Содержание
Введение. 4
1 Описание района проектирования. 5
2 Выявление возможных направлений железной дороги и величин руководящих уклонов проектируемой линии, укладки вариантов магистрального хода для трассирования. 6
3 Описание протрассированных вариантов с составлением ведомостей планов линий. 10
4 Определение массы состава и длины поезда. 14
5 Расчет стока от дождевого паводка и весеннего половодья во всех пониженных местах трассы, выбор типов, подбор отверстий и размещение малых водопропускных сооружений. 17
6 Расчет объемов работ и технико-экономическое сравнение вариантов запроектированных участков трассы. 19
Литература 25
Таблица 1 - Исходные данные Расчетная пропускная способность, пар поездов в сутки
Грузонапряженность на 10-й год эксплуатации, млн. т нетто/год:
в направлении "туда"
то же "обратно"
Число пар пассажирских поездов в сутки
Локомотив
В составе вагонов по количеству, %:
4-осных
6-осных
Грузоподъемность вагонов, т
4-осных
6-осных
Тара вагонов, т:
4-осных
6-осных
Коэффициент использования грузоподъемности вагона
Расчетная длина приемо-отправочных путей, м 32
22
42
2
2ТЭ10
22
78
50
95
22
33
0,92
1050
Введение
Основы науки о проектировании железных дорог были заложены в трудах выпускников Петербургского института инженеров сообщения в середине XIX в.
Развитие железнодорожного строительства дает импульс не только проектированию железных дорог, но и многим другим отраслям науки.
Перед разработчиками проекта стоит сложная задача по определению параметров технических объектов, между которыми существуют устойчивые связи различной природы: структурные, физические и др.
В данной работе стоит цель усвоения деления железных дорог по категориям норм проектирования, стадии проектирования и содержание проектов на каждой из них, элементы продольного профиля и плана трассы, сущность, задачи и принципы трассирования железных дорог, способы расчета стока и гидравлический расчет малых водопропускных сооружений, методы расчета отверстий средних и больших мостов, способы расчета капитальных вложений и эксплуатационных расходов по сравниваемым вариантам.
Описание района проектирования
Район проектирования располагается в Московской области. Местность холмистая, преходящая в долину реки. Средний уклон в месте проложения трассы i = 33 ‰, максимальный уклон iмах = 200‰. Горизонтали проведены через 20м. Большая часть местности располагается между двух седел с отметками 287,1 и 248,3 м. При выборе проложения трассы наиболее целесообразно будет провести трассу между двух седел с заходом в долину, образованной малым водотоком. Начало трассы будет проходить по равнинной местности с уклоном ?30 ‰.
Особого влияния на проложение трассы дороги водотоки водотоки роли не сыграют. При строительстве потребуется возведения дополнительного переезда.
Выявление возможных направлений железной дороги и величин руководящих уклонов проектируемой линии, укладки вариантов магистрального хода для трассирования
С целью выявления возможных вариантов положения проектируемой железной дороги необходимо детально изучить карту, чтобы получить ясное представление о рельефе местности.
Для улучшения ориентировки предварительно обрабатываем карту: наносим недостающие надписи горизонталей, отсутствующие отметки господствующих точек, возвышенностей. Линии основных водоразделов намечаем на карте коричневым цветом. Прокладываем по карте возможные воздушно-ломаные направления (магистральные хода) по предварительно намеченным фиксированным точкам между конечными пунктами проектируемой линии (А - В).
Для уточнения направления магистральных ходов на участках напряженного хода может потребоваться наколка "линии нулевых работ" с помощью циркуля, имеющего раствор, равный в сантиметрах:

где ?h - превышение между смежными горизонталями (сечение рельефа горизонталями), м;
iтр - уклон трассирования, ‰;
m - масштаб карты в горизонталях ( для нашего случая m = 100000).
Величину руководящего уклона выбираем по продольному профилю местности для каждого варианта (магистрального хода) на основе среднего уклона местности, определенного по формуле:

