Проект реконструкции железнодорожной линии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Анализ овладения перевозками

1.1 Общие положения

Реконструкция существующих железнодорожных линий проводится для увеличения пропускной и провозной способности дорог. С этой целью вводят в обращение более мощные локомотивы, удлиняют приёмоотправочные пути на раздельных пунктах, электрифицируют линии, строят вторые главные пути, открывают дополнительные разъезды, вводят скоростное движение и др.

Рост потребностей хозяйства страны и населения в перевозках требует непрерывного увеличения мощности эксплуатируемых железных дорог, бесперебойность работы которых возможна при наличии определённых резервов пропускной и провозной способности железных дорог

Для определения мощности существующих сооружений и устройств железной дороги и обоснования необходимости этапного увеличения её пропускной и провозной способности при различных средствах технического оснащения и способах организации движения поездов на текущий период и на перспективу производится анализ овладения перевозками.

Анализ овладения перевозками выполняется на основе данных экономического и технического обследования существующей линии и включает в себя расчёты пропускной и провозной способности железной дороги при различных технических состояниях, построение графика овладения перевозками и технико - экономическое сравнение намеченных путей этапного увеличения мощности существующей железной дороги.

Исходной информацией являются прогнозируемые объёмы грузовых перевозок на расчётные годы эксплуатации, а также данные о техническом состоянии рассматриваемой линии, представленные в задании на проектирование.

1.2 Характеристика технического состояния участка существующей железнодорожной линии

Техническое состояние эксплуатируемой железной дороги характеризуется комплексом существующих постоянных устройств и сооружений, средствами технического оснащения и способами организации движения поездов.

К основным характеристикам технического состояния, влияющим на величину провозной способности заданного участка железной дороги, относят: число главных путей, руководящий уклон, полезную длину приёмо-отправочных путей, вид тяги и серию локомотива, число секций локомотива, тип вагонов, устройства СЦБ и связи, тип графика движения поездов.

Также железная дорога характеризуется протяжённостью, категорией, числом раздельных пунктов, длиной перегонов.

1.3 Установление массы грузового поезда и длины приёмо-отправочных путей на раздельных пунктах

Провозная способность дороги в большой степени зависит от массы состава грузовых поездов, обращающихся на линии.

Длина поезда для заданной серии эксплуатируемого локомотива расчитывается по формуле

, (1.1)

где n_i - количество вагонов i-го типа; l_i - длина вагона i-го типа; l_л - длина локомотива, м; 10 - допуск на установку поезда в пределах полезной длины приёмо-отправочных путей, м.

По длине поезда устанавливается стандартная длина приёмо-отправочных путей L_по ( 850 м, 1050 м,1700 м, 2100 м).

- для локомотива ТЭ10 Q_бр = 2210т. Q_н=1547т

- для локомотива 2ТЭ10 Q_бр = 4420 т. Q_н=3094т

- для локомотива ВЛ80^К Q_бр = 4500 т. Q_н=3150т

- для ТЭ10 - L_по=850м

- для ВЛ80^К - L_по=1050м

- для 2ТЭ10 - L_по=1050м

1.4 Определение времени хода по перегону

Аналитические расчеты пропускной и провозной способности производятся по перегону, ограничивающему пропускную способность всего участка эксплуатируемой линии.

При реконструкции железных дорог это перегон с наибольшей суммой времён хода чётного и нечётного поездов.

В условиях курсового проектирования для расчетов пропускной и провозной способности железной дороги теоретически задаются расчётным перегоном, который имеет вид затяжного руководящего уклона, ограниченного с двух сторон площадками раздельных пунктов (рис.1. 1.).

Разъезд А. Разъезд Б.

0	iрук=9‰ 15700	0
1100		1000

Рис. 1.1. Продольный профиль расчётного перегона

Время хода поезда туда и обратно в минутах по расчётному перегону равно:

- Для ТЭ10

- Для ВЛ80^К

- Для 2ТЭ10

мин

1.5 Определение пропускной и провозной способности железной дороги

Для установления мощности существующего технического состояния железнодорожной линии и обоснования необходимости реконструкции в связи с ростом грузонапряжённости определяют возможную пропускную и возможную провозную способность железной дороги.

В общем случае принято считать, что возможная пропускная способность железнодорожного участка по перегонам определяется максимальным числом грузовых поездов (пар поездов) установленного веса и длины, а возможная провозная способность - количеством тонн груза, которое может быть пропущено или перевезено по участку в единицу времени (сутки, час) при данной технической оснащённости и принятого способа организации движения поездов.

Расчёты пропускной и провозной способности участка выполняют для всех принятых к рассмотрению технических состояний дороги, включая существующее.

Назначая технические состояния железной дороги, следует ориентироваться в первую очередь на изменение типа графика движения поездов, числа секций и серии локомотива, вида тяги.

Повышение мощности дороги может осуществляться в такой последовательности:

а) изменение графика движения поездов;

б)смена локомотива на более мощный;

в) изменение способа организации движения поездов;

г) применение усиленной тяги;

д) электрификация дороги;

е)частичная укладка второго пути;

ж) строительство сплошных вторых путей.

Для сокращения объёма однотипных расчетов в учебном проекте могут быть допущены некоторые ограничения:

а) рассматривается два типа локомотива;

б) в качестве средств СЦБ для последующих технических состояний дороги принимается автоблокировка;

в) частичная укладка второго пути предусматривается на половине длины перегонов для организации безостановочного скрещения поездов.

Возможная пропускная способность железной дороги зависит от числа главных путей, способа организации движения поездов (принятого типа графика движения), времени хода поездов по перегону, станционных и межпоездных интервалов.

Время хода поезда по перегонам устанавливается тяговыми расчётами. Станционные интервалы определяются временем, необходимым для приёма, отправления или пропуска поездов через раздельный пункт (станцию,разъезд).

Возможная провозная способность линии зависит от величины пропускной способности по грузовому движению и средней массы поезда нетто.

Периодом графика на однопутных участках называется время занятия перегона группой поездов.

Периодом графика двухпутного участка, оборудованного автоблокировкой, является расчётный интервал между поездами в пакете (пакет - два или более поезда, следующих друг за другом, разграниченные проходными сигналами). Расчёт пропускной способности линии производят по расчётному перегону.

