Размещение раздельных пунктов Водопропускные сооружения Мостовые переходы через

Размещение раздельных пунктов. Водопропускные сооружения. Мостовые переходы через постоянные водотоки.

Раздельные пункты и их назначение Основными типами раздельных пунктов являются: разъезды на однопутных линиях, обгонные пункты на двухпутных линиях, промежуточные станции, участковые, узловые и другие крупные станции. Раздельные пункты устраиваются: Ø для обеспечения безопасного пропуска заданного числа поездов; Ø для выполнения грузовой работы (погрузки и выгрузки грузов, формирования и переформирования поездов и др. ); Ø для обеспечения посадки и высадки пассажиров; Ø для осуществления технических операций с подвижным составом.

Схема размещения раздельных пунктов является одним из основных технических параметров новой железной дороги. Эта схема представляет собой порядок чередования различных раздельных пунктов в пределах проектируемого участка железной дороги.

Примеры схем размещения раздельных пунктов а) – четырехпролетная схема расположения разъездов; б) – трехпролетная схема расположения разъездов; в) – этапность открытия разъездов при четырехпролетной схеме расположения разъездов

Раздельные пункты на новых линиях целесообразно размещать с учетом этапного наращивания пропускной и провозной способности (рисунок, в): Ø на 1 -м этапе для эксплуатации участка могут открываться только станции; Ø на 2 -м этапе - разъезды первой очереди; Ø на 3 -м этапе - разъезды второй очереди. Наилучший вариант схемы размещения раздельных пунктов определяется на основе техникоэкономического сравнения с учетом конкретных условий и особенностей строительства и эксплуатации линии.

На разъездах однопутных линий устраиваются один - два приемоотправочных пути. Разъезды предназначены для приема и отправления поездов с целью пропуска встречного поезда или обгона поезда, следующего с невысокой скоростью. Схемы разъездов: а, б – продольного типа; в – полупродольного типа; г – поперечного типа; Lпл – длина станционной площадки; удлинение разъездного пути для скрещения соединенных поездов; удлинение разъездного пути для безостановочного скрещения поездов.

На обгонных пунктах двухпутных линий устраиваются два - четыре приемоотправочных пути. Обгонные пункты предназначены для приема и отправления поездов только с целью обгона поезда, следующего с невысокой скоростью. Схемы расположения обгонных пунктов: а – с поперечным; б – с полупродольным; в – с продольным расположением путей; г – с последовательным расположением пассажирских устройств и путей для грузового движения Lпл – длина станционной площадки.

На промежуточных станциях, как правило, устраивается не менее четырех приемоотправочных путей. В дополнение к функциям разъездов и обгонных пунктов, на промежуточных станциях выполняются также грузовая и пассажирская работы. Промежуточные станции располагаются в среднем на расстоянии 60– 100 км друг от друга и предназначены для обслуживания территорий между крупными станциями. Схемы промежуточных станций поперечного типа: а) – с расположением грузовых устройств (ГУ) со стороны пассажирского здания; б) – с расположением грузовых устройств со стороны противоположной пассажирскому зданию.

На участковых и узловых (более крупных) станциях в дополнение к функциям промежуточных станций добавляется выполнение технических операций с подвижным составом, а также возможная смена локомотивов и локомотивных бригад. Крупные станции обычно размещаются на большом расстоянии друг от друга (300– 500 км, а иногда и более) в зависимости от общей длины проектируемой линии, наличия линий примыкания, крупных населенных пунктов или грузообразующих центров и других факторов.

Схема односторонней сортировочной станции с последовательным расположением основных парков с горкой большой или средней мощности П – парк приема; С – сортировочный парк; О – парк отправления; Тр1 и Тр2 – транзитные парки; ЭК – экипировочные устройства; ЛХ и ВХ – локомотивное и вагонное хозяйства; МПРВ – механизированный пункт ремонта вагонов; 1 – центральный пост управления станцией; 2 – пост дежурного по парку совмещенный с пунктом обогрева вагонников; 3 – пост дежурного по формированию; 4 – ПТО; 5 – пункт обогрева вагонников; 6 – компрессорная; 7 – пункт приема поездных документов

СОРТИРОВОЧНЫЕ СТАНЦИИ, РОССИЯ

На однопутных железных дорогах разъезды друг от друга и разъезды от станций размещаются на расстоянии расчетного времени хода поезда между ними (tр, мин), в прямом и обратном направлениях, которое соответствует заданной пропускной способности проектируемого участка: Где 1440 – количество минут в сутках; αн - коэффициент, учитывающий резерв времени на технологические перерывы для содержания и планового ремонта сооружений и устройств, а также надежность работы железной дороги: для однопутных линий и подъездных путей равен 0, 85; tр. з – поправка, учитывающая разгон и замедление поезда; может быть принята равной 4 мин при тепловозной тяге и 3 мин – при электрической тяге; τ1, τ2 – интервалы времени для скрещения поездов на раздельном пункте: при автоблокировке и тепловозной тяге эта величина равна 2, 5 мин, при электрической – 2 мин; nр – заданная пропускная способность, пар поездов в сутки.

Подсчет фактического времени хода поезда ведется с учетом типа локомотива, расчетной массы поезда, уклонов и длины элементов продольного профиля трассы проектируемой линии. Фактическое время хода поезда между раздельными пунктами не должно превышать расчетное время.

Необходимость расположения раздельных пунктов на расстоянии определенного времени хода поезда, с учетом топографических и иных природных условий, может привести к существенному удлинению линии и (или) к значительному увеличению объемов строительных работ.

Длина станционных площадок раздельных пунктов назначается в зависимости от: Ø категории линии; Ø вида раздельного пункта; Ø типа расположения приемоотправочных путей; Ø перспективной полезной длины приемоотправочных путей (таблица).

Необходимая длина площадок раздельных пунктов (по нормам, действующим в России) Категория линии Расположение приемоотправочных путей На разъездах Скоростные, грузонапряженные, I, III Продольное То же Полупродольное – – Поперечное На промежуточных станциях Скоростные, грузонапряженные, I, III Продольное То же Полупродольное – – Поперечное На обгонных пунктах Скоростные, грузонапряженные, I, II Продольное То же Полупродольное – – Поперечное На участковых станциях Скоростные, грузонапряженные, I, III Продольное То же Полупродольное – – Поперечное Минимальная длина , м, площадок раздельных пунктов при длине приемоотправочных путей 1050 м 2450 1800 1450 2900 2200 1650 2600 1900 1500 4000 2850 2400

Примечания к таблице: 1. Типовыми в России являются полезные длины приемоотправочных путей 850, 1050, 1700 и 2100 м. 2. Если полезная длина путей более (или менее) 1050 м, длину станционной площадки необходимо соответственно увеличить (или уменьшить): при поперечном и полупродольном типах раздельных пунктов – на разность полезных длин, а при продольном типе – на удвоенную разность длин. 3. На железнодорожных линиях или участках, на которых имеется перспектива постройки третьего (четвертого) главного пути, длины площадок должны быть увеличены: на промежуточных станциях на 500 -700 м, на участковых на 600 -800 м.

Сортировочная станция в Машене в районе Гамбурга, Германия Площадки раздельных пунктов, как правило, размещаются на прямых горизонтальных участках пути. Однако в трудных топографических условиях возможно их размещение на уклонах и на кривых.

Продольный профиль на раздельных пунктах Ø Уклон продольного профиля путей на раздельных пунктах, где предусматривается отцепка локомотивов и вагонов, не должен превышать 1, 5 ‰, а в трудных условиях – 2, 5 ‰. Ø В случае отсутствия на раздельном пункте маневровых операций уклон продольного профиля путей разрешается увеличивать до 10 ‰. Ø Во всех случаях на раздельном пункте и подходах к нему должно быть обеспечено трогание поезда с места и предусмотрены меры против самопроизвольного ухода вагонов (составов) за пределы полезной длины путей.

План линии на раздельных пунктах При расположении приемоотправочных путей на кривых необходимо соблюдать следующие требования: 1. Радиус кривых на раздельных пунктах в трудных условиях должен быть не менее 1200 - 2000 м в зависимости от категории линии. В особо трудных топографических условиях радиус кривой допускается уменьшать до 600 м, а в горных условиях до 500 м (за исключением скоростных линий и линий I и II категорий). 2. При поперечном расположении приемоотправочных путей на двух и более кривых, все эти кривые должных быть направлены в одну сторону (иначе “хвост” поезда будет находиться вне зоны видимости машиниста). 3. Стрелочные переводы на главных путях следует, как правило, располагать на прямых участках пути и вне пределов вертикальных кривых.

Водопропускные сооружения делятся на: Ø малые (трубы, мосты длиной до 25 м, лотки, фильтрующие насыпи и др. ); Ø средние (мосты длиной от 25 до 100 м); Ø большие (мосты длиной от 100 до 1000 м); Ø внеклассные (мосты длиной более 1000 м).

Наибольшее распространение в современной практике железнодорожного строительства получили следующие малые водопропускные сооружения: Ø круглые железобетонные трубы с отверстием 1, 0 2, 0 м; Ø прямоугольные железобетонные трубы с отверстием 1, 0 4, 0 м; Ø железобетонные мосты.

Основные типы малых водопропускных сооружений: а – железобетонный лоток; б – прямоугольная железобетонная труба; в – круглая железобетонная труба; г – малый железобетонный мост; д – однопролетный арочный мост;

Трехочковая круглая железобетонная труба Одноочковая круглая железобетонная труба

Размещение малых водопропускных сооружений Земляное полотно железной дороги является препятствием для водотоков. Если в местах их пересечения не предусмотреть пропуск воды, то создается угроза размыва или затопления земляного полотна, а как следствие – возникает угроза безопасности движения. В связи с этим, очень важно: Ø Правильно разместить водопропускные сооружения. Ø Правильно подобрать их тип и размер.

Искусственные водопропускные сооружения размещаются на пересечении водотока с железной дорогой. Различают водотоки постоянные (например, реки или ручьи) и периодические (последствия дождя или снеготаяния). Установление местоположения водопропускных сооружений и границ водосборов: Местоположение искусственных сооружений наиболее удобно определять с помощью одновременного анализа плана трассы на карте в горизонталях и продольного профиля трассы. Условные обозначения: а, б, в, г – места размещения водопропускных сооружений; I – простые водосборы с одним логом; II – сложный водосбор с несколькими логами; - - - линия водораздела; …. . линия лога.

Одновременно с определением мест размещения водопропускных сооружений по картам в горизонталях определяют также границы и площади водосборов. Водосбор это территория, с которой осуществляется приток воды к водопропускному сооружению. Он расположен с верховой стороны от трассы и ограничен по периметру линиями водоразделов и земляным полотном дороги.

Важнейшей характеристикой водотока является расход воды, то есть объем воды, притекающей к водопропускному сооружению в единицу времени, м 3/с. Расход воды зависит от большого числа различных факторов: Ø от климатических условий района проектирования; Ø от геометрических характеристик территории водосбора (размеров, формы, крутизны склонов и др. ); Ø от впитывающей способности почвы; Ø от наличия и характера растительности и других факторов.

Взаимосвязи между указанными факторами сложные, их трудно предвидеть, они носят вероятностный характер. В зависимости от сочетания перечисленных факторов расход может быть то больше, то меньше как в течение года, так и в течение ряда лет. Расчет водопропускных сооружений производится по расходам, вероятность превышения которых очень небольшая.

В России расчет водопропускных сооружений осуществляют с учетом двух видов дождевых паводков: расчетного и наибольшего. Нормативная вероятность превышения расчетного расхода воды, по которому определяется тип и размер водопропускного сооружения – 1: 100 или 1% или примерно один раз в 100 лет. Нормативная вероятность превышения наибольшего расхода воды, который используется в расчетах сохранности земляного полотна дороги – 1: 300 или 0, 33% или примерно один раз в 300 лет.

Тип и размер малых водопропускных сооружений выбираются в зависимости от расчетного расхода воды с помощью графиков их водопропускной способности. Прямоугольные железобетонные трубы

Главным условием выбора водопропускного сооружения является его способность пропустить расчетный расход воды при благоприятном режиме протекания воды через сооружение, т. е. в безнапорном режиме. При выборе рассматриваются различные возможные типы сооружений и разные их размеры. Чем меньше размер (отверстие или диаметр), тем меньше стоимость погонного метра самого сооружения, но больше подпор воды перед сооружением. Больший подпор влечет за собой необходимость устройства более высокой насыпи и трубы большей длины, а также требует дополнительных затрат на укрепление русла водотока и откосов насыпи.

В общем случае при выборе наиболее рационального варианта учитываются: Ø требования сохранности водопропускного сооружения от воздействия поездной нагрузки, Ø требования неразмываемости и незатопления земляного полотна, Ø стоимость водопропускного сооружения, Ø стоимость земляного полотна на подходах к сооружению, Ø затраты на укрепление земляного полотна и русла водотока, Ø разумная унификация выбираемых сооружений и другие.

Мостовые переходы через постоянные водотоки К постоянным водотокам относят: Ø реки; Ø каналы; Ø водохранилища; Ø проливы; Ø и др. Для пересечения их железной дорогой могут быть предусмотрены мостовые переходы, тоннельные пересечения, дамбы и др. Наиболее распространенными являются мостовые переходы.

Понятие о мостовом переходе Мостовой переход – это комплекс инженерных сооружений, включающий в себя: Ø подходы к мосту (дальние подходы от общих точек сравниваемых вариантов пересечения водотока и ближние подходы, т. е. пойменные насыпи); Ø мост (береговые устои, промежуточные опоры и пролетные строения); Ø регуляционные сооружения (струенаправляющие дамбы и траверсы); Ø укрепительные сооружения (берегов русла, откосов насыпей, дамб и траверс).

Общий вид мостового перехода Мостовой переход через реку: а – продольный профиль; б – план; УВВ – уровень высоких вод; УМВ – уровень меженных вод; 1 – мост; 2 – подходные насыпи; 3 – струенаправляющие дамбы; 4 – траверсы

Основные задачи, решаемые при проектировании мостового перехода 1. Выбор места пересечения водотока. 2. Трассирование подходов. 3. Выполнение инженерно-геологических и инженерногидрологических работ. 4. Определение расходов и уровней воды заданной вероятности превышения. 5. Расчет отверстия (длины моста) и назначение схемы моста, т. е. количества пролетов и их длины. 6. Проектирование устоев, опор и пролетных строений. 7. Проектирование пойменных насыпей. 8. Проектирование регуляционных и укрепительных сооружений.

При выборе места пересечения водотока следует: Ø учитывать общее направление проектируемой линии, Ø стремиться к перпендикулярному пересечению водотока (иначе увеличивается длина моста и пойменных насыпей), Ø избегать устройства кривых в пределах разлива реки ( иначе также увеличивается длина и стоимость пойменной насыпи, образуется или зона размыва её откоса или зона экологического загрязнения), Ø располагать мост в местах узких пойм при наличии удобных к нему подходов, Ø учитывать возможность спрямления русла (с целью сокращения длины линии), Ø учитывать геологические, гидрологические и иные условия.

Определение расходов и уровней воды заданной вероятности превышения Значения максимальных расходов и уровней подъема воды в реках и водоемах – это величины, зависящие от целого ряда случайных, независимых друг от друга факторов. Для их определения могут быть использованы методы теории вероятности. Так максимальные уровни воды можно характеризовать вероятностью их превышения еще большими уровнями. Нормативные значения вероятностей превышения расчетного и наибольшего расхода и уровня воды были указаны выше: это соответственно 1% и 0, 33 %.

Методы определения расходов и соответствующих им уровней воды заданной вероятности превышения зависят от наличия или отсутствия данных многолетних гидрометрических наблюдений. При наличии многолетних наблюдений, например в течение 100 лет, расчетный расход и соответствующий ему уровень воды определяются как максимальные за эти 100 лет без каких-либо сложных расчетов. В большинстве случаев имеются ограниченные ряды наблюдений максимальных годовых уровней воды за 15 – 20 лет. Рекомендация: посты наблюдений за уровнями воды вблизи мест возможного их пересечения железными или автомобильными дорогами целесообразно организовывать заблаговременно.

Общий порядок действий при ограниченном периоде наблюдений максимальных годовых уровней воды следующий: 1) для конкретного пересечения водотока строится график зависимости расхода воды Q от уровня воды H с учетом площади живого сечения и средней скорости течения: где ω – площадь живого сечения участка створа перехода (русла, левой и правой пойм), м 2; ν – средняя скорость течения воды в пределах участка створа перехода, м/с: для определения имеется соответствующая формула;

2) имеющийся ряд гидрологических характеристик Hmax располагают в убывающем порядке (от большего к меньшему) и для каждого значения Hmax по графику зависимости Q от H определяют соответствующее ему значение расхода воды Qmax;

3) определяется эмпирическая ежегодная вероятность превышения каждого члена ряда рассматриваемых гидрологических характеристик Hmax и Qmax по формуле: где m - порядковый номер члена ряда, расположенного в убывающем порядке; n – число наблюдений. При продолжительности наблюдений 15 -20 лет вероятность превышения самого высокого уровня окажется около 5%, а расчеты моста и насыпи необходимо производить по более высокому уровню и расходу воды, вероятность превышения которых 1% и 0, 33%. В связи с этим необходим 4 -ый шаг.

4) для эмпирической кривой зависимости Pэ от Qmax, соответствующей исходному ограниченному числу наблюдений, методом наибольшего правдоподобия подбирается теоретическая кривая распределения наибольших расходов. Теоретическая кривая с успехом используется для экстраполяции в область требуемых для расчета малых вероятностей превышения 1% и 0, 33%, т. е. для определения расчетного и наибольшего расходов воды, а также соответствующих им уровней воды. Сопоставление эмпирических данных с теоретическими кривыми распределения расходов теоретические кривые распределения вероятностей; • эмпирические точки

Сооружения мостового перехода при проходе расчетного паводка должны работать в условиях нормальной эксплуатации. При пропуске воды наибольшего паводка условия работы перехода приближаются к экстремальным, но безопасность и бесперебойность движения поездов должна быть гарантирована. После наибольшего паводка требуется специальное обследование всех сооружений и устройств мостового перехода.

Одним из основных параметров мостового перехода является величина отверстия моста. От размеров отверстия моста зависят: Ø суммарная стоимость пролетных строений моста; Ø скорость течения воды под мостом, величина размывов (общего под мостом и местных у опор) и глубина заложения фундаментов опор и береговых устоев; Ø высота подпора воды, а как следствие – высота моста, высота и протяженность пойменных насыпей, а также площадь затопляемой территории; Ø размеры и высота регуляционных сооружений; Ø стоимость укрепительных сооружений.

Размер отверстия моста выбирается на основе технико-экономического сравнения вариантов. В соответствии с выбранным отверстием проектируются все сооружения мостового перехода, которые, в свою очередь, также имеют разные возможные варианты решений, например: Ø варианты схемы моста (набора пролетных строений), Ø варианты фундаментов опор, Ø варианты тела самих опор, Ø варианты укрепления откосов насыпей и другие.

Спасибо за внимание!