книги из ГПНТБ / Корнаков А.М. Развязки железнодорожных линий в узлах
.pdf
А. М. КОРНАКОВ |
2 1 3 5 ? |
Кандидат технических наук
РАЗВЯЗКИ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ
ЛИНИЙ В УЗЛАХ
В С Е С О Ю З Н О Е ИЗДАТЕЛЬСКО-ПОЛИГРАФИЧЕСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ МИНИСТЕРСТВА ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
М о с к в а 1 9 6 2
В книге изложены основные вопросы теории и прак тики проектирования развязок железнодорожных ли ний в узлах, рассмотрена методика расчета, усиления пропускной способности и условия применения развя зок, определены критерии перехода от пересечений в одном уровне к строительству путепроводов, раз работан метод расчета оптимального угла пересечения путей в путепроводных развязках, дан анализ схем развязок в узлах различного типа и приведены данные об их плане и профиле.
Книга рассчитана на инженеров, занимающихся про ектированием железнодорожных узлов, работников научно-исследовательских институтов, преподавателей и студентов высших учебных заведений железнодорож ного транспорта.
| |
|
Гос. публмЧг |
|
Г |
|
^ |
|
| |
Оi |
|
|
i-Vs- - А-ЛЬНС/Г . |
А П А |
||
к |
|
|
|
Рецензент инж. С■ А ■ Карловский Редактор инж. Е. С. Шишлыков
Редакция литературы по организации движения поездов, грузовой работы и пассажирских перевозок
Начальник редакции инж. Г. Б . ШАВКИН
ОТ АВТОРА
В соответствии с историческими решениями XXII съезда КПСС осуществляется дальнейшее техническое перевооружение железно дорожного транспорта в целях полного удовлетворения потребно стей народного хозяйства во всех видах перевозок.
Важное значение при этом имеет повышение скоростей движе ния поездов и увеличение пропускной и провозной способности железных дорог.
Пропускная способность железнодорожной сети, ее маневрен ность в осуществлении перевозок в значительной степени зависят от полноты, характера и схемы развязок железнодорожных линий в узлах. Немалую роль в увеличении пропускной способности при званы сыграть реконструктивные работы по развитию узлов и стан ций и, в частности, работы по замене многочисленных внутриузловых и станционных пересечений маршрутов пропуска поездов и ма невровых передвижений развязками в разных уровнях.
В настоящее время значительное число решений по расплетениюподходов грузонапряженных магистралей в крупных узлах на шей сети и на линиях с большим пассажирским движением прихо дится на долю путепроводных развязок, а в будущем число таких развязок еще более увеличится. Особенно повышается роль путе проводных развязок в условиях неуклонного роста скоростей дви жения поездов при автоматизации их вождения и управления про цессами работы железных дорог.
Проектирование путепроводных развязок в узлах и на станциях должно производиться с тщательным, хорошо обоснованным выбо ром их схемы, правильным и экономически выгодным размещением всех устройств в плане и профиле, с учетом неуклонного снижения расходов по сооружению и эксплуатации развязок.
Однако правильность проектных решений по развязкам линий в узлах, в частности, применение той или иной схемы, решение о пе реходе от развязки в одном уровне к путепроводной, выбор наибо
3
лее целесообразного угла пересечения путей во многом еще зависят от личного опыта и искусства инженера-проектировщика.
Автор ставит своей целью изложить в систематическом виде основные вопросы теории и практики проектирования развязок железнодорожных линий в узлах и этим помочь проектировщикам в отыскании правильных решений. Понимая трудность поставлен ной задачи, а также учитывая, что некоторые вопросы совершенст вования теории и принципов выбора рациональных решений по развязкам разработаны здесь впервые, автор с благодарностью при мет критические замечания и предложения по настоящей работе.
Г Л А В А I
РАЗВЯЗКИ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ В ОДНОМ УРОВНЕ, ШЛЮЗОВЫЕ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ И ИХ ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О РАЗВЯЗКЕ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ
В каждом узловом пункте железнодорожных линий обычно имеются пересечения маршрутов движения поездов.