где i - уклон участка местности длиной ?.
Наносим циркулем с раствором ?ц горизонтальные отрезки, получаем линию "нулевых работ", проложенную с заданным уклоном. Рассматриваем ее как магистральный ход.
На основе анализа магистральных ходов определяем возможные величины руководящего уклона. Для чего намечаем 3 варианта руководящего уклона и укладываем магистральные ходы.
Результаты укладки магистральных ходов сводим в таблицу 2.
Таблица 2. - Основные характеристики вариантов магистрального хода Показатели Варианты I II III Длина трассы по варианту, км
Возможная величина руководящего уклона, ‰
Сумма преодолеваемых высот, туда/обратно, м
Число больших мостов, ед.
Число/длина тонелей, ед./м
Протяженность геологически неблагоприятных мест, км 8,6
9
25
2
0
9,5
11
125
2
0
7,4
12
120
2
0

Если
Если
На основании этих условий составляем таблицу 3.
Таблица 3 Длина ?о, км ?h, м iест, ‰ При iмах = 15‰,
?, км При iср = 11‰,
?, км При imin = 7‰,
?, км 1. 8,6
9,5
7,4 255 - 235 = 25
230 - 105 = 125
225-105 3
13
16 8,6
9,5
8,3 8,6
11,9
11,4 8,6
19,2
18,5 ? 26,4 ?31,9 ?46,3
По данным таблицы 2 строим график зависимости ? = f (i). В результатте чего принимаем к трассированию iр = 11‰.

