Партнерский проект с компанией Руспроектэксперт

Тел.: 8-495-771-14-07

Проектирование


http://pulsar.guru/ тепловизор прицел цена - купить тепловизор.

Круговые кривые в плане

В благоприятных природных условиях трасса железной дороги в плане состоит из прямых длиной в десятки километров. Криволинейные участки трассы проектируют в том случае, если необходимо обойти топографические или геологические препятствия с целью уменьшения строительных затрат (сокращения земляных работ и работ по искусственным сооружениям) и обеспечения устойчивости земляного полотна и других железнодорожных сооружений.

На железных дорогах России протяженность криволинейных участков пути составляет около 25% общей длины сети. На некоторых дорогах удельный вес кривых значительно больше: на Красноярской железной дороге — около 50%, на Кемеровской 40%, немногим менее — на Восточно-Сибирской железной дороге. В Германии и Швейцарии протяженность криволинейных участков железнодорожной сети доходит до 37%, во Франции составляет примерно 31%.

Цель снизить затраты на сооружение железной дороги за счет укладки кривых на трассе в наибольшей степени достигается уменьшением радиусов кривых. Однако, учитывая указанные ниже эксплуатационные недостатки кривых малых радиусов, Строительно-технические нормы [17] ограничивают применяемые при проектировании железных дорог радиусы кривых, подразделяя их на рекомендуемые и допускаемые в трудных условиях (табл. 3.1).

Следует по возможности проектировать кривые'рекомендуемыми радиусами. В трудных условиях радиусы могут быть уменьшены до значений, указанных в графе 3 табл. 3.1. Только в особо трудных условиях допускаются еще меньшие радиусы кривых (графы 4 и 5). Целесообразность принятия радиуса меньше значения, указанного в графе 3, должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом. В этом расчете экономию на строительной стоимости, полученную за счет применения кривой меньшего радиуса, необходимо сопоставить с увеличением эксплуатационных расходов, вызванных этой кривой.

Эксплуатационные недостатки кривых, особенно малых радиусов (менее 800—1000 м), следующие: ограничивается скорость движения поездов; повреждаются и быстрее изнашиваются рельсы и колеса подвижного состава; сокращается срок службы шпал; увеличиваются расходы по текущему содержанию и ремонту верхнего строения пути; уменьшается коэффициент сцепления колес локомотива с рельсами; удлиняется трасса; требуется усиление пути, а на железных дорогах с электрической тягой — и контактной сети.

Зависимость допускаемой скорости движения от значения радиуса кривой определяется поперечными силами, действующими на поезд в кривой. При проходе подвижного состава по кривым возникает центробежная сила, неблагоприятно действующая на пассажиров, оказывающая боковое воздействие на путь, которое может вызвать сдвиг (отбой) рельса по шпалам и уширение колеи либо сдвиг рельсов вместе со шпалами, т.е. нарушение рихтовки пути. Как известно из предмета “Железнодорожный путь”, с целью предотвращения чрезмерных силовых воздействий на пассажиров и путь, а также обеспечения более равномерного воздействия под-вижного состава на рельсы обеих нитей, в кривых участках пути устраивают возвышение наружного рельса над внутренним.

При максимальной скорости движения поездов vmax, км/ч, наименьшая величина возвышения А, мм, устанавливается в зависимости от радиуса кривой R, м

Для создания комфортных условий пассажирам непогашенное ускорение принимают при скоростях движения до 160 км/ч в размере 0,7 м/с2, от 161 до 200 км/ч - 0,6 м/с2 и при скоростях свыше 200 км/ч — 0,4 м/с2. Соответственно значения ДА равны (округленно) 115, 100 и 65 мм.

Согласно Методике определения возвышения наружного рельса в кривых участках пути (1997 г.) [34] наибольшее непогашенное ускорение грузовых поездов принимается в размере 0,3 м/с2; соответственно значение ДА к 50 мм.

Наряду с установлением наибольших допускаемых непогашенных ускорений, направленных наружу кривой (положительных ускорений), указанной Методикой ограничивается значение отрицательного ускорения для потока грузовых поездов в кривой, которое должно быть не менее —0,3 м/с2. Соответственно возвышение наружного рельса, мм, должно быть не более

Из формулы (3.1) можно определить максимально возможную скорость пассажирских и грузовых поездов в кривой радиуса R при соответствующем возвышении наружного рельса А:

С учетом указанных выше значений ДА для пассажирских и грузовых поездов и наибольшего возвышения наружного рельса А, определяемого формулой (3.2), из выражения (3.3) можно определить значения макси мальных скоростей движения пассажирских и грузовых поездов в кривой радиуса R в зависимости от скорости потока грузовых поездов: для пассажирских поездов при скоростях движения до 160 км/ч (Ah = 115 мм)

Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации [49] максимальное возвышение наружной рельсовой нити h установлено в размере 150 мм. Большее значение h может быть принято в необходимых случаях с разрешения МПС.

В табл. 3.2 в соответствии с формулами (3.4), (3.4,а) и (3.5) приведены значения максимальных скоростей движения пассажирских и грузовых поездов в кривых различных радиусов в зависимости от скорости потока грузовых поездов. Как следует из приведенных данных, на железных дорогах с совмещенным движением грузовых и пассажирских поездов для обеспечения скоростей пассажирских поездов на уровне 130—140 км/ч радиусы круговых кривых в пути должны быть не менее 1200 м.


