674

в) ПК 631 ПГР = 179,47; РГР = 179,467; СГР = 179,18.h0 = ПГР – СГР = 179,47 – 179,18 = 0,29 м.

Величина подъемок и срезок в сантиметрах указывается в соответствующих графах утрированного продольного профиля

(см. рис. 2.1).

Присоставленииданныхрекомендацийрис.2.1был заимствован из работы [2], некоторые положения — из работ [2, 3].

2.9. Об автоматизации задач проектирования реконструкции продольного профиля

Автоматизация задач проектирования реконструкции продольного профиля существующей железной дороги нашла свое отражение в программе «Профиль».

Данная программа широко используется в проектных институтах «Желдорпроекта» и позволяет вести обучение студентов в условиях, максимально приближенных к реальному проектированию.

Исходными данными являются результаты инженерно-геоде- зических и инженерно-геологических работ по обследованию участка существующей железнодорожной линии:

а) отметки головок рельсов по базисному и небазисному пути; б) отметки земли; в) пикетаж и типоразмеры искусственных сооружений, сиг-

нальных знаков, стрелочных переводов и пр.; г) тип и толщина балластных слоев попикетно;

д) размещение опор контактной сети, высота контактного провода;

е) результаты расчета кривых по базисному и небазисному пути;

ж) тип и толщина запроектированного разделительного слоя (по результатам теплофизических расчетов);

з) величина запроектированной вырезки балластного слоя. Набор исходных данных корректируется в зависимости от типа предполагаемых работ: капитальный ремонт однопутной железной дороги, капитальный ремонт многопутной железной

дороги, натурная проверка продольного профиля. Программа «Профиль» позволяет проектировать элементы

реконструируемого продольного профиля с учетом необходимой

2 1

толщины балластного слоя под шпалой, соблюдения нормативов проектирования по длине элемента, допускаемой разности сопрягаемыхуклонов,наличия вертикальнойкривой,допускаемой разности отметок головок рельсов по базисному и небазисному путям.

Результаты работы в программе «Профиль» по проектированиюреконструкции участкановойжелезной дорогисохраняются на соответствующем файле в электронном виде, а также могут быть распечатаны на бумажном носителе. Для вывода на печать чертежа продольного профиля используется программный про-

дукт AutoCAD.

Использование программ «Профиль2», «Расчет выправки кривых»приизученииспециальныхдисциплинкафедры«Изыскания..» помогаетформировать у студентовинженерные навыки проектирования, всестороннегоанализа иобоснования принимаемых решений. Освобождая студента от рутинной работы, данный инструмент позволяет им более глубоко и всесторонне изучить и применить на практике различные методы и приемы проектирования; оставляет время для творческого осмысления процесса проектирования; кроме того, студент получает практические навыки автоматизированного проектирования, которые необходимы ему в будущей инженерной деятельности.

3.РЕКОНСТРУКЦИЯ ПЛАНА ВТОРОГО ПУТИ

3.1.Габаритное уширение междупутья в кривой

3.1.1. Нормативные требования

Задача обеспечения габаритного междупутья в кривых участках железнодорожного пути является одной из наиболее часто встречающихся задач проектирования плана второго (дополнительного) главного пути на перегоне.

Как правило, ось второго пути проектируется на прямых участках - параллельно, а в кривых — концентрично по отношению к оси существующего пути. Величина междупутья в прямом участке пути на перегоне должна быть не менее 4100 мм [5, п. 4.1]. Величина междупутья в кривой определяется, как

Мкр = 4,10 + гу,

(3.1)

где 4,10 — расстояние между осями первого и второго путей в

2 2

прямом участке на перегоне, м; гу — габаритное уширение междупутья (увеличение расстояния между осями путей) в кривом участке пути, м.

Величина гу призвана обеспечитьбезопасность придвижении

вкривых участках пути как для обслуживающего персонала, так и для поездов.

Величинагабаритногоуширения междупутья зависитот радиуса круговой кривой и возвышения наружного рельса на первом и втором путях.