Порядок расчетов пропускной и провозной способности участка:

1. Определение периода графика движения поездов ( Т_пер ) в мин:

а) для однопутной линии с парным непакетным графиком при остановочном скрещении поездов на раздельных пунктах

Т _{пер (нп)} = t_т + t_o + 2 + t_рз, (1.6)

где t_т + t_o - время хода в чётном и нечётном направлениях по расчётному перегону,м; 2 - станционные интервалы на приём и отправление поездов на разъездах, мин; t_рз - время на разгон и замедление, мин

б) при организации парного частично-пакетного графика ( при двух поездах в пакете и коэффициенте пакетности·_n ? 0,67), т.е. когда часть поездов идёт разрозненно, а часть - в пакетах

Т _{пер (чп)} = (Т _{пер ( нп)} + I) · 2 (1.7)

где I - расчётный межпоездной интервал между поездами в пакете в нечётном и чётном направлениях, принимаемый равным 8 мин при электрической тяге и 10 мин при тепловозной тяге;

г) при частично-безостановочном скрещении поездов на перегонах при частичной укладке второго пути на перегонах общей длиной, равной 50% от эксплуатационной длины линии

T _{пер бо(2х)} = (t_т + t_о) / 2 (1.9)

д) для двухпутной линии с автоблокировкой

Т _{пер II} = I (1.10)

где I - расчётный межпоездной интервал в пакете, мин.

Расчет для локомотивов ТЭ10 и 2ТЭ10.

Т^п/а _пер(нп)=52+6+3=61 мин

Т^а/б _пер(нп)=52+4+3=59 мин

Т^а/б _пер(чп)=(59+10)*2=138 мин

Т^а/б _{пер(2пв)}=52/2=26мин

Т^а/б _пер(2п)=10 мин

Расчет для локомотива ВЛ80^К.

Т^а/б _пер(нп)=33+4+3=40 мин

Т^а/б _пер(чп)=(40+8)*2=96 мин

Т^а/б _{пер(2пв)}=33/2=17мин

Т^а/б _пер(2п)=8 мин

2. Определение максимально возможной пропускной способности перегонов N_max в парах поездов в сутки в зависимости от типа графика движения поездов

Для однопутной линии с парным непакетным графиком при остановочном скрещении поездов на раздельных пунктах, при безостановочном скрещении поездов на раздельных пунктах, при частично-безостановочном скрещении поездов на перегонах при частичной укладке второго пути на перегонах общей длиной, равной 50% от эксплуатационной длины линии, для двухпутной линии с автоблокировкой:

, (1.11)

где t_техн. - продолжительность технологического «окна»: для однопутных линий t_техн.= 60 мин, для вторых путей и перегонов с частичной укладкой второго пути t_техн.=120 мин; _н - нормативный коэффициент надёжности работы технических устройств: для однопутных линий _н = 0,96; для вторых путей и перегонов с частичной укладкой второго пути _н = 0,93; Т_пер - период графика движения поездов, мин, полученный по формулам 1.6, 1.8, 1.9, 1.10 соответственно.

Для парного частично-пакетного графика ( при двух поездах в пакете и коэффициенте пакетности ·_n ? 0,67 ) максимально возможная пропускная способность перегонов N_max в парах поездов в сутки определяется по формуле:

, (1.12)

где t_техн. - продолжительность технологического «окна» для однопутной линии (t_техн.= 60 мин);

_н - нормативный коэффициент надёжности работы технических устройств (_н = 0,96);

_n - коэффициент пакетности, равный отношению числа поездов, следующих в пакете, к общему числу поездов (·_n ? 0,67);

Технологическим «окном» называют промежуток времени графика движения поездов для выполнения работ по текущему содержанию и ремонту устройств пути, контактной сети, сигнализации и блокировки.

Нормативный коэффициент надёжности _н введён для учёта потерь времени, связанных с отказами в работе постоянных технических устройств дороги.

Расчет для локомотивов ТЭ10 и 2ТЭ10.

N^п/а _max(нп)= (1440-60)*0,96/61=22

N^а/б _max(нп)= (1440-60)*0,96/59=23

N^а/б _max(чп)=2* (1440-60)*0,96/(2-0,67)*59+2*10*0,67=29

N^а/б _max(2пв)= (1440-120)*0,93/26=47

N^а/б _max(2п)= (1440-120)*0,93/10=123

Расчет для локомотива ВЛ80^К.

N^а/б _max(нп)= (1440-60)*0,96/40=33

N^а/б _max(чп)=2* (1440-60)*0,96/(2-0,67)*40+2*8*0,67=41

N^а/б _max(2пв)= (1440-120)*0,93/17=72

N^а/б _max(2п)= (1440-120)*0,93/8=153

3. Расчёт возможной пропускной способности участка по грузовому движению (N_гр) на расчётные годы

Определяется число грузовых поездов на расчётные годы с учётом съёма с графика грузовых поездов поездами других категорий

N_{гр 2,5,10,15} = г N_max -_пс · N_пс (1.13)

где г - коэффициент заполнения пропускной способности участков по перегонам: на однопутных линиях г = 0,85, на участках с частичной укладкой второго пути г = 0,87, на двухпутных линиях г = 0,91; _пс - коэффициенты съёма, показывающие сколько пар грузовых поездов снимает одна пара пассажирских и сборных поездов.

Расчет для локомотивов ТЭ10 и 2ТЭ10.

1. N^п/а_гр2(нп)=0,85*22-1,7*1=17

N^п/а_гр5(нп)=15

N^п/а_гр10(нп)=14

N^п/а_гр15(нп)=12

2. N^а/б_гр2(нп)=0,85*23-1,2*1=18

N^а/б_гр5(нп)=17

N^а/б_гр10(нп)=16

N^а/б_гр15(нп)=15

3. N^а/б_гр2(чп)=0,85*29-1,2*1=23

N^а/б_гр5(чп)=22

N^а/б_гр10(чп)=21

N^а/б_гр15(чп)=20

4. N^а/б_гр2(2пв)=0,87*47-1,4*1=39

N^а/б_гр5(2пв)=38

N^а/б_{гр10(2пв)}=37

N^а/б_{гр15(2пв)}=35

5. N^а/б_гр2(2п)=0,91*123-1,7*1=110

N^а/б_гр5(2п)=108

N^а/б_гр10(2п)=107

N^а/б_гр15(2п)=105

Расчет для локомотива ВЛ80^К.

