МПС РФ
Іркутський державний університет шляхів сполучення
Забайкальський інститут залізничного транспорту
студент групи ОПУ-31
Никонюк А.О.
Перевірив:
викладач
Кирпичников К.А.
1. Вихідні дані
2. Опис області проектування
3. Аналіз геодезичної лінії
4. Проектування плану траси
5. Проектування поздовжнього профілю
6. Проектування малих водопропускних споруд
7. Визначення капітальних вкладень і експлуатаційних витрат
7.1. Капітальні вкладення
7.2. Експлуатаційні витрати
8. Аналіз оволодіння перевезеннями
Висновок
Список використаної літератури
Залізниці є важливим елементом єдиної транспортної системи країни. Вони виконують величезний обсяг перевізної роботи, забезпечуючи надійні і економічні, транспортні зв'язки між головними економічними районами і центрами країни. На частку залізниць припадає більше половини загального вантажообігу і понад третину пасажирських перевезень. Тому їх розвитку надається велике значення.
Вишукування та проектування залізничних доріг - область транспортної науки, що вивчає методи інженерних вишукувань для збору та обробки інформації про район проектування і розробки на її основі комплексних науково обгрунтованих проектів будівництва нових та реконструкції діючих залізниць.
Предметом дисципліни вишукувань і проектування залізниць є теорія і практика розробки та прийняття рішень при виборі основних технічних параметрів проекту, проектуванні всіх постійних споруд та пристроїв нових і реконструкції діючих залізниць з урахуванням перспектив зростання перевезень.
Непорушне вимога до проектного рішення - гарантія безпеки руху по залізниці. У проекті необхідно використовувати досягнення науки і техніки, російського та зарубіжного досвіду з тим, щоб будуються або реконструюються залізниця до моменту закінчення робіт відповідала б технічному рівню того часу. Проект повинен передбачати прогресивні методи будівництва, високий ступінь його механізації та індустріалізації та прогресивні способи експлуатації залізниці при великих масах вантажних поїздів і високих швидкостях руху вантажних і пасажирських поїздів.
Головна мета даної курсової роботи - отримати відомості про залізницю як про складну технічній системі, познайомитися з її функціонуванням, з розвитком і сучасним станом теорії та практики проектування нових та реконструкції діючих залізниць, вивчити склад проекту та стадії його розробки, а також пред'являються до проекту технічні, економічні та екологічні вимоги.
Різноманітність природних, економічних, технічних та інших факторів призводить до появи варіантів, тобто різних рішень однієї і тієї ж задачі, що задовольняють поставленим вимогам, але розрізняються розмірами будівельних та експлуатаційних витрат, складністю і термінами будівництва. У результаті ретельного аналізу варіантних рішень має бути знайдено найкраще, по якому і буде здійснено будівництво.
Проект повинен забезпечувати високі показники процесу перевезень при їх мінімальної собівартості, а також високу якість споруд та можливість завершення будівництва в стислі терміни при найменших витратах. Особлива увага повинна приділятися питанням надійності, безпеки руху поїздів та охорони навколишнього середовища. Не можна забувати також і про те, що всі пристрої та споруди майбутньої залізниці будуть перебувати під відкритим небом, і необхідно захистити їх від несприятливих впливів природних факторів.
Для забезпечення найкращих умов експлуатації залізниці проектування має спиратися на досягнення теорії і практики в галузі організації руху поїздів.
Складання проекту нової залізничної лінії - складна справа, яка потребує великих знань, досвіду, часу, зусиль цілого проектного колективу. Тому виконання завдання вимагає не лише знань з окремих розділів спеціального курсу, а й необхідність творчого підходу до вирішення поставлених завдань.
1. ВИХІДНІ ДАНІ
Проект ділянки нової лінії передбачає трасування з метою знаходження такого положення лінії, що створить найкращі умови її майбутньої експлуатації. У даному випадку трасування виконується за індивідуальною топографічній карті місцевості, де позначена станція А, від якої слід проектувати залізничну лінію до станції В. Показаний також район зразкового розташування станції В. Карта виконана в масштабі 1:50000, перетин горизонталей - 10м. Задано область проектування - Амурська. Так як ділянка проектується під тепловозну тягу, то поставлено також тип тепловоза - 2ТЕ116. Поставлене керівний ухил дорівнює 12. Тип грунту - супіски.
Трасування ділянки залізничної лінії передбачає попереднє вивчення норм і технічних умов проектування нових залізниць, а також певних прийомів трасування за планами в горизонталях. Вимоги, яким повинен задовольняти план лінії і поздовжній профіль, викладені в будівельно-технічних норм - СТН Ц 01-95.
2. ОПИС ОБЛАСТІ ПРОЕКТУВАННЯ
Проектування ділянки нової залізничної лінії виробляється в Амурській області. Її площа становить 363,7 тис. км 2. Населення 796 тис. чоловік. Середня щільність - 2,2 людини на км 2, у південній частині близько 6 чоловік на 1 км 2. Міське населення становить 63%.
Велика частина території гориста. Рівнини, розташовані головним чином на півдні області, займають близько 40% всієї території. Між річками Амуром, Зеей, Селемджі і хребтом Турана лежить велика Зейско-Буреїнської рівнина, на північ розташовується Амурської-Зейско плато. На півночі в гірському районі розташована Верхнезейская рівнина.
Гірський район починається ланцюгом Гольцова хребтів: Янка, Тукурінгра, Соктахан, Джагди (висотою до 1400-1600 м). На півночі по межі області простягається Становий хребет, на сході області хребти Джугдир, Селемджинский, Ям-Алінь, Езоп, Турана. На північному заході області хребти: південний і північний Дириндінскій, Чельбаус, Чернишова, Джелтулінскій Становік (висотою до 1582 м).
Найважливіші родовища золота знаходяться головним чином у верхніх течіях річок Зеї і Селемджі. Є мінеральні джерела.
Клімат Амурської області перебуває під впливом мусонів. Зима холодна, суха, малосніжна, сонячна. Середня температура від -24,3 на півдні до -32,8 ° С на півночі. Опадів мало, висота сніжного покриву від 20 на півдні до 35-40 см на півночі. Літо печеня на півдні і дощове на півночі. Середня температура від 21,4 на півдні до 17,6 ° С на півночі. Річна кількість опадів зменшується від 800-900 мм на сході до 456 мм на заході. Запаси гідроенергоресурсов становлять 8671 кВт.
Грунти переважають бурі лісові, значна частина їх опідзолені. На півдні області черноземовідниє грунту.
В Амурській області представлені підзони тайги і змішаних лісів. Ліси займають 65% території області. У тайзі панує модрина, в деяких районах значна домішка сосни; на сході підзони місцями домінує аямская ялина і білокора ялиця. Поширені марі-болота, часто з модриною. У підзоні змішаних лісів переважають монгольський дуб, сосна, модрина даурська, в підліску - ліщина різнолистний; на сході підзони додаються корейський кедр, амурський оксамит, ліани (виноград, лимонник, актинідія). На горах - чагарники кедрового стланика і гірські тундри. Запаси деревини 2,3 млрд. м 3.
3. АНАЛІЗ ГЕОДЕЗИЧНОЇ ЛІНІЇ
Початкова станція А, розташована на березі річки Гірка, поблизу населеного пункту Шолохове і знаходиться на висоті 140 м, кінцева станція У знаходиться на висоті 340 м, які з'єднані між собою. Це - геодезична лінія, яка стане єдиним напрямком майбутньої траси в умовах відсутності таких фіксованих точок, які б могли вплинути на її становище. З метою вивчення рельєфу пересічної місцевості та виявлення можливих перешкод між початковим і кінцевим пунктами, а також для придбання навичок визначення позначок землі і ухилів місцевості за планами горизонталях, на міліметровому папері в даній курсовій роботі будуємо її поздовжній профіль. Горизонтальний масштаб карти 1:50000, вертикальний масштаб карти - 1:1000. Графи позначки характерних точок і середні природні ухили заповнюємо червоною пастою, а графи позначки землі і ординати - заповнюємо чорною пастою. Відмітки землі визначаємо для:
а) кілометрових позначок;
б) перетинів лінії з горизонталями;
в) проміжних точок;
Усі відмітки землі з'єднуємо чорною лінією. Потім намічаємо характерні точки (ті точки, де відбувається перелом поздовжнього профілю), які з'єднуємо червоною лінією. Для кожної ділянки, що з'єднує дві характерні точки визначаємо середній природний ухил у наступне формулою
i ср.ест. = (H 2-H 1) / L; (‰) (3.1)
де, L - довжина ділянки;
(H 2 - H 1) - різниця висот характерних точок на кінцях ділянки.
На підставі формули 3.1 визначаємо середні природні ухили
i ср.ест. 1 = (170-170) / 1,75 = 0 (‰);
i ср.ест. 2 = (155-170) / 1,25 = 12 (‰);
i ср.ест. 3 = (155-155) / 0,5 = 0 (‰);
i ср.ест. 4 = (203-155) / 2,5 = 19,2 (‰);
i ср.ест. 5 = (280-203) / 2 = 38,5 (‰);
i ср.ест 6 = (282-280) / 1 = 2 (‰);
i ср.ест 7 = (290-282) / 0,45 = 17,8 (‰);
i ср.ест. 8 = (240-290) / 2,1 = 23,8 (‰);
i ср.ест. 9 = (233-240) / 1,45 = 4,9 (‰);
i ср.ест. 10 = (250-233) / 1,35 = 12,6 (‰);
i ср.ест. 11 = (300-250) / 2,75 = 18,2 (‰);
i ср.ест. 12 = (340-300) / 1,9 = 21,1 (‰).
Зіставляючи отримані середні ухили землі з заданим керівним ухилом, проаналізуємо характер рельєфу пересічної місцевості і виявляємо ділянки, на яких буде потрібно відхилення траси від найкоротшого напрямку за рахунок додаткового розвитку. У даному варіанті, на семи ділянках (4, 5, 7, 8, 10, 11, 12) середні природні ухили перевищують керівний ухил. Саме тут буде відхилення траси від найкоротшого напрямки.
Далі проводимо аналіз геодезичної лінії. Для цього визначаємо ухил трасування за наступною формулою
i тр. = i р. -1; (‰) (3.2)
де, i тр - ухил трасування;
i р - керівний ухил, дорівнює 11 (‰).
На підставі формули 3.2 визначаємо ухил трасування; так як для даного варіанту керівний ухил дорівнює 12, ухил трасування буде дорівнює i тр = 12-1 = 11.
Ділянки, де i ср.ест. ³ i тр - це ділянки напруженого ходу (такі, де траса не може бути запроектована по спрямленной напрямку, так як поїзд розрахункової маси на цій ділянці буде відчувати неприпустиме за умовами проектування опір від ухилу, що призведе до порушення безперебійності руху поїздів). Застосування заданого керівного ухилу тут неможливо через одержання надмірних обсягів земляних робіт. Вісь траси зміщуємо в бік більш низьких позначок землі, тобто вниз по косогору.
