Технические науки/Транспорт

Магистрант Куниров А.Р.

Казахская академия транспорт и коммуникаций

им. М. Тынышпаева, Казахстан

Оптимизация параметров плана существующих

железных дорог для увеличения провозной способности

Одной из главных причин, ограничивающих рост скоростей движения поездов, является наличие в пути кривых малого радиуса [1]. Применение кривых малого радиуса при проектировании железнодорожной линии обеспечивает лучшее вписывание трассы в рельеф местности и тем самым уменьшает объемы земляных работ и искусственных сооружений. Однако устройство кривых малых радиусов, приводит к удлинению линии. Это удлинение тем больше, чем меньше радиус кривой и чем больше угол поворота. Увеличение длины линии приводит к повышению затрат на укладку и текущее содержание верхнего строения пути, устройство связи и СЦБ, установку контактной сети, соответственно увеличиваются пробег подвижного состава и время его работы, а значит, и расходы на топливо и электроэнергию, расходы по содержанию локомотивных бригад и на амортизацию подвижного состава.

В связи с наличием кривых малого радиуса на руководящем подъеме возникают дополнительные сопротивления движению поезда, что вызывает необходимость смягчения этого подъема или соответствующего снижения массы поезда. Уменьшение массы поезда может быть вызвано также и в связи с уменьшением коэффициента сцепления колес с рельсами в кривых радиуса меньше 500 метров, что приведет к увеличению числа поездов. Снижение скорости движения поездов при устройстве кривых малого радиуса требует значительных затрат, связанных со временем работы подвижного состава и локомотивных бригад на участке, с увеличением механической работы и затрат топлива. Кроме того, замедляется оборот вагона, что ведет к увеличению вагонного парка и затрат, связанных с нахождением грузов в процессе перевозки [91,92,93] из-за потери времени и механической работы локомотива за счет торможения и разгона поездов при проходе кривых малого радиуса. Поэтому выбор оптимального радиуса кривой зависит от рельефа местности, руководящего уклона линии, типа локомотиве, места размещения кривой на участке, величины допускаемых максимальных скоростей движения, величины грузооборота, стоимости земляных работ в данном районе и целого ряда других условий и требует для правильного решения тщательных технико-экономических расчетов. Работы по проектированию реконструкции плана железных дорог выполняются в определённой последовательности, включающей несколько этапов:

1.Выполняется полевая съёмка плана, полученные данные обрабатываются, на их основе вычисляются величины сдвигов в поперечном направлении, которые необходимы для приведения плана существующего сбитого пути в правильное геометрическое очертание, при этом расчёт сдвигов ведётся совместно с подбором параметров выправленного плана, которые должны обеспечивать наименьшие величины рихтовок существующего пути.

2.Относительно выправленного плана существующего пути решаются задачи реконструкции плана существующего пути (увеличение радиусов кривых, длин переходных кривых и т.п.), в результате вычисляются величины сдвигов, обеспечивающих соответствие параметров проектного плана требованиям современных норм.

3.Определяются параметры плана второго пути и величины междупутий.

Расчеты плана трассы второго пути (одна из наиболее ответственных и трудоемких операций проектирования) состоят, как правило, из двух этапов:

1) подбор параметров существующей (сбитой) кривой и определение сдвигов А, необходимых для приведения этой кривой к правильному геометрическому очертанию;

2) расчеты плана второго пути и реконструкции существующего пути, в которых подобранное положение оси существующего пути в плане является основой для расчета.

Что касается первой части задачи, то методы ее решения
развивались по разным направлениям, в каждом из которых применялись те или иные модели кривых, (график стрел, графики кривизны, угловые диаграммы и пр.). Наиболее общей является теория нормалей, разработанная проф. А. К- Дюниным [2]. В путейской практике применяются преимущественно методы, использующие графики стрел. В проектных организациях широко применяется метод угловых диаграмм, когда кривая представляется в виде зависимости угла поворота от длины кривой а (К), а сдвиг — разностью эвольвент, или, что та же самое, разностью площадей угловых диаграмм. В сложных случаях, когда необходимо удовлетворить особые требования к величине и направлению сдвигов, результаты расчета кривой методом угловых диаграмм корректируются с помощью метода утрированного плана .

В настоящее время при расчетах реконструкции плана второго пути задачи решают в два этапа:

1) расчет геометрических характеристик проектного плана к привязке характерных точек к существующему плану;

2) расчет сдвигов в точках деления плана с использованием, как правило, метода угловых диаграмм.

Расчеты, проведенные [3] показали, что величина радиусов кривых при реконструкции линии должна быть не менее 900 метров, если же будет выполняться реконструкция всего направления, то необходимо увеличение радиусов кривых до 1200 метров с учетом организации скоростного движения для пассажирских поездов (таблица 1).

Таблица 1

Возможные скорости пассажирских поездов в зависимости от радиуса кривой, минимальной скорости грузовых поездов и уровней непогашенных ускорений для грузовых и пассажирских поездов

R. М	V_min_гр, км/ч	h, мм при а_{нп гр}=0 м/с²	Vмах пасс при а_{нп пасс,} км/ч		h, мм при а_{нп гр}=-0,3 м/с²	V мах пасс при а_{нп пасс,} км/ч		h, мм при а_{нп гр}=-0,4 м/с²	V _{мах пасс} при а_{нп пас,} км/ч
			0,7	1,0		0,7	1,0		0,7	1,0
1	2	3	4	5	6	8	9	10	11	12
300	40	65	65	75	115	75	80	130	75	85
	45	85	70	75	135	75	85	150	80	85
	50	105	70	80
	55	125	75	80
900	50	35	105	120	85	120	140	100	125	135
	60	50	110	125	100	125	145	115	130	140
	70	70	115	130	120	130	145	135	135	145
	80	90	120	135	140	135	145

Выводы: анализ плана и профиля отдельных существующих железных дорог показал, что оптимизация параметров плана существующих железных дорог для увеличения провозной способности приведет к увеличению скорости движения поездов грузовых и пассажирских поездов.

Литература:

1. Изыскания и проектирование железных дорог: Учебник для вузов/ И.В. Турбин, А.В. Гавриленков, И.И. Кантор и др. // Под ред. И.В. Турбина. –М.: Транспорт, 1989, 479 с.

2. Иоанисян А.И. Улучшение трассы существующих железных дорог. М.: Транспорт, 1971

3. Исмагулова С.О., Рахимов Р.К. Технико-экономические результаты реконструкции кривых участков железных дорог// –Алматы: Вестник НИИ развития путей сообщения, 2009. –№ 4. –С. 7-12.