Рис. 1. График зависимости ? = f (i).
Определяем категорию норм проектирования и делаем выписку соотвествующих нормативов. При выборе норм проектирования учитываем предстоящие на проектируемой железной дороге перевозки, на основе которых определяем категорию норм проектирования. По СНиП 32.01-95 выбираем I категорию грузонапряженности.
Основные нормы проектирования.
Категория дороги I.
Руководящий уклон 11‰.
Полезная длина приемно-отправочных путей 1050 м.
Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов:
рекомендуемая 5‰,
допускаемая 15‰
Длина элементарных переходов крутизны и раздельных площадок
рекомендуемая 500 м,
допускаемая 600 м.
Минимальная высота панели из условия снегозаносимости 2м
Мин. радиус кривых не требующих ТЭО 1500м.
8. Мин. вставки между смежными кривыми переходными и направленными в одну сторону 150(75)/100(50) м.
в разные стороны 150(50)/75(30) м.
Ширина основной площадки З.П.М. 10 м.
Длина станционных площадок в зависимости от схемы расположения приемно-отправочных путей, м
а) станции промежуточные
продольная 2900 м,
полупродольная 2200 м,
поперечная 1650 м;
б) разъезды
продольный 2450 м,
полупродольный 1800 м,
поперечный 1450 м.
Описание протрассированных вариантов с составлением ведомостей планов линий
Трассирование ведем в соответствии с основными положениями трассирования по планам в горизонталях [1]. Трассирование ведем от оси начальной станции подряд, небольшими участками, причем одновременно с укладкой линии в плане составляется схематический продольный профиль трассы в масштабе карты.
Таблица 4 - Ведомость расчета суммарного времени хода для размещения раздельных пунктов для варианта I №№
элементов Уклон элемента i, ‰, туда/обратно Длина ?, км Расчетное время хода, мин туда обратно нарастающим итогом в оба направления на 1 км на элемент на 1 км на элемент 1 0 4 1,25 5 0,85 3,4 8,4 2 4 2,35 0,94 2,2 0,81 1,9 12,5 3 -2 2,65 0,83 2,2 1,09 2,9 17,6 4 -8 2,5 0,72 1,8 0,92 2,3 21,7 5 -4 0,5 0,60 0,3 0,60 0,3 22,3 6 0 0,5 0,80 0,4 0,60 0,3 23 7 4 0,5 0,60 0,3 0,80 0,4 23,7 8 8 0,8 0,75 0,6 0,75 0,6 24,9 9 10 0,95 0,84 0,8 0,74 0,7 26,4 10 0 1,25 0,88 1,1 0,72 0,9 28,4 11 4 0,3 1,00 0,3 0,67 0,2 28,9 12 8 0,7 0,86 0,6 0,71 0,5 30 13 11 2,5 1,24 3,1 0,80 2 35,1 14 2 1 1,50 1,5 1,30 1,3 37,9 15 -2 0,5 0,80 0,4 2,00 1 39,3 16 -11 1,6 0,75 1,2 2,00 3,2 43,7 17 -10,4 0,3 1,00 0,3 2,33 0,7 44,7 18 -11 3,2 0,47 1,5 1,59 5,1 51,3 19 -10,4 0,3 1,00 0,3 1,33 0,4 52 20 -7 0,3 1,00 0,3 1,00 0,3 52,6 21 -3 0,3 0,67 0,2 1,33 0,4 53,2 22 0 1,2 0,67 0,8 0,42 0,5 54,5 23 -6 2,8 1,46 4,1 1,89 5,3 63,9
Таблица 5 - Ведомость расчета суммарного времени хода для размещения раздельных пунктов для варианта II №№