Развязками называют комплекс путевых устройств и сооружений (путепроводов), предназначенных для пропуска подвижного соста ва по взаимно пересекающимся маршрутам.
Необходимость в развязке возникает при пересечении само стоятельных линий на перегоне или на подходах к узловым стан циям, при расплетении главных путей на подходах к узлам в соот ветствии со специализацией парков или самих станций по направ лениям или роду движения, а также внутри узлов и станций на пересечениях маршрутов движения поездов или локомотивов.
На принципиальную схему развязки подходов в узлах в боль шей или меньшей степени оказывают влияние следующие факторы: число главных путей на развязываемых линиях; допустимость или недопустимость пересечения отдельных путей в одном уровне без путепроводов; геометрическая схема (тип) узла; взаимное распо ложение основных элементов узла (станций, парков) в схеме и их назначение; направление поездопотоков, характер и размеры дви жения через узел; условия рельефа местности трассирования раз вязки и положение существующих путей в плане и профиле.
Развязки пересечений в зависимости от положения пересекаю щихся путей в вертикальной плоскости (в профиле) бывают двух родов: развязки в одном уровне и развязки в разных уровнях или путепроводные развязки.
К развязкам в одном уровне относятся посты без путевого раз вития в местах пересечения линий, посты-шлюзы (посты с путевым развитием), параллельные съезды и стрелочные улицы в горлови нах станций. К развязкам в разных уровнях следует отнести пере сечения линий с помощью путепроводов на перегоне, путепроводные развязки подходов линий к узлам и внутриузловые развязки путей в разных уровнях.
Развязки в одном уровне, являясь наиболее простыми видами расплетения линий и ветвей, часто применяют в железнодорожных
5
узлах для линий с относительно небольшими размерами движения. Эти развязки не могут обеспечить независимости движения поездов по каждой из отдельных линий, сходящихся в узловом пункте и, кроме того, требуют благоприятных профильных условий под хода расплетаемых линий. Однако при расположении пунктов пе ресечения в одном уровне на местности с равнинным рельефом они представляют значительный интерес тем более, что строительные затраты на их сооружение в этих условиях обычно невелики, а развитие современных средств СДБ создает достаточные гарантии безопасного движения поездов через пересечения.
ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПЕРЕСЕЧЕНИЙ
Во всех случаях применения развязок в одном уровне необхо димо, чтобы пропускная способность самого пересечения не лимити ровала пропускной способности пересекающихся направлений.
Пропускная способность N любого элемента (точка пересечения, стрелка, отрезок пути или перегон) определяется как частное от де ления полного суточного времени (1 440 мин) на время занятия Тзая элемента пропуском единицы подвижного состава (поезда, пары поездов)
N = |
1 440 |
( 1) |
Т'зая |
||
Для перегона при движении поездов в одну сторону время |
||
его занятия складывается из времени |
t хода поезда и времени т |
|
на производство операций по отправлению другого поезда на освободившийся перегон. Тогда
N |
1 440 |
(2) |
||
t |
~Т т |
|||
|
|
|||
Однако время занятия перегона поездом имеет некоторые от клонения от его среднерасчетных величин. При определении перегон ных времен хода поездов в основу расчета закладывают средние величины сопротивления подвижного состава движению в то время, как фактически обращаются поезда с различными характеристи ками, причем отклонения могут быть как в сторону увеличения принятых расчетных величин сопротивления движению, так и в сторону их уменьшения, что и определяет в свою очередь харак тер отклонений скоростей движения и перегонных времен хода.
При насыщенном графике движения эти отклонения перегонных времен хода, очевидно, будут отражаться на общем наибольшем чис ле поездов, которое возможно пропустить по перегону в течение суток, т. е. на пропускной способности перегона.
Действительно, если время хода данного поезда окажется боль ше расчетного на величину Дt, то он задержит последующие, иду щие за ним с минимальным интервалом поезда на эту величину.
6
Если же время хода поезда окажется меньше расчетного, то хотя он и освободит перегон быстрее, но последующий поезд не сможет вступить на него ранее назначенного по графику времени, если он не следует тоже с некоторым опережением времени ДЕ Вероят ность таких совпадений, однако, ничтожно мала.