1. N^а/б_гр2(нп)=0,85*33-1,2*1=27

N^а/б_гр5(нп)=26

N^а/б_гр10(нп)=24

N^а/б_гр15(нп)=23

2. N^а/б_гр2(чп)=0,85*41-1,2*1=34

N^а/б_гр5(чп)=32

N^а/б_гр10(чп)=31

N^а/б_гр15(чп)=30

3. N^а/б_гр2(2пв)=0,87*72-1,4*1=61

N^а/б_гр5(2пв)=60

N^а/б_{гр10(2пв)}=58

N^а/б_{гр15(2пв)}=57

4. N^а/б_гр2(2п)=0,91*153-1,7*1=137

N^а/б_гр5(2п)=136

N^а/б_гр10(2п)=134

N^а/б_гр15(2п)=132

4. Определение провозной способности (Г) одного грузового поезда в год, млн т, при рассматриваемых сериях локомотивов:

, (1.14)

где Q_н - средняя масса поезда нетто, т, равная 0,7 Q_бр; - коэффициент внутригодичной неравномерности перевозок (1,10 - 1,15) (большая величина принимается при преобладании грузов, имеющих сезонный характер).

Расчет для локомотивов ТЭ10,2ТЭ10 и ВЛ80^К.

Г_ТЭ10=365*1547*10^-6/1,1=0,5

Г _2ТЭ1010=365*3885*10^-6/1,1=1,3

5. Определение возможной провозной способности по грузовому движению в грузовом направлении на расчётные годы эксплуатации, млн т, нетто в год:

Г_{возм 2,5,10,15} = Г • N_{гр 2,5,10,15} (1.15)

Расчет для локомотива ТЭ10.

1. Г ^п/а_{В 2 (нп)}=0,5*17=8,5

Г ^п/а_{В 5 (нп)}=7,5

Г ^п/а_{В 10 (нп)}=7

Г ^п/а_{В 10 (нп)}=6

2. Г ^а/б_{В 2 (нп)}=0,5*18=9

Г ^а/б_{В 5 (нп)}=8,5

Г ^а/б_{В 10 (нп)}=8

Г ^а/б_{В 10 (нп)}=7,5

3. Г ^а/б_{В 2 (чп)}=0,5*23=11,5

Г ^а/б_{В 5 (чп)}=11

Г ^а/б_{В 10 (чп)}=10,5

Г ^а/б_{В 10 (чп)}=10

4. Г ^а/б_{В 2 (2пв)}=0,5*39=19,5

Г ^а/б_{В 5 (2пв)}=19

Г ^а/б_{В 10 (2пв)}=18,5

Г ^а/б_{В 10 (2пв)}=17,5

5. Г ^а/б_{В 2 (2п)}=0,5*110=55

Г ^а/б_{В 5 (2п)}=54

Г ^а/б_{В 10 (2п)}=53,5

Г ^а/б_{В 10 (2п)}=52,5

Расчет для локомотива 2ТЭ10.

1. Г ^а/б_{В 2 (нп)}=1,3*18=23,4

Г ^а/б_{В 5 (нп)}=22,1

Г ^а/б_{В 10 (нп)}=20,8

Г ^а/б_{В 10 (нп)}=19,5

2. Г ^а/б_{В 2 (чп)}=1,3*23=30

Г ^а/б_{В 5 (чп)}=28,6

Г ^а/б_{В 10 (чп)}=27,3

Г ^а/б_{В 10 (чп)}=26

3. Г ^а/б_{В 2 (2пв)}=1,3*39=50,7

Г ^а/б_{В 5 (2пв)}=49,4

Г ^а/б_{В 10 (2пв)}=48,1

Г ^а/б_{В 10 (2пв)}=45,5

4. Г ^а/б_{В 2 (2п)}=1,3*110=143

Г ^а/б_{В 5 (2п)}=140,4

Г ^а/б_{В 10 (2п)}=139,1

Г ^а/б_{В 10 (2п)}=136,5

Расчет для локомотива ВЛ80^К.

1. Г ^а/б_{В 2 (нп)}=1*27=27

Г ^а/б_{В 5 (нп)}=26

Г ^а/б_{В 10 (нп)}=24

Г ^а/б_{В 10 (нп)}=23

2. Г ^а/б_{В 2 (чп)}=1*34=34

Г ^а/б_{В 5 (чп)}=32

Г ^а/б_{В 10 (чп)}=31

Г ^а/б_{В 10 (чп)}=30

3. Г ^а/б_{В 2 (2пв)}=1*61=61

Г ^а/б_{В 5 (2пв)}=60

Г ^а/б_{В 10 (2пв)}=58

Г ^а/б_{В 10 (2пв)}=57

4. Г ^а/б_{В 2 (2п)}=1*137=137

Г ^а/б_{В 5 (2п)}=136

Г ^а/б_{В 10 (2п)}=134

Г ^а/б_{В 10 (2п)}=132

Все расчеты внесены в таблицу №1 “ Расчёты пропускной и провозной способности”

Таблица№1

«Расчеты пропускной и провозной способности»

Номер технического состояния дороги	Тип локомо-тива	Число главных путей	Систем устройств СЦБ	Тип графика	Период графика, Т, мин	Максимальная пропускная способность Nmax, пп/сут	Пропускная способность в грузовых поездах на расчетные сроки Nгр, пп/сутки	Масса поезда	Провозная способность одного поезда, год г, млн т/год	Возможная провозная способность на расчетные сроки Гв=г Nгр, млн т/год
							2-й год	5-й год	10-й год	15-й год	брут Qбр, т	нетт Qн, т		2-й год	5-й год	10-й год	15-й год
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	ТЭ10	1	п/а	нп	61	22	17	15	14	12	2210	1547	0,5	8,5	7,5	7	6
2	ТЭ10	1	а/б	нп	59	23	18	17	16	15	2210	1547	0,5	9	8,5	8	7,5
3	ТЭ10	1	а/б	чп	138	29	23	22	21	20	2210	1547	0,5	11,5	11	10,5	10
4	ТЭ10	1	а/б	2хпв	26	47	39	38	37	35	2210	1547	0,5	19,5	19	18,5	17,5
5	ТЭ10	2	а/б	2п	10	123	110	108	107	105	2210	1547	0,5	55	54	53,5	52,5
6	ВЛ80к	1	а/б	нп	40	33	27	26	24	23	4500	3150	1	27	26	24	23
7	ВЛ80к	1	а/б	чп	96	41	34	32	31	30	4500	3150	1	34	32	31	30
8	ВЛ80к	1	а/б	2хпв	17	72	61	60	58	57	4500	3150	1	61	60	58	57
9	ВЛ80к	2	а/б	2п	8	153	137	136	134	132	4500	3150	1	137	136	134	132
10	2ТЭ10	1	а/б	нп	59	23	18	17	16	15	5550	3875	1,3	23,4	22,1	20,8	19,5
11	2ТЭ10	1	а/б	чп	138	29	23	22	21	20	5550	3875	1,3	30	28,6	27,3	26
12	2ТЭ10	1	а/б	2хпв	26	47	39	38	37	35	5550	3875	1,3	50,7	49,4	48,1	45,5
13	2ТЭ10	2	а/б	2п	10	123	110	108	107	105	5550	3875	1,3	143	140,4	139,1	136,5