элементов Уклон элемента i, ‰, туда/обратно Длина ?, км Расчетное время хода, мин туда обратно нарастающим итогом в оба направления на 1 км на элемент на 1 км на элемент 1 11 5 1,33 6,33 1,00 5,00 11,33 2 8 3,5 0,86 4,36 0,71 2,49 18,18 3 11 2,5 1,33 3,83 1,00 2,50 24,51 4 5 3 0,97 3,97 0,67 2,01 30,49 5 -11 3 0,75 3,75 2,00 6,00 40,24 6 -2 1 0,80 1,80 2,00 2,00 44,04 7 4 1 1,00 2,00 0,67 0,67 46,71 8 19 4 1,86 5,86 0,53 2,12 54,69 9 20 2 1,93 3,93 0,49 0,98 59,60 Определение основных элементов плана линии выполняется на основе величин углов, радиусов кривых и пикетных положений вершин углов, радиусов кривых и пикетных положений вершин углов поворота.
Для определения тангенсов Т и длин кривых К используем формулы:
и
Данные о кривых заносятся в ведомость плана линии (табл. 6,7).
Таблица 6 - Ведомость плана линий для варианта I № элемента Угол поворота, ?о Радиус, м ВУ пикет и + Тангенс, м НКК, пикет и + Кривая, м ККК, пикет и + Длина прямой, м 1 - - - - - - - 5907 2 22о 1500 62+00 291 59+08 575 64+84 - 3 - - - - - - - 1929 4 66о 1200 91+92 779 84+13 1382 97+95 - 5 - - - - - - - 435 6 143о 1200 138+16 3686 102+30 2994 132+25 7 - - - - - - - 3545 8 16о 1200 169+38 168 167+70 335 171+05 9 - - - - - - - 3265 10 18о 1200 205+60 190 203+70 376,8 207+95 11 - - - - - - - 1815 12 12о 1200 223+36 126 226+10 251 228+60 13 - - - - - - - 3276 14 50о 1200 255+77 559 261+36 1046 271+82 15 - - - - - - - 3818
Таблица 7 - Ведомость плана линий для варианта II № элемента Угол поворота, ?о Радиус, м ВУ пикет и + Тангенс, м НКК, пикет и + Кривая, м ККК, пикет и + Длина прямой, м 1 - - - - - - - 5115 2 18 1500 5350 238 5115 471 5586 3 - - - - - - - 5542 4 30 1500 11520 402 11128 785 11913 5 - - - - - - - 3211 6 15 1500 15320 197 15124 393 15516 7 - - - - - - - 4832 8 5 2000 20435 87 20348 174 20522 9 - - - - - - - 3478
Определение массы состава и длины поезда
Масса состава Q определяется исходя из условий полного использования мощности локомотива и накопленной поездом кинетической энергии.
Для расчета необходимы основные характеристики вагонов.
Таблица 8 - Основные характеристики вагонов Наименование Обозначение,
ед. измер. 4-осн 6-осн 1. Расчетная масса груза в вагоне (полногрузность).
Коэффициент использования полногрузности вагона.
Соотношение вагонов по количеству.
Собственная масса вагона (тара).
Длина вагонов qгр
?
?, %
q, т
?, м 50
0,92
22
22
15 95
0,92
78
33
17
Таблица 9 - Основные характеристики локомотива Наименование Обозначение,
ед. измер. Характеристики 1. Расчетная масса локомотива
Расчетная сила тяги
Расчетно-максимальная скорость движения
Сила тяги при троганьи поезда с места
Длина локомотива Р, т
Fк (р), кгс
?р, км/ч
Fк (тр), кгс
?л, м 258
50600
23,4
76500
34
Определение массы вагона брутто:
q = qт + ? • qгр;
q4 = 22 + 0,92 • 50 = 68 т, q6 = 33 + 0,92 • 95 = 120,4 т.
Масса состава приходящаяся на ось вагона

