= 6,7+14,8+84,9+26,2+11,5+5,0+4+70=223,1тыс. руб.

Определение эксплуатационных затрат

Расчет эксплуатационных затрат производим по методу показателя трассы.

Эксплуатационные расходы: ,

где - расходы по передвижению поездов;

- расходы по содержанию постоянных устройств.

Расходы по передвижению поездов Эдв. вычисляют в следующем порядке:

Эдв=(Rм*p+ (q\в)*tx)365nпр руб/год

Rм=82,45 ткм -- механическая работа локомотива на 1 пару поедов;

tx=0,24 ч - время хода поезда по участку туда и обратно;

p и q -- стоимость единицы механической работы и одного часа эксплуатации линии принимаем p=0,0577 и q=4,88;

в=1- 0,009(nгр + 2nпасс),

где nгр =24-- число пар грузовых поездов в сутки в грузовом направлении на 10-й год эксплуатации;

nпасс=3 число пар пассажирских поездов в сутки в грузовом направлении на тот же год эксплуатации;

в=0,73

Общее приведенное число пар грузовых поездов определяется по формуле:

nпр=nгр+зnпасс,

где з=0,1+ 1800/(Р + Qбр)=0,1+ 1800/(285+4079,2)=0,51

Расходы по содержанию постоянных устройств определяются поформуле:

ЭПУ=а*L+b*NПР;

где L -длина проектируемого участка ,км;

NПР -- число раздельных пунктов;

a,b -- расходные ставки;

Эпу=3670*17,5+10300*1=74525тыс.руб

Эдв=59211,97 тыс руб

Тогда Э= 59211,97+74525=133736,97 тыс. руб.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Асадченко Н.О. Проектирование участка новой железнодорожной линии: Учебно-методическое пособие, Екатеринбург, 2005.

2. Горинов А.В., Кантор И.И. и др. Изыскания и проектирование железных

дорог: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1979. 319 с. - Т.I.

3. Кантор И.И., Пауль В.П. Основы проектирования и постройки железных дорог: Изд. 2-е, перераб. и доп.: Учебник для техникумов ж.-д. транспорта.- М., Транспорт, 1977. 231 с.

Размещено на Allbest.ru