Презентация, доклад по дисциплине Устройство, ремонт и содержание автомобильных и железных дорог на тему Проектирование плана железных дорог

Прямые участки пути имеют значительные строительные и эксплуатационные преимущества по сравнению с криволинейными участками.

Рисунок 1 - Круговая кривая

(5)

Рассмотрим движение вагона по круговой кривой.
На вагон массой m (т), движущийся по кривой радиусом R (м) со скоростью V0 (км/ч), действует центробежная сила F1 (Н), направленная от центра кривой (рис. 2а).

(6)

Вес вагона qбр равен произведению ее массы m на ускорение силы тяжести g, поэтому

Произведя замену в формуле 6, получим

При условии F1 = F2 , то из формул 5 и 6 следует, что

(7)

(10)

Важным требованием ограничения скоростей движения поездов является условие равномерного износа обеих рельсовых нитей, которое обеспечивается при примерном равенстве сил F1и F2 в пределах кривой, то есть когда:

∆F=

(11)

Если все слагаемые разделить на массу, m то получим:

(12)

(13)

Допустимые значения анп = 0,7 м/с2, меньшие значения обеспечивают комфортабельность ощущений пассажиров и сохранность транспортируемого груза.

Таким образом, комфортабельность езды пассажиров обеспечивается при условии:

где [ ] – принятая норма непогашенного поперечного ускорения для пассажирских поездов.

где Vср – средняя с учетом пропускаемого тоннажа скорость поездопотока, км/ч, намечаемая на десятый год эксплуатации линии в месте расположения кривой:

где Vi, ni и Qi – соответственно скорость, км/ч, количество и масса поездов, т, определенной категории, следующих по рассматриваемой кривой в сутки.

ρ

(14)

На прямой радиус кривизны – бесконечная величина, поэтому F1=0; на кривой ρ = R, поэтому F – конечная величина, определяемая по формуле (5).

(15)

Следовательно, в точке НПК - начало переходной кривой, радиус кривизны ρ=∞ (совпадает с радиусом кривизны прямой), в точке КПК - конец переходной кривой, радиус кривизны ρ= R (совпадает с радиусом кривизны круговой кривой).

На железных дорогах России и многих других стран принят равномерный линейный отвод возвышения наружного рельса. В этих условиях длина переходной кривой при уклоне в виде десятичной дроби определяется из выражения:

(20)

(21)

Длина переходной кривой:

(22)

Длины переходных кривых L для среднесетевых условий принимаются по таблице СНиП в зависимости от категории линии, радиуса круговой кривой и зоны скоростей движения поездов.

Опыт эксплуатации железных дорог и многочисленные исследования свидетельствуют, что по условиям безопасности движения f не должно превышать 50 мм/с.
При нормировании длин переходных кривых в России для скоростей до 200 км/ч f принято в пределах от 28 до 35 мм/с или от 1/10 до 1/8 км/ч.

Таким образом, длина переходной кривой в зависимости от максимальной скорости определяется по формуле:

l =

.

Радиальная проекция точки НК на переходную кривую делит ее практически на две одинаковые части, каждая из которых равна Ɩ0/2. На этом основании определяется положение точек начала и конца переходной кривой.

Kc = K + Ɩ0

(23)

То обстоятельство, что переходная кривая устраивается частично за счет укорочения круговой кривой, приводит к необходимости в отдельных случаях проверять достаточность длины круговой кривой между концами переходной кривой. Минимальная длина участка круговой кривой Kmin между переходными должна быть не менее длины двух пассажирских вагонов, т.е. Kmin = 50 м. Таким образом, K > Kmin + Ɩ0 , или

(25)

(26)

5. При близко расположенных круговых кривых проверяют длину строительной вставки по формуле:

Схематический продольный профиль:

α – угол, град.;
R – радиус круговой кривой, м,
К – длина круговой кривой, м,
Т– тангенс круговой кривой, м
ЖБМ,– железобетонный мост,
КЖБТ – круглая железобетонная труба;
ПЖБТ– прямоугольная железобетонная труба.

сумма углов поворота кривых с Rmin;

6) средний радиус кривых Rср=

Показатели оценки качества и сравнения вариантов плана :
1) длина кривых ∑К и прямых ∑П, км;
2) процент кривых 100∑К/ ∑П + ∑К;

3) число кривых на 1 км , кривых /км ( n – общее число кривых);

где Fкр – расчетная сила тяги локомотива, Н, соответствующая расчетной скорости локомотива Vр, принимается в зависимости от типа локомотива;

и – основные удельные сопротивления движению локомотива и состава вагонов, Н/кН, при скорости Vр;

Устройство и содержание продольного профиля в виде кривой большого радиуса вызывает значительные затруднения, поэтому, взамен кривой, продольный профиль железных дорог рекомендуется проектировать в виде многоугольника, описывающего кривую радиуса Rсопр.

Δi - разность сопрягаемых уклонов.

Повышению плавности движения поезда способствует также устройство в пределах переломов продольного профиля кривых в вертикальной плоскости с радиусом Rв.
Основное назначение вертикальных кривых – предотвращение саморасцепления автосцепок вагонов на переломах, а также обеспечение комфортабельных условий езды пассажиров.
Вертикальное ускорение



не должно превышать нормативных значений aвн = 0,39 м/с2:

Исходя из этого условия определены и рекомендуются следующие значения радиусов вертикальных кривых Rв, м:
20 000 м – на скоростных линиях при V до 200 км/ч;
15 000 м – на линиях категорий I и II при V до 160 км/ч;
10 000 м – на линиях категории III и особо грузонапряженных при V до 120 км/ч;

где Hгр – отметка головки рельса существующей железной дороги, м;
hгаб – габаритное возвышение низа пролетного строения путепровода над Нгр, м;
с – строительная высота пролетного строения, то есть расстояние от низа его конструкции до подошвы рельса, м;
d – расстояние от подошвы рельса до бровки земляного полотна проектируемого пути, м.

, – высота рельса соответственно существующего и проектируемого путей.