qо(4) = 68 / 4 = 17 т; qо(6) = 120,4 / 6 =20,07 т.
Соотношение вагонов по массе


.
Основное удельное сопротивление движению грузовых вагонов

кгс/т;
кгс/т.
Основное удельное сопротивление движению состава.
wо" = ?4 • wо"(4) + ?6 • wо"(6);
wо" = 0,14 • 1,39 + 0,86 • 1,28 = 1,29 кгс/т.
Основное удельное сопротивление локомотива в режиме тяги
wо' = 1,9 + 0,01v + 0,0003v2 = 2.30 кгс/т.
Масса состава
т.
Определяем число вагонов в поезде
шт.;
шт.
Уточненная масса состава
т.
Масса груза в составе
т.

Масса груза в составе
М = Р + Qбр = 258 + 3915,2 = 4173,2 т.
Определение длины поезда
?n = ?4 • n4 + ?6 • n6 + ?n + 10 = 15 • 8 + 17 • 28 + 34 + 10 = 640 м.
Расчет стока от дождевого паводка и весеннего половодья во всех пониженных местах трассы, выбор типов, подбор отвестий и размещение малых водопропускных сооружений
Водопропускные сооружения следует предусматривать на всех водотоках. Выявление мест расположения водопропускных сооружений выполняется по продольному профилю железной дороги, на котором водотоки представлены пониженными местами и имеют ямообразное очертание.
Результаты расчета стока и подбора водопропускных сооружений сводим в таблицу 10.
Таблица 10 - Ведомость искусственных сооружений по варианту I № бассейна Местоположение, ПК и + Площадь, км2 Расчетный расход, м3/с Высота насыпи, м Тип искусственного сооружения Отверстие, м Возможный расход, м3/с Допускаемая высота насыпи, м Стоимость тыс. руб. 1 40+00 9,25 42,781 5,00 БТП 5 65 4,78 90 2 70+50 4,50 20,813 3,10 ПЖБТ 4х2,5 28 3,05 78 3 90+00 3,75 17,343 3,10 ПЖБТ 4х2,5 28 3,05 78 4 120+30 - - 10,10 мост. ЖБМ 27,6х2 240 5 150+50 5,3 24,512 4,00 ПЖБТ 4х2,5 28 3,05 92 6 190+00 6,2 28,68 4,80 БПТ 4 36 3,88 108 7 230+00 5,75 26,593 7,39 ПЖБТ 4х2,5 28 3,05 112 8 250+00 8,25 38,186 9,39 БПТ 5 65 4,78 140 9 280+00 6,50 30,062 5,20 БПТ 4 36 3,88 87 10 300+00 4,75 21,97 6,40 ПЖБТ 4х2,5 28 3,05 97
Таблица 11 - Ведомость искусственных сооружений по варианту II № бассейна Местоположение, ПК и + Площадь, км2 Расчетный расход, м3/с Высота насыпи, м Тип искусственного сооружения Отверстие, м Возможный расход, м3/с Допускаемая высота насыпи, м Стоимость тыс. руб. 1 80+00 14,63 67,669 5,00 БТП 5 65 4,78 90 2 128+00 8,54 39,50 4,80 ПЖБТ 4х2,5 28 3,05 78 3 190+00 - - 10,10 мост. ЖБМ 27,6х2 240 4 213+00 7,5 34,69 4,00 БПТ 4 36 3,88 87 5 234+00 5,25 24,283 4,80 ПЖБТ 4х2,5 28 3,05 97
Расчет объемов работ и технико-экономическое сравнените вариантов запроектированных участков трассы
Запроектированные варианты сравниваем по основным технико-экономическим показателям.
Чтобы выбрать наиболее целесообразный вариант, необходимо сопоставить строительную стоимость и эксплуатационные расходы.
Строительную стоимость участка железнодорожной линии, руб., в курсовом проекте вычисляют по формуле
К = Кзр + Кис + а • L + Кпр,
где Кзр - стоимость земляных работ по варианту, руб.;
Кис - стоимость водопропускных сооружений, руб.;
а - покилометровая стоимость устройств, пропорциональная длине линии, руб./км;
L - строительная длина варианта, км;
Кпр - стоимость прочих устройств и сооружений, входящих в рассматриваемый вариант и отсутствующих в других вариантах, руб.
Стоимость земляных работ составляет
Кзр = S(1,1•Qгл + Qстп),
где S - средневзвешенная стоимость разработки 1 м3 профильного объема земляных работ, принимаемая в зависимости от категории трудности строительства, зависящей от профильных объемов земляных работ V на 1 км главного пути и категории норм проектирования, принимаемой по табл. 10 МУ.
Qстп - профильный объем земляных работ по станционным путям (кроме главного), м3;
Qгп - профильный объем земляных работ по главному пути, м3.
Весь подсчет объемов земляных работ ведем в таблице (табл. 12,14).
Эксплуатационные расходы определяются по укрупненным измерителям и слагаются из расходов по передвижению поездов и расходов по содержанию постоянных устройств.
Эксплуатационные расходы по передвижению поездов вычисляются по формуле
Эдв = 365 • эдв • nпр,
где эдв - стоимость пробега одного поезда по участку в оба направления, зависящая от локомотива, массы состава и длины участка, руб./поезд.