Після того, як задовільне рішення знайдено, розбиваємо кілометраж на карті і профілі. Довжина ділянок визначається за формулою
L тр теор. = (H 2-H 1) / i тр; (м) (3.3)
На ділянках, де i ср.ест <i тр буде вільний хід, тобто на них немає значних висотних перешкод, тому основним принципом трасування є укладання траси по найкоротшому напрямку (по прямій). На вільних ходах довжина траси дорівнює довжині геодезичної лінії
L тр теор = L г.л.; (м) (3.4)
На підставі формули 3.3 визначаємо довжину ділянок
1) i = 0 ‰ - вільний хід; L тр теор = 1750 м;
2) i = 12 ‰ - напружений хід; L тр теор = 1364 м;
3) i = 0 ‰ - вільний хід; L тр теор = 500 м;
4) i = 19,2 ‰ - напружений хід; L тр теор = (203-155) / 0,011 = 4364 м;
5) i = 38,5 ‰ - напружений хід; L тр теор = (280-203) / 0,011 = 7000 м;
6) i = 2 ‰ - вільний хід; L тр теор = 1000 м;
7) i = 17,8 ‰ - напружений хід; L тр теор = (290-282) / 0,011 = 727 м;
8) i = 23,8 ‰ - напружений хід; L тр теор = (240-290) / 0,011 = 4546 м;
9) i = 4,9 ‰ - вільний хід; L тр теор = 1450 м;
10) i = 12,6 ‰ - напружений хід; L тр теор = (250-233) / 0,011 = 1546 м;
11) i = 18,2 ‰ - напружений хід; L тр теор = (300-250) / 0,011 = 4546 м;
12) i = 21,1 ‰ - напружений хід; L тр теор = (340-300) / 0,011 = 3636 м.
Загальна довжина траси складається з ділянок вільного і напруженого ходів
åL тр теор = 1750 +1364 +500 +4364 +7000 +1000 +727 +4546 +1450 +1546 +4546 +3636 = 32429 (м).
Одним з головних показників траси є коефіцієнт її розвитку, який визначається за наступною розрахунковій формулі
l теор = åL тр теор / L г.л. (3.5)
На підставі формули 3.5 визначаємо коефіцієнт розвитку траси
l теор = 32429/19000 = 1,7
Зіставлення коефіцієнта розвитку траси з співвідношенням вільних і напружених ходів дозволяє судити про те, наскільки вдало намічені керівний ухил і направлення даного варіанту і які доцільно розглянути, рішення для інших варіантах траси. Наприклад, якщо коефіцієнт розвитку лінії великий і при цьому ділянки напруженого ходу мають велику питому вагу (понад 50%), то з метою скорочення довжини траси необхідно розглянути варіант більш крутого керівного ухилу. Навпаки, якщо при невеликому коефіцієнті розвитку питома вага ділянок напруженого ходу невеликий, то за рахунок збільшення протяжності напружених ходів може бути застосований більш пологий керівний ухил. У такому випадку більш пологий керівний ухил не повинен призвести до істотного подовження лінії, а може лише викликати деяке збільшення обсягів будівельних робіт. Подібний варіант тим більше конкурентоспроможний, чим вище розміри руху на проектованої лінії.
Для цього варіанту коефіцієнт розвитку траси дорівнює 1,7, але питома вага напружених ділянок великий, тому можна говорити про вдалий виборі керівного ухилу і вибір напряму.
4. ПРОЕКТУВАННЯ ПЛАНУ ТРАСИ
План траси - це проекція осі колії на горизонтальну площину, а елементами плану лінії є: прямі ділянки, кругові криві та перехідні криві.
Трасування являє собою складний процес одночасного проектування траси у горизонтальній і вертикальній площині з урахуванням виконання необхідних вимог. Метою проектування траси є відшукання такого положення осі майбутньої лінії, яке дає раціональне співвідношення між довжиною і обсягами земляних робіт. Аналіз геодезичної лінії дозволяє припустити, що траса буде складатися з більш складних ділянок з ухилами місцевості, що перевищують керівний, і менш складних, де ухили місцевості менше керівного.
На вільних ходах укладання траси проводиться по найкоротшому напрямку (по прямій) між фіксованими і опорними точками. Довжина прямих ділянок сягає десятків і навіть сотень кілометрів. Іноді з метою зменшення обсягу земляних робіт вдаються на вільному ходу до обходу незначних висотних перешкод, призначаючи кути повороту. Для того, щоб обхід зустрічаються перешкод не приводив до істотного подовження лінії, кути повороту на вільних ходах повинні бути невеликої величини, як правило, не більше 15-20 °. Цього можна досягти, якщо починати обхід якомога далі від перешкоди.
На ділянках напруженого ходу застосовується камеральне трасування. Іркутський державний університет шляхів сполучення
Забайкальський інститут залізничного транспорту
Кафедра СЖД
Курсова робота
з дисципліни: "Вишукування та проектування залізниць"
Проектування ділянки нової залізничної лінії з аналізом оволодіння перевезеннямиКР-240100-Д31-002
Виконав:студент групи ОПУ-31
Никонюк А.О.
Перевірив:
викладач
Кирпичников К.А.
Чита 2003
ЗМІСТ
Введення1. Вихідні дані
2. Опис області проектування
3. Аналіз геодезичної лінії
4. Проектування плану траси
5. Проектування поздовжнього профілю
6. Проектування малих водопропускних споруд
7. Визначення капітальних вкладень і експлуатаційних витрат
7.1. Капітальні вкладення
7.2. Експлуатаційні витрати
8. Аналіз оволодіння перевезеннями
Висновок
Список використаної літератури
ВСТУП
Для забезпечення найкращих умов експлуатації залізниць проектування має спиратися на досягнення теорії і практики в галузі організації руху поїздів.
Проект нової залізничної лінії - це комплекс економічних і технічних документів, що включають опис, розрахунки, креслення та обгрунтування прийнятих рішень на всіх залізничних споруд та пристроїв.Залізниці є важливим елементом єдиної транспортної системи країни. Вони виконують величезний обсяг перевізної роботи, забезпечуючи надійні і економічні, транспортні зв'язки між головними економічними районами і центрами країни. На частку залізниць припадає більше половини загального вантажообігу і понад третину пасажирських перевезень. Тому їх розвитку надається велике значення.
Вишукування та проектування залізничних доріг - область транспортної науки, що вивчає методи інженерних вишукувань для збору та обробки інформації про район проектування і розробки на її основі комплексних науково обгрунтованих проектів будівництва нових та реконструкції діючих залізниць.
Предметом дисципліни вишукувань і проектування залізниць є теорія і практика розробки та прийняття рішень при виборі основних технічних параметрів проекту, проектуванні всіх постійних споруд та пристроїв нових і реконструкції діючих залізниць з урахуванням перспектив зростання перевезень.
Непорушне вимога до проектного рішення - гарантія безпеки руху по залізниці. У проекті необхідно використовувати досягнення науки і техніки, російського та зарубіжного досвіду з тим, щоб будуються або реконструюються залізниця до моменту закінчення робіт відповідала б технічному рівню того часу. Проект повинен передбачати прогресивні методи будівництва, високий ступінь його механізації та індустріалізації та прогресивні способи експлуатації залізниці при великих масах вантажних поїздів і високих швидкостях руху вантажних і пасажирських поїздів.
Головна мета даної курсової роботи - отримати відомості про залізницю як про складну технічній системі, познайомитися з її функціонуванням, з розвитком і сучасним станом теорії та практики проектування нових та реконструкції діючих залізниць, вивчити склад проекту та стадії його розробки, а також пред'являються до проекту технічні, економічні та екологічні вимоги.
Різноманітність природних, економічних, технічних та інших факторів призводить до появи варіантів, тобто різних рішень однієї і тієї ж задачі, що задовольняють поставленим вимогам, але розрізняються розмірами будівельних та експлуатаційних витрат, складністю і термінами будівництва. У результаті ретельного аналізу варіантних рішень має бути знайдено найкраще, по якому і буде здійснено будівництво.
Проект повинен забезпечувати високі показники процесу перевезень при їх мінімальної собівартості, а також високу якість споруд та можливість завершення будівництва в стислі терміни при найменших витратах. Особлива увага повинна приділятися питанням надійності, безпеки руху поїздів та охорони навколишнього середовища. Не можна забувати також і про те, що всі пристрої та споруди майбутньої залізниці будуть перебувати під відкритим небом, і необхідно захистити їх від несприятливих впливів природних факторів.
Для забезпечення найкращих умов експлуатації залізниці проектування має спиратися на досягнення теорії і практики в галузі організації руху поїздів.
Складання проекту нової залізничної лінії - складна справа, яка потребує великих знань, досвіду, часу, зусиль цілого проектного колективу. Тому виконання завдання вимагає не лише знань з окремих розділів спеціального курсу, а й необхідність творчого підходу до вирішення поставлених завдань.
1. ВИХІДНІ ДАНІ
Проект ділянки нової лінії передбачає трасування з метою знаходження такого положення лінії, що створить найкращі умови її майбутньої експлуатації. У даному випадку трасування виконується за індивідуальною топографічній карті місцевості, де позначена станція А, від якої слід проектувати залізничну лінію до станції В. Показаний також район зразкового розташування станції В. Карта виконана в масштабі 1:50000, перетин горизонталей - 10м. Задано область проектування - Амурська. Так як ділянка проектується під тепловозну тягу, то поставлено також тип тепловоза - 2ТЕ116. Поставлене керівний ухил дорівнює 12. Тип грунту - супіски.
Трасування ділянки залізничної лінії передбачає попереднє вивчення норм і технічних умов проектування нових залізниць, а також певних прийомів трасування за планами в горизонталях. Вимоги, яким повинен задовольняти план лінії і поздовжній профіль, викладені в будівельно-технічних норм - СТН Ц 01-95.
2. ОПИС ОБЛАСТІ ПРОЕКТУВАННЯ
Проектування ділянки нової залізничної лінії виробляється в Амурській області. Її площа становить 363,7 тис. км 2. Населення 796 тис. чоловік. Середня щільність - 2,2 людини на км 2, у південній частині близько 6 чоловік на 1 км 2. Міське населення становить 63%.
Велика частина території гориста. Рівнини, розташовані головним чином на півдні області, займають близько 40% всієї території. Між річками Амуром, Зеей, Селемджі і хребтом Турана лежить велика Зейско-Буреїнської рівнина, на північ розташовується Амурської-Зейско плато. На півночі в гірському районі розташована Верхнезейская рівнина.
Гірський район починається ланцюгом Гольцова хребтів: Янка, Тукурінгра, Соктахан, Джагди (висотою до 1400-1600 м). На півночі по межі області простягається Становий хребет, на сході області хребти Джугдир, Селемджинский, Ям-Алінь, Езоп, Турана. На північному заході області хребти: південний і північний Дириндінскій, Чельбаус, Чернишова, Джелтулінскій Становік (висотою до 1582 м).
Найважливіші родовища золота знаходяться головним чином у верхніх течіях річок Зеї і Селемджі. Є мінеральні джерела.
Клімат Амурської області перебуває під впливом мусонів. Зима холодна, суха, малосніжна, сонячна. Середня температура від -24,3 на півдні до -32,8 ° С на півночі. Опадів мало, висота сніжного покриву від 20 на півдні до 35-40 см на півночі. Літо печеня на півдні і дощове на півночі. Середня температура від 21,4 на півдні до 17,6 ° С на півночі. Річна кількість опадів зменшується від 800-900 мм на сході до 456 мм на заході. Запаси гідроенергоресурсов становлять 8671 кВт.
Грунти переважають бурі лісові, значна частина їх опідзолені. На півдні області черноземовідниє грунту.
В Амурській області представлені підзони тайги і змішаних лісів. Ліси займають 65% території області. У тайзі панує модрина, в деяких районах значна домішка сосни; на сході підзони місцями домінує аямская ялина і білокора ялиця. Поширені марі-болота, часто з модриною. У підзоні змішаних лісів переважають монгольський дуб, сосна, модрина даурська, в підліску - ліщина різнолистний; на сході підзони додаються корейський кедр, амурський оксамит, ліани (виноград, лимонник, актинідія). На горах - чагарники кедрового стланика і гірські тундри. Запаси деревини 2,3 млрд. м 3.
