Проектирование реконструкции продольного профиля

После проведения на угловой  диаграмме угловой линии правильной кривой, графически определяется длина  К^I, а затем и радиус :

                                                   .                                                       (5)

Графически установлено, К¹ =233 м, следовательно

.

Т.к.  угол поворота кривой 23^о 54’, то округление радиуса принимаем 10 м, тогда для расчета принимаем радиусы:

 

R¹=555 м;    К¹=231,51 м;

R²=560 м;    К²=233,59 м;

R³=565 м;    К³=235,68 м.

 

1.4 Определение рихтовок  без учета устройства переходных

       кривых

В целях последующего определения  рихтовок Δ¹ площади угловой диаграммы правильной кривой ω_п подсчитываются на всех "двадцатках" от начала круговой кривой до конца полевых замеров .Полученные с помощью ЭВМ значения ω_п  заносится в графвы 9-11 ведомости . Заполнение ведем с последней нижней строки , где числовые значения площади угловой диаграммы правильной кривой в конце полевых замеров W_п ,естественно должны быть равны значению W_с в графе 8 .

Далее определяем с точностью  до 0,01 м рихтовки Δ¹=ω_п –ω_с на каждой "двадцатке".Знак их не фиксируется , но учитывается при определении направления рихтовок т.е. если направление кривой и сторонность второго пути одноименны и ω_п <ω_c, то рихтовки Δ¹ будут направлены наружу кривой, т.е. в сторону второго пути. Значения Δ¹ записываются в графы 12-14 .

Пример:

ПК95+00, R=565

Знак минус показывает, что рихтовки направлены наружу кривой. 

 Рисунок 1- К правилу определения направления рихтовок

1.5 Подсчет окончательных  рихтовок и их анализ

При проектировании вторых путей когда направление кривой и сторонность пути разноименны (кривая - лево, второй путь - справа), окончательные рихтовки будут направлены в сторону второго пути и если минимальная сдвижка круговой кривой при устройстве переходных кривых будет не больше минимальной наружной рихтовки, т.е. при P = min δ>= minΔ¹ .

Принимая P = min Δ ,следует определить длину переходной кривой , при которой обеспечивается эти сдвижки

                                      ;                                       (6)

.

Принимаем l_пк=150м

Далее определяется пикетаж  начала и конца переходных кривых:

                                      ПК НПК₁=ПК НКК₁ – l/2;

                                      ПК КПК₁=ПК НПК₁+ l/2;                                         (7)

                                     ПК НПК₂=ПК ККК₂ + l/2;

                                      ПК КПК₂=ПК НПК₂ - l/2.

Полученные по формуле (7) значения заносятся в графу 1 ведомости. Каждое из этих значений записывается напротив ближайшей меньшей “двадцатки”.

Сдвижки круговой кривой δ при устройстве переходных кривых определяются в зависимости от расстояния от начала переходнной кривой до данной  “двадцатки”по формулам:

 при  ,т.е. на участке от НПК до НКК(ККК)

                                                  ;                                                          (8)

при ,т.е. на участке от НКК (ККК) до КПК₁

                                              ;                                                (9)

за пределами переходной кривой

                                                       .                                              (10)

Рисунок 2 - Схема к определению сдвижек круговой кривой при

                      устройстве переходных кривых.

В ведомости значения S заносят в графу 15 , а δ в графу 16. Окончательная рихтовка    записывается в графу 17.

Например для ПК 95+00

S= ПК- НПК₁=94+00-93+95,16=4,84;

S=4,84+20+20+20+20+20=104,84

Все рихтовки получились желательного направления, за исключением рихтовок направленных в сторону противоположную  второму пути . Чтобы их исключить необходимо уменьшить Δ¹ или увеличить сдвижку δ .

Рихтовку Δ¹ можно уменьшить путем увеличения радиуса кривой. Увеличением радиуса кривой в значительных размерах можно уменьшить рихтовки Δ¹ и не желательные рихтовки, но тогда на других участках кривой могут появится другие рихтовки Δ¹, и как следствие большие окончательные рихтовки , а левые не желательные рихтовки не изменяются .Следовательно улучшение рихтовок в указанных точках за счет увеличения радиуса кривой производить не целесообразно .

Ведомость подбора радиуса и  подсчета рихтовок существующей  кривой приведена в приложении 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Проектирование реконструкции продольного профиля

 

2.1 Основные требования  СТН по проектированию реконструкции продольного профиля

 

Основные требования СТН представлены на бланке.

 

2.2 Составление утрированного  продольного профиля

Проектирование реконструкции  продольного профиля существующей железнодорожной линии осуществляется по утрированному профилю, который  составляется в следующих масштабах: вертикальный - 1 : 100 (1 см = 1 м), а горизонтальный – 1 : 10000 (1 см = 100 м). Такой вертикальный масштаб вполне позволяет учитывать изменение положения проектной линии даже на 0,05 м (0,5 мм), что имеет большое значение при проектировании реконструкции профиля.

При разработке курсового проекта  исходные данные, необходимые для  составления утрированного профиля, приводятся в ведомости профиля  и плана существующей линии. В  этой ведомости применительно к  заданному участку существующей линии для каждого пикета и  плюсовой точки (плюса) указаны: I) отметки  существующей головки рельса (СГР);  2) отметки земли;  3) толщина существующего  балласта (с учетом толщины шпалы).