По исследованиям канд. техн. наук Б. Э. Пейсахзона [11], ве личины наиболее вероятных отклонений фактических перегонных времен хода от расчетных зависят от трудности профиля линии, от длины перегонов и от того, является линия однопутной или двух путной. Эти величины в процентах к расчетному времени (для всех
видов тяги) |
приведены |
в табл. |
1. |
|
Та б л и ц а |
1 |
|
|
|
|
|
||
|
Величина отклонений перегонных времен хода от расчетных в % |
|
||||
Эквивалент |
|
|
с длиной перегона |
|
на двухп ут |
|
ный уклон |
на однопутных линиях |
в км |
ных линиях |
|||
|
|
|
|
|
с длиной |
пе |
«Э в °/оо |
|
|
|
|
регона в км |
|
|
8 |
10 |
12 |
15 |
1 5 - 3 0 |
|
0 |
9,5 |
10,5 |
11,5 |
12,5 |
19,5 |
|
0,5 |
8 , 0 |
9,0 |
1 0 ,0 |
10,5 |
15,0 |
|
1 ,0 |
7,5 |
8 , 0 |
9,0 |
9,0 |
12,5 |
|
1,5 |
7,0 |
7,0 |
8 , 0 |
8 , 0 |
10,5 |
|
2 , 0 |
6 , 0 |
6,5 |
7,0 |
7,0 |
9,0 |
|
2,5 |
6 , 0 |
6 , 0 |
6 , 0 |
6,5 |
8 , 0 |
|
3,0 |
5,0 |
5,5 |
6 , 0 |
6 , 0 |
7,0 |
|
3,5 |
5,0 |
5,0 |
5,0 |
6 , 0 |
6,5 |
|
Для наиболее типичных условий (среднесетевые, при гэ = = 1,5°/00) величину наиболее вероятных отклонений на однопутных линиях можно принимать 7—8%, а на двухпутных— 10—11%. Для легких профилей величины вероятных отклонений следует несколько повышать, а для трудных профилей, наоборот, снижать
(см. табл. 1).
Отсюда в формулу (2) пропускной способности перегона (отрезка пути) надо внести поправку на величину вероятного отклонения
времени хода Дt. Поскольку Дt |
выражается в долях от t, то |
||
N = |
1 440 |
( 3 ) |
|
- Д^) + т |
|||
t( 1 |
|
||
При автоблокировке формула пропускной способности пере гона (блок-участка) с учетом поправки на вероятные отклонения времен хода поездов примет вид
N |
1 440 |
|
||
= 7(1 + |
ДО’ |
(4) |
||
где Дt — отклонение в |
долях от |
величины |
интервала попут |
|
ного следования |
|
поездов |
/. |
|
7
Введение поправок в расчетные формулы пропускной способ
ности является |
правомерным. Это видно хотя |
бы из того, что |
на двухпутных |
линиях с автоблокировкой и сигналами, расстав |
|
ленными на интервал следования поездов / = 10 |
мин, пропускная |
|
способность при расчетных скоростях, принятых при расстановке
сигналов, практически |
никогда |
не |
достигала 144 пар поездов. |
||
Величина же N = |
1 |
440 |
М40 |
130 пар поездов является |
|
10(1 |
+ 0,10) |
И |
|
||
вполне реальной.
Следует заметить, что сигналы автоблокировки для обеспече ния пропускной способности 130 пар поездов в сутки, разумеется, должны быть расставлены на интервал в 10, а не 11 мин*. Поэтому во избежание недоразумений величину поправок At лучше
вводить не |
в знаменатель* а в числитель расчетных формул |
(С обратным |
знаком). Тогда |
1 440(1 — А/)
(4а)
I
что при наиболее распространенных значениях At до 10—15% дает незначительную погрешность в точности расчета.