3. АНАЛІЗ ГЕОДЕЗИЧНОЇ ЛІНІЇ
Початкова станція А, розташована на березі річки Гірка, поблизу населеного пункту Шолохове і знаходиться на висоті 140 м, кінцева станція У знаходиться на висоті 340 м, які з'єднані між собою. Це - геодезична лінія, яка стане єдиним напрямком майбутньої траси в умовах відсутності таких фіксованих точок, які б могли вплинути на її становище. З метою вивчення рельєфу пересічної місцевості та виявлення можливих перешкод між початковим і кінцевим пунктами, а також для придбання навичок визначення позначок землі і ухилів місцевості за планами горизонталях, на міліметровому папері в даній курсовій роботі будуємо її поздовжній профіль. Горизонтальний масштаб карти 1:50000, вертикальний масштаб карти - 1:1000. Графи позначки характерних точок і середні природні ухили заповнюємо червоною пастою, а графи позначки землі і ординати - заповнюємо чорною пастою. Відмітки землі визначаємо для:
а) кілометрових позначок;
б) перетинів лінії з горизонталями;
в) проміжних точок;
Усі відмітки землі з'єднуємо чорною лінією. Потім намічаємо характерні точки (ті точки, де відбувається перелом поздовжнього профілю), які з'єднуємо червоною лінією. Для кожної ділянки, що з'єднує дві характерні точки визначаємо середній природний ухил у наступне формулою
i ср.ест. = (H 2-H 1) / L; (‰) (3.1)
де, L - довжина ділянки;
(H 2 - H 1) - різниця висот характерних точок на кінцях ділянки.
На підставі формули 3.1 визначаємо середні природні ухили
i ср.ест. 1 = (170-170) / 1,75 = 0 (‰);
i ср.ест. 2 = (155-170) / 1,25 = 12 (‰);
i ср.ест. 3 = (155-155) / 0,5 = 0 (‰);
i ср.ест. 4 = (203-155) / 2,5 = 19,2 (‰);
i ср.ест. 5 = (280-203) / 2 = 38,5 (‰);
i ср.ест 6 = (282-280) / 1 = 2 (‰);
i ср.ест 7 = (290-282) / 0,45 = 17,8 (‰);
i ср.ест. 8 = (240-290) / 2,1 = 23,8 (‰);
i ср.ест. 9 = (233-240) / 1,45 = 4,9 (‰);
i ср.ест. 10 = (250-233) / 1,35 = 12,6 (‰);
i ср.ест. 11 = (300-250) / 2,75 = 18,2 (‰);
i ср.ест. 12 = (340-300) / 1,9 = 21,1 (‰).
Зіставляючи отримані середні ухили землі з заданим керівним ухилом, проаналізуємо характер рельєфу пересічної місцевості і виявляємо ділянки, на яких буде потрібно відхилення траси від найкоротшого напрямку за рахунок додаткового розвитку. У даному варіанті, на семи ділянках (4, 5, 7, 8, 10, 11, 12) середні природні ухили перевищують керівний ухил. Саме тут буде відхилення траси від найкоротшого напрямки.
Далі проводимо аналіз геодезичної лінії. Для цього визначаємо ухил трасування за наступною формулою
i тр. = i р. -1; (‰) (3.2)
де, i тр - ухил трасування;
i р - керівний ухил, дорівнює 11 (‰).
На підставі формули 3.2 визначаємо ухил трасування; так як для даного варіанту керівний ухил дорівнює 12, ухил трасування буде дорівнює i тр = 12-1 = 11.
Ділянки, де i ср.ест. ³ i тр - це ділянки напруженого ходу (такі, де траса не може бути запроектована по спрямленной напрямку, так як поїзд розрахункової маси на цій ділянці буде відчувати неприпустиме за умовами проектування опір від ухилу, що призведе до порушення безперебійності руху поїздів). Застосування заданого керівного ухилу тут неможливо через одержання надмірних обсягів земляних робіт. Вісь траси зміщуємо в бік більш низьких позначок землі, тобто вниз по косогору.
Після того, як задовільне рішення знайдено, розбиваємо кілометраж на карті і профілі. Довжина ділянок визначається за формулою
L тр теор. = (H 2-H 1) / i тр; (м) (3.3)
На ділянках, де i ср.ест <i тр буде вільний хід, тобто на них немає значних висотних перешкод, тому основним принципом трасування є укладання траси по найкоротшому напрямку (по прямій). На вільних ходах довжина траси дорівнює довжині геодезичної лінії
L тр теор = L г.л.; (м) (3.4)
На підставі формули 3.3 визначаємо довжину ділянок
1) i = 0 ‰ - вільний хід; L тр теор = 1750 м;
2) i = 12 ‰ - напружений хід; L тр теор = 1364 м;
3) i = 0 ‰ - вільний хід; L тр теор = 500 м;
4) i = 19,2 ‰ - напружений хід; L тр теор = (203-155) / 0,011 = 4364 м;
5) i = 38,5 ‰ - напружений хід; L тр теор = (280-203) / 0,011 = 7000 м;
6) i = 2 ‰ - вільний хід; L тр теор = 1000 м;
7) i = 17,8 ‰ - напружений хід; L тр теор = (290-282) / 0,011 = 727 м;
8) i = 23,8 ‰ - напружений хід; L тр теор = (240-290) / 0,011 = 4546 м;
9) i = 4,9 ‰ - вільний хід; L тр теор = 1450 м;
10) i = 12,6 ‰ - напружений хід; L тр теор = (250-233) / 0,011 = 1546 м;
11) i = 18,2 ‰ - напружений хід; L тр теор = (300-250) / 0,011 = 4546 м;
12) i = 21,1 ‰ - напружений хід; L тр теор = (340-300) / 0,011 = 3636 м.
Загальна довжина траси складається з ділянок вільного і напруженого ходів
åL тр теор = 1750 +1364 +500 +4364 +7000 +1000 +727 +4546 +1450 +1546 +4546 +3636 = 32429 (м).
Одним з головних показників траси є коефіцієнт її розвитку, який визначається за наступною розрахунковій формулі
l теор = åL тр теор / L г.л. (3.5)
На підставі формули 3.5 визначаємо коефіцієнт розвитку траси
l теор = 32429/19000 = 1,7
Зіставлення коефіцієнта розвитку траси з співвідношенням вільних і напружених ходів дозволяє судити про те, наскільки вдало намічені керівний ухил і направлення даного варіанту і які доцільно розглянути, рішення для інших варіантах траси. Наприклад, якщо коефіцієнт розвитку лінії великий і при цьому ділянки напруженого ходу мають велику питому вагу (понад 50%), то з метою скорочення довжини траси необхідно розглянути варіант більш крутого керівного ухилу. Навпаки, якщо при невеликому коефіцієнті розвитку питома вага ділянок напруженого ходу невеликий, то за рахунок збільшення протяжності напружених ходів може бути застосований більш пологий керівний ухил. У такому випадку більш пологий керівний ухил не повинен призвести до істотного подовження лінії, а може лише викликати деяке збільшення обсягів будівельних робіт. Подібний варіант тим більше конкурентоспроможний, чим вище розміри руху на проектованої лінії.
Для цього варіанту коефіцієнт розвитку траси дорівнює 1,7, але питома вага напружених ділянок великий, тому можна говорити про вдалий виборі керівного ухилу і вибір напряму.
4. ПРОЕКТУВАННЯ ПЛАНУ ТРАСИ
План траси - це проекція осі колії на горизонтальну площину, а елементами плану лінії є: прямі ділянки, кругові криві та перехідні криві.
Трасування являє собою складний процес одночасного проектування траси у горизонтальній і вертикальній площині з урахуванням виконання необхідних вимог. Метою проектування траси є відшукання такого положення осі майбутньої лінії, яке дає раціональне співвідношення між довжиною і обсягами земляних робіт. Аналіз геодезичної лінії дозволяє припустити, що траса буде складатися з більш складних ділянок з ухилами місцевості, що перевищують керівний, і менш складних, де ухили місцевості менше керівного.
На вільних ходах укладання траси проводиться по найкоротшому напрямку (по прямій) між фіксованими і опорними точками. Довжина прямих ділянок сягає десятків і навіть сотень кілометрів. Іноді з метою зменшення обсягу земляних робіт вдаються на вільному ходу до обходу незначних висотних перешкод, призначаючи кути повороту. Для того, щоб обхід зустрічаються перешкод не приводив до істотного подовження лінії, кути повороту на вільних ходах повинні бути невеликої величини, як правило, не більше 15-20 °. Цього можна досягти, якщо починати обхід якомога далі від перешкоди.
Крок трасування - це відстань в міліметрах між двома сусідніми горизонталями, відповідне даному ухилу трасування, яке
d = 2Dh / i тр; (мм) (4.1)
де, Dh - перетин горизонталей.
Таким чином, на підставі формули 4.1 визначаємо крок трасування
d = 20 \ 11 = 18 (мм).
Переходячи з горизонталі на горизонталь, цим кроком отримуємо точки «лінії нульових робіт», яка так називається тому, що якщо по ній провести трасу, а потім ухилом трасування завдати проектну лінію, то в точках перетину траси і горизонталей можна отримати «нульові» земляні роботи (ухил місцевості дорівнює ухилу проектної лінії). Спуск продовжується до того місця, де лінія виходить на вільний хід, і відпадає необхідність у подальшому узвозі. Для уникнення надмірних обсягів земляних робіт і невиправданого подовження лінії при укладанні траси не допускається пропуск горизонталей, повернення до попередньої горизонталь або кроки по одній і тій же горизонталі, якщо вибрано напрямок на підйом або на спуск. Слід уникати також утворення гострих кутів, що виключають можливість розміщення кругових кривих.
Подальше проектування плану траси на перегоні здійснюється відносно "лінії нульових робіт", прийнятої за основу майбутньої траси.
З позицій експлуатації майбутнього плану треба прагнути до скорочення числа кривих. Тому доцільно випрямлення "лінії нульових робіт". При випрямлення збільшується обсяг земляних робіт. Тому випрямлення "лінії нульових робіт" повинно проводитися з мінімальним відхиленням від точок цієї лінії.
У кути повороту, отримані в результаті випрямлення необхідно вписати кругові криві для плавного сполучення прямих ділянок траси.
До основних параметрів кругових кривих відносять: a - кут повороту, рівний куту між продовженням траси та її новим напрямком; R - радіус; Т - тангенс кривої, що дорівнює відстані від вершини кута повороту (ВУ) до початку (НК) або кінця (КК) кругової кривої; К - довжина кривої; Б - бісектриса, обумовлена довжиною від вершини кута до середини кривої.
Таким чином, план лінії буде складатися з прямолінійних відрізків і кругових кривих, застосування яких веде до зниження земляних робіт.
Норми проектування плану приймаються відповідно до СТН Ц, де наведені рекомендовані і допустимі значення радіусів в залежності від категорії дороги і умов проектування.
У процесі трасування по карті в горизонталях в місцях сполучення прямих ділянок підбираються криві такого радіуса з числа прийнятих до проектування стандартних радіусів, які в масштабі карти найкращим чином вписуються в точки "лінії нульових робіт". При цьому зменшення радіусу сприяє кращому "вписуванню" траси в рельєф місцевості, але приводить як до подовження траси, так і до виникнення деяких експлуатаційних показників. У кривих малого радіуса (R <600м) знижується швидкість руху поїздів, збільшується час ходу, зростають експлуатаційні витрати на утримання залізничної колії, виключається можливість укладання безстикової конструкції колії.
Проведені до цих кривим дотичні визначають положення прямих ділянок. Точки перетину дотичних утворюють вершини кутів поворотів (ВУП). Кути повороту кривих вимірюються за допомогою транспортира.
Для більш точного визначення точок початку (НК) і кінця (КК) кругових кривих визначаються параметри кривих.
Визначаємо довжину кривої на підставі наступної формули
К = p * R * a/180 °; (м) (4.2)
де, R - радіус кривої (м);
α - кут повороту (град.);
К - довжина кругової кривої (м).
На підставі формули 4.2 виробляємо розрахунок довжини кривої
1) К = 3,14 * 4000 * 18/180 = 1256 (м);
2) К = 3,14 * 800 * 70/180 = 977 (м);
3) К = 3,14 * 600 * 35/180 = 366 (м). Далі розрахунок проводиться аналогічно.
