Танирбергенов М. А., Тулебаев Е.У

КУПС, г Алматы, Республика Казахстан

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕРЕУСТРОЙСТВА ПЛАНА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ С ВЫСОКИМИ СКОРОСТЯМИ

Сложность переустройства железнодорожной линии для обеспечения движения пассажирских поездов с высокими скоростями вызывает необходимость технико-экономического обоснования выбора уровня скорости как на укрупненном участке, так и в отдельных местах плана линии.

Известно, что большой объем вычислений выполняется в предпроектный период при рассмотрении множества вариантов проектных решений. При этом исходная информация еще недостаточно обоснована. Поэтому равноточность расчетов и исходной информации допускает упрощенно определять основные объемы работ и капитальные вложения по переустройству продольного профиля и плана линии в местах ограничения скорости. В качестве исходной информации желательно применение материалов аэрофотосъемки.

В стадии составления технического проекта переустройства плана железнодорожной линии, когда на укрупненных участках уже предварительно выбрана наибольшая градация скорости, производится (на основании технико-экономических расчетов) пошаговый выбор оптимальной скорости по каждому месту ее ограничения .

Поскольку в этой стадии принимается окончательное решение и составляется смета стоимости работ, то проектирование и определение объемов работ должны быть более детальными, базирующимися на использовании материалов аэрофотосъемки, а также геодезических и геологических обследований.

В рабочем проекте выполняются подробные расчеты переустройства плана по материалам полевых геологических и геодезических работ. Проект должен обеспечивать возможность выполнения разбивочных и строительных работ по уточненным объемам.

Так как основной задачей настоящей работы является разработка методов определения основных объемов работ, капитальных затрат и приведенных строительно-эксплуатационных расходов в функции повышенной скорости, то появилась необходимость в установлении устойчивых связей изменения плана рельсового пути при увеличении радиуса кривых и длины прямых. Для этого требовалось при более достоверной исходной информации исследовать и совершенствовать методы детальных расчетов переустройства плана эксплуатируемых рельсовых путей.

Реконструкция плана двухпутного пути вызывает следующие виды сдвига оси пути: смещения, когда сохраняется общий массив земляного полотна, отводы - новое земляное полотно отходит от существующего на расстояние, при котором еще пересекаются их откосы и обходы - проектируемое земляное полотно располагается на новом месте.

При смещениях и отводах производство работ связано с движением поездов, что накладывает свои ограничения при переустройстве плана. Кроме этого, имеют место дополнительные ограничения, вызываемые расположением близлежащих кривых и сложных сооружений (мостов, тоннелей, путепроводов, опор контактной сети и др.). К тому же, ряд требований возникают по обеспечению комплексности проектирования переустройства на первом и втором главных путях земляного полотна, искусственных сооружений плана, профиля, контактной сети электрифицированных линий.

Условия разбивки и сохранения новой оси каждой колеи, и сложность производства работ при смещениях и отводах приводят к тому, что положение новой оси приходится определять расчетом.

В местах обходов указанные ограничения легко преодолимы. При их проектировании широко применяются методы укладки трассы по планам в горизонталях, крупномасштабным картам и материалам аэрофотосъемки с последующей инструментальной разбивкой и закреплением трассы на местности.

В нашей стране выполнены большие объемы работ по строительству вторых путей и реконструкции эксплуатируемого пути. По этой тематике имеется ряд исследований, отраженных в специальных брошюрах, статьях, учебниках и учебных пособиях. И связи с этим накоплен опыт по проектированию переустройства плана существующих однопутных железнодорожных линий и вторых путей. Разработаны методы расчетов геометрического очертания проектного плана и определения величины смещений. Но в этих исследованиях рассматривались варианты, при которых максимальная скорость пассажирских поездов на дороге принималась равной существующей или увеличивалась незначительно, поэтому проектные радиусы мало отличались от радиусов эксплуатируемых кривых.

Большие радиусы назначались лишь в кривых с малыми углами поворота для обеспечения устройства переходных кривых. Однако при этом смещения оси пути были незначительными. Исключением являлось проектирование новой трассы по условиям геологии, болезней существующего полотна, подхода к узловым станциям, спрямлении линии на перегонах (при выборе оптимальных решений), переустройства раздельных пунктов для ликвидации кривых малых радиусов в пределах главных путей и выделения прямых для укладки стрелочных переводов.

Новый план главных путей, обеспечивающий движение пассажирских поездов с высокими скоростями, можно запроектировать лишь по правильному очертанию натурных кривых. Вследствие этого, проектирование переустройства железнодорожного пути следует производить в следующей последовательности:

- выправка натурных кривых с определением величины рихтовок е;

- расчеты геометрического очертания проектного плана с
определением по направлению радиуса выправленного закругления
величины разности нормали между осями выправленной и проектной кривых V;

- подбор длины переходных кривых для проектного плана
с определением сдвижек d.

Так как при больших радиусах закруглений величина сдвижки от устройства переходных кривых незначительна и между направлениями радиусов выправленного и проектного кривых углы малы, то можно принять, что сдвижка проектного плана от устройства переходных кривых направлена вдоль радиуса выправленного пути. Тогда окончательное смещение будет определяться по формуле:

При выправке существующей кривой определяются элементы
круговой и переходных кривых, пикетажные значения начала и
конца закругления, величина рихтовки (сдвига) точек деления
кривой.

Расчеты выправки натурных кривых производятся в криволинейных или прямолинейных системах координат. В криволинейных системах координат ось колеи используется как криволинейная координатная линия, от которой по нормали откладываются точки исправленной оси (или оси второго пути).

Криволинейные системы координат основываются на расчетном уравнении теории разности эвольвент (разности нормалей) с применением эпюр стрел или кривизны и угловых диаграмм.

Методы расчетов с применением эпюр стрел или кривизны и угловых диаграмм имеют одинаковую методологическую основу. В первом случав рихтовки сразу определяются как удвоенная разность суммы сумм стрел прогиба или разность моментов площадей эпюр кривизны. Во втором случае рихтовки определяются сперва как разность площадей угловых диаграмм, а затем учитываются сдвижки от устройства переходных кривых.

С целью графического определения окончательных рихтовок в стесненных условиях Гоникберг И. В. разработал метод утрированного плана. Он основан на расчетах в криволинейных системах координат. Предварительно, при радиусе первого подбора определяются рихтовки на всех делениях кривой (двадцатках). Затем ось кривой принимается за ось абсцисс, и от нее откладываются рихтовки лево - вниз, право - вверх, и полученные точки соединяются между собой прямыми линиями.

Для установления границ зоны варьирования от линии натурной кривой откладываются в обе стороны расстояния до заданных ограничений (оголовок труб, опор контактной сети, укрепительных сооружений и др.). В образованной полосе подбирается радиус кривой приемами, применяемыми при трассировании новой линии, с той лишь разницей, что на утрированном плане наносятся параболические кривые, а на обычном плане - круговые.

Литература

1. Организация движения на железнодорожном транспорте. Под общей ред. Кочнева Ф.П. М. «Транспорт» 1979г. 568с.

2. Ашпиз Е.С. «Мониторинг эксплуатируемого земляного полотна. Теоретические основы и практические решения». М. МИИТ. 2002 г. 48 с.