Теперь представим себе, что на перегоне имеется пересечение путей в одном уровне. Пропускная способность пересечения зави сит от времени его занятия поездами по каждому из взаимно пере секающихся маршрутов. При проследовании поездов через пере сечение точно так же будут некоторые отклонения от расчетных времен хода, и продолжительность занятия пересечения по сравне нию с расчетной будет изменяться пропорционально этим отклоне
ниям. Отсюда следует, |
что в формулы для |
расчета пропускной спо |
||
собности пересечений необходимо |
вносить такую же поправку на |
|||
наиболее |
вероятные |
отклонения |
времен |
его занятия поездами |
в долях |
от расчетного времени. |
|
|
|
Другое весьма важное обстоятельство, которое необходимо учи тывать в расчетах пропускной способности пересечений, заключает ся в том, что при пропуске через пересечение поездов по разным ли ниям не исключена вероятность их задержек, в случаях одновре менного подхода к точке пересечения.
Конечно, график движения поездов позволяет увязать моменты пропуска поездов по разным линиям через определенную точку их пересечения так, чтобы избежать остановки поезда непосредственно перед закрытым сигналом, ограждающим пересечение. Для этого достаточно передвинуть нитки графика поездов, одновременно подо
* Для того чтобы реализовать пропускную способность 144 пары поез дов, расстановка сигналов автоблокировки должна быть произведена на ин тервал, равный 9 мин. Практически так и получилось, что на некоторых ли ниях, оборудованных автоблокировкой, при введении новых локомотивов и повышении скоростей движения поездов сигналы автоблокировки оказались как бы заранее расставленными на интервал 8—9 мин.
шедших к пересечению, на величину времени задержки одного из поездов1.
Если график движения не насыщен, то передвижка отдельных его ниток не отразится на общих размерах движения поездов че рез пересечение. Если же поезда следуют один за другим с мини мальными интервалами, то сдвижка отдельных ниток хода поездов неизбежно вызовет соответствующую передвижку всех остальных ниток и часть поездов будет снята с графика.
В результате в течение расчетного периода работы данного пересечения образуются свободные, ничем не заполненные про межутки времени — «окна». Каждое из этих окон невелико, менее времени занятия пересечения операцией по пропуску поезда, од нако в сумме они могут составить ощутимую величину, которая должна быть внесена в расчетные формулы пропускной способности. Число случаев задержки поездов из-за пересечения маршрутов их следования, а также время этих задержек может быть определе но построением графиков работы пересечения, увязанных с работой прилегающих участков, или с достаточной для аналитического рас чета пропускной способности точностью по теории вероятностей.
Таким образом, в расчетные формулы пропускной способности пересечений в дальнейшем вводятся две поправки.
Учитывая, что пересечений в одном уровне на линиях с трудным профилем подходов следует избегать по условиям безопасности дви жения, величины поп равок ^ для наиболее характерных случаев пересечений на однопутных линиях со средним по трудности и легким профилем могут быть приняты равными 7—10%, а для пере сечений на двухпутных линиях — 10—20% (см. табл. 1). Соответ ственно величина (1—Дt), вводимая в йислитель расчетной формулы пропускной способности, составит 0,93—0,90 для пересечений на однопутных линиях и 0,9—0,8 — на двухпутных.
Расчет поправок на вероятность одновременного подхода и опре деление времени задержек поездов в различных случаях слияния или' пересечения линий приведен в приложении.
ПЕРЕСЕЧЕНИЕ ДВУХ ОДНОПУТНЫХ ЛИНИЙ НА ПЕРЕГОНЕ
Простейший тип развязки двух однопутных линий на перегоне представляет собой обычное глухое пересечение. Безопасность дви жения поездов через пересечение обеспечивается надлежащим ог раждением его сигналами, а при неблагоприятных условиях про филя подходов, кроме того, предохранительными тупиками.
Схема пересечения и расположения поездов при движении их при автоблокировке на зеленый огонь показана на рис. 1.
Расстояние, проходимое поездом по пересечению, или длина маршрута пересечения, составляет
1 При этом задержки поездов вообще не устраняются, а лишь перено
сятся на другие раздельные пункты, вызывая соответствующее увеличение времени стоянок поездов на станциях, предусмотренное графиком [ 2 ].
9