Визначаємо тангенс кривої за наступною формулою
Т = R * tg (a / 2); (м) (4.3)
де, Т - тангенс кривої (м).
Визначаємо тангенс кривої на підставі формули 4.3
1) Т = 4000 * tg18 / 2 = 634 (м);
2) Т = 800 * tg70 / 2 = 560 (м);
3) Т = 600 * tg35 / 2 = 189 (м). Далі розрахунок проводиться аналогічно.
Далі визначаємо початок кривої і кінець кривої. Початок кривої визначаємо за наступною формулою
НК = ВУП-Т (4.4)
де, НК - початок кривої;
ВУП - вершина кута повороту.
На підставі формули 4.4 розраховуємо початок кривої
1) НК = 1750-634 = 1116 (м);
2) НК = 4000-560 = 3440 (м);
3) НК = 5800-560 = 5240 (м). Далі розрахунок виробляємо аналогічно.
Визначаємо кінець кривої на підставі наступної розрахункової формули
КК = НК + К (4.5)
де, КК - кінець кривої.
Знаходимо кінець кривої за формулою 4.5
1) КК = 1116 +1256 = 2372 (м);
2) КК = 3440 +976 = 4416 (м);
3) КК = 5240 +976 = 6216 (м). Далі розрахунок виробляємо аналогічно.
Точки початку і кінця кругових кривих фіксуємо на плані траси, відкладаючи тангенси в масштабі карти в обидві сторони від вершин кутів поворотів.
Проектуючи суміжні кругові криві, тобто дві сусідні криві, розташовані на мінімально можливе зближення, необхідно контролювати довжини прямих вставок між ними. Пряма вставка (Д) - це відстань між точками почав перехідних кривих, яка визначається на підставі наступної розрахункової формули
D = НК 2-КК 1; (м) (4.6)
де, D - пряма вставка.
Пряма вставка визначається на підставі наступної формули 4.6
1) D = 3440-2372 = +1068 (м);
2) D = 5240-4415 = 825 (м);
3) D = 7038-6216 = 822 (м). Далі розрахунок проводиться аналогічно.
Обчислені параметри кругових кривих заносимо в таблицю № 1 "Відомість елементів плану лінії".
Відомість елементів плану лінії
Таблиця № 1
| № п / п | ВУП, пк | a ° | R, м | Напрямок | К, м | Т | пк | Д, м | |
| нк | кк | ||||||||
| 1. | 1пк | 10 | 4000 | ліво | 1256 | 634 | 1пк1 +16 | 2пк3 +72 | 1067 825 822 423 616 1044 247 315 2397 1402 1996 1335 412 |
| 2. | 4пк0 +00 | 70 | 800 | ліво | 977 | 560 | 3пк4 +39 | 4пк4 +15 | |
| 3. | 5пк8 +00 | 35 | 600 | ліво | 366 | 189 | 5пк2 +40 | 6пк2 +16 | |
| 4. | 7пк3 +50 | 55 | 600 | право | 576 | 312 | 7пк0 +38 | 7пк6 +14 | |
| 5. | 8пк2 +00 | 50 | 350 | право | 305 | 163 | 8пк0 +37 | 8пк3 +42 | |
| 6. | 9пк1 +50 | 27 | 800 | право | 377 | 192 | 8пк9 +58 | 9пк3 +35 | |
| 7. | 10пк8 +50 | 61 | 800 | ліво | 851 | 471 | 10пк3 +79 | 11пк2 +30 | |
| 8. | 11пк7 +00 | 65 | 350 | право | 397 | 223 | 11пк4 +77 | 11пк8 +74 | |
| 9. | 12пк3 +50 | 30 | 600 | право | 314 | 161 | 12пк1 +89 | 12пк5 +3 | |
| 10. | 15пк2 +50 | 10 | 4000 | ліво | 698 | 350 | 14пк9 +00 | 15пк5 +98 | |
| 11. | 17пк3 +50 | 10 | 4000 | ліво | 698 | 350 | 17пк0 +00 | 17пк6 +98 | |
| 12. | 20пк2 +50 | 13 | 4000 | ліво | 907 | 456 | 19пк7 +94 | 20пк7 +01 | |
| 13. | 22пк8 +50 | 23 | 4000 | ліво | 1605 | 814 | 22пк0 +36 | 23пк6 +41 | |
| 14. | 24пк4 +50 | 67 | 600 | ліво | 701 | 397 | 24пк0 +53 | 24пк7 +54 | |
5. Проектуванні поздовжнього профілю
Остаточне положення траси встановлюється в результаті одночасного проектування плану та поздовжнього профілю обраного напрямку лінії. Тому для оцінки отриманого плану траси переходимо до проектування схематичного поздовжнього профілю.
Поздовжній профіль - це розгорнення на вертикальну циліндричну поверхню, що проходить через трасу; представляє собою те або інше сполучення його елементів - підйомів, спусків, майданчиків.
Метою проектування поздовжнього профілю є відшукання такого положення проектної лінії, яке дає найкращий профіль в будівельному, економічному та експлуатаційному відносинах при обов'язковому дотриманні основних вимог СТН Ц:
1. Безпеки
запобігання розриву зчіпних приладів і хребтових балок вагонів і видавлювання порожніх вагонів;
запобігання розмиву та затоплення земляного полотна;
безпечне перетин з іншими шляхами сполучення.
2. Безперебійності:
дотримання графіка руху поїздів, виняток зупинки на перегонах.
3. Плавності:
плавне зростання і згасання поздовжніх і поперечних зусиль у поїзді.
Траса складається з елементів, які характеризуються величиною ухилу (у тисячних). Ухил визначається відношенням різниці відміток по кінцях елемента до горизонтальної проекції довжини елемента.
Докладний поздовжній профіль проектуємо на міліметровому папері в масштабах: по горизонталі - 1:50000, по вертикалі - 1:1000. Під подовжнім профілем поміщається сітка з наступними графами:
проектні відмітки;
проектні ухили;
позначки землі;
ординати;
план траси;
кілометраж.
Поздовжній профіль слід проектувати елементами можливо більшої довжини при найменшій алгебраїчній різниці суміжних ухилів. Мінімальна довжина елемента знаходиться за формулою за наступною формулою
L min = l поп / 2; (м) (5.1)
де, l поп - довжина приймально шляхів, приймаємо 850 м;
L min - мінімальна довжина елемента.
На підставі формули 5.1 визначаємо мінімальну довжину елемента
L min = 850 / 2 = 425 »450 (м).
Проектуємо насипами: у межах роздільних пунктів висотою 0 ¸ 3 м, на перегоні 3 ¸ 6 м. У місцях можливих ИССО висота насипу може збільшуватися: 8 ¸ 10 м. Глибина виїмок допускається до 6 м.
СТН Ц передбачає різні вимоги до проектування профілю тих ділянок, де можлива поява значних поздовжніх зусиль у зчепленні. Такими ділянками можуть бути: горб, уступ, яма. На горбах максимальна різниця алгебри ухилів Di = 13% 0, в ямах Di = 8% 0. У випадках, якщо різниця алгебри ухилів перевищує дані значення, потрібно пристрій розділових майданчиків або елементів перехідної крутизни.
Ділянки перетину залізниць з іншими шляхами сполучення доцільно проектувати в різних рівнях з метою безпеки руху поїздів.
При проектуванні поздовжнього профілю необхідно забезпечити безперебійність руху поїздів розрахункової маси. Для цього профіль слід запроектувати так, щоб ні на одному його ділянці фактичний опір поїзда, що дорівнює сумі опорів від ухилу і кривих, не перевищувало розрахункового, тобто опору від керівного ухилу. Це пов'язано з тим, що маса вантажного поїзда визначається виходячи з умови рівномірного руху по керівному підйому з розрахунково-мінімальною швидкістю. Значить, керівний ухил при відсутності на лінії інших обмежуючих ухилах є максимальним за величиною ухилом профілю. Тому при збігу керівного ухилу з кривою його необхідно зменшувати на величину додаткового опору від цієї кривої. Тоді ухил даного елемента профілю буде знаходитися за формулою
i пр = i рук-i екв. (‰) (5.2)
Також, запроектований профіль на ділянках підйомів, що примикають до роздільних пунктів, повинен забезпечувати можливість рушання поїздів у випадках зупинок перед вхідним сигналом світлофора.
Для уникнення ускладнень в процесі експлуатації дороги, необхідно, щоб вертикальні сполучають криві не потрапляли на перехідні криві і на мости з без баластового проїжджою частиною. Тому переломи профілю, де проектується вертикальна сполучає, крива, розміщують від кінців перехідної кривої і від мостів на відстані не менше, ніж величина тангенса вертикальної сопрягающей кривої (Тв).
У процесі проектування профілю виявляється, якою мірою вдало протрасовано лінія. Якщо проектна лінія на ділянках напруженого ходу утворює значні насипу або глибокі виїмки, значить, вона має недостатній розвиток, і її слід подовжити, тобто змінити положення траси на карті.
Всі умовні знаки на кресленні повинні бути типовими.
Проектування профілю роздільних пунктів повинно відповідати вимогам СТН Ц. Найбільш доцільним є розміщення роздільних пунктів на майданчиках (i = 0). Для забезпечення необхідної безпеки руху поїздів на роздільних пунктах, де можливо проведення маневрових робіт, найбільші ухили не повинні перевищувати 1, 5 ‰. або в більш складних умовах - 2, 5 ‰
Але у всіх випадках розташування роздільних пунктів на ухилах повинні забезпечуватися умови рушання й утримання поїздів допоміжними гальмами локомотивів.
6. ПРОЕКТУВАННЯ МАЛИХ водопропускних споруд
Процес проектування водовідводу розпадається на кілька етапів. При проектуванні земляного полотна у всіх місцях перетину водотоків повинні бути передбачені малі водопропускні споруди. Тому першим етапом проектування водовідводу є встановлення місць розташування водопропускних споруд.
У місці перетину водотоку залізницею слід визначити його гідрологічні характеристики: витрата і обсяг притікає води, глибину шару води та її рівень. Встановлення цих характеристик виконується на другому етапі проектування водовідводу.
У залежності від гідрологічних характеристик необхідно визначити параметри водопропускного споруди на перетині періодичного водотоку: тип і величину отвори. Це третій етап, який передбачає або гідравлічний розрахунок, або підбір типових водопропускних споруд.
Четвертий етап полягає у перевірці достатності висоти насипу з метою запобігання переливу води через насип і розмиву її, а також недопущення переливу води в суміжну виїмку або в сусіднє водопропускну споруду.
1 Етап. Стік води до знижених місцях рельєфу відбувається з певної території, яка називається басейном або водозбором. Межами басейну є природні вододільні лінії. Проаналізувавши карту, визначається положенням головного вододілу (лінія, яка з'єднує на місцевості точки з найбільшими відмітками). Далі слід провести лінії поперечних вододілів та русел логів (лінія, що з'єднує точки з найменшими висотами; проводиться пунктиром). Отримані таким чином контури, обмежені головним вододілом, двома поперечними вододілами і трасою, представляють собою басейни - території, з яких вода збирається і притікає до траси, а в точці перетину русла лога та траси необхідно влаштувати водопропускну споруду для пропуску притікає води.
Для вибору кращого варіанту потрібно визначити дві групи показників:
загальнорайонних, що характеризують район проектування в цілому:
номери зливового району та групи кліматичних районів.
місцеві, які характеризують кожну басейн окремо: площа басейну F і ухил головного логу I л.
Амурська область належить до 4 зливового району, і 7 групі кліматичного району. Площа басейну визначається по карті. За допомогою палетки, визначається площу в квадратних сантиметрах, а потім переводиться в квадратні кілометри, множачи на коефіцієнт, що залежить від масштабу карти. Для даної карти цей коефіцієнт дорівнює 0,25.