Междупутные расстояния в кривых назначают по проектным либо эксплуатационнымнормам, в зависимости отчего величину

гу следует принимать соответственно по [5, табл. П.3.5, П.3.6] или [5, табл. П3.18]. Проектные нормы установлены из условия обеспечения безопасности движения на длительную перспективу и учитывают все возможные изменения скоростей движения и возвышений наружного рельса в течение всего периода эксплуатации железной дороги. Эксплуатационные нормы применимы

вкривых участках пути при конкретных скоростях движения и возвышениях наружного рельса [5, п. 7.1].

Проектные нормы распространяются как на магистральные пути,такинапутинеобщегопользования (подъездныепути).Их следует применять:

—при строительстве новых железных дорог;

—при реконструкции (усилении) существующих железных дорог, сооружений и устройств;

—при капитальном ремонте пути, когда это не связано с большими, экономически нецелесообразными затратами [5,

п. 7.2.1].

Эксплуатационные нормы распространяются как на магистральные пути, так и на пути необщего пользования (подъездные пути). Их следует применять:

—при эксплуатации существующих железных дорог, построенных до введения ГОСТ 9238–83 и не отвечающих проектным нормам;

—приреконструкциисуществующихсооруженийиустройств под установленные [2] минимальные очертания приближения строений [5, п. 7.3.1].

2 3

3.1.2. Основные приемы увеличения междупутья в кривой

Существует несколько приемов,позволяющих увеличить расстояние между осями первого и второго путей в кривых на перегоне. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся.

3.1.2.1. Уширение междупутья на прямых подходах к кривой

Суть метода заключается в том, что увеличенные междупутья сохраняются нетольковпределахкриволинейногоучасткапути, но и на прямых подходах к кривой (рис. 3.1).

		+	гу
	,1
пр	=4
М

Мкр = 4,1 +гу

М
пр
=
4,
	1	+	гу

R1

R2

О

Рис. 3.1. Уширение междупутья на прямом подходе к кривой

Величина гу определяется по формуле (3.1) в соответствии с величиной радиуса круговой кривой и возвышением наружного рельса на первом и втором путях.

Очевидным недостатком данного метода является необоснованное уширение основной площадки земляного полотна на прямыхучастках пути,чтоприводиткдополнительнымзатратам при сооружении земляного полотна под второй путь.

Данный метод может успешно применяться лишь на двухпутном участке с короткимипрямыми вставками (100–300 м) между смежными кривыми, величины радиусов которых не очень отличаются.

3.1.2.2. Вписывание S-образных кривых

Суть метода заключается в проектировании двух сходов в кривой: первый сход в начале кривой — от междупутья Мн —

2 4

4,1 м домеждупутья Мк — 4,1м + гу;второйсходвконце кривой

— от междупутья Мн — 4,1 м + гу до междупутья Мк — 4,1 м (рис. 3.2). Таким образом, проектирование сводится к решению двух задач схода в кривой. Пример решения данной задачи приводится в подразд. 3.3 настоящих методических указаний.

Rдоп	Rдоп
Rдоп	Rдоп
Мк1=Мн2=Мкр = 4,1 +	гу

					1
				4,
			пр	=
		М
	1=
н
М

Мк	=
2		М
		пр
		=
		4,
			1

R2

R1

О

Рис. 3.2. Вписывание S-образной кривой

Недостатком метода является удлинение общего криволинейного участка пути, возникновение дополнительных участков кривизны, коротких прямых вставок, что негативно отражается навзаимодействиипутииподвижногосостава,ухудшаетусловия движения поездов по участку.

3.1.2.3. Проектирование на первом и втором путях переходных кривых различной длины

Рассмотрим два возможных случая взаимного расположения первого и второго путей.

а) Второй путь по отношению к первому пути находится внутри кривой (рис. 3.3).

Радиус концентрической кривой второго пути R2, м, определится, как

R2 = R1 – 4,1,

(3.2)

где R1 — радиус круговой кривой первого пути, м. Величина междупутья на прямых подходах — 4,1 м.

