698

Рис. 3.2. Ориентация оси сортировки (пример)

Для расчета высоты горки принимаются встречные направления ветра относительно поперечногосечения, перпендикулярного направлению скатывания. Согласно рис. 3.2, в расчете необходимоиспользовать статистическиеданные онаправлении и скорости ветра румбов – С, СВ, В, ЮВ.

Привыполненииконструктивныхитехнологическихрасчетов

вкачестве расчетной скорости ветра принимается:

–для неблагоприятных условий – ее средневзвешенное значение в румбе с наибольшим значением удельной работы сил сопротивления воздушной среды и ветра в расчетном месяце;

–для благоприятных условий – ее средневзвешенное значение в румбе с наименьшим значением удельной работы сил сопротивления воздушной среды и ветра в расчетном месяце.

Для определения расчетного месяца для каждого месяца года производится расчет средней суммарной удельной работы

сил сопротивления движению h при скатывании РБ по расчет-

ному маршруту. В общем виде величина h определяется по формуле

ких условий, то для установления параметров расчетных метео-

51

рологических условий величина h может определяться по формуле

где li – длина i-го расчетного участка, м; lсн – длина участка действия сопротивления от снега и инея (от начала стрелочной

зоны до расчетной точки рассматриваемого пути), м; – среднее значение удельного сопротивления движению РБ от воздушной среды и ветра на i-м расчетном участке, кгс/тс; wсн – удельное сопротивление движению РБ от снега и инея, кгс/тс (табл. 4.5 [4]). Пример расчета для ГБМ представлен в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Пример результатов расчета величины ( h ) по месяцам в течение

года для трудного пути 12

Расчет параметров внешней среды выполняется по методике, изложенной в [6]. Также он может быть выполнен на ЭВМ по программе «RVG», разработанной на кафедре «Железнодорожные станции и узлы».

52

Дальнейшие примеры расчетов данного подраздела пособия выполнены для варианта плана (см. рис. 2.15), ориентации оси сортировки, показанной на рис. 3.2, и статистических данных о климате, приведенных в прил. Д.

По данным табл. 3.3 для расчета высоты горки используются данные трех наиболее холодных (расчетных) месяцев, имеющих наибольшие значения h : январь, февраль, ноябрь. Для выполнениятехнологическихрасчетов принеблагоприятныхусловиях принимается месяц с максимальным значением величины h –

январь.

При благоприятных условиях – три наиболее благоприятных месяца, имеющих наименьшие значения h : апрель, май, ав-

густ; месяц с минимальным значением величины h – апрель.

Для определения расчетного направления и скорости вет-

ра производится расчет средней удельной работы силы сопро-

тивления от воздушной среды и ветра wсвр на расчетном маршруте по формуле [4]

При этом расчетное направлениеи скорость ветра устанавливаются следующим образом:

1) Для опр едел ения высоты горк и .

Расчет величины wсвр выполняется по каждому румбу встречногонаправлениязатринаиболеенеблагоприятных(расчетных)

месяца. При этом расчет величины wсвр выполнен для среднего за три указанных месяца значения скорости ветра. Результаты расчетадлярассматриваемогопримерапредставленывтабл. 3.4.

Таблица 3.4

Расчет работы силы сопротивления от воздушной среды и ветра по встречным румбам

53

Максимальное значение hсвр соответствует румбу СВ

(hсвр = 0,469мэн.в.),направлениекоторого(угол=33°)изначение скорости ветра vв = 0,86 м/с принимаются за расчетные.

2) Дл я вы полн ени я констр укти вны х и техн о- логических расчетов .

В расчетном месяце для каждого румба определяется значе-

ние hсвр , при этом расчет величины wсвр выполняется для средневзвешенного значения скорости ветра по формуле [4]

где 0,85 – коэффициент приведения скорости ветра к уровню центра тяжести вагона; vвn – среднее значение скорости ветра n-го интервала (градации) распределения для установленного румба, м/с; Pn – вероятность (повторяемость) ветра n-го интервала распределения.

Результаты расчетов для рассматриваемого примера приведены в табл. 3.5 и 3.6.

Таблица 3.5

Расчет работы силы сопротивления от воздушной среды и ветра для неблагоприятных условий (январь)

Максимальное значение hсвр соответствует направлению СВ

(hсвр = 1,56 м эн. в.), расчетная скорость встречного ветра

vв = 4,11 м/с.

Таблица 3.6

Расчет работы силы сопротивления от воздушной среды и ветра для благоприятных условий (апрель)

54

Минимальное значение hсвр соответствует направлению З

(hсвр = 0,028 м эн. в.), расчетная скорость попутного ветра

vв = 4,78 м/с.