Ухил головного логу визначається за формулою:
I л = (H вл-H нл) / L л; (‰) (6.1)
де, I л - ухил головного логу
H вл - відмітка верху логу, м
H нл - відмітка низу логу, м
L л - довжина логу, км.
На підставі формули 6.1 визначаємо ухил головного логу
1) I л = (260-155) / 3,75 = 28 (‰);
2) I л = (250-180) / 1,85 = 38 (‰);
3) I л = (250-175) / 2 = 37,5 (‰);
4) I л = (360-285) / 2,9 = 26 (‰).
2 Етап. Основним показником, що характеризує кількість притікає до спорудження води, є витрата Q - кількість води, що притікає до спорудження за одиницю часу. Для кількісної оцінки частоти повторення витрат певної величини введений показник ймовірності перевищення - Це ймовірність того, що даний витрата буде повторюватися не частіше одного разу за n років. У практиці проектування використовують поняття розрахункового і максимального витрат. Розрахунковим називається відносно часто повторюваний витрата, на пропуск якого розраховується отвір споруди. Максимальним називається витрата більший за величиною, ніж розрахунковий. На пропуск цієї витрати перевіряється висота насипу за умови забезпечення безпеки руху поїздів. Для залізниць III категорії за розрахунковий приймається витрата з ймовірністю перевищення один раз на 100 років, за максимальний - витрата з ймовірністю перевищення один раз на 300 років.
Розрахунковий витрата Q рас визначається за номограмі зливових витрат ймовірності перевищення 1% для піщаних і супіщаних грунтів. Для цього на правому графіку номограми знаходиться значення площі басейну F, км 2, від цієї точки піднімається вертикаль до перетину з лінією, яка відповідає номеру зливового району. Отримана крапка переноситься на вісь ординат. Потім на лівому графіку номограми знаходиться значення ухилу логу I л,%, проводиться вертикаль до лінії, що відповідає номеру групи кліматичних районів. Отримана крапка також переноситься на вісь ординат. Потім ці точки з'єднують. Витрата визначається за шкалою витрат у місці перетину лінії, що з'єднує дві отримані точки. Для визначення витрат при супесних грунтах використовується поправочний коефіцієнт:
- Для розрахункової витрати k 1% = 1,00
- Для максимальної витрати k 0,33% = 1,39
Розрахунковий витрата визначається за наступною формулою
Q рас = Q ном * k 1%; (м 3 / с) (6.2)
де, Q рас - розрахункова витрата;
Q ном - номінальний витрата.
На підставі формули 6.2 визначаємо розрахункову витрату
1) Q рас = 21 * 1,00 = 21 (м 3 / с);
2) Q рас = 17 * 1,00 = 17 (м 3 / с);
3) Q рас = 8 * 1,00 = 8 (м 3 / с);
4) Q рас = 15 * 1,00 = 15 (м 3 / с).
Визначаємо максимальний витрата за наступною формулою
Q max = Q ном * k 0,33%; (м 3 / с) (6.3)
де, Q max - максимальна витрата.
На підставі формули 6.3 визначаємо максимальний витрата
1) Q max = 21 * 1,39 = 29 (м 3 / с);
2) Q max = 17 * 1,39 = 24 (м 3 / с);
3) Q max = 8 * 1,39 = 11 (м 3 / с);
4) Q max = 15 * 1,39 (м 3 / с).
3 і 4 Етапи. На перетинах залізниці з періодичними водотоками розміщують водопропускні споруди: труби і мости, лотки, дюкери, акведуки та фільтруючі насипи. Найбільш поширеними є труби і малі залізобетонні мости.
Водопропускні труби розрізняють за формою поперечного перерізу, матеріалу і величині отвору.
Розрізняють три режими роботи водопропускних труб: безнапірний, півнапірному та напівнапірному.
Безнапірний - це режим, при якому вхідний оголовок труби не затоплений і потік на всьому протязі має вільну поверхню.
Півнапірному - це режим, при якому вхідний оголовок труби затоплений, але в трубі потік має вільну поверхню.
Напірний - це режим, при якому вхідний оголовок труби затоплений і на всьому протязі труба працює повним отвором.
Найбільш безпечним є безнапірний режим, тому при пропуску розрахункової витрати труба повинна працювати в цьому режимі.
При виборі типів водопропускних споруд слід враховувати, що для задоволення вимогам індустріалізації будівництва бажано приймати мінімальне число їх типорозмірів, тому що при одному типі і отворі труби можна варіювати числом очок, типом вхідної ланки і оголовка.
Підбір типу і отвори малого водопропускного споруди виробляється за графіками водопропускної здібності споруд.
На осі витрат Q знаходиться значення розрахункової витрати Q рас, через цю точку проводиться вертикальна лінія. Перетин цієї лінії з гілками кривих водопропускної здібності свідчить про те, що даний витрата може бути пропущений трубами з даними отворами при різній висоті підпору. При пропуску розрахункової витрати труба повинна працювати в режимі цієї витрати. При цьому для зменшення вартості перевага віддається трубах найменших отворів.
На наступному етапі проводиться перевірка висоти насипу на незатопляемость і можливість розміщення споруди даної конструкції. Перевірка полягає у визначенні для обраного отвори висоти підпору, що відповідає максимальному витраті. Висота насипу повинна перевищувати висоту підпору не менше ніж на 0,5 м. При виконанні умови, також необхідно перевірити достатність висоти насипу по конструктивному умові. Мінімальна висота насипу для розміщення труб регламентується необхідної товщиною засипки над склепінням труби, що забезпечує гасіння динамічних навантажень від рухомого складу. Величина такої засипки приймається рівною 1м. Якщо в окремих випадках висота насипу недостатня для розміщення водопропускного споруди, то розглядаються наступні заходи:
збільшення отвори споруди;
заміна одноочковой труби на двох-або триочкову;
застосування іншого, більш потужного типу водопропускного споруди;
застосування пальово-естакадних мостів;
штучне поглиблення русла з відповідним зниженням відміток і глибини підпертої води;
зміна проектної лінії в профілі (слід підняти проектну лінію);
зміна положення траси в плані зі зміщенням лінії в низовий бік.
При виконанні вимог до висоти насипу в місці розміщення водопропускного споруди визначається його вартість за графіками.
Результати всіх розрахунків зводяться у відомість водопропускних споруд (таблицю № 2)
Відомість водопропускних споруд
Таблиця № 2
| № п / п | Положення ИССО, пк + | F, км 2 | I л, % 0 | Q р, м 3 / с | Q max, м 3 / с | Н н, м | Н п, м | Тип ИССО | Отвір | Вартість, тис.руб. |
| 1 | 3пк0 +00 | 7,5 | 28,0 | 21 | 29 | 6,0 | 5,5 | ПЖБТ | 22 | |
| 2 | 6пк3 +50 | 4,5 | 38 | 17 | 24 | 7,0 | 6,5 | ПЖБТ | 15 | |
| 3 | 8пк3 +50 | 2,25 | 37 | 8 | 11 | 6,0 | 5,5 | ПЖБТ | 10 | |
| 4 | 19пк3 +00 | 3,25 | 26 | 15 | 21 | 9,0 | 8,5 | ПЖБТ | 28 |
7. ВИЗНАЧЕННЯ КАПІТАЛЬНИХ ВКЛАДЕНЬ І ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ВИТРАТ
7.1 Капітальні вкладення
Залізниці - це капіталомістка галузь будівництва. Тому прийняття проектного рішення можливе тільки на основі техніко-економічних розрахунків для оцінки необхідних капітальних вкладень і поточних витрат, пов'язаних з майбутньою експлуатацією проектованої лінії.
При проектуванні нової лінії визначаємо капітальні вкладення, які в загальному випадку необхідні для будівництва всіх споруд і пристроїв дороги, придбання рухомого складу, споруди супутніх об'єктів.
Капітальні вкладення визначаються за наступною формулою
К = 1,4 (До зр + К ис + К вз (гп) + До лін + К рп) + До ЖГ; (тис.руб.) (7.1)
де, К зр - земляні роботи;
До вико - штучні споруди;
К вз (гп) - верхньої будови колії;
До лин - лінійні пристрої;
До рп - роздільні пункти;
До ЖГ - об'єкти житлово-цивільного будівництва.
Вартість земляних робіт становить орієнтовно 20% загальної будівельної вартості об'єктів виробничого призначення. Обсяги земляних робіт визначаються по головному шляху і по роздільних пунктів за наступною формулою
K зр = Q зр * a зр; (тис. крб.) (7.2)
де, Q зр - профільний обсяг (кубатура) земляних робіт по головних і станційних коліях, тис.м 3;
a зр - середня вартість розробки 1 м 3 профільної кубатури, руб.
Профільний обсяг земляних робіт по головних і станційних коліях визначається за наступною формулою
Q зр = a (Q зр гп + Q зр сп); (тис.м 3) (7.3)
де, a - поправочний коефіцієнт, що залежить від категорії складності будівництва;
Q зр гп - обсяг земляних робіт по головному шляху, (тис м 3);
Q зр сп - обсяг земляних робіт по станційних коліях, (тис м 3);
Обсяг земляних робіт по головному шляху визначається за формулою
Q зр гп = Sq * l (7.4)
де, q - покілометровий обсяг насипу чи виїмки, тис.м 3;
l - довжина масиву насипу чи виїмки, (км).
q зр (гп) = Q зр гп / L; (тис.м 3) (7.5)
На підставі формули 7.5 визначаємо обсяг земляних робіт по головному шляху
q зр (гп) = 1873,69 / 27,5 = 68,1 (м 3)
За значенням q зр (гп) визначається категорія складності будівництва. Згідно СТН Ц, при q зр (гп) = 68,1 категорія складності дорівнює III. При третій категорії труднощі вартість розробки 1 м 3 грунту a зр = 2,0.
Для визначення обсягів земляних робіт на схематичному поздовжньому профілі виділяються окремі характерні ділянки - масиви насипів і виїмок з відносно невеликим коливанням робочих позначок. Для таких ділянок визначаємо середню робочу оцінку, за якою, використовуючи дані про покілометрові обсягах, підраховуємо в табличній формі (таблиця № 3) обсяги земляних робіт по головній колії.
Підрахунок обсягів земляних робіт по головному шляху
Таблиця № 3
| Положення масиву, пк + | Насип, Н Виїмка, У | Довжина масиву, км | Серед. роб. відмітка, м | Обсяг на 1 км довжини | Обсяг на масиві | |
| 0пк0 +00 - +50 0пк2 | Н | 0,25 | 1,2 | 11,8 | 2,95 | |
| 0пк2 +50 - +50 0пк4 | У | 2,0 | 1,7 | 24,2 | 48,4 | |
| 0пк4 +50 - +50 1пк2 | Н | 0,8 | 1 | 9,2 | 7,36 | |
| 1пк2 +50 - +00 1пк5 | У | 0,25 | 0,7 | 9,6 | 2,4 | |
| 1пк5 +00 - +00 6пк7 | Н | 5,2 | 5,4 | 84,6 | 439,92 | |
| 6пк7 +00 - +00 7пк1 | У | 0,4 | 0,7 | 9,6 | 3,84 | |
| 7пк1 +00 - +50 8пк8 | Н | 1,75 | 3,4 | 43,6 | 76,3 | |
| 8пк8 +50 - +00 9пк5 | У | 0,65 | 4,7 | 92,2 | 59,93 | |
| 9пк5 +00-10 ПК3 +50 | Н | 0,80 | 2,4 | 27,6 | 22,08 | |
| 10пк3 +50-14 пк8 +50 | У | 4,5 | 4,7 | 92,2 | 414,9 | |
| 14пк8 +50-24 ПК6 +00 | Н | 9,75 | 5,0 | 73,2 | 713,7 | |
| 24пк6 +00-24 пк8 +50 | У | 0,25 | 1 | 13,0 | 3,25 | |
| 24пк8 +50-27 ПК7 +00 | Н | 2,85 | 2,4 | 27,6 | 78,66 |
Q зр сп = 5,3 lnSh ср 10 -3; (тис.м 3) (7.6)
де, 5,3 - ширина міжколійя на роздільних пунктах;
n - кількість шляхів; n = 2;
h сер - середня робоча відмітка в межах станції;
l - довжина станції.
Оскільки в даному проекті дві проміжні станції, то Q зр сп вважаємо два рази на підставі формули 7.6
1) для станції А: Q зр сп = 5,3 * 3 * 1500 * 2 * 10 -3 = 47,7 (тис. м 3)
2) для станції Б: Q зр сп = 5,3 * 3 * 750 * 2 * 10 -3 = 23,85 (тис.м 3)
Загальний обсяг земляних робіт по станційних коліях:
Q зр сп = 47,7 +23,85 = 71,55 (тис. крб)
На підставі формули 7.3 визначаємо профільний обсяг земляних робіт
Q зр = 1,1 (1873,69 +71,55) = 2139,76 (тис.м 3)
На підставі формули 7.2 визначаємо вартість земляних робіт
K зр = 2 * 2139,76 = 4279,53 (тис. грн.)
Вартість штучних споруд визначається в залежності від їх типу, конструкції, величини отвору і висоти насипу. Визначаємо за відомістю штучних споруд (До ис = 282 тис.руб).
Вартість верхньої будови шляху залежить від прийнятого типу, який визначається вантажонапруженістю. У даному проекті прийнятий важкий тип (Р65), дерев'яні шпали. Вартість верхньої будови шляху знаходиться за формулою
К вз = Sk НД (гп) * L i; (тис. крб.) (7.7)
де, k НД (гп) - вартість одного кілометра верхньої будови колії (див. СТН);
L - довжина ділянок, км.
Загальна вартість верхньої будови шляху знаходиться як сума вартості прямих ділянок та кривих з радіусом більше 1200м, і вартості кривих ділянок з радіусом менше 1200м, згідно з формулою 7.7
К вз = 70,6 * 17,47 +74,9 * 10,028 = 1984,40 (тис. грн.)
До споруд і пристроїв, вартість яких визначається пропорційно довжині лінії, відносяться зв'язок і СЦБ, шляхові будівлі, пристрої снегозащіти, енергопостачання та ін Вартість цих пристроїв визначається за формулою за наступною формулою
K лін = (k пт + k св + k Ен + k ЕІ) L; (тис. крб.) (7.8)
де, k пт - вартість підготовки території будівництва, що припадає на 1 км довжини лінії, тис.руб / км; для одноколійній лінії, при тепловозній тязі і III категорії складності k пт = 8,6 тис. руб / км
k св - вартість обладнання зв'язку та СЦБ, віднесена на один км довжини лінії, тис.руб / км; для одноколійній лінії з тепловозною тягою k св = 26,2 тис.руб / км
k ен - вартість пристроїв енергетичного господарства, що припадає на 1 км довжини траси, тис.руб / км; для одноколійній лінії з тепловозною тягою k Ен = 7,8 тис.руб / км
k ЕІ - вартість експлуатаційного інвентарю та інструменту, віднесена на один км довжини лінії; k ЕІ = 0,9 тис.руб / км
L - довжина траси, км;
На підставі формули 7.8 визначаємо вартість пристроїв
K лін = (8,6 +26,2 +7,8 +0,9) 27,5 = 1196,25 (тис руб.)
Вартість проміжних станцій визначається за типовими проектами в залежності від типу рейок на приймально шляхах, довжини приймально шляхів і виду тяги. Будівельну вартість роздільних пунктів визначаємо за формулою
До рп = k рп n рп; (тис. крб.) (7.9)
де, k рп - будівельна вартість проміжних роздільних пунктів, тис.руб;
При довжині приймально шляхів 850 м, рейках Р65 і тепловозній тязі k рп = 1100 тис.руб;
n рп - число проміжних станцій; n рп = 2;
На підставі формули 7.9 визначаємо вартість роздільних пунктів
До рп = 1100 * 2 = 2200 (тис. крб.)
Будівельна вартість об'єктів житлово-цивільного будівництва враховується пропорційно довжині лінії і визначається за формулою:
K ЖГ = k ЖГ L тр; (тис. крб.) (7.10)
де, k ЖГ - вартість об'єктів житлово-цивільного будівництва, що припадає на 1 км довжини; для одноколійній лінії з вантажонапруженістю 15 млн.т.км / км, k ЖГ = 75,8 тис.руб / км.
K ЖГ = 75,8 * 27,5 = 2084,5 (тис. грн.)
Загальна будівельна вартість нової залізничної лінії складе
К = 1,4 (4279,53 +1984,40 +1196,25 +2200 +282,0) +2084,5 = 16003,552 = 16003552 (грн.)
Всі обчислені значення заносимо в таблицю № 4.
Відомість будівельних витрат за видами робіт і споруд, тис. руб.
Таблиця № 4
| K зр | До іс | К вз (гп) | K лін | До рп | K ЖГ | До |
| 4279,53 | 282 | 1984,40 | 1196,25 | 2200 | 2084,5 | 16003552 |
7 .2 Експлуатаційні витрати
Діяльність залізниці неможлива без витрачання коштів на рух поїздів, ремонт споруд дороги та рухомого складу, утримання необхідного штату.
При визначенні експлуатаційних витрат прийнято розрізняти витрати, пов'язані з пересуванням поїздів З дв і змістом постійних пристроїв дороги З пу. Тоді сумарні експлуатаційні витрати будуть обчислюватися за формулою
С = С дв + С пу; (тис.руб.) (7.11)
Витрати, залежні від розмірів руху, пов'язані з придбанням палива або електроенергії, ремонтом рухомого складу, вмістом локомотивних бригад, ремонтом верхньої будови колії та частково з його змістом.
При розрахунку експлуатаційних витрат у даному курсовому проекті використовуються укрупнені витратні норми.
З дв = (С пр т N прив т + З пр о N прив про) 10 -3; (тис.руб.) (7.12)
де, З пр т (о) - витрати по пробігу одного поїзда;
N прив т (о) - річна кількість наведених поїздів за напрямками; визначається за формулою:
N прив т (о) = N гр т (о) +365 mn пс (7.13)
де, n пс - кількість пар пасажирських поїздів на добу; n пс = 2;
m - коефіцієнт приведення витрат;
Коефіцієнт приведення витрат визначається за наступною формулою
m = 0,19 +1,75 Q пс / Q (7.14)
де, Q пс - вага пасажирського складу, т; Q пс = 1000т.;
Q - вага вантажного поїзда, т; Q = 3500т.
На підставі формули 7.14 визначаємо коефіцієнт приведення витрат
m = 0,19 +1,75 * 1000/3500 = 0,69;
N гр т (о) - річна кількість вантажних поїздів за напрямками, у вантажному напрямі («туди»), яке визначається за наступною формулою
N гр т = Г т 10 6 / hQ; (поїзд / рік) (7.15)
де, Г т - вантажонапруженість; Г т = 15 млн.т.км / км;
h - коефіцієнт переведення ваги брутто у вагу нетто; h = 0,7;
На підставі формули 7.15 визначаємо кількість вантажних поїздів
N гр т = 15 * 10 6 / 0,7 * 3500 = 6122 (поїзда / рік);
У не вантажному напрямі визначається на підставі наступної формули
N гр о = 10 6 / Q [Г о + Г т (1 / h -1)]; (поїзд / рік) (7.16)
де, Г о - вантажонапруженість в не вантажному напрямку; Р про = 13 млн.т.км / км.
На підставі формули 7.16 визначаємо кількість поїздів в не вантажному напрямку
N гр о = 10 6 / 3500 [13 +15 (1 / 0, 7 -1)] = 5551 (поїздів / рік);
Кількість вантажних поїздів у вантажному напрямі визначається наступним чином на підставі формули 7.13
N прив т = 6122,5 +365 * 0,69 * 3 = 6878,05 (поїздів / рік);
Кількість вантажних поїздів в не вантажному напрямку:
N прив о = 5551 +365 * 0,69 * 3 = 6306,55 (поїздів / рік);
Витрати по пробігу одного потягу визначаються за такою формулою
З пр т (о) = З пк про L + A (H +0,012 Sa) + Б (H з -0,012 Sa з)-У L c; (грн.) (7.17)
де, З пк о - норма витрат на пробіг поїздом 1 км на майданчику; для двохсекційного тепловоза 2ТЕ116 З пк о = 2;
А, Б, В - норми витрат, що враховують подолання висот, гальмування і кінетичну енергію поїзда, руб.; А = 0,25, Б = 0,374, В = 1,20;
Н - алгебраїчна різниця відміток кінцевої і початкової точок профілю, м;
Sa - сума кутів повороту всіх кругових кривих;
H с - сума різниць висот гальмівної частини спусків, м (гальмівний спуск - спуск з ухилом> 4 ‰);
Sa с - сума кутів повороту в межах гальмівних спусків;
L c - сума довжин елементів гальмівних спусків.
На підставі формули 7.17 визначаємо витрата по пробігу одного потягу
З пр т = 2 * 27,5 +0,25 (168,25 +0,012 * 526) +0,374 (19,05-0,012 * 50) -1,2 * 2,45 = 102,6 (грн.)
З пр о = 2 * 27,5 +0,25 (-168,25 +0,012 * 526) +0,374 (187,3-0,012 * 396) -1,2 * 21,45 = 57,05 (грн.)
Витрати, пов'язані з рухом поїздів визначаємо на підставі формули 7.12
З дв = (102,6 * 6878,05 +57,05 * 6306,55) 10 -3 = 1065,48 (тис.руб / рік)
Експлуатаційні витрати на утримання постійних пристроїв за рік визначаються за наступною формулою
З пу = (С 1 + С 2 + С 3 + З 4 + З 5) L + C 6 n ПСТ + C 7 n рп; (тис.руб.) (7.18)
де, З 1 - вартість поточного утримання і амортизація головного шляху (одноколійна лінія), 1 км L = 4,18 (тис.руб / рік);
З 2 - зміст смуги захисних лісонасаджень, сніго-, водо-і пескоборьба; З 2 = 0,72 (тис.руб / рік);
З 3 - вартість поточного утримання і амортизація пристроїв СЦБ; З 3 = 0,2 (тис.руб / рік);
З 4 - вартість поточного утримання та амортизації лінійних пристроїв зв'язку; З 4 = 0,34 (тис.руб / рік);
З 5 - вартість поточного утримання і амортизація контактної мережі;
C 6 - вартість поточного утримання і амортизація тягових підстанцій.
Експлуатаційні витрати пов'язані з утриманням постійних пристроїв за рік визначаються на підставі формули 7.18
З пу = (4,18 +0,72 +0,2 +0,34) 27,5 +2 * 116,7 = 383 (тис.руб / рік)
Сумарні експлуатаційні витрати визначаємо на підставі формули 7.11
З = 1065,48 +383 = 1448,48 (тис. грн. / рік.)
8. АНАЛІЗ ОВОЛОДІННЯ ПЕРЕВЕЗЕННЯ
Для вибору та обгрунтування технічних параметрів нової залізної дороги на початковому етапі та на перспективу проводимо аналіз оволодіння перевезеннями.
Він виконується на основі розмірів перевезень на розрахункові роки експлуатації, розрахунків пропускної і провізної здатності дороги при різних технічних параметрах, засобах технічного оснащення та способи організації руху поїздів, розрахунків будівельно-експлуатаційних витрат.
Для розрахунків провізної здатності дороги необхідно визначити час ходу вантажного поїзда по перегону в обидві сторони при різних видах тяги за наступною формулою
t х т (о) = St * l; (мін.) (9.1)
де, t - покілометрові час ходу поїзда, хв / км;
l - довжина ділянки, км.
Таким чином, час ходу поїзда по перегону при тепловозній тязі (2ТЕ116) дорівнює і заноситься до таблиці 9.1
Таблиця 9.1
Час ходу поїзда по перегону при електровозної тязі (ВЛ60 до, ВЛ80 к) дорівнює і заноситься до таблиці 9.2
Таблиця 9.2
Для аналізу потужності дороги в реальних умовах розглядаються різні поєднання засобів технічного озброєння та організації руху на залізничній лінії. Число таких сполучень може бути дуже велика. Для цього варіанту беремо дев'ять:
0 (вихідне) стан - лінія одноколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 3500 т, напівавтоматична блокування;
1 стан - лінія одноколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, напівавтоматична блокування;
2 стан - лінія одноколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування, частково-пакетний графік руху поїздів з коефіцієнтом пакетности a п = 0,5;
3 стан - лінія одноколійна, з двоколійними вставками, тепловоз тяга, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
4 стан - лінія двоколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
5 стан - лінія одноколійна, з електровозної тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, напівавтоматична блокування;
6 стан - лінія одноколійна, з електровозної тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування, частково-пакетний графік руху поїздів з коефіцієнтом пакетности a п = 0,5;
7 стан - лінія одноколійна, з двоколійними вставками, Електровозна тяга, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
8 стан - лінія двоколійна, з електровозної тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
Для кожного стану необхідно визначити можливу провізну спроможність за наступною формулою
Г у = (365n гр Q бр * h) / (g 10 6); (9.2)
де, h - коефіцієнт переведення ваги брутто у вагу нетто; 0,7;
g - коефіцієнт внутрігодічной нерівномірності перевезень; 1,15;
Q бр * - середня вага вантажних поїздів; Q бр * = 0,85 * Q бр;
n гр - кількість вантажних поїздів.
Кількість поїздів визначається за наступною формулою
n гр = N max - (1 + P) (n пс * E пс); (пп / добу) (9.3)
де, N max - пропускна спроможність залізничної лінії;
Р - коефіцієнт, що враховує можливе збільшення розмірів руху; Р = 0,02;
n пс - кількість пасажирських поїздів (див. завдання);
Е пс - коефіцієнт знімання, що показує, скільки пар вантажних поїздів знімає одна пара пасажирських.
Пропускна здатність залізничної лінії визначається за наступною формулою
N max = (1440-t тих) до a н / Т пер (9.4)
де, Т пер - період графіка;
t тих - тривалість технологічних «вікон»:
для одноколійних ліній - 60 хв;
для одноколійних ліній з двоколійними вставками - 90 хв;
для двоколійних ліній - 120 хв;
к - число потягів у пакеті;
a н - коефіцієнт надійності системи; 0,95;
Для 0, 1 і 5 станів період визначається за наступною формулою
Т пер = t x т + t x про +2 t; (мін.) (9.5)
де, 2t = 7 хв; t - час на прийом і відправлення поїздів;
к = 1.
На підставі формули 9.5 визначаємо період для 0 і 1 станів
Т пер = 13,21 +9,28 +7 = 29,49 (мін.)
Для 5 стану Т пер = 8,67 +7,32 +7 = 22,99 (мін.)
Для 2 і 6 станів період визначається на підставі формули
Т пер = t x т + t x про +2 t [a п + (1-a п) к] +2 a п (к-1); (мін.) (9.6)
де, I - межпоездной інтервал; 8 хв.
На підставі формули 9.6 визначаємо період для 2 стани
Т пер = 29,49 * [0,5 + (1-0,5) * 2] +2 * 0,5 * (2-1) * 8 = 280,2 (мін.)
Для 6 стану аналогічно Т пер = 22,99 * [0,5 + (1-0,5) * 2] +2 * 0,5 * (2-1) * 8 = 218,4 (мін.)
Визначаємо період для 3 і 7 станів за формулою
Т пер = (t x т + t x о) / 2 +2 t; (мін.) (9.7)
де, К = 1;.
На підставі формули 9.7 визначаємо період для 3 стану
Т пер = (29,49) / 2 +7 = 21,7 (мін.)
Для 7 стану аналогічно Т пер = (22,99 / 2) +7 = 18,5 (мін.)
Для 4 і 8 станів:
N max = (1440-t тих) a н / I (9.8)
де, I = 10 хв;
Всі зроблені розрахунки за формулами 9.2, 9.3, 9.4 заносимо в таблицю 5 і 6
Таблиця 5
Таблиця 6
На підставі отриманих даних будуємо графік оволодіння перевезеннями.
ВИСНОВОК
У цій роботі запроектували ділянка нової залізничної лінії під тепловозну тягу. Отримане проектне рішення характеризується основними показниками траси: керівний ухил i = 12 ‰; довжина геодезичної лінії L гол = 19 км; довжина траси L = 27,5 км; коефіцієнт розвитку траси l = 1,7; сума кутів повороту Sa = 526; сумарний обсяг земляних робіт Q зр = 2139,76 тис. м 3; будівельна вартість траси К = 16003552 тис.руб.; експлуатаційні витрати на пересування поїздів З дв = 1065,48 тис.руб / рік; експлуатаційні витрати з утримання постійних пристроїв З пу = 383 тис.руб / рік; сумарні експлуатаційні витрати С = 1448,48 тис.руб / рік.
За допомогою даної курсової роботи вивчили методи вибору параметрів траси, які забезпечують сприятливі умови експлуатації залізниці відповідно до вимог сучасних будівельно-технічних норм при виконанні заданих обсягів перевезень, умов безперебійності, плавності і безпеки руху поїздів встановленої маси з встановленими швидкостями.
Вибір всіх параметрів був узгоджений з будівельними нормами і правилами. Проект передбачає високий технічний рівень проектованих споруд, їх низьку кошторисну вартість, короткі терміни будівництва, застосування найбільш раціональних рішень при будівництві, економне використання матеріальних і трудових ресурсів.
Проект розробляли в кілька стадій: на кожній стадії розробки зосереджували увагу на найбільш важливих питань, що дозволило знайти найкращий варіант для всіх взаємопов'язаних підсистем залізниці.
У результаті виконаної роботи отримали відомості про залізницю як про складну технічній системі.
Ця курсова робота познайомила з сучасним станом теорії та практики проектування нових залізниць, а також з технічними та економічними вимогами, що пред'являються до них.
Список використаної літератури
1. Вишукування та проектування залізниць. Підручник для вузів ж.-д. транспорту / Под ред. І. В. Турбіна. - М.: Транспорт, 1989. - 479с.
2. Проектування малих водопропускних споруд: Методичний посібник для виконання курсового та дипломного проектів. / Розсудливості І.В. - Хабаровськ: Вид-во ДВГУПС, 1999. - 36с.
3. Проектування ділянки нової залізничної лінії з аналізом оволодіння перевезеннями: Навчальний посібник. / Скрипачова Н.Л. - Хабаровськ: Вид-во ДВГУПС, 2000. - 80с.: Іл.
4. Економічні дослідження та основи проектування залізниць. Підручник для вузів ж.-д. транспорту. / під ред. Б.А. Волкова. - М.: Транспорт, 1990. - 268с.
5. СТН Ц - 01 - 95 Залізниці колії 1520 мм.
Діяльність залізниці неможлива без витрачання коштів на рух поїздів, ремонт споруд дороги та рухомого складу, утримання необхідного штату.
При визначенні експлуатаційних витрат прийнято розрізняти витрати, пов'язані з пересуванням поїздів З дв і змістом постійних пристроїв дороги З пу. Тоді сумарні експлуатаційні витрати будуть обчислюватися за формулою
С = С дв + С пу; (тис.руб.) (7.11)
Витрати, залежні від розмірів руху, пов'язані з придбанням палива або електроенергії, ремонтом рухомого складу, вмістом локомотивних бригад, ремонтом верхньої будови колії та частково з його змістом.
При розрахунку експлуатаційних витрат у даному курсовому проекті використовуються укрупнені витратні норми.
З дв = (С пр т N прив т + З пр о N прив про) 10 -3; (тис.руб.) (7.12)
де, З пр т (о) - витрати по пробігу одного поїзда;
N прив т (о) - річна кількість наведених поїздів за напрямками; визначається за формулою:
N прив т (о) = N гр т (о) +365 mn пс (7.13)
де, n пс - кількість пар пасажирських поїздів на добу; n пс = 2;
m - коефіцієнт приведення витрат;
Коефіцієнт приведення витрат визначається за наступною формулою
m = 0,19 +1,75 Q пс / Q (7.14)
де, Q пс - вага пасажирського складу, т; Q пс = 1000т.;
Q - вага вантажного поїзда, т; Q = 3500т.
На підставі формули 7.14 визначаємо коефіцієнт приведення витрат
m = 0,19 +1,75 * 1000/3500 = 0,69;
N гр т (о) - річна кількість вантажних поїздів за напрямками, у вантажному напрямі («туди»), яке визначається за наступною формулою
N гр т = Г т 10 6 / hQ; (поїзд / рік) (7.15)
де, Г т - вантажонапруженість; Г т = 15 млн.т.км / км;
h - коефіцієнт переведення ваги брутто у вагу нетто; h = 0,7;
На підставі формули 7.15 визначаємо кількість вантажних поїздів
N гр т = 15 * 10 6 / 0,7 * 3500 = 6122 (поїзда / рік);
У не вантажному напрямі визначається на підставі наступної формули
N гр о = 10 6 / Q [Г о + Г т (1 / h -1)]; (поїзд / рік) (7.16)
де, Г о - вантажонапруженість в не вантажному напрямку; Р про = 13 млн.т.км / км.
На підставі формули 7.16 визначаємо кількість поїздів в не вантажному напрямку
N гр о = 10 6 / 3500 [13 +15 (1 / 0, 7 -1)] = 5551 (поїздів / рік);
Кількість вантажних поїздів у вантажному напрямі визначається наступним чином на підставі формули 7.13
N прив т = 6122,5 +365 * 0,69 * 3 = 6878,05 (поїздів / рік);
Кількість вантажних поїздів в не вантажному напрямку:
N прив о = 5551 +365 * 0,69 * 3 = 6306,55 (поїздів / рік);
Витрати по пробігу одного потягу визначаються за такою формулою
З пр т (о) = З пк про L + A (H +0,012 Sa) + Б (H з -0,012 Sa з)-У L c; (грн.) (7.17)
де, З пк о - норма витрат на пробіг поїздом 1 км на майданчику; для двохсекційного тепловоза 2ТЕ116 З пк о = 2;
А, Б, В - норми витрат, що враховують подолання висот, гальмування і кінетичну енергію поїзда, руб.; А = 0,25, Б = 0,374, В = 1,20;
Н - алгебраїчна різниця відміток кінцевої і початкової точок профілю, м;
Sa - сума кутів повороту всіх кругових кривих;
H с - сума різниць висот гальмівної частини спусків, м (гальмівний спуск - спуск з ухилом> 4 ‰);
Sa с - сума кутів повороту в межах гальмівних спусків;
L c - сума довжин елементів гальмівних спусків.
На підставі формули 7.17 визначаємо витрата по пробігу одного потягу
З пр т = 2 * 27,5 +0,25 (168,25 +0,012 * 526) +0,374 (19,05-0,012 * 50) -1,2 * 2,45 = 102,6 (грн.)
З пр о = 2 * 27,5 +0,25 (-168,25 +0,012 * 526) +0,374 (187,3-0,012 * 396) -1,2 * 21,45 = 57,05 (грн.)