Таблица 12 - Ведомость объемов земляных работ по главному пути по варианту I Средняя рабочая отметка, м Протяженность элемента, км Объем работ, м3 насыпь выемка насыпь выемка на 1 км на элемент на 1 км на элемент 1,16 - 4,45 10963 48237 - - - 1,15 1,4 - - 20876 29226 1,4 - 1,8 15892 28606 - - - 0,8 0,4 - - 10100 4044 1,1 - 0,8 10210 8168 - - - 2,9 1,69 - - 45300 76557 6,25 - 2,4 100800 24192 - - - 6,25 1,35 - - 124080 241920 1,38 - 2,5 15384 38460 - - - 3,6 1,25 - - 24205 30256 1,4 - 1,55 12169 18862 - - - 1,5 1,30 - - 21155 27502 5,75 - 2,25 115824 260604 - - - 4,30 1,30 - - 76224 99091 2,22 - 4,60 25394 116812 - - - 2,6 0,6 - - 38555 23133 3,2 - 1,1 10244 44268 - - - 0,8 0,3 - - 8965 2689 ? 31 ? 588,209 ? 534,418
Vг.п = ?Vн + ?Vв = 1122,6 тыс. м3.
Vр.п = 5,3 (3 - 1) ?р.п • ?ср • 10-3 = 36,7 тыс. м3.
Vосн = Vг.п + Vр.п = 1159,4 тыс. м3.
Vдоп = 0,1•Vг.п = 112,3 тыс. м3.
Косн = 2•Vосн = 2 • 1122,6 = 2318,7 тыс. м3.
Кдоп = 0,8•Vдоп = 0,8 • 112,3 = 89,84 тыс. м3.
Таблица 13 - Ведомость расчета стоимости пробега грузового поезда по участку в оба направления по варианту I №
элементов Уклон элемента i, ‰, туда/обратно Длина ?, км Стоимость пробега, руб туда обратно нарастающим итогом в оба направления на 1 км на элемент на 1 км на элемент 1 0 4 2,48 9,92 2,48 9,92 19,84 2 4 2,35 3,54 8,32 1,50 3,53 31,69 3 -2 2,65 1,45 3,84 2,91 7,71 42,05 4 -8 2,5 1,91 4,775 5,09 12,73 59,55 5 -4 0,5 1,5 0,75 3,54 5,31 64,86 6 0 0,5 2,48 1,24 2,48 1,24 68,34 7 4 0,5 3,54 1,77 1,50 0,75 70,86 8 8 0,8 5,09 4,07 1,91 1,53 76,46 9 10 0,95 6,01 5,7 2,12 2,01 84,17 10 0 1,25 2,48 3,1 2,48 3,1 90,37 11 4 0,3 3,54 1,06 1,50 0,45 91,88 12 8 0,7 5,09 3,56 1,91 1,34 96,78 13 11 2,5 6,53 16,33 2,22 5,55 118,66 14 2 1 2,91 2,91 1,45 1,45 122,42 15 -2 0,5 1,45 0,73 2,91 1,45 124,61 16 -11 1,6 2,22 3,55 6,53 0,45 138,61 17 -10,4 0,3 2,13 0,64 6,24 1,87 141,12 18 -11 3,2 2,22 7,10 6,53 20,89 169,12 19 -10,4 0,3 2,13 0,64 6,24 1,87 171,63 20 -7 0,3 1,81 0,54 4,67 1,40 173,57 21 -3 0,3 1,39 0,42 3,21 0,96 174,95 22 0 1,2 2,48 2,98 2,48 2,98 180,90 23 -6 2,8 1,70 4,76 4,29 12,01 197,67
Таблица 14 - Ведомость объемов земляных работ по главному пути по варианту II Средняя рабочая отметка, м Протяженность элемента, км Объем работ, м3 насыпь выемка насыпь выемка на 1 км на элемент на 1 км на элемент 2,13 - 7,2 34658 249538 - - - 6 1,0 - - 20876 29226 7,17 - 3,0 80568 241704 - - - 2,83 3,15 - - 34715 109352 1,88 - 6,65 22050 146632 - - - 0,5 3,0 - - 5604 16812 ? 24 ? 637874 ? 155390
Vг.п = ?Vн + ?Vв = 793,264 тыс. м3.
Vр.п = 5,3 (3 - 1) ?р.п • ?ср • 10-3 = 28,3 тыс. м3.
Vосн = Vг.п + Vр.п = 793,3 тыс. м3.
Vдоп = 0,1•Vг.п = 79,3 тыс. м3.
Косн = 2•Vосн = 2 • 793,3 = 1586,6 тыс. м3.
Кдоп = 0,8•Vдоп = 0,8 • 79,3 = 63,44 тыс. м3.
Таблица 15 - Ведомость расчета стоимости пробега грузового поезда по участку в оба направления по варианту II №
элементов Уклон элемента i, ‰, туда/обратно Длина ?, км Стоимость пробега, руб. туда обратно нарастающим итогом в оба направления на 1 км на элемент на 1 км на элемент 1 11 5 6,53 11,53 2,22 11,10 22,63 2 8 3,5 5,09 8,59 1,91 6,69 37,91 3 11 2,5 6,53 9,03 2,22 5,55 52,49 4 5 3 3,54 6,54 1,5 4,50 63,53 5 -11 3 2,22 5,22 6,53 19,59 88,34 6 -2 1 1,46 2,46 2,91 2,91 93,71 7 4 1 3,54 4,54 1,5 1,50 99,75 8 -19 4 3,8 7,80 11,28 45,12 152,67 9 -20 2 4 6,00 11,87 23,74 182,41 1.
Вычислим строительную стоимость участка железной дороги по вариантам:
КI = 2,7 (1,1 • 1122,6 + 112,3) + 1122 + 31 • 88,3 + 368 • 2 = 9232,6 тыс. руб.;
КII = 2,7 (1,1 • 796,264 + 79,3) + 592 + 24 • 88,3 + (41,7+44,2) = 5367,1 тыс. руб.
Эксплуатационные расходы по вариантам:
Эдв.I = 198,67 тыс. руб.;
Эдв.II = 182.41 тыс. руб.
Проведя технико-экономический анализ, принимаем к строительству II вариант проекта участка новой железнодорожной линии.
Литература
Изыскания и проектирование железных дорог: Учебник для ВУЗов железнодорожного транспорта/И.В. Турбин, А.В. Гавриленков, И.И. Кантор и др./ Под ред. И.В. Турбина. - М.:Транспорт, 1989.
Кантор И.И., Пауль В.П. Основы проектирования и постройки железных дорог: учебник для техникумов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1983. - 231с.
Копытенко В.А. Гидравлические характеристики малых водопропускных сооружений. - М.: МИИТ, 1985.
Райфельд В.Ф. Геодезические работы при строительстве и реконструкции железных дорг. - М.: Недра, 1989. - 217с.
Строительные нормы и правила. Железные дороги калеи 1520 мм. СНиП 32-01-95.-М.: Минстрой России, 1995.
Чернышев М.А., Крейнис З.Л. Железнодорожный путь: учебник для техникумов ж.-д. трансп. - М.: Транспорт, 1985. - 302с.
2

Если работа Вам не подошла - закажите новую, оригинальную

Пишите на эл. почту info@4i5.ru Форма заказа