3.3. Расчет высоты горки

Формула для определениярасчетной высоты горки выбирается в зависимости от мощности горки. Так, для ГПМ, ГБМ и ГСМ расчет ведется по формуле [4]

(3.16)

где hосн,hск,hсв – средниезначения потери удельной энергии при преодолении сопротивлений движению (основного, от стрелочных переводов и кривых, воздушной среды и ветра), м эн. в.; hсн – потеряудельнойэнергииприпреодолениисопротивленияотснега и инея, м эн. в.; h0 – удельная энергия, соответствующая установленной скорости роспуска, м эн. в.

Для ГММ расчет ведется по формуле

При проектировании горок в районе сосложными метеорологическими условиями (сильными и постоянными ветрами преимущественно одного направления) расчет выполняется по специальной методике [4].

За расчетный бегун при определении высоты горки принимается крытый четырехосный вагон1. Вес РБ в курсовом проекте указанвзадании(25тс),придипломномпроектированиипринимается на основании анализа структуры перерабатываемого вагонопотока:

–если поток смешанный (число легковесных вагонов более 10 %), то вес РБ определяется как средневзвешенное значение

ввыделенной группе легковесных вагонов;

–если поток груженый (число легковесных вагонов менее 10 %), то вес РБ определяется как средневзвешенное значение

вгруппе, состоящей из вагонов легкой и средней весовой категории (около 10 %).

1 Если на сортировочном устройстве перерабатывается более 70 % вагонов одного типа, то за расчетный бегун принимают этот тип вагонов.

55

Расчет величины hсв, входящей в (3.16) и (3.17), рекомендуется выполнять в виде табл. 3.7 с использованием методики, изложенной в [4].

В табл. 3.7: v – средняя скорость отцепа на участке спускной части горки (см. табл. 3.1); q – вес вагона (в курсовом проекте принимается по заданию); S – площадь поперечного сечения (мидель)вагона;tнб –температуранаружноговоздуха(см.п. 3.2);– острый угол междунаправлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп (в курсовом проекте принимается по заданию, при дипломном проектировании – см. п. 3.2); vв – скорость ветра, в расчете принимается постоянной на всем маршрутескатывания (в курсовом проектепринимается позаданию, при дипломномпроектировании– см. п. 3.21); vот –относи- тельная скорость скатывания отцепа с учетом направления ветра; – угол между результирующим вектором относительной скорости vот инаправлениемдвижения отцепа;cx –коэффициент воздушногосопротивленияодиночныхвагоновилипервоговагона в отцепе.

Расчет энергетической высоты, соответствующей начальной скоростидвижениярасчетногобегуна, производится поформуле

1 В соответствии с заданием на курсовой проект = 16°, vв = 4,4 м/с. Для

рассматриваемого в п. 3.2 примера при максимальном значении hсвр в румбе СВ

= 33°, vв = 0,86 м/с.

56

где vo – расчетная скорость роспуска состава, м/с (принимается по табл. 3.8), g' – величина ускорения силы тяжести вагона с учетом инерции вращающихся масс, м/с2:

где g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2; – коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся частей вагона:

Минимальное значение скорости роспуска составов при неблагоприятных условиях, м/с

=0,101 м эн. в. (см. табл. 3.2); hсв = 1,337 м эн. в. (см. табл. 3.7).

Согласно формуле (3.13) при lсн по пути 12, равном 266,61 м,

hсн = 0,197 м эн. в.

Поскольку рассматриваемая горка – большой мощности, на основании табл. 3.8 принимаем

1,72

vo = 1,7 м/с; h0 2 9,19 0,157 мэн.в.

Таким образом,

Нр 1,75 0,833 0,101 1,337 0,197 0,157 4,01м.

57

Следует отметить, что расчетная высота горки определяет ее минимальное значение. Фактическое значение высоты горки будет складываться из профильных высот расчетных элементов продольногопрофиля,установленныхприпроектированиинаосновании расчета и анализа траекторий скатывания расчетных бегунов.

3.4.Нормы проектирования продольного профиля спускной части сортировочнойгорки

Продольный профиль спускной части горки состоит из отрезков пути с постоянным уклоном и кривых, сопрягающих эти отрезки в вертикальной плоскости. Вкачестве границ элементов продольного профиля условно принимают вершины вертикальных углов. В связи с этим длина элемента определяется как расстояние междусмежнымивершинами вертикальных кривых, измеряемое по продольной оси расчетного пути.

Элементами продольного профиля спускной части горки в общем случае являются: площадка, первый скоростной, второй скоростной, первая тормозная позиция, промежуточный, вторая тормозная позиция, стрелочная зона, предпарковый, парковая тормознаяпозиция,парковый.Вчастныхслучаях,взависимости от мощности горки, числа путей в сортировочном парке, числа тормозныхпозицийиконструктивныхособенностейпланагорочнойгорловины отдельныеэлементыпродольногопрофилямогут отсутствовать или при равенстве уклонов объединяться в укрупненные элементы. При необходимости в качестве отдельных элементов продольного профиля может рассматриваться вторая парковая тормозная позиция и отдельные участки пути на спускной части горки и на путях сортировочного парка.