Витрати, пов'язані з рухом поїздів визначаємо на підставі формули 7.12
З дв = (102,6 * 6878,05 +57,05 * 6306,55) 10 -3 = 1065,48 (тис.руб / рік)
Експлуатаційні витрати на утримання постійних пристроїв за рік визначаються за наступною формулою
З пу = (С 1 + С 2 + С 3 + З 4 + З 5) L + C 6 n ПСТ + C 7 n рп; (тис.руб.) (7.18)
де, З 1 - вартість поточного утримання і амортизація головного шляху (одноколійна лінія), 1 км L = 4,18 (тис.руб / рік);
З 2 - зміст смуги захисних лісонасаджень, сніго-, водо-і пескоборьба; З 2 = 0,72 (тис.руб / рік);
З 3 - вартість поточного утримання і амортизація пристроїв СЦБ; З 3 = 0,2 (тис.руб / рік);
З 4 - вартість поточного утримання та амортизації лінійних пристроїв зв'язку; З 4 = 0,34 (тис.руб / рік);
З 5 - вартість поточного утримання і амортизація контактної мережі;
C 6 - вартість поточного утримання і амортизація тягових підстанцій.
Експлуатаційні витрати пов'язані з утриманням постійних пристроїв за рік визначаються на підставі формули 7.18
З пу = (4,18 +0,72 +0,2 +0,34) 27,5 +2 * 116,7 = 383 (тис.руб / рік)
Сумарні експлуатаційні витрати визначаємо на підставі формули 7.11
З = 1065,48 +383 = 1448,48 (тис. грн. / рік.)
8. АНАЛІЗ ОВОЛОДІННЯ ПЕРЕВЕЗЕННЯ
Для вибору та обгрунтування технічних параметрів нової залізної дороги на початковому етапі та на перспективу проводимо аналіз оволодіння перевезеннями.
Він виконується на основі розмірів перевезень на розрахункові роки експлуатації, розрахунків пропускної і провізної здатності дороги при різних технічних параметрах, засобах технічного оснащення та способи організації руху поїздів, розрахунків будівельно-експлуатаційних витрат.
Для розрахунків провізної здатності дороги необхідно визначити час ходу вантажного поїзда по перегону в обидві сторони при різних видах тяги за наступною формулою
t х т (о) = St * l; (мін.) (9.1)
де, t - покілометрові час ходу поїзда, хв / км;
l - довжина ділянки, км.
Таким чином, час ходу поїзда по перегону при тепловозній тязі (2ТЕ116) дорівнює і заноситься до таблиці 9.1
Таблиця 9.1
| № ділянки | час ходу по ділянці туди | час ходу по ділянці назад | |
| 1 | 0,6 | 0,6 | |
| 2 | 0,6 | 0,6 | |
| 3 | 0,6 | 0,6 | |
| 4 | 1,83 | 0,6 | |
| 5 | 1,19 | 0,6 | |
| 6 | 0,6 | 0,6 | |
| 7 | 0,6 | 1,74 | |
| 8 | 1,54 | 0,6 | |
| 9 | 2,33 | 0,6 | |
| 10 | 0,89 | 0,6 | |
| 11 | 1,83 | 1,54 | |
| 12 | 0,6 | 0,6 | |
| Σ | 13,21 | 9,28 |
Час ходу поїзда по перегону при електровозної тязі (ВЛ60 до, ВЛ80 к) дорівнює і заноситься до таблиці 9.2
Таблиця 9.2
| № ділянки | час ходу по ділянці туди | час ходу по ділянці назад | |
| 1 | 0,55 | 0,55 | |
| 2 | 0,55 | 0,55 | |
| 3 | 0,55 | 0,55 | |
| 4 | 0,96 | 0,55 | |
| 5 | 0,81 | 0,55 | |
| 6 | 0,55 | 0,55 | |
| 7 | 0,55 | 0,92 | |
| 8 | 0,90 | 0,55 | |
| 9 | 1,03 | 0,55 | |
| 10 | 0,71 | 0,55 | |
| 11 | 0,96 | 0,90 | |
| 12 | 0,55 | 0,55 | |
| Σ | 8,67 | 7,32 |
0 (вихідне) стан - лінія одноколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 3500 т, напівавтоматична блокування;
1 стан - лінія одноколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, напівавтоматична блокування;
2 стан - лінія одноколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування, частково-пакетний графік руху поїздів з коефіцієнтом пакетности a п = 0,5;
3 стан - лінія одноколійна, з двоколійними вставками, тепловоз тяга, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
4 стан - лінія двоколійна, з тепловозною тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
5 стан - лінія одноколійна, з електровозної тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, напівавтоматична блокування;
6 стан - лінія одноколійна, з електровозної тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування, частково-пакетний графік руху поїздів з коефіцієнтом пакетности a п = 0,5;
7 стан - лінія одноколійна, з двоколійними вставками, Електровозна тяга, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
8 стан - лінія двоколійна, з електровозної тягою, довжина приймально шляхів 880 м, вага поїздів 4500 т, автоматичне блокування;
Для кожного стану необхідно визначити можливу провізну спроможність за наступною формулою
Г у = (365n гр Q бр * h) / (g 10 6); (9.2)
де, h - коефіцієнт переведення ваги брутто у вагу нетто; 0,7;
g - коефіцієнт внутрігодічной нерівномірності перевезень; 1,15;
Q бр * - середня вага вантажних поїздів; Q бр * = 0,85 * Q бр;
n гр - кількість вантажних поїздів.
Кількість поїздів визначається за наступною формулою
n гр = N max - (1 + P) (n пс * E пс); (пп / добу) (9.3)
де, N max - пропускна спроможність залізничної лінії;
Р - коефіцієнт, що враховує можливе збільшення розмірів руху; Р = 0,02;
n пс - кількість пасажирських поїздів (див. завдання);
Е пс - коефіцієнт знімання, що показує, скільки пар вантажних поїздів знімає одна пара пасажирських.
Пропускна здатність залізничної лінії визначається за наступною формулою
N max = (1440-t тих) до a н / Т пер (9.4)
де, Т пер - період графіка;
t тих - тривалість технологічних «вікон»:
для одноколійних ліній - 60 хв;
для одноколійних ліній з двоколійними вставками - 90 хв;
для двоколійних ліній - 120 хв;
к - число потягів у пакеті;
a н - коефіцієнт надійності системи; 0,95;
Для 0, 1 і 5 станів період визначається за наступною формулою
Т пер = t x т + t x про +2 t; (мін.) (9.5)
де, 2t = 7 хв; t - час на прийом і відправлення поїздів;
к = 1.
На підставі формули 9.5 визначаємо період для 0 і 1 станів
Т пер = 13,21 +9,28 +7 = 29,49 (мін.)
Для 5 стану Т пер = 8,67 +7,32 +7 = 22,99 (мін.)
Для 2 і 6 станів період визначається на підставі формули
Т пер = t x т + t x про +2 t [a п + (1-a п) к] +2 a п (к-1); (мін.) (9.6)
де, I - межпоездной інтервал; 8 хв.
На підставі формули 9.6 визначаємо період для 2 стани
Т пер = 29,49 * [0,5 + (1-0,5) * 2] +2 * 0,5 * (2-1) * 8 = 280,2 (мін.)
Для 6 стану аналогічно Т пер = 22,99 * [0,5 + (1-0,5) * 2] +2 * 0,5 * (2-1) * 8 = 218,4 (мін.)
Визначаємо період для 3 і 7 станів за формулою
Т пер = (t x т + t x о) / 2 +2 t; (мін.) (9.7)
де, К = 1;.
На підставі формули 9.7 визначаємо період для 3 стану
Т пер = (29,49) / 2 +7 = 21,7 (мін.)
Для 7 стану аналогічно Т пер = (22,99 / 2) +7 = 18,5 (мін.)
Для 4 і 8 станів:
N max = (1440-t тих) a н / I (9.8)
де, I = 10 хв;
Всі зроблені розрахунки за формулами 9.2, 9.3, 9.4 заносимо в таблицю 5 і 6
Таблиця 5
| Кількість років експлуат. | Стани | |||||||||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||||||||||
| n гр | Гв | n гр | Гв | n гр | Гв | n гр | Гв | n гр | Гв | n гр | Гв | n гр | Гв | n гр | Гв | n гр | Гв | |
| 2 | 43 | 28 | 43 | 36 | 9 | 7 | 58 | 49 | 124 | 105 | 56 | 47 | 11 | 9 | 68 | 57 | 124 | 105 |
| 5 | 43 | 28 | 43 | 36 | 9 | 7 | 58 | 49 | 124 | 105 | 56 | 47 | 11 | 9 | 68 | 57 | 124 | 105 |
| 10 | 41 | 27 | 41 | 34 | 8 | 6 | 57 | 48 | 122 | 103 | 54 | 45 | 10 | 8 | 67 | 56 | 122 | 103 |
| 15 | 40 | 26 | 40 | 33 | 7 | 5 | 55 | 46 | 121 | 102 | 52 | 44 | 9 | 7 | 66 | 56 | 121 | 102 |
| 20 | 40 | 26 | 40 | 33 | 7 | 5 | 55 | 46 | 121 | 102 | 52 | 44 | 9 | 7 | 66 | 56 | 121 | 102 |
| Стани | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| N max | 44,5 | 44,5 | 9,4 | 59,1 | 125,4 | 57,02 | 12 | 69,32 | 125,4 |
ВИСНОВОК
У цій роботі запроектували ділянка нової залізничної лінії під тепловозну тягу. Отримане проектне рішення характеризується основними показниками траси: керівний ухил i = 12 ‰; довжина геодезичної лінії L гол = 19 км; довжина траси L = 27,5 км; коефіцієнт розвитку траси l = 1,7; сума кутів повороту Sa = 526; сумарний обсяг земляних робіт Q зр = 2139,76 тис. м 3; будівельна вартість траси К = 16003552 тис.руб.; експлуатаційні витрати на пересування поїздів З дв = 1065,48 тис.руб / рік; експлуатаційні витрати з утримання постійних пристроїв З пу = 383 тис.руб / рік; сумарні експлуатаційні витрати С = 1448,48 тис.руб / рік.
За допомогою даної курсової роботи вивчили методи вибору параметрів траси, які забезпечують сприятливі умови експлуатації залізниці відповідно до вимог сучасних будівельно-технічних норм при виконанні заданих обсягів перевезень, умов безперебійності, плавності і безпеки руху поїздів встановленої маси з встановленими швидкостями.
Вибір всіх параметрів був узгоджений з будівельними нормами і правилами. Проект передбачає високий технічний рівень проектованих споруд, їх низьку кошторисну вартість, короткі терміни будівництва, застосування найбільш раціональних рішень при будівництві, економне використання матеріальних і трудових ресурсів.
Проект розробляли в кілька стадій: на кожній стадії розробки зосереджували увагу на найбільш важливих питань, що дозволило знайти найкращий варіант для всіх взаємопов'язаних підсистем залізниці.
У результаті виконаної роботи отримали відомості про залізницю як про складну технічній системі.
Ця курсова робота познайомила з сучасним станом теорії та практики проектування нових залізниць, а також з технічними та економічними вимогами, що пред'являються до них.
Список використаної літератури
1. Вишукування та проектування залізниць. Підручник для вузів ж.-д. транспорту / Под ред. І. В. Турбіна. - М.: Транспорт, 1989. - 479с.
2. Проектування малих водопропускних споруд: Методичний посібник для виконання курсового та дипломного проектів. / Розсудливості І.В. - Хабаровськ: Вид-во ДВГУПС, 1999. - 36с.
3. Проектування ділянки нової залізничної лінії з аналізом оволодіння перевезеннями: Навчальний посібник. / Скрипачова Н.Л. - Хабаровськ: Вид-во ДВГУПС, 2000. - 80с.: Іл.
4. Економічні дослідження та основи проектування залізниць. Підручник для вузів ж.-д. транспорту. / під ред. Б.А. Волкова. - М.: Транспорт, 1990. - 268с.
5. СТН Ц - 01 - 95 Залізниці колії 1520 мм.