765

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Л.М. АВДЕЕВ, Л.В. НИКОЛАЕВА, Г.П. ВАЩЕНКО

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА НОВОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ НА ПЕРЕСЕЧЕНИИ БОЛЬШОГО ВОДОТОКА

Учебное пособие

НОВОСИБИРСК

2011

УДК [625.11+624.21.04](075.8) ББК 39.20-06

А187

Авдеев, Л.М.

А187 Проектирование участка новой железной дороги на пересечении большоговодотока:Учеб.пособие/Л.М. Авдеев, Л.В. Николаева, Г.П. Ващенко.— Новосибирск:Изд-во СГУПСа, 2011. — 187 с.

ISBN978-5-93461-536-0

Содержит необходимые справочные и нормативные материалы для разработки проекта мостового перехода и участка новой железной дороги. В нем изложены методы расчета отверстия моста, общего размыва в подмостовом русле, глубины местного размыва у опор моста, подпора воды у мостового перехода, высоты наката волны на откос насыпи подхода к мосту, размеров регуляционных сооружений, а также даны практические рекомендации по проектированию основных сооружений мостового перехода.

Предназначено для выполнения курсового и дипломного проектов по специальности «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей».

УДК [625.11+624.21.04](075.8) ББК 39.20-06

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия.

Ответственный редактор д-р техн. наук, проф. В.И. Ядрошников

Р е ц е н з е н т ы:

кафедра «Путь и железнодорожное строительство» Уральского государственного университета путей сообщения (завкафедрой д-р техн. наук, проф. Г.Л. Аккерман; канд. техн. наук, доц. Г.В. Десятых)

начальник отдела мостов ОАО «Сибгипротранс» В.В. Гоцуц главный инженер проектаинститута «Сибжелдорпроект», филиала

ОАО «Росжелдорпроект», канд. техн. наук А.Д. Цигипов

ВВЕДЕНИЕ

При проектировании новой железной дороги на пересечении большого водотока возникает необходимость учета новых дополнительных условий, которые оказывают влияние на содержание и порядок выполнения работ.

Приступая к проектированию, студент должен четко представлять себе содержание всех разделов проекта, последовательность их выполнения и особенности проекта, определяющиеся наличием мостового перехода. В связи с этим целью настоящего пособия является помощь студентам в принятии решений при курсовом и дипломном проектировании.

В теоретическом отношении пособие базируется на материалах авторитетных учебников для студентов вузов [1, 2]. Изучение других источников[3, 4]позволит выпускникам значительно расширить и углубить свои знания по данной дисциплине.

3

1. СОСТАВ ПРОЕКТА

Проектирование участка новой железной дороги на пересечении большого водотока включает в себя ряд основных блоков вопросов (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схема проектирования участка новой железной дороги на пересечении большого водотока

Схема проектирования приведена без излишней детализации, чтобыстудентызаранее смоглипредставить объемработ вцелом. Детали будут раскрываться по ходу изложения материала.

В пособии приняты следующие обозначения:

Hp, Hmax — расчетный и максимальный уровни воды в реке соответственно, м;

Qp, Qmax — расчетный и максимальный расходы воды в реке соответственно, м3/с;

vp, vmax — расчетная и максимальная скорости течения воды в русле реки соответственно, м/с;

4

р — вероятность превышения, %, того или иного гидрологического параметра.

Примем во внимание, что проект по дисциплине условно делится на два больших раздела:

1-й раздел — «Проектирование участка новой железной дороги»;

2-й раздел — «Проектирование мостового перехода». Задания к каждому разделу могут выдаваться отдельно.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКАНОВОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

2.1. Задание на проектирование

Для решения поставленных в проекте задач задание включает следующие исходные данные*:

1)картамасштаба1 : 25 000,комплект№________лист№________;

2)районпроектированиялинии_____________________________;

3)руководящий уклон ip = ________‰;

4)расчетные размеры перевозок на 10-й год:

—грузовые(вгрузовомнаправлении) _____млн т∙км/кмв год;

—пассажирские _________ пар поездов в сутки;

5)вид тяги___________; тип локомотива________________;

6)доля вагонов в составе поезда: четырехосных______, восьмиосных_____ (все вагоны на роликовых подшипниках);

7)конструкция пути ____________________;

8)коэффициент использования грузоподъемности вагонов ______;

9)максимальный уклон на путях остановочных пунктов ______‰;

10)тип СЦБ _______________;

11)вид грунтов по впитыванию ___________;

12)расчетная высота снежного покрова _______см.

2.2. Определение массы состава и длины поезда

Цель проведения данных расчетов состоит в следующем: зная массу и длину поезда, определить полезную длину приемоотправочных путей и длину площадки раздельного пункта. Здесь будут задействованы п. 3, 5–9 задания на проектирование. По расчетным размерам перевозок (п. 4) согласно СТН Ц-01–95 [6] определяется категория проектируемой линии.

* Исходные данные для проектирования мостового перехода будут приведены в соответствующем разделе.

5

2.2.1. Определение массы состава

Для проектируемой железной дороги масса брутто состава поездаQ,т,определяется изусловия установившегося равномерного движения поезда по руководящему подъему с расчетной скоростью (рис. 2.1).

Направление движения v

Fкр

W

(Q+ P)g

ip

Рис. 2.1. Схема приложения основных сил к поезду:

Q — масса вагонного состава поезда, т; Р — расчетная масса локомотива, т; Fкр — сила тяги локомотива при расчетной скорости, Н; ip — руководящий уклон, ‰; W — сила сопротивления движению, Н; g — ускорение свободного падения, м/с2

Формула для расчета массы брутто состава, полученная из этого условия, имеет вид:

где w0 — основное удельное сопротивление локомотива, Н/кН; w0 — основное удельное сопротивление вагонов, Н/кН; g — ускорение свободного падения, м/с2.

Характеристики локомотивов, взятые из [5], приведены в табл. 2.1.

6

Примечания: 1. В знаменателе приведены значения, применяемые на эксплуатируемых дорогах при необходимости увеличить массу состава.

2. В правилах тяговых расчетов значения силы тяги локомотива приведены в кгс, в таблице они пересчитаны в соотношении 1 кгс = 9,81 Н.

*Приведены значения по часовому режиму. **Ограничение по прочности автосцепки.

Основное удельное сопротивление движению локомотива в режиме тяги и в режиме холостого хода имеет разное значение:

7

Эмпирические коэффициенты а0, а1, а2, b0, b1, b2, принятые по [8], приведены в табл. 2.2.

Основное удельное сопротивление движению вагона опреде-

где a, b, c, d — эмпирические коэффициенты, их значения приведены в табл. 2.3; v — скорость движения, км/ч (здесь v принимается равной расчетной скорости локомотива, т.е. v = vp); qo — масса, приходящаяся на ось вагона, т/ось.

Таблица 2.3

Коэффициенты формул основного удельного сопротивления движению грузовых вагонов

Значения qт и qгр приведены в табл. 2.4, а гр — в п. 8 задания на проектирование.

8

Доля вагонов i-й группы в составе по массе рассчитывается по формуле

где i — количество вагонов i-й группы в составе, %, приводится в задании на проектирование (см. п. 6 задания); К — количество групп вагонов.

При правильном расчете соблюдается равенство

K

i 1.

i 1

Основное средневзвешенное удельное сопротивление состава из включающего К групп вагонов равно:

i 1

где 0(i) — основное удельное сопротивление данной группы вагонов, Н/кН; i — доля массы состава, приходящаяся на эту группу вагонов.

2.2.2. Определение длины поезда

Длина поезда определяется по формуле

где li — длина вагона данной группы, м (табл. 2.5); ni — число

9

вагонов даннойгруппы в составе;lлок —длина локомотива,м (см. табл. 2.1); 10 — запас на установку поезда в пределах станционных путей, м.

Число вагонов каждой группы в составе вычисляется по формуле

При этом расчете число вагонов ni получается дробным, поэтому его необходимо округлить до целого значения. Далее находим уже фактическую массу поезда

Полезная длина приемоотправочных путей lпо связана с длиной поезда зависимостью lпо Lп. Длина lпо имеет стандартные значения: 850 м или 1 050 м. В случае, если Lп > 1 050 м, то полезная длина приемоотправочных путей принимается либо

2 850 = 1 700 м, либо 2 1 050 = 2 100 м [6].

Примем, что найденная полезная длина приемоотправочных путей относится и к станции примыкания. Тогда длина этой станционной площадки определяется по табл. 2.6, взятой из СТН Ц[6]. Приэтомстанция примыкания является промежуточной.

10