16. Трассирование по картам и планам.
I этап. Прокладка магистрального хода.
Трассированию дороги должно предшествовать уточнение намеченного направления трассы путем укладки магистрального хода. Магистральный ход представляет собой первое приближение трассы, соответствующее определенной величине руководящего уклона, на участках, проходимых полностью или частично напряженными ходами.
Задача укладки плана трассы на карте с горизонталями сводится к последовательному определению положения трассы между смежными горизонталями. Зная положение точки трассы на одной горизонтали, можно определить положение следующей точки, расположенной на соседней горизонтали. Расстояние между этими точками на карте должно быть равно масштабируемой длине заложения:
где
- расстояние между горизонталями по
вертикали.
Проектный уклон отрезка трассы между смежными горизонталями совпадает с уклоном местности, поэтому полученную таким образом проектную линию называют линией нулевых работ. Прокладку этой линии, как правило, начинают от фиксированных точек в направлении спуска.
После прокладки трассы напряженным ходом уточняется положение трассы на вольном ходу. При этом трасса прокладывается до следующей опорной или фиксированной точки по кратчайшему направлению.
II этап. Камеральное трассирование.
После определения рационального положения магистрального хода приступают к трассированию дороги. Оно выполняется от оси начальной станции небольшими участками, одновременно с укладкой линии в плане составляется схематический продольный профиль трассы. При этом линия нулевых работ спрямляется для рационального уменьшения числа углов поворота и обеспечения допустимых радиусов кривых и длин прямых вставок между ними.
При пересечении лога или обходе отрога направление кривых на участке трассы должно соответствовать направлению горизонталей.
При отклонении трассы от линии нулевых работ образуются насыпи и выемки. Целесообразность смещения оси трассы проверяют по объемам земляных работ.
III этап. Трассирование по крупномасштабным планам.
Крупномасштабные планы (М 1:5000 – 1:1000) используются для уточнения положения трассы в плане и профиле с учетом конструкции земляного полотна, размещения водопропускных сооружений, водоотводов. Большое значение имеет детализация трассы на крутых косогорах.
17. Показатели трассы.
О целесообразности варианта трассирования можно судить по показателям трассы:
Длина варианта трассы L, км;
Длина геодезической линии
,
км;Коэффициент развития трассы λ;
Доля напряженных ρн и вольных ρв ходов в км и %.
18. Требования к проектированию элементов плана железнодорожной линии.
Прямые участки пути имеют значительные строительные и эксплуатационные преимущества по сравнению с криволинейными (более простая и дешевая конструкция пути, меньший износ элементов пути и подвижного состава и др.). Поэтому в легких топографических условиях при отсутствии контурных препятствий следует стремиться к устройству прямых большой протяженности.
Криволинейные участки пути, как правило, применяются в сложных топографических, инженерно-геологических и иных природных условиях или при трудных ситуационных обстоятельствах (для обхода или наиболее благоприятного пересечения зон жилой застройки, инженерных коммуникаций и т.д.). Хотя устройство кривых удлиняет трассу, но объемы строительных работ (земляных и по искусственным сооружениям) уменьшаются.
Основными параметрами (характеристиками) круговой кривой являются направление поворота (вправо или влево), угол поворота α в градусах и радиус R в метрах.
Главными производными характеристиками круговой кривой от угла и радиуса являются тангенс, длина круговой кривой, а также точки вершины угла ВУ, начала круговой кривой НКК и конца круговой кривой ККК.
При проектировании новых железных дорог в соответствии с действующими нормативными документами в благоприятных условиях следует применять возможно большие радиусы и назначать их равными: 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350, 300, 250 и 200 м. Указанные радиусы являются стандартными для удобства при расчете и разбивке кривых новых железных дорог.
Выбирая величину радиуса круговой кривой, следует иметь в виду, что наряду с преимуществами, кривые, особенно малых радиусов, имеют существенные недостатки:
необходимость ограничения скорости движения поездов;
повреждаемость и повышенный износ рельсов;
увеличение расходов по текущему содержанию и ремонту верхнего строения пути;
увеличение износа колес подвижного состава;
уменьшение сцепления колес локомотива с рельсами;
удлинение трассы и др.
Для уменьшения влияния центробежной силы на подвижной состав, пассажиров и грузы устраивается возвышение наружного рельса над внутренним h, мм. В результате устройства возвышения наружного рельса появляется горизонтальная составляющая силы тяжести подвижного состава, направленная, в отличие от центробежной, наоборот, к центру круговой кривой. Правилами технической эксплуатации железных дорог России и иными нормативными документами, например, максимальное значение h установлено равным 150 мм.
Другим способом увеличения допустимой скорости движения в кривой (на 25-35 %) является применение вагонов с регулируемым наклоном кузова внутрь кривой.
Расходы на текущее содержание пути резко возрастают в
кривых R<600-800 м. Кривые R>1200-1500 м по этим показателям мало отличаются от прямых участков пути.
Усиление, а, следовательно, и удорожание верхнего строения в кривых малых радиусов вызвано необходимостью обеспечения его большей устойчивости против действия более значительных (по сравнению с прямыми участками) горизонтальных и продольных сил. Так, число шпал на 1 км пути в кривых радиусом менее 1200 м увеличивается с 1840 до 2000 штук, необходимо большее число скреплений на единицу длины пути. В кривых малых радиусов увеличивается ширина основной площадки земляного полотна с наружной стороны кривой (при R< 600 м – на 0,5 м).
Кроме того, в кривых радиусом менее 600 м на 0,1 м уширяют балластную призму с наружной стороны кривой. На электрифицированных линиях в кривых малых радиусов нужно больше опор на 1 км пути.
Расположение таких кривых на затяжных максимальных подъемах может привести к удлинению трассы из-за необходимости смягчения ограничивающего уклона и соответствующему удорожанию участка железной дороги.
Самые малые величины радиусов круговых кривых определяются условиями безопасного вписывания подвижного состава.
Переходные кривые устраивают для плавного перехода от круговой кривой радиуса R к прилегающим прямым участкам пути и для плавного сопряжения круговых кривых разных радиусов. Кроме того, в пределах переходной кривой также устраивают плавный отвод возвышения наружного рельса, а в кривых радиусом менее 350 м – и отвод уширения колеи.
Длины переходных кривых для железных дорог скоростной, I и II категорий определяются расчетом.
Длина переходной кривой зависит от:
возвышения наружного рельса, h, мм;
ограничения скорости подъема колеса по отводу возвышения.
Поскольку наибольшие скорости движения поездов на дорогах разных категорий различны, длины переходных кривых при данном значении радиуса зависят от категории проектируемой железной дороги. Для удобства разбивки кривых длина округляется до значения, кратного 10 м, и принимается равной не менее 20 м.
Между зависимыми круговыми кривыми устраивают прямые вставки. Зависимыми называют смежные кривые, одна из которых оказывает влияние на условия движения поезда по другой. Поэтому между кривыми устраивают прямые вставки длиной, достаточной для затухания поперечных колебаний экипажа, возникающих в первой кривой.