1.6 Построение графика овладения перевозками и выбор варианта этапного увеличения мощности существующей железнодорожной линии

Весь комплекс расчётов, связанных с назначением технических состояний, определением возможной провозной способности эксплуатируемой линии и выбором варианта этапного увеличения мощности на основе технико-экономического сравнения, называется анализом овладения перевозками.

График овладения перевозками позволяет определить резервы мощности железной дороги при любом техническом состоянии линии.

Для выявления резерва мощности участка дороги необходимо сравнить возможную провозную способность Г_возм с потребной провозной способностью дороги Г_п на текущий год эксплуатации линии. Соотношение Г_возм > Г_п свидетельствует о наличии резерва мощности данного технического состояния.

Последовательное изменение технических состояний дороги во времени называется схемой (вариантом) овладения перевозками.

На графике овладения перевозками намечают схемы возможного первоначального и последующего технического вооружения линии и выбирают не менее двух конкурентных вариантов (схем) для технико-экономического сравнения.

При назначении вариантов (схем) овладения перевозками дороги необходимо учесть приведённые ниже рекомендации:

Не следует сразу вводить капиталоёмкие мероприятия, имеющие большой резерв пропускной и провозной способности. Сначала необходимо использовать те мероприятия, которые сравнительно легко осуществляются и не требуют больших капиталовложений. Введение мероприятий с большими капиталовложениями следует по возможности отдалять во времени.

Последовательность и реальность вводимых мероприятий, должна быть такой, чтобы введение каждого последующего мероприятия не вызывало бросовых капиталовложений (например, не следует переходить с большей весовой нормы на меньшую, нельзя после электрификации возвращаться к тепловозной тяге или после организации частично - пакетного графика возвращаться к непакетному).

Частота введения реконструируемых мероприятий, т.е. сроки между мероприятиями должны быть достаточными не только для осуществления проектируемого мероприятия, но и для нормальной работы дороги при осуществлении переустройства, т.е. не менее трёх - пяти лет без перехода на следующий этап.

Выбор наиболее рационального варианта увеличения мощности железной дороги устанавливается на основе их технико-экономического сравнения.

1.7 Технико-экономические расчёты при реконструкции железных дорог

1.7.1 Общие положения

В соответствии с общей методикой определения эффективности капиталовложений сравнение вариантов с этапными затратамипроизводится по сумме приведённых строительно-эксплуатационных расходов Э за период сравнения вариантов

, (1.16)

где К_ij - капитальные вложения, необходимые для перехода дороги из технического состояния i в техническое состояние j;

t - текущий год эксплуатации железной дороги;

m - число технических соcтояний в данном варианте;

с(t) - ежегодные эксплуатационные расходы;

_н, _к - начальный и конечный сроки эксплуатации дороги при данном техническом состоянии;

з_t - коэффициент дисконтирования затрат, з_t = 1/(1 + Е)^t;

Е - норма дисконта, принимаемая на железнодорожном транспорте равной 0,1.

1.7.2 Определение капитальных вложений

1.7.2.1 Капиталовложения в постоянные устройства

Увеличение провозной способности железной дороги связано с осуществлением единовременных затрат на реконструкцию существующего участка. В учебных целях рекомендуется проведение следующих реконструктивных мероприятий:

? удлинение приёмо-отправочных путей при увеличении массы грузовых поездов;

? замена устройств СЦБ и связи на более совершенные;

? сооружение дополнительных приёмо-отправочных путей на раздельных пунктах для организации частично-пакетного графика движения поездов;

?этапное сооружение второго главного пути;

? электрификация железной дороги и др.

Удлинение приёмо-отправочных путей на раздельных пунктах при увеличении массы поезда. Увеличение массы грузовых поездов при введении более мощных локомотивов или дополнительных секций влечёт за собой удлинение приёмо-отправочных путей. Для этого потребуется разборка существующих стрелочных переводов, удлинение земляного полотна, укладка верхнего строения пути и стрелочных переводов, выполнение работ по устройству СЦБ и связи.

Общая стоимость удлинения приёмо-отправочных путей К_удл на реконструируемой железной дороге при увеличении массы поезда составит:

К_удл = k_удл · n_рп · n_по, (1.17 )

где k_удл - средняя стоимость удлинения одного приёмо-отправочного пути на раздельном пункте в диапазоне изменения L_по (прил.1, табл.6 );

n_по - число удлиняемых путей на раздельном пункте;

n_рп - число раздельных пунктов.

Число раздельных пунктов равно

, (1.18)

где L_уч - длина реконструируемого участка, м;

L _ср - средняя длина перегона, м.

Замена устройств связи и СЦБ. Затраты К_а на замену полуавтоматической блокировки на автоматическую, позволяющую сократить станционные интервалы и обеспечить переход к частично -пакетному и пакетному графикам движения поездов, приближённо можно определить:

К_а = к_а · L_уч, (1.19)

где к_а - стоимость строительства автоблокировки ( прил.1, табл.6 )

Сооружение дополнительных путей на разъездах для организации частично-пакетного графика движения поездов. Частично-пакетный график можно ввести на линиях, оборудованных автоблокировкой при достаточном числе путей для скрещения пакетов поездов. Число дополнительных станционных путей зависит от коэффициента пакетности _n. Капитальные вложения, необходимые для введения частично-пакетного графика К_чп включают затраты К_а на сооружение автоблокировки и К_п дополнительных приёмо-отправочных путей: К_чп = К_а + К_дп. Стоимость дополнительных путей для скрещения пакетов К_дп определяется:

К_дп = n_рп · к_дп, (1.20)

где n_рп - число раздельных пунктов, на которых требуется сооружение дополнительных путей (при _n = 0.5 дополнительные пути устраивают через два на третьем раздельном пункте, при _n = 0.7 - через один ); к_дп - стоимость одного дополнительного пути с двумя стрелочными переводами ( прил.1, табл.6 ).

Для организации безостановочного скрещения поездов на раздельном пункте при наличии автоблокировки необходимо удлинение одного приёмо-отправочного пути до длины двухпутной вставки. Капитальные вложения на удлинение пути по всему участку реконструируемой линии определяются:

К _бо(рп) = к_(2х) · L_2х(рп), (1.21)

где к_(2х) - стоимость сооружения 1 км второго главного пути на раздельном пункте ( прил.1, табл.6 ); L_2х(рп) - суммарная протяжённость второго главного пути на раздельных пунктах реконструируемой линии. L_2х(рп) ? 0,1· L_уч

Для организации безостановочного скрещения поездов на перегоне сооружается второй главный путь на части длины перегона. Капитальные вложения на строительство второго пути на 50% длины перегонов реконструируемой линии определяются:

К _бо(2х) = к _II · L _(2х), (1.22)

где к_II - стоимость сооружения 1 км второго главного пути на перегонах (прил.1, табл.6 ); L_(2х) - суммарная длина участков второго пути на перегонах. L_(2х) ? 0,5 · L_уч

Стоимость строительства вторых главных путей К_II реконструируемой линии определяется:

К _II = к _II · L _II, (1.23)

где к _II - стоимость сооружения 1 км второго главного пути ( прил.1, табл.6 ); L _II - суммарная протяжённость вторых путей в км. На однопутной линии L _II = L_уч. После устройства второго пути посредине перегонов L _II = 0,5 · L_уч

Стоимость электрификации железной дороги К _эл:

для однопутной линии: К _эл = к_{эл 1-путн.} · L_уч; (1.24)

для однопутной линии с двухпутными участками на перегонах:

К _эл = к_{эл 1-путн.} · L_уч + к_{эл II} · L_(2х) (1.25)

для двухпутной линии: К _эл = к_{эл II} · 2 L_уч (1.26)

Стоимость электрификации однопутных к_{эл 1-путн} и двухпутных участков к_{эл II} принимается по данным ( прил.1, табл.6).

Все расчёты по разделу 1.7.2.1 сводятся в итоговую таблицу №5 в графу капитальные вложения в постоянные устройства по вариантам на соответствующие годы технического перевооружения дороги.

1.7.2.2 Капиталовложения в подвижной состав

1) Локомотивный парк

Расчёт ведётся по локомотивам грузового парка. Потребный эксплуатируемый парк поездных локомотивов для грузового движения (Л_э) расчитывается по коэффициенту потребности локомотивов на 1 пару поездов по формуле:

Л_э = К_потр · N_ф, (1.27 )

где К_потр - коэффициент потребности локомотивов на одну пару грузовых поездов; N_ф - число пар грузовых поездов в сутки, обслуживаемых локомотивами грузового парка.

Коэффициент потребности локомотивов можно определить:

(1.28 )

где О_Л - среднее время оборота локомотива, ч; О_Л ? Т_уч + Т_{простоя};

Т_уч - время движения поезда по участку в прямом и обратном направлениях в часах, Т_уч = 2 L_уч / V_уч; участковая скорость при электротяге V_уч ? 40км/час; при тепловозной тяге V_уч ? 30км/час; Т_{простоя} - среднее время простоя локомотива за оборот, включающее: простой на станции основного депо, в пунктах оборота, в пунктах смены локомотивных бригад, время на профилактический осмотр и ожидание отправления поезда на станциях участка; ориентировочно Т_{простоя} ? 3 часа.

Общее число пар поездов N_ф определяется на каждый год эксплуатации дороги при данном техническом состоянии:

N_ф = N_гр + N_сб, (1.29 )

где N_гр, N_сб - число пар грузовых и сборных поездов в сутки;

, (1.30)

где - потребная провозная способность, т, принимается по графику овладения перевозками на соответствующий год эксплуатации.

Количество локомотивов инвентарного парка Л_инв определяется по формуле

Л_инв = ( 1+ м_рз ) Л_э, (1.31)

где м_рз - коэффициент, учитывающий долю локомотивов, находящихся в ремонте и запасе, принимается при тепловозной тяге 0,20, при электротяге 0,15.

Капитальные вложения в локомотивный парк (табл. 1.4 ) определяются произведением цены одного локомотива ( прил.1, табл.7 ) на число пополняемых локомотивов.

Все расчеты внесены в таблицу №2 «Капиталовложения в локомотивный парк (млн. руб.)»

Таблица№ 2

«Капиталовложения в локомотивный парк (млн. руб.)»