2 5

					р
				на
			*l
			0,5
		4,1				lвн
	р	=			*
				,5
п				0
М

Р нар

	4.1	гу
	Мкр = 4,1 +
	Мкр = 4,1 +Р вн - Р нар
	Р вн
	R1
	l вн	lнар
R2 = R1-4.1	l 2п	l 1п
	О

1	п
	у
	т
		ь
М
п
	р
	=
	4,
		1
2п
ут
ь

Рис. 3.3. Проектирование при расположении второго пути внутри кривой

Согласно формуле(3.1) величина междупутья вкривой Мкр =

= 4,1 + гу.

Из рисунка видно, что после постановки переходных кривых междупутье в кривой определится по следующей зависимости:

Мкр = 4,1 + рвн – рнар,

(3.3)

где рвн, рнар — сдвижка от переходной кривой соответственно по внутреннему и наружному путям, м.

	Сопоставляя выражения (3.1) и (3.3), находим:
			рвн – рнар = гу.						(3.4)
	В рассматриваемом случае: рвн = р 2-го пути, рнар = р 1-го пути.
	Сдвижка от переходной кривой может быть определена как:
			р = l2/24R,						(3.5)
где l — длина переходной кривой, м.
	В рассматриваемом случае выражение (3.4) примет вид:
		l 2/24R		– l		2/24R		= .	(3.6)
	Отсюда: l	2	2		1		1	гу
		= (24R	(		+ l		2/24R ))1/2.
	2	2	гу			1	1
	б) Второй путь по отношению к первому пути находится
снаружи кривой (рис. 3.4).
	Радиус концентрической кривой второго пути определится,
как
			R2	= R1 + 4,1.					(3.7)
2	6

						р
					на
				*l
			,5
			0
		4,1					lвн
	р	=				*
					,5
п					0
М

Р нар

4.1

Мкр= 4,1 +гу

Мкр =4,1 +Р вн - Р нар

Р вн

R2 = R1 + 4.1

R1

lнар l вн

l 2п	l1п
О

	2п
		ут
			ь
М
	пр
	=
	4,
		1
1	п
	ут
	ь

Рис. 3.4. Проектирование при расположении второго пути снаружи кривой

Выражение (3.4) примет вид:

р1 – р2 = гу,

а выражение (3.6) преобразуется следующим образом:

l12/24R1 – l22/24R22 = гу. Отсюда: l2 = (24R2(l12/24R1 – гу))1/2.

В рассмотренных случаях а и б закономерность одна: длина переходной кривой внутреннегопути больше длины переходной кривой наружного пути. Именно эта закономерность позволяет создать в кривой увеличение расстояния между осями первого и второгопутей, т.е.обеспечиваетгабаритное уширениемеждупутья.

Данный способ расположения переходных кривых широко распространен и, безусловно, может считаться основным на сети железных дорог России.

3.1.3. Порядок решения задачи обеспечения габаритного уширения междупутья методом проектирования по первому и второму путям переходных кривых различной длины

Как и любая задача проектирования реконструкции плана железной дороги, данная задача решается в определенной последовательности:

1.Анализ и контроль исходных данных.

2.Определение параметров плана второго пути.

3.Определение пикетажа характерных точек.

2 7

4.Определение проектных стрел.

5.Определение сдвигов (смещений) проектируемого пути относительно фиктивной оси базисного пути.

6.Определение разбивочных междупутий.

Для рассматриваемой задачи эта последовательность выглядит следующим образом.

3.1.3.1. Анализ и контроль исходных данных

Исходные данные для решения задачи должны включать:

—направление кривой;

—сторонность второго (проектируемого) пути относительно первого (существующего);

—параметры плана первого пути: угол поворота , радиус круговой кривой R, длину переходной кривой l;

—пикетажное значение характерных точек первого пути (дам): НКК — начало круговой кривой, ККК — конец круговой кривой;

—проектные стрелы F1i и сдвижки в каждой точке кривой первого пути ni, мм;

—проектнуюсреднеквадратическуюскорость движения поездов по второму пути — vср, км/ч;

—возвышение наружного рельса в кривой первого пути —

h1, мм;

— междупутье на прямых подходах — Мпр = 4,1 м. Направлениекривойисторонностьвторогопутиотносительно

первого позволят определить, внутри или снаружи расположен второй путь.

3.1.3.2. Определение параметров плана второго пути

Угол поворота кривой второго пути должен быть равен углу поворота кривой первого пути:

2 = 1.