В реальных проектах продольный профиль проектируют для каждого пучка сортировочного парка. В курсовом проекте проектируются продольные профили по трудному и легкому пути.

При проектировании продольного профиля спускной части горки должны соблюдаться определенные требования. Радиусы вертикальных кривых при сопряжении элементов профиля на горбегоркидолжныбыть350–400мсосторонынадвижнойчасти и 250–300 м со стороны спускной части относительно вершины горки; радиусы остальных вертикальных кривых на надвижной части не менее 350 м, на спускной части – не менее 250 м.

58

Сопрягающие вертикальные кривые должны размещаться вне пределов вагонных замедлителей, остряков и крестовин стрелочных переводов. В виде исключения вертикальную кривую допускается располагать только в пределах переводной кривой стрелочного перевода.

Суммарная крутизна сопрягаемых на горбе горки уклонов надвижной и спускной частей не должна превышать 55 ‰. Если это условие не соблюдается, то на надвижной части непосредственно перед вершиной горки необходимо предусматривать разделительный элемент на подъеме крутизной не менее 5 ‰. Приэтомфактическаядлина прямолинейнойчастиразделительного элемента должна быть не менее 10 м.

Суммарная крутизна уклона первого скоростного элемента и уклона надвижной части горки, расположенного перед разделительным элементом, не должна превышать 70 ‰.

Первый скоростной элемент спускной части горки следует проектировать, при необходимости, крутым, но не более 50 ‰.

Разность уклонов первого скоростного и следующего за ним элементов допускается не более 25‰.

Фактическая длина прямого в профиле участка на первом скоростном элементе должна быть не менее 20 м.

Уклонпервойтормознойпозициинагоркахповышенной,большойисреднеймощностидолжен бытьнеменее12‰, а на горках малой мощности с однойтормозной позицией на спускной части не менее 7.

Вторую тормозную позицию необходимо размещать на уклоне не менее 7‰, а в холодных (IV–VI) температурных зонах

[4] – не менее 10‰.

Стрелочную зону следует размещать на уклоне от 1,0 до 1,5‰, а на крайних пучках – до 2,0‰для горок с числом путей до30 идо2,5‰ с числомпутей более30вхолодных температурных зонах. Допускается продлевать уклоны до 2 ‰ в пределы закрестовинных кривых в начале сортировочных путей.

Уклонучастка сортировочныхпутейотпредельногостолбика последнего разделительного стрелочного перевода до парковой тормозной позиции при расположении ее в кривой допускается проектироватьпонормампроектирования стрелочной зоны, а на прямой – до 1,5‰.

59

Парковая тормозная позиция при ее оборудовании двухрельсовыми замедлителями (например РНЗ-2М) может при обосновании располагаться на спускедо8‰, в остальных случаях:при расположениивкривой–науклонедо2‰,прирасположениина прямой – на уклоне до 1,5 ‰.

Расположениеэлементовпродольногопрофиляспускнойчасти горки в увязке с планом показано на рис. 3.3.

Сортировочныепутизапарковойтормознойпозициейследует проектировать на равномерном спуске крутизной 0,6 ‰.

При устройстве в сортировочном паркевторой (дополнительной) тормозной позиции сортировочные пути между парковыми тормозными позициями следует проектировать на спуске 1 ‰, а далее – на спуске 0,6‰.

Последний участокпутейсортировочногопарка длиной100м и выходная горловина сортировочного парка должны располагаться на подъеме до 2‰.

3.5. Подготовка данных для комплексного проектирования высотыи продольногопрофиля сортировочнойгорки

3.5.1. Подготовка группы общих данных

Для комплексного расчета высоты, продольного профиля и мощности тормозных средств методом имитационного моделирования скатывания расчетных бегунов необходимо на основанииисходныхданныхипроизведенныхпредварительныхрасчетов подготовить блок общих исходных данных.

Радиусы вертикальных кривых на горбе горки, а также уклон путей надвига определяется с учетом выбранного варианта конструкции перевальной части [6].

Скоростьроспуска длянеблагоприятныхусловий принимается по табл. 3.8. Для проверки мощности тормозных позиций используют значение скорости роспуска не более 2,5 м/с, соответствующееблагоприятным условиямскатывания. Другиеданные в курсовом проекте принимаются в соответствии с заданием, а в других случаях – по результатам ранее выполненных расчетов. Пример блока общих данных для рассматриваемых условий представлен в табл. 3.9.

60