Повышенный износ рельсов в кривых — следствие проскальзывания колес (вертикальный износ) и прижатия их к боковым граням головок рельсов под действием поперечных сил (боковой износ). Износ рельсов в значительной степени зависит от радиуса кривой, интенсивно возрастая в кривых радиуса менее 700—800 м. Например, в кривых R = 500 м сплошная смена рельсов производится примерно в 2 раза чаще, а в кривых R = 300 м — в 3,5 раза чаше, чем в прямых участках пути при прочих равных условиях. Еще в большей степени от радиуса кривой зависит повреждаемость и одиночный выход рельсов. В кривых R = 500 м он в 3,5 раза больше, а в кривых R = 400 м в 7 раз больше, чем на прямых участках пути.

Повышенные боковые усилия в кривых требуют более частой рихтовки пути. В кривых радиуса менее 400 м эти усилия приводят к отжатию костылей и разработке костыльных отверстий. Для стабилизации ширины колеи в конце зимы перешивают колею на большом числе шпал, расположенных в кривых (до 75% шпал), что сокращает срок службы шпал Указанные обстоятельства существенно увеличивают расходы по текущему содержанию и ремонту пути в кривых малых радиусов.

Зависимость износа колес подвижного состава от радиуса кривой имеет примерно такой же характер, как и зависимость износа рельсов.

Уменьшение коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами в кривых (см. п. 2.1) приводит к уменьшению силы тяги, ограниченной по сцеплению. Так, у современных электровозов сила тяги в кривой R = 400 м уменьшается более чем на 7%, а в кривой R = 300 м — на 14% по сравнению с силой тяги на прямых участках пути и в кривых R > 500 м. Уменьшение силы тяги в кривых малых радиусов требует проведения дополнительных мероприятий, обеспечивающих бесперебойность движения поездов (см. п. 3.9).

Удлинение трассы ДL, м, при уменьшении радиуса кривой от Л, до R2 и неизменном угле поворота (рис. 3.2) определяется по формуле

Удлинение линии возрастает с уменьшением радиуса кривой и оно тем больше, чем больше угол поворота а. Так, при уменьшении радиуса с 1000 до 600 м при а = 60° удлинение линии составляет 43 м, при а = 90° — 172 м и при а = 120° — 547 м.

Усиление верхнего строения пути в кривых необходимо для повышения его устойчивости против действия горизонтальных сил. В кривых радиусом менее 1200 м на железных дорогах II категории число шпал на 1 км увеличивается до 2000 (на прямых участках пути и в кривых R > 1200 м принимают 1840 шт./км). В кривых радиусом менее 600 м балластную призму уширяют с наружной стороны кривой на 0,1 м. В связи с возвышением наружного рельса в кривой и увеличением размеров балластной призмы на кривых участках пути увеличивают ширину основной площадки земляного полотна с наружной стороны кривой на 0,2—0,5 м в зависимости от радиуса кривой.

Усиление контактной сети в кривых на электрифицированных железных дорогах осуществляют увеличением числа опор на 1 км. Так, в кривой R = 500 м расстояние между опорами контактной сети примерно в 1,3— 1,4 раза меньше, чем в кривой R = 1200 м.

Хотя удлинение трассы и другие перечисленные причины вызывают увеличение некоторых слагаемых строительной стоимости железной дороги, в трудных топографических условиях уменьшение радиусов кривых может привести к существенному снижению общих строительных затрат за счет сокращения объемов земляных работ и искусственных сооружений.

Эксплуатационные недостатки кривых малых радиусов особенно значительны на участках пути, где поезда могли бы двигаться с большими скоростями. На тех участках железных дорог, где по условиям продольного профиля пути реализуются относительно невысокие скорости движения поездов (например, на перевальных участках пути) эксплуатационные недостатки кривых малых радиусов проявляются в меньшей степени. Поэтому на таких участках Строительно-технические нормы допускают некоторое уменьшение радиусов кривых на железных дорогах I—III категорий (см. примечание 2 к табл. 3.1).

Самые малые допускаемые радиусы кривых определяются условиями безопасности вписывания подвижного состава. Электровозы и тепловозы вписываются в кривые радиусами 125—140 м. Однако такие малые радиусы, обеспечивающие только заклиненное вписывание, в условиях обычной эксплуатации недопустимы. Поэтому при проектировании новых железных дорог указанные минимальные радиусы, увеличенные до 200 м (с учетом возможной неточности при разбивке и содержании таких кривых), применяют лишь в особо трудных условиях на подъездных и соединительных путях, а на железнодорожных линиях IV категории, кроме того, — обязательно по согласованию с МПС.

Наибольшие значения радиусов, указанные в табл. 3.1, обусловлены тем, что при скорости движения поездов до 200 км/ч увеличение радиусов кривых более 4000 м не приводит к ощутимому уменьшению эксплуатационных расходов. Вместе с тем кривые очень больших радиусов имеют тенденцию изменять очертание, превращаясь на одних участках в прямые, а на других — в кривые меньших радиусов, что вызывает дополнительные затраты на содержание таких кривых. Поэтому при проектировании новых железных дорог, указанных в табл. 3.1, радиусы кривых более 4000 м, как правило, не применяют, хотя на некоторых существующих железных дорогах имеются кривые радиусом 6000 м и более (на направлениях Москва — Санкт-Петербург, Москва — Нижний Новгород).

На высокоскоростных железнодорожных магистралях, где наибольшие скорости движения поездов достигают 300 км/ч и применяются повышенные требования к устройству и содержанию пути, радиусы кривых значительно превышают 4000 м (см. п. 3.12).

Для удобства разбивки и содержания пути в кривых при проектировании новых железных дорог применяют унифицированные значения радиусов: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350, 300, 250, 200 м. Сокращение интервалов между смежными значениями радиусов с уменьшением их величины облегчает подбор наиболее целесообразного радиуса кривой при проектировании трассы в трудных условиях.

Изыскания и проектирование железных дорог. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 288 с..

Экспертиза

на главную