По плану линии указываются: 1) направление кривой;  2) величина угла поворота;  3) радиус кривой;  4) пикетажное значение начала круговой кривой.

К заданному участку существующей линии относится также и та кривая, расчет выправки которой выполняется как самостоятельный раздел курсового проекта.

В ведомости профиля и  плана участка существующей линии  приводятся также данные о водопропускных сооружениях (пикетажное значение оси  сооружения, тип и отверстие его) и о раздельных пунктах.

Прежде чем приступить к составлению  утрированного профиля, необходимо для каждой кривой (кроме расчетной) по величине угла поворота α и радиуса R определить длину К и тангенс Т круговой кривой,  а также пикетажное значение конца кривой. Длина и тангенс круговой кривой и пикетажное значение конца ее определяются с точностью до 0,01м. Тангенс и длина круговой кривой определяются по формулам:

                                        или ;                                   (11)

                                       или   ,                                    (12)

  где   T₁₀₀₀ и K₁₀₀₀- соответственно тангенс и длина круговой кривой при К = 1000 м  и данном угле поворота α, определяемые по таблицам для разбивки кривых на железных дорогах [7].

В нашем случае:

Для кривой 1:                   

Для кривой 2:                

Для кривой 3:                

Для кривой 4:                

Составление утрированного  профиля начинаем с нанесения  пикетажа. После этого наносится  план существующего пути с точной привязкой к пикетажу начала и конца всех круговых кривых. Помимо элементов кривых (α ,R и К) и привязки их к пикетажу указываются также с той же точностью длины прямых между круговыми кривыми.

Далее заполняется графа "Отметки земли" и производится наколка этих отметок. Наколотые  точки земли соединяются тонкими  пунктирными (длинный пунктир) линиями. После этого заполняется графа  отметок существующей головки рельса и производится наколка этих отметок. Наколотые точки СГР соединяются сплошными тонкими линиями. На всех пикетах и плюсах проводятся ординаты до линии СГР.

В верхней графе сетки  утрированного профиля выписывается толщина существующего балласта в сантиметрах. В графе "Существующие уклоны" проставляются по пикетные уклоны в промилле, определяемые как  разность соседних отметок СГР в метрах, умноженная на 10. Если имеются плюсы, то записываются уклоны от пикета до плюса, определяемые как разность отметок в метрах, деленная на длину в километрах. Наклонной линией показывается направление уклона. Данные о существующих водопропускных сооружениях выписываются между ординатами профиля ниже линии СГР, но выше линии земли.

Для упрощения нанесения  на утрированный профиль линии проектной  головки рельса (ПГР) используют вспомогательную, так называемую расчетную головку рельса (РГР). Линия РГР определяет отметки, до которых должна быть поднята головка рельса из условия доведения верхнего строения пути (рельсов, шпал и балласта) до проектной мощности. Отметки РГР могут определяться либо относительно отметок существующей головки рельса, либо относительно отметок низа балласта в зависимости от типа существующего балласта, его толщины и состояния (степени загрязненности), а также в зависимости от укладываемого балласта.

В рассматриваемом примере  отметки РГР определяются относительно отметок низа балласта (НБ).

Отметки низа балласта, м, определяются по формуле

                                          ,                                            (13)

где    СГР - отметка  существующей головки рельса;

          h_ср    - высота существующего рельса (с учетом толщины подкладки и прокладки), м;

          h_сб -толщина существующего балласта (включая толщину шпалы),м.

Высота существующего  рельса h_ср принимается в зависимости от заданного типа рельса. Для разных типов рельсов (с учетом толщины подкладок и прокладок) ее можно принимать согласно табл. 1 [ 2 ]

Толщина существующего балласта берется из соответствующей графы  утрированного профиля.  

В нашем случаи к примеру:

На ПК 60                         

На ПК 61                         

Отметки НБ подсчитываются на всех пикетах и плюсах, выписываются в соответствующей графе утрированного  профиля и накалываются на профиле. Линия НБ проводится тонким коротким пунктиром. Линия НБ является вспомогательной для построения линии РГР. Отметки расчетной головки рельса, м, определяются по формуле

                                         ,                                    (14)

 где  h_пр - высота проектного рельса (с учетом толщины подкладки и

                прокладки), м ;

        h_пб - толщина проектного балласта (с учетом толщины проектной

                шпалы), м.

Высота проектного рельса h_пр определяется заданным типом рельса, а толщина проектного балласта h_пб- заданными типом и размером балласта и типом шпалы. В нашем случаи тип проектного рельса Р65 (h_пр = 0,20 м), h_пб=0,55 м, шпалы железобетонные толщиной  0,20 м.

При таких исходных данных

                    РГР = НБ + (0,20+0,55+0,20) = НБ+0,95 (м).

 Тогда   на ПК60 отметка         ;

             на ПК61 отметка          .

Отметки РГР подсчитываются на всех пикетах и плюсах, выписываются в соответствующей графе утрированного  профиля и накалываются на профиле.

Линия НБ, являясь вспомогательной для построения линии РГР, определяет отметки, близкие к отметкам бровки существующего земляного полотна. Именно поэтому линия НБ, а не линия СГР, совместно с линией земли дает на утрированном продольном профиле примерно правильное представление о высотах насыпей и глубинах выемок.

 

2.3 Анализ профиля существующей  линии

 

При анализе необходимо выявить: