Высокоскоростной железнодорожный транспорт 13 страница

Приращение тангенса от разбивки пере­ходной кривой, т, составит

2      120/?² 17 280/?⁴

\ /

С достаточной для практических расче­тов точностью можно считать, что m »//2. В итоге суммарный (или суммированный) тангенс кривой Тс будет Тс = Т+Тр + т, а суммарная длина кривой Кс = К + 1.

Очевидно, что переходные кривые устра­иваются частично за счет длины круговой кривой. Поэтому при малых углах поворо­та, особенно в сочетании с малым радиу­сом, необходимо проверить возможность устройства переходных кривых, т.е. соблю­дение условия

где К_т|п — минимальная длина круговой кри­вой после устройства переходных кривых, ко­торую рекомендуется принимать не менее пол­ной длины колесной базы единицы подвижно­го состава, то есть 20—25 м.

В соответствии с СТУ длина круговых кривых должна быть не менее 200 м при скорости 350 км/ч и 250 м — при скорости 400 км/ч. Кривые должны иметь постоян­ное значение радиуса на всем протяжении круговой кривой.

Из выражения (5.5) можно также опре­делить наименьший радиус круговой кри­вой, который может обеспечить вписыва­ние переходной кривой при фиксирован­ной ее длине и определенном угле поворо­та.

Сопряжение смежных кривых. Смеж­ными, или зависимыми называют соседние кривые, расположенные достаточно близ­ко друг к другу, если хотя бы одна из них оказывает влияние на условия движения поезда по другим криволинейным участ­кам. На таких участках поезд входит в оче­редную кривую, когда поперечные колеба­ния подвижного состава, возникшие при

проходе предыдущей кривой, могут еще оставаться. Таким образом, длина прямой вставки d между криволинейными участ­ками должна быть не менее длины участ­ка затухания колебаний кузова подвижно­го состава [14], то есть удовлетворять усло­вию

V Я
d>^-,
з,б₉₁

где q — количество колебаний боковой кач­ки кузова подвижного состава до затухания: q = 2,0—3,5; q^ — собственная частота боко­вых колебаний кузова подвижного состава: q_x = 1,0—2,5 Гц.

В зависимости от максимальной скоро­сти движения (км/ч) длина прямой встав­ки, м, в большинстве случаев рекоменду­ется от 0,5V_max до l,4V_max. В соответствии с СТУ длина прямых вставок между началь­ными точками переходных кривых долж­на быть не менее 400 м. Расположение пу­ти в тоннеле в плане должно удовлетво­рять требованиям, предъявляемым к от­крытым участкам трассы ВСМ.

Основные параметры плана линии для скоростного и высокоскоростного движе­ния пассажирских поездов в России приве­дены в табл. 5.2.

5.9. Элементы продольного профиля и требования к их проектированию

Продольным профилем железнодорож­ной линии называется проекция развер­тки трассы на вертикальной плоскости. Он состоит из прямолинейных элементов, различающихся крутизной и протяжени­ем. Перелом продольного профиля явля­ется границей смежных элементов, а про­екция элемента на горизонтальную ось — длиной элемента, которая измеряется в метрах. Такое допущение по измерению длины элементов возможно при малых ук­лонах, которые используются при проек­тировании продольного профиля желез­ных дорог. Уклон продольного профиля 108 обычно измеряется в тысячных (промил­ле), %о. Численное значение уклона в этом случае показывает величину подъема или спуска в метрах на 1 км длины линии. Ук­лон, по которому поезд следует на подъем, считается положительным, а на спуск — от­рицательным. Перелом продольного про­филя характеризуется алгебраической раз­ностью уклонов сопрягаемых элементов А/ = |(±/₂) ~ (±*1)|- Прямолинейные элемен­ты продольного профиля, при необходимо­сти, с целью обеспечения требуемой плав­ности движения поезда сопрягаются вер­тикальными кривыми.

При проектировании продольного профи­ля необходимо обеспечение плавности, бес­перебойности и безопасности движения поездов.

Обеспечение плавности движения по­ездов. Плавность движения поездов обес­печивается в наилучшей степени, если при проектировании продольного профиля ис­пользовать элементы возможно большей длины при наименьшей алгебраической разности уклонов смежных элементов. Од­нако для уменьшения объема земляных работ и снижения стоимости строитель­ства железной дороги, наоборот, более же­лательны элементы меньшей длины при большей разности их уклонов, когда про­ектная линия максимально повторяет очер­тание поверхности земли по направлению трассы.

От конкретного сочетания элементов продольного профиля, общих форм про­дольного профиля и плана линии, зави­сящих от топографических условий мест­ности, и действий машиниста (увеличе­ние или сброс тяги, приведение в действие или отпуск тормозов и т.п.) зависит обра­зование в поезде на том или ином участ­ке растягивающих или сжимающих уси­лий. Большие растягивающие или сжима­ющие силы, особенно в кривых малых ра­диусов, могут привести соответственно к «выдергиванию» или «выжиманию» ва­гонов из состава, т.е. к сходу вагонных те­лежек с рельсов. Ускорения, возникающие при действии продольных сил, могут ока­зывать неблагоприятные воздействия на комфорт пассажиров и сохранность багажа.

Очевидно, что с технико-экономической точки зрения при проектировании про­дольного профиля нужно руководство­ваться предельными значениями длины элемента и алгебраической разности ук­лонов, при которых будет обеспечена про­чность и устойчивость подвижного соста­ва и комфортабельные условия для пасса­жиров.

Для определения этих предельных значе­ний длины элементов профиля и разностей уклонов были проведены многочисленные исследования, в частности [29, 16 и др.], на основании которых разработаны действую­щие нормы проектирования продольно­го профиля. В исследованиях рассматри­вались наиболее неблагоприятные соче­тания режимов движения поезда и очер­таний профиля, когда сжимающие усилия в поезде меняются на растягивающие и, на­оборот, растягивающие на сжимающие. Ис­следования показали, что прочность и ус­тойчивость вагонов, а также создание бла­гоприятных условий для пассажиров, обес­печивается, когда элементы продольного профиля сопрягаются вертикальной кри­вой, радиус которой R_B составляет в боль­шинстве случаев от 10 до 100 тыс. м (рис. 5.6). Радиус вертикальной кривой для спе­циализированных пассажирских линий за­висит главным образом от скорости и ус­ловий движения поезда. Рекомендуемые большие значения радиуса кривой соот­ветствуют высоким скоростям и наиболее сложным условиям движения поезда [сжи­мающие или знакопеременные усилия на сцепке и др.).

Рис. 5.6. Сопряжение элементов продольного профиля ВСМ вертикальными кривыми: 1ЭЛ — длина элемента между фиктивными точками перелома продольного профиля; I — расстояние между смежными вертикальными кривыми; i2, i3 — уклоны элементов продольного профиля; Тв1, Тв2 — тангенсы первой и второй вертикальных кривых

На высокоскоростных магистралях вер­тикальные кривые проектируются, как правило, уже при алгебраической разно­сти уклонов смежных элементов продоль­ного профиля более Д/ = 1 %о. Для новой высокоскоростной пассажирской желез­нодорожной магистрали Москва — Санкт- Петербург радиус вертикальных кривых определяется исходя из величины непо­гашенного вертикального ускорения а_в= = 0,39 м/с² с учетом скорости движения вы­
сокоскоростного поезда, а расстояние меж­ду смежными вертикальными кривыми /_пр не должно быть менее 250 м (СТУ) [50]:

V²

о _ max

При проектировании высокоскоростных железнодорожных магистралей может нор­мироваться и непосредственно R_B [табл. 5.3). Например, в России в соответствии со Стандартом ОАО «РЖД» /?_в не должен быть менее 16 000 м для скорости движения пассажирских поездов до 250 км/ч [15].

Сравнительные данные по нормам про­ектирования плана и продольного профи­ля трассы ВСМ в различных странах приве­дены в табл. 5.4.

Обеспечение безопасности и беспере­бойности движения поездов. Важнейшим требованием при проектировании про­дольного профиля железной дороги явля­ется обеспечение безопасности движения поездов. Основные условия обеспечения безопасности в этом случае следующие:

— исключение нарушений плавности дви­жения поезда, которые могут привести к появлению в поезде значительных продоль­ных сил и ускорений и, как следствие, к разрушению конструктивных элементов ва­гонов, или вызвать сход подвижного соста­ва с рельсов;

— создание безопасных условий движе­ния на пересечениях проектируемой желез­ной дороги с другими путями сообщения;

— предохранение проектируемой линии от размыва и затопления;

— обеспечение гарантий безопасности движения поездов по крутым затяжным спускам.

 

Таблица 5.3

Параметры проектирования продольного профиля железных дорог для скоростного

и высокоскоростного движения пассажирских поездов в России

Скорость, V , max’ км/ч	«в’ м/с	ав< м/с2	Особые условия	А/, %о	4-м		D сопр1 М	Примечание
400	32 000	0,39	—	4 5 6	О ио см + со Е—• см II =;	400 425 450	95 000 82 000 73 700	СТУ
350	25 000	0,39	—	4 5 6		350 375 400	87 500 75 000 66 700	СТУ
350	30 000	0,32	выпуклый профиль	6	350		58 300 (35 000)	Денгипротранс, 1991 г.
	(25 000)	(0,38)	вогнутый профиль	(Ю)
250	16 000	0,30	рекомендуемый	4	300		75 000	Стандарт ОАО «РЖД»
			трудный	(5)			(60 000)
200 (/По=105°)	20 000	0,15	рекомендуемый	4	300		75 000	СТН
			допускаемый	(9)			(33 300)
200 (>по=850]	20 000	0,15	рекомендуемый	6	250		41 700	СТН
			допускаемый	(Ю)			(25 000)
160 (I катег.), /по=Ю50)	15 000	0,13	рекомендуемый	4	250		62 500	СТН
			допускаемый	(Ю)	(200)		(20 000)
160 (И катег., /ПО=Ю50)	15 000	0,13	рекомендуемый	5	250		50 000	СТН
			допускаемый	(Ю)	(200)		(20 000)

¹ 4о — полезная длина приемо-отправочных путей на раздельных пунктах.

Сопоставительные данные по плану и продольному профилю высокоскоростных магистралей в различных странах

Страны Параметры и нормы               X.	Страны ЕС при Итах, км/ч			Япония при Итах 210—260 км/ч	Россия при Итах, км/ч		STIs при Итах 350 км/ч
	250’ (Италия)	300	350		2501	350
Лтах'мм	125	1051—180	1301—180	180	100 (125)	150	200
°н(пс)’ м/с2	0,85	0,55—0,84 (0,65—0,972)	0,42—0,73 (0,55)	0,5 (0,7)	0,7 (1,0)	0,4 (0,7)	0,52 (0,57)
Междупутье, м	4,6 (4,0)	4,2—5,0	4,5—5,0	4,2—4,3	4,1	4,8	4.5
«min- м	3000	4000—6000 (3200—4800)	6250—7250 (5120—6500)	2500—4000	3700 (3000)	7000 (6000)	По расчету
Прямая вставка, м	—	300—420	350—476	—	50	400	Из усл. комфорт.
'р(тах)- %0	8	12—40	12—40	12—15	15	24	35
Отвод /1, мм/м		0,30—0,60 (0,60—0,72)	0,30—0,52 (0,52—0,62)	—	0,50	0,4	Из усл. комфорт.
/ мм/с	—	27,0—37,0 (50)	30,0—37,0 (50)	—	34,7	38,9	То же
4х, м/с3	0,33	0,28—0,33	—	0,14	0,40	0,40	То же
йв, М	20 000—30 000	12 000—25 000	20 000—25 000	10 000—15 000	16 000	25 000	То же

 

Примечания:

¹ Для совмещенного пассажирского и грузового движения.

² При устройстве пути без балласта; цифры в скобках соответствуют трудным условиям.

Безопасность движения на пересечени­ях путей сообщения максимально обеспе­чивается их устройством в разных уров­нях. Пересечения ВСМ с существующими и проектируемыми автодорогами, железны­ми дорогами и коммуникациями в России в соответствии с СТУ следует предусмат­ривать только в разных уровнях.

На всю ширину полосы отвода устраива­ются: защита пересекаемых трубопрово­дов и подземных коммуникаций; пересе­чения ВСМ подземными кабельными лини­ями связи.