Варианты	Показатели	Годы эксплуатации
			3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	Номер технического состояния
1	Размеры перевозок,млн т		7,2	9	12,1	13,8	15,5	17,6	19,4	21	24,4	27,5	30,9	34,1	37,1
	Число пар грузовых поездов в сутки Nгр		12,6	15,8	21,2	24,2	27,1	30,8	34,0	36,8	42,7	48,1	54,1	59,7	64,9
	Общее число пар поездов сутки Nф		13	15,8	21,2	24,2	27,1	30,8	34,0	36,8	42,7	48,1	54,1	59,7	64,9
	Коэффициент потребности локомотивов Кпотр		0,583	0,583	0,58	0,58	0,58	0,58	0,58	0,47	0,469	0,47	0,469	0,469	0,469
	Эксплуатируемый парк локомотивов Лэ		5,22	10,23	13	15	16	18	20	18,59	21	23	26	28	31
	Инвентарный парк Линв		6,72	12,25	16	18	20	22	24	21,56	25	27	30	33	36
	Общая стоимость локомотивного парка, млн. руб.		279	334,8	446	502	558	614	670	617,34	735	794	882	970,2	1058
	Капиталовложения, млн. руб.		279	55,8	112	55,8	55,8	55,8	55,8	-52,22	117,6	58,8	88,2	88,2	88,2
	Номер технического состояния
2	Число пар грузовых поездов в сутки Nгр		7,2	9,6	12,1	13,8	15,5	17,6	19,4	21,2	24,4	27,5	30,9	34,1	37,1
	Общее число пар поездов сутки Nф		7,2	9,6	12,1	13,8	15,5	17,6	19,4	21,2	24,4	27,5	30,9	34,1	37,1
	Коэффициент потребности локомотивов Кпотр		0,583	0,583	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,47	0,469	0,47	0,469	0,469	0,469
	Эксплуатируемый парк локомотивов Лэ		5,23	6,26	6,54	7,21	8,19	9,44	10	10,45	12,87	13,2	15,12	16	18
	Инвентарный парк Линв		6,26	8,27	7,65	9,21	10,6	11	12	12,34	14	15	18	19	21
	Общая стоимость локомотивного парка, млн. руб.		167,4	223,2	206	265	294	323	353	353,54	411,6	441	529,2	558,6	617,4
	Капиталовложения, млн. руб.		279	55,8	206	58,8	29,4	29,4	29,4	35,5	58,8	29,4	88,2	29,4	58,8

2) Вагонный парк

Потребный ежегодный вагонный парк В, необходимый для освоения растущих перевозок определяется по формуле

, (1.32 )

где m - число вагонов в составе поезда; k - коэффициент перехода к инвентарному парку, равный 1.05.

Расчёты капиталовложений вагонного парка вносятся в таблицу №3 «Капиталовложения в вагонный парк (млн. руб.)»

Таблица №3

«Капиталовложения в вагонный парк (млн. руб.)»

Варианты	Показатели	Годы эксплуатации
		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	Номер технического состояния
	Вагонный парк	207	258	347	396	444	504	556	452	525	591	664	733	797	207
	Общая стоимость вагонного парка	207,43	51,54	89,21	49,25	48,78	60,23	52,65	104,12	73,34	66,15	73,65	69,32	64,98	207,42
	Капиталовложения	277,4	68,3	119	65,7	64,32	80,4	69,68	-139	97,8	88,4	97,8	92,5	85,8	277,4
2	Номер технического состояния
	Вагонный парк	118	158	228	346	388	331	365	398	458	517	580	641	697	11
	Общая стоимость вагонного парка	169,65	40,28	54,34	188,51	42,61	57,72	34,29	33,21	60,25	59,31	63,33	61,37	56,13	169,28
	Капиталовложения	226,52	53,63	123,54	252,08	56,28	76,4	45,56	44,2	80,4	79,1	84,4	81,7	75,76	226,5

Капиталовложения в вагонный парк определяются на каждый год эксплуатации произведением цены одного вагона ( прил.1, табл.8 ) на число пополняемых вагонов.

Результаты расчётов капитальных вложений в постоянные устройства, локомотивный парк, вагонный парк по вариантам сводятся втаблицу№5.

1.7.2 Определение ежегодных эксплуатационных расходов

Эксплуатационные расходы C складываются из расходов, зависящих от размеров движения и расходов по содержанию и амортизации постоянных устройств дороги.

Ежегодные эксплуатационные расходы С(t) ориентировочно можно определить по формуле:

, (1.33)

где N(t) - ежегодное число грузовых поездов в грузовом направлении; е - укрупнённая расходная ставка на один поездо-км в год, руб (прил.1, табл. 9); C_пу - эксплуатационные расходы по содержанию и амортизации постоянных устройств дороги,тыс. руб.( прил.1, табл.10 )

Число грузовых поездов в грузовом направлении определяется

, (1.34)

где Г_п(t) - потребная провозная способность (грузонапряжённость нетто в грузовом направлении) т, принимается по графику овладения перевозками на соответствующий год эксплуатации t.

Таблица №4

«Определение ежегодных эксплуатационных расходов(млн. руб.)»

Таблица №4

«Определение ежегодных эксплуатационных расходов(млн. руб.)»

Варианты	Показатели	Годы эксплуатации
		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	Номер технического состояния
	Грузонапряжённость нетто в грузовом направлении Гп(t), млн ткм / км	4,6	6,2	8,1	10,2	11,1	14,1	16,1	18,1	20,1	23	26	29	32	35,0
	Число грузовых поездов N(t), тыс поездов / год	3	4	5	6,6	7,2	9,1	10,4	11,7	6,5	7,4	8,4	9,4	10,2	11,1
	Стоимость 1 поездо-км e, руб	1581,9	2109,2	2511	2502,7	3515,84	4570,2	5222,88	5875,74	3264,3	3817,66	3545,7	4673,3	4356,1	6546,6
	Стоимость содержания постоянных устройств Cпу, тыс руб / км	678,3	769,7	445,6	954,3	467,8	546,9	476,8	547,7	789,2	879,4	946,3	879.1	765,4	543,9
	Ежегодные эксплуатационные расходы С(t), млн. руб	4567,7	4897,5	5356,7	4789,9	6265,1	6789,2	7567.2	7985,4	6345,3	6345,7	5834,4	6785,7	6544,1	6987,3
2	Номер технического состояния
	Грузонапряжённость нетто в грузовом направлении Гп(t), млн ткм / км	4,6	6,2	8,1	10,2	11,1	14,1	16,1	18,1	20,1	23	26	29	32	35,0
	Число грузовых поездов N(t), тыс поездов / год	3	4	5	6,6	7,2	9,1	10,4	11,7	6,5	7,4	8,4	9,4	10,2	11,1
	Стоимость 1 поездо-км e, руб	1451,5	1998,5	2350,5	2750,5	3645,2	3798,3	4567.9	5319,2	3003,1	4014,2	4500,7	5432,2	3446,7	5236,7
	Стоимость содержания постоянных устройств Cпу, тыс руб / км	546,7	624,6	325,5	765,9	525,3	643,7	398,4	456,6	685,6	789,4	967,5	887,7	699,5	534,5
	Ежегодные эксплуатационные расходы С(t), млн. руб	4367,6	3997,7	4678,8	4345,3	5789,9	5876,3	6784,2	7112,8	5356,3	6577,5	60123	5689,2	5788,9	7367,2

1.7.4 Сравнение вариантов и выводы

Сравнение по вариантам представлено в таблице№5

Таблица№5

«Затраты по вариантам (млн. руб.)»