Радиус круговой кривой второго пути определится выражением R2 = R1– 4,1 — второй путь расположен внутри относительно

первого;

R2 = R1 + 4,1 — второй путь относительно первого пути — снаружи.

Величина гу можетбытьопределенаприизвестныхзначениях радиусов и возвышений наружного рельса по первому и второму

2 8

путям. Возвышение наружного рельса в кривой второго пути составит

h2 = 12,5v2ср/R2.

Разность возвышений наружного рельса в кривых первого и

второго путей: h = h2 – h1.

Согласно [5, табл. П.3.5, П.3.6.] определяем необходимое

значение гу.

Длина переходной кривой

l2 = (24R2( гу + l12/24R1))1/2 — второй путь расположен внутри кривой относительно первого;

l2 = (24R2(l12/24R1) – гу))1/2 — второй путь относительно первого пути — снаружи кривой.

Получивзначениеl2 вметрах,следуетперевестиеговдациметры (дам, 1 дам = 10 м) для дальнейших расчетов. Далее все пикетажные значения точек приводятся в дам.

3.1.3.3. Определение пикетажа характерных точек

Так как круговые кривые второго и первого путей расположеныконцентрично,пикетажныезначенияНКК иККК повторому пути будут такими же, что и для первого пути, т.е.

НКК2 = НКК1;

ККК2 = ККК1.

Пикетажные значения остальных характерных точек второго пути: начало входной переходной кривой (НПК2), конец входной переходной кривой (КПК2), начало выходной переходной кривой (НПК2 ), конец выходной переходной кривой (КПК2 ),

— определяются, как [4]:

НПК2 = НКК2 – 0,5l2; КПК2 = НКК2 + 0,5l2; НПК2 = ККК2 + 0,5l2; КПК2 = ККК2 – 0,5l2.

3.1.3.4. Определение проектных стрел

Проектные стрелы второго пути определяются по известным формулам (см. п. 1.3).

Для любой точкипути сномером iэтизависимости имеют вид:

если 0 i НПК2,		F2i = 0;
если НПК2 i КПК2,		F2i = F/l2(i – НПК2);
если	КПК2 i КПК2 ,	F2i	= F2;
если	КПК2 i НПК2 ,	F2i	= F2/l2(НПК2 – i);

2 9

если НПК2 i N,

F2i = 0.

Вэтихформулах:F2i —проектная стрелакривойвторого пути

вi-йточке, мм;N— номерпоследнейточки съемки кривой;F2 — стрела круговой кривой второго пути, мм, F2 = 500а2/R2 [4].

Вычисление проектных стрел кривой второго пути обычно производится в табличной форме; пример подобного расчета приведен в п. 3.1.4

3.1.3.5.Определение сдвигов (смещений) проектируемого пути относительно фиктивной оси базисного пути

Согласно теории нормалей [4]смещение оси проектируемого пути уi относительно фиктивной оси базисного (первого) пути в любой точке определяется, как:

уi = 2(F2i – F1i).

Вычисление смещений оси проектируемого пути уi обычно производится в табличной форме; пример подобного расчета приведен в [4].

3.1.3.6. Определение разбивочных междупутий

Итогом расчета габаритного уширения междупутья в кривой помимопараметров кривойвторого пути, пикетажа характерных точек являются также величины разбивочных междупутий, позволяющие вынести ось второго пути на местности. Разбивочные междупутья в кривой определяются как от выправленного положения первого пути Мi, так и от оси первого пути до проведения выправочных работ Мi .

Разбивочные междупутья от выправленного положения пер-

вого пути определяются следующим образом:
Мi = Мпр + уi.	(3.8)

Разбивочные междупутья от оси первого пути до проведения

выправочных работ находятся по формуле
Мi = Мпр + уi + ni.	(3.9)
Вычисление разбивочных междупутий Мi	и Мi обычно про-

изводится в табличной форме. Пример подобного расчета приве-

ден в п. 3.1.4.

3.1.4. Пример расчета габаритного уширения междупутья в кривой

1. Исходные данные (рис. 3.5).

На первом пути есть правая кривая с параметрами: = 8°05 ;

R1 = 943 м; l1 = 60 м.

3 0