Верх защитной трубы при подземном пе­ресечении трубопроводами должен распо­лагаться не менее чем на 3 м ниже головки рельса, а при наличии водоотводных соору­жений — на 1,5 м ниже дна водоотводных сооружений или подошвы насыпи.

При проектировании пересечений ВСМ с коммуникациями необходимо также руко­водствоваться техническими условиями, по­лученными от владельцев этих коммуни­каций.

Для предохранения ВСМ от размыва и за­топления необходимо предусмотреть сле­дующие работы:

— в выемках длиной более 400 м про­дольный профиль устраивать уклонами од­ного направления или уклонами в стороны начала и конца выемки с сопряжением их вертикальной кривой, при этом величина уклонов должна быть не менее 3 %о;

— на подходах к мостам и трубам, а так­же при расположении ВСМ вдоль берегов рек и водохранилищ, учитывать, что воз­вышение бровки основной площадки зем­ляного полотна над наивысшим уровнем воды при вероятности его превышения 1:300 или 0,33 % (с учетом подпора воды, ветрового нагона, наката волны на откос насыпи и ледовых явлений) должно быть не менее 0,9 м, а возвышение верхней от­метки незатопляемых регуляционных со­оружений и берм над этим уровнем — не менее 0,25 м.

Главные и приемо-отправочные пути у пассажирских платформ должны распола­гаться на площадке в продольном профиле и на прямой в плане. На раздельных пунк­тах при отсутствии пассажирских платформ нормы проектирования продольного про­филя и плана главных путей должны соот­ветствовать нормам, установленным для главных путей на перегонах.

Станции следует располагать на горизон­тальной площадке и на прямых участках пути. При этом разрешается размещение раздельных пунктов на уклонах не круче 1,5 %о.

Условием обеспечения бесперебойности движения высокоскоростных поездов яв­ляется предотвращение снежных и песча­ных заносов. Например, по требованиям СТУ бровка основной площадки на участ­ках, заносимых снегом, должна возвышать­ся не менее чем на 1,0 м над расчетным уровнем снежного покрова с вероятностью превышения 1:50 или 2 %.

Максимальный уклон на подъем в тонне­лях в соответствии со СНиП 32-04-97 и СТУ не должен превышать 0,8i_max, где /_тах = = 24 %о.

Согласно СТН Ц-01—95 [52] перед затяж­ными спусками, при соответствующем обо­сновании следует проектировать участок пути с пологими уклонами длиной не ме­нее 1,5 км для опробования тормозов в пу­ти следования, особенно в зимнее время, когда возможно оледенение тормозных ко­лодок. Этот участок следует проектировать в виде площадки или небольшого подъема по направлению движения в сторону за­тяжного спуска. В соответствии с ПТЭ [40] спуск считается затяжным, если его про­тяженность не менее 8 км при уклонах 8—10 %о, не менее 6 км — при 10—14 %о, не менее 5 км — при 14—17 %о, не менее 4 км — при 17—20 %о и не менее 2 км — при 20 %о и более.

При проектировании ВСМ должны быть определены места вдоль пути, подвержен­ные ежегодному воздействию сильных вет­ров (со скоростью 15 м/с и выше). В таких местах в проекте должны быть предусмот­рены мероприятия по предотвращению риска опрокидывания и схода подвижно­го состава.

5.10. Трассирование BCM

Многолетняя проектно-изыскательская практика определила основные принципы и особенности трассирования железных дорог с учетом природных, социально-эко­номических и иных факторов.

Основные общие принципы и приемы трассирования. В процессе проектирова­ния наиболее характерные участки трассы подразделяют по ряду признаков. В част­ности, в зависимости от соотношения ру­ководящего (или иного ограничивающе­го) уклона и среднего уклона местности вдоль выбранного направления трассиро­вания различают вольный ход и напря­женный ход.

Вольным ходом называется участок трас­сы, где средний уклон местности меньше руководящего уклона, а напряженным хо­дом — при уклоне местности круче руко­водящего уклона или равном ему. В зави­симости от использования попутных форм рельефа местности различают также сле­дующие трассировочные ходы: «долин­ный» (по долине реки), «водораздельный» (вблизи и вдоль водораздела), «поперечно­водораздельный» (из долины одной реки через водораздел в долину другой реки) и «косогорный» (по косогору между долиной и водоразделом).

---

Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 1013; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!