	Годы эксплуатации	Сумма затрат, млн. руб
Показатели		3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Коэффициенты дисконтирования затрат зt		0,751	0,683	0,621	0,565	0,513	0,467	0,424	0,386	0,350	0,319	0,290	0,263	0,239
1 вариант
Номер технического состояния
Капитальные вложения в:
1) постоянные устройства		-	90,72	-	-	-	-	-	-	-	120,12	-	-	-
2) локомотивный парк		279,00	55,80	111,60	55,80	55,80	55,80	55,80	-52,20	117,60	58,80	88,20	88,20	88,20
3) вагонный парк		277,38	68,34	119,26	65,66	64,32	80,4	69,68	-139,36	97,82	88,44	97,82	92,46	85,76
Всего		1204,38	124,14	230,86	121,46	120,12	136,20	125,48	2052,44	215,42	147,24	186,02	180,66	173,96
Суммарные капиталовложения 1 варианта с учётом коэффициента зt		904,49	84,79	143,36	68,62	61,62	63,61	53,20	792,24	75,40	46,97	53,95	47,51	41,58
Эксплуатационные расходы 1 варианта с учётом коэффициента зt		486,87	523,93	576,49	605,94	606,44	615,35	607,93	101,08	92,35	433,54	431,73	423,63	412,31
Сумма приведённых строительно - эксплуатационных расходов 1 варианта		1391,36	608,72	719,86	674,56	668,07	678,95	661,14	893,32	167,75	480,51	485,67	471,14	453,89	8544.37
2 вариант
Номер технического состояния
Капитальные вложения в:
1) постоянные устройства		-	90,72	-	-	-	-	-	-	-	120,12	-	-	-
2) локомотивный парк		279,00	55,80	205,80	58,80	29,40	29,40	29,40	0,00	58,80	29,40	88,20	29,40	58,80
3) вагонный парк		226,46	53,60	0,00	251,92	56,28	-76,38	45,56	44,22	80,40	79,06	84,42	81,74	75,04
Всего		1153,46	109,4	205,8	310,72	85,68	-46,98	74,96	2288,22	139,2	108,46	172,62	111,14	133,84
Суммарные капиталовложения 2 варианта с учётом коэффициента зt		866,25	74,72	127,80	175,56	43,95	-21,94	31,78	883,25	48,72	34,60	50,06	29,23	31,99
Эксплуатационные расходы 2 варианта с учётом коэффициента зt		333,91	365,49	403,90	405,36	310,97	306,78	296,97	99,05	90,19	290,16	285,27	277,04	267,39
Сумма приведённых строительно - эксплуатационных расходов 2 варианта		1200,16	440,21	531,70	580,92	354,92	284,84	328,76	982,31	138,91	324,76	335,33	306,27	299,37	6538,43

Вывод: По результатам суммарных приведённых строительно - эксплуатационных расходов видно, что второй вариант этапного увеличения мощности существующей железной дороги более целесообразен по денежным показателям.

2. Проектирование и реконструкция существующей железной дороги

2.1 Общее положение

Проектирование и реконструкция участка составляется в связи с увеличением грузонапряжённости линии и несоответствие трассы железной дороги с действующими нормами проектирования.

Проектирование включает в себя:

1. Реконструкция продольного профиля дороги.

2. Проектирование реконструкции отдельных поперечных профилей земляного полотна.

3. Расчёт выправки сбитой однорадиусовой кривой с подробным проектированием параметров в соответствии с действующими нормами.

4. Расчёт смещения оси пути на отдельном участке дороги.

5. Комплексное проектирование плана продольного и поперечного профилей дороги.

2.2 Проектирование реконструкции продольного профиля дороги

Осуществляется графически на чертеже утрированного профиля, в масштабе:

— горизонтальный 1: 10000;

— вертикальный 1: 100.

Исходными данными для проектирования на профиле являются:

1. Пикетаж.

2. Отметки существующей головки рельс ( СГР ).

3. Отметки низа существующего балластного слоя (НБС).

4. Отметки земли.

5. План участка.

2.2.1 Выбор типа верхнего строения пути

Тип верхнего строения пути (ВСП) выбирается в зависимости от категории железной дороги. Категория реконструируемой линии определяется исходя из расчётной грузонапряжённости нетто (принимаем по размерам перевозок) на десятый год эксплуатации в грузовом направлении.

В соответствии с СТН принимаем II категорию.

Проектное ВСП принято следующие ( СТН стр. 27.):

1. Рельсы Р-65;

2. Шпалы железобетонные;

3. Эпюра шпал:

— 1840 шт./км. - на прямой;

— 2000 шт./км. - на кривой радиусом до1200.

1. Балласт щебёночный 30/20 см.

2. Ширина основной площадки земляного полотна:

а^пр_б.п.=7,1 м.

3. Высота проектного ВСП составляет:

(3.1)

h^пр_шп - толщина проектируемой шпалы, h^пр_шп=0,18 м.;

h^пр_щ - толщина щебня под шпалой, h^пр_щ=0,35 м.;

h^пр_п - толщина песчаной подушки, h^пр_п=0,20м.

2.2.2 Определение отметки расчётной головки рельса

Отметка РГР определяется исходя из условий:

(3.2)

где: h_max - максимально возможная высота балластной призмы, исходя из ширины основной площадки существующего зем. полотна и обеспечения минимальной ширины обочины.

(3.3)

где: m -показатель крутизны откоса согласно СТН m=1,5;

a_с - ширина основной площадки существующего зем. полотна (из задания a_с=7,1 м.);

a^пр_б.п.-ширина проектируемой балластной призмы поверху согласно СТН a^пр_б.п=3,85м.;

b_min - минимально допустимая ширина обочены согласно СТН b_min=0,5 м.

Толщина существующего балластного слоя определяется:

(3.4)

где: h^сущ_р - высота существующего рельса с подкладкой;

h^сущ_ш - высота существующей шпалы.

В связи с тем, что существующий балласт сильно загрязнён и на большом протяжении имеет толщину меньшей необходимой, требуется уборка балласта с пути и замена его новым. Поэтому отметки РГР рассчитываются исходя из того, что на существующее зем. полотно будет уложено новое ВСП.

