Cучасні елементи конструкції контактної мережі

 

Тобто, короткі довжини  перехідних кривих не дозволяють «Hyundai» повністю реалізувати можливості підвищення швидкості.

Для багаторадіусних кривих та сусідніх кривих з малими прямими  вставками, крім цього, виникають додаткові більш складні обмеження швидкості руху.

Ефект від підвищення швидкості руху поїздів стрілочними переводами. Розглянемо стрілочні переводи з максимальною швидкістю руху поїздів у прямому напрямку 100,120,140 та 160 км/год.

Були виконані тягові розрахунки для прямої ділянки довжиною 10 км, посередині якої є станція. Як показали розрахунки, вплив ухилу, зважаючи на потужність локомотивів, є дуже незначним. Тому розрахунки наведені для нульового ухилу. Також в цьому випадку різниця в часі руху поїздів типу «Столичний експрес» та «Hyundai» знаходиться у межах однієї секунди. Зміни часу руху подані (табл. 2.6) залежно від швидкості руху стрілочними переводами, що дорівнює 120 км/год.

Зміни часу руху

Таблиця 2.6

Довжина станції, м	Швидкість руху станцією, км/год.
	100	120	140	160
	Економія часу (с)
2000	-20	0	14	23
1500	-17	0	12	19
1000	-14	0	9	15

 

Як показав аналіз існуючих профілів, параметри плану лінії  і підвищення зовнішньої рейки в  багатьох випадках перебувають далеко не в найкращому стані стосовно підвищення швидкості. Доцільно, поряд зі змінами параметрів плану, розглянути також встановлення підвищень, які забезпечать максимальні швидкості руху пасажирських поїздів. При цьому максимальне значення мінімальної швидкості вантажних поїздів приймалося 60 км/год.

Розрахунки перевлаштування  плану за наявними профілями виконувалися з метою забезпечення максимально можливої швидкості за таких умов:

1. Визначення оптимальних підвищень зовнішньої рейки для початкового стану плану, відповідного поздовжнім профілям.

2. Мінімальні рихтування в межах існуючого земляного полотна (200—300 мм), які забезпечують максимально можливу швидкість для «Hyundai».

3. Рихтування, які забезпечать рух поїздів типу «Столичний експрес» без обмежень зі швидкостями 160 км/год.

Для отриманих трьох варіантів  плану здійснювався вибір підвищень  зовнішньої рейки із забезпеченням  максимально можливих швидкостей руху пасажирських поїздів також у  трьох варіантах:

1. Рух звичайних пасажирських поїздів.

2. Рух поїздів типу «Столичний експрес».

3. Рух поїздів з примусовим нахилом кузова типу «Hyundai»

Оцінка швидкостей руху поїздів  здійснювалася для різних комбінацій, наприклад: мінімальні рихтування, підвищення для «Hyundai»

рух поїздів типу «Столичний експрес» та ін.

Для отриманих у результаті варіантів плану ліній були виконані тягові розрахунки. Результати деяких розрахунків для напрямку Київ— Львів наведені в табл. 2.7. Оскільки час руху в прямому та зворотному напрямках практично не відрізнявся, у таблиці наведено час руху тільки для одного напрямку.

Тягові розрахунки плану  ліній для напрямку Київ - Львів

                                                                                                     Таблиця 2.7

Тип поїзда	Час руху поїзда Київ—Львів без урахування зупинок, хв.
	При існуючому стані плану	При мінімальних рихтуваннях			При зміні траси для  зняття обмежень
		Швидкість руху по станціях, км/год.			Максимальна швидкість, км/год.
Експрес «Hyundai»	308 299	120	160	200	160	200
		282 271	265 252	236	234	210
Виграш у часі при застосуванні поїздів типу * «Hyundai»	9	11	13	29		24

 

Як бачимо, застосування мінімальних рихтувань дає зниження часу руху майже на півгодини, ще 20 хвилин — дає заміна стрілочних переводів.

Слід зауважити, що намагання  повністю зняти обмеження швидкості, які викликані станом плану лінії, призводить на деяких ділянках до необхідності переносу осі траси на десятки, а то й сотні метрів. На підходах до Львова ліквідація таких обмежень виявилася взагалі неможливою, оскільки вимагала переносу осі на декілька кілометрів. Зняття таких обмежень вимагає величезних коштів, але дає несуттєвий виграш у часі руху порівняно з варіантом мінімальних рихтувань.

Аналіз розрахунків показав, що найбільш прийнятним є варіант  мінімальних рихтувань із заміною  стрілочних переводів на станціях на такі, що дозволяють рух поїздів  у прямому напрямку зі швидкістю 160 км/год. Виграш від поїздів типу «Hyundai», порівняно зі «Столичним експресом», при обмеженнях швидкості руху на рівні 160 км/год. є несуттєвим, а зважаючи на вартість таких поїздів їх застосування на напрямках, що досліджувалися, є малоефективним. Якщо ж встановлювати максимальну швидкість на рівні 200 км/год., поїзди Hyundai» можуть виявитись ефективними. Також перехід на поїзди типу «Hyundai» може виявитись доцільним при врахуванні вимог ОСЗ (Інструкція 0513) стосовно комфортності їзди.Аналогічні дані отримані проектними інститутами й для інших ділянок.

Наведені розрахунки плану  виконувалися для поздовжніх профілів, дані на яких мають застарілий характер і, крім того, у ряді випадків — істотні неточності у відображенні плану.

Оскільки до недавнього часу не існувало єдиного стандарту відображення кривих на поздовжньому профілі, кожна організація, яка їх випускала, ухвалювала своє рішення. В результаті на одних профілях величина показує повну довжину кривої, включаючи перехідні, на інших — ця величина відповідає довжинам кругових кривих з половинками перехідних. Ще більше плутанини у відображеннях профілів багаторадіусних кривих. Крім того, якість профілів була низькою в результаті зниження вимог замовника.

Необхідно, щоб надалі проектними організаціями зйомка та відображення плану на всіх профілях Укрзалізниці виконувалися відповідно до вимог «Технічних вказівок з перевірки плану та поздовжнього профілю залізничної колії. ЦП 0124», що дозволить уникнути різночитань. Доцільно також запровадити сертифікацію проектних організацій Укрзалізницею на право виконання робіт зі зйомки плану і поздовжнього профілю, як це робиться в Росії.

У зв'язку з неточністю інформації про план, нанесеної на поздовжніх профілях, параметри плану й рихтування, отримані в результаті розрахунків, мають орієнтовний статистичній характер.

Оскільки збільшення швидкості  ставить підвищені вимоги до якості проектування, виправки і утримання  кривих, необхідні нові підходи до зйомки, розрахунків та виконання  робіт. Безумовно, це призведе до підвищення вартості зйомки і проектування таких ділянок, однак це вимушений крок, без якого реалізувати якісне підвищення швидкостей буде практично неможливо. Те, що мало впливало на показники руху поїздів при швидкостях 100... 120 км/год., стає важливим при швидкостях 160 км/год. і більше.

Традиційні методи не дозволяють вирішувати задачу модернізації плану  лінії на належному рівні. Якщо зйомка плану для проектування реконструкції може виконуватися координатними методами, то такої зйомки буде недостатньо в поточному утриманні й ремонті колії, оскільки похибка визначення координат окремих точок складатиме 10—20 мм. Водночас зйомка кривих симетричним або асиметричним методами стріл даватимуть зростаючу похибку по довжині кривої. Дуже важливим є також зйомка і виправлення начебто прямих ділянок колії, оскільки довгий час з такими ділянками практично нічого не робили, а норми їх утримання в плані дозволили перетворити їх на комплекс окремих кривих без підвищень і з радіусами п'ять та більше тисяч метрів. Такі ділянки реально обмежують швидкість руху на рівні 120...130 км/год., хоч і вважаються згідно з параметрами плану прямими без обмеження швидкості.

На ділянках, для яких планується рух поїздів зі швидкостями 160...200 км/год., необхідно створювати спеціалізовану систему реперів.

3.ВИЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ  НАВАНТАЖЕНЬ, ЩО ДІЮТЬ НА ДРОТИ      КОНТАКТНОЇ МЕРЕЖІ

 

Проект контактної мережі, в якому розглядаються і повітряні  лінії, є однією з основних частин проекту електрифікації залізничної  ділянки; його виконують дотримуючись вимог і рекомендацій керівних документів по розробці проектів і кошторисів для промислового і залізничного будівництва, а також документів, що регламентують експлуатацію контактної мережі і повітряних ліній. Навантаження,  що діють на дроти контактної підвіски, приймаються рівномірно розподіленими по довжині прольоту і називаються розподіленими лінійними, оскільки їх відносять  одному метру довжини дроту. Такі навантаження підрозділяються на:

- вертикальні(від власної ваги  дроту і від ожеледі на дротах);

- горизонтальні(від дії вітру  на вільні від ожеледі дроти  і покриті ожеледдю);

- результуючі(визначаються спільною  дією вертикальних і горизонтальних  навантажень).

Перераховані навантаження розраховуються для цих підвісок станції(головних і бічних шляхів) і перегону(на нульовому  рівні і на насипі).

Вертикальні навантаження від власної  ваги дротів знаходяться за даними згідно із заданим варіантом. Навантаження від затисків струн приймається рівномірно розподіленою по довжині прольоту, і рівна для одного контактного дроту 1 Н/м. Далі для розрахунку лінійних розподілених навантажень прийнята розмірність Н/м.

Сумарне вертикальне навантаження від власної ваги дротів визначається вираженням, Н/м :

                                          (3.1)

 

де   - навантаження від сили тяжіння троса, Н/м;

    -  те ж   контактного дроту, Н/м;

     n - число контактних дротів.

Для головного шляху:

 Н/м                            .(3.1)

По  інтенсивності відкладень ожеледі, тобто нормативній товщині стінки ожеледі  з щільністю г/см3.

Місцеві умови утворення паморозного  для ожеледі відкладення враховують поправочним коефіцієнтом до товщини стінки відкладення. З метою обліку особливостей утворення ожеледі на дротах контактної підвіски необхідно:

- при визначенні ваги ожеледі  на контактних дротах товщину  стінки ожеледі приймати рівною 50 % товщини стінки, прийнятої для цього району.    

- при визначенні ваги ожеледі  на тросі, що несе, вводити поправочний  коефіцієнт до ваги відкладення,  рівний 0,8.

Значення поправочного коефіцієнта  з урахуванням виду поверхні.

Додаткові навантаження від ожеледі  на трос, що несе, і контактний дріт визначаються як     

 

                            (3.2)

 

                             (3.3)

 

де  - розрахункова товщина стінки ожеледі, визначувана як мм;

   - діаметр троса, мм;

       - умовний середній діаметр контактного дроту, рівний напівсумі ширини ( і висоти ( його перерізу, мм.

        Сумарне додаткове навантаження від ожеледі на дроти ланцюгової підвіски контактної мережі визначається вираженням:

 

                                      (3.4)

 

Величину  віднесену до довжини прольоту, слід визначати за виразом:

- при одному контактному дроті:

 

                        (3.5)

 

де  - діаметр струни, мм. При розрахунках можна прийняти = 4 6 мм.

 Н/м.

Отже, сумарне додаткове навантаження від ожеледі на дроти ланцюгової підвіски контактної мережі для головного  шляху визначається вираженням:

 Н/м.

 

        Тоді повне вертикальне навантаження на один метр довжини троса, що несе, покритого ожеледдю можна визначити як :

                                              (3.6)

 

Для головного шляху:

 Н/м.

Для визначення результуючих навантажень  розглядаються два режими:

• режим вітру максимальної інтенсивності;
• режим ожеледі з вітром.

В цьому випадку горизонтальне  навантаження від вітру максимальної інтенсивності на  трос, що несе, і контактний дріт розраховується по формулах:

-    для троса, що несе

                                     (3.7)

• для контактного дроту

                   

                                         (3.8)

 де    - аеродинамічний коефіцієнт

         - висота перерізу контактного дроту