Если РГР_max получается что

(3.5)

то ширины основной площадки зем. полотна недостаточно для размещения балластной призмы, таким образом при превышении отметок головки рельса к РГР_max (ПГР > РГР_max) требуется уширение основной площадки зем. полотна путём боковых присыпок и коридор на профиле не показывается.

2.2.3 Проектирование продольного профиля (нанесение линии ПГР)

Линия ПГР проектируется везде, где это возможно в коридоре между РГР и РГР_max, там где РГР_max < РГР -- линия ПГР проектируется по линии РГР.

От хождения от линии РГР допускаются в связи с необходимостью соблюдения основных норм проектирования регламентированных в СТН.

Нормы для проектирования продольного профиля выбраны согласно СТН в зависимости от категории железнодорожной линии и длины п.о.п.:

1. Уклоны профиля на прямых участках трассы не должна превышать величину руководящего уклона.

В кривых участках пути величины уклонов не должны превышать разницу между руководящим и эквивалентными уклонами (i_рук-i_экв), эквивалентный уклон - это уклон, эквивалентный дополнительному сопротивлению от кривой;

Все уклоны проектируются с точностью до 0,1‰.

2. В трудных условиях

3. Алгебраическая разность уклона смежных элементов устанавливается не более допускаемой по СТН.

4 На мостах с без балластной проезжей частью ПГР проектируется по нити:

(3.6)

(3.7)

На железобетонных мостах ПГР можно поднять от СГР на 5--15 см.

(3.8)

5.Смешанные элементы продольного профиля при алгебраической разности уклонов смежных элементов:

?i ? 2,3‰ (2,8‰) -- для дорог I и II категории.

?i ? 2,8‰ (4‰) -- особо напряженных и в трудных условиях.

Следует сопрягать кривые:

R_в=15000 (10000) м. - для дорог I и II категории.

R_в=10000 (5000) м. - особо напряжённые.

Правило 1. Отметка ПГР на переломах с ?i больше указанной в норме «5» должна быть рассчитана для положения профиля по вертикальной кривой:

2,3‰ ? ?i ? ?i_доп

а) в ямах:

(3.9)

б) горб:

(3.10)

6. Вертикальные кривые следует размещать вне переходных кривых, а также вне переходных кривых, а также вне пролётных строений мостов и путепроводов с без балластной проезжей частью.

При этом наименьшее расстояние от перелома продольного профиля с ?i больше нормы «5»:

1) до начала или конца пролётных строений определяется по формуле:

2) до начала и конца круговой кривой должно быть не менее

7. Продольный профиль в выемках длиной более 400 м. следует проектировать уклонами одного направления либо вупуклово очертания при этом крутизну уклона следует принимать ни менее 2‰.

Проектирование продольного профиля осуществляется в следующем порядке.

1. Проводим анализ существующего продольного профиля линии. Все отступления от действующих норм легонько помечать на чертеже.

2. На профиль наносим все точки или участки ограниченного перемещения проектной линии ПГР. Жесткие ограничения: мосты и путепроводы с без балластной проезжей частью. Здесь максимальная подъемка определяется по формуле:

(3.11)

Менее жёсткие ограничения на железобетонных мостах с ездой на балласте проектную линии можно поднять на 5--25 см. Если ПГР > РГР, то потребуется уширение основной площадки зем. полотна.

3. Составляем выписку норм СТН.

4. По категории линии назначаем тип верхнего строения пути и определяем отметку РГР.

5. Пометили на профиле все фиксированные точки по данным местного ограничения.

6. Выполняем укладку линии ПГР, поэтапно приближаясь к окончательному решению:

6.1. На утрированный профиль наносится линия РГР и все фиксированные точки.

6.2. С максимальным приближением к линии РГР наносят линию ПГР, при этом стараются не допустить срезок основной площадки зем. полотна (ПГР < РГР).

6.3. Следим за соблюдением норм СТН.

6.4. Уточняем графически положение линии ПГР:

-- рассчитываем точки переломов;

-- длины элементов;

-- отметки переломов;

6.5. Там где это необходимо по норме «5» устраиваем вертикальную кривую.

6.6. Уточняем положение начала и конца каждого криволинейного элемента, вычитая от пикета перелома тангенс T_в.

6.7. Вычисляем отметки ПГР на каждом пикете и определяем значения подъёмок и срезок:

6.8. При досыпки проверяем, хватает ли ширины зем. полотна для размещения балластной призмы.

6.9. Вычисляем поправки к ПГР на криволинейных элементах профиля. Для этого на всех пикетах и «плюсовых» точках вычисляется расстояние от начала и конца вертикальной кривой до данного пикета или «плюсовой» точки.

7. После завершения всех проверок снова оцениваем весь профиль с точки зрения возможности досыпок или срезок основной площадки зем. полотна.

реконструкция железнодорожный продольный профиль

3. Проектирование и реконструкция плана

3.1 Определение смещения

3.1.1 Расчет смещения оси пути на прямом участке

Таблица3.1

Расчет смещений оси пути на прямом участке

пикеты	ПК основных точек кривой	расстояние НК до 20 Si, м	Yi, м	Si, м	дi, м	Yок, м
км	+
1035	0	нпк1 1034+92			8	0,001	0,00
	20	нк1 1035+12	8	0,02	28	0,030	0,05
	40	кпк1 1035+32	28	0,20	48	0,033	0,23
	60		48	0,58		0,033	0,61
	80	нпк2 1035+73	68	1,11	7	0,033	1,15
1036	0	кк1 1035+93	88	1,92	36	0,033	1,96
	20	кпк2 1036+13	108	2,92	68	0,079	3,00
	40		128	3,55			3,55
	60		148	4,36			4,36
	80		168	5,17			5,17
1037	0		188	5,98			5,98
	20		208	6,79			6,79
	40		228	7,60			7,60
	60		248	8,42			8,42
	80	нпк3 1037+63	268	9,23	17	0,010	9,22
1038	0	нк2 1037+83	288	9,96	27	0,029	9,94
	20	кпк3 1038+03	308	10,50	47	0,033	10,47
	40		328	10,84		0,033	10,81
	60	нпк4 1038+44	348	10,98	56	0,033	10,95
	80	кк2 1038+64	368	10,92	36	0,033	10,89
1039	0	кпк4 1038+84	388	11,00	16	0,009	11,00

Размещено на Allbest.ru