УДК 625.11

Темиргалиев А. Б.  магистрант КазАТК

 

ВЫБОР   технических параметров  ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ  НОВЫХ ЛИНИЙ В КАЗАХСТАНЕ

 

В статье рассматривается проблема выбора одного из важнейших технических параметров новых линий – крутизне руководящего уклона,  от которого зависят строительная стоимость линии и эксплуатационные расходы.

 

 

В Казахстане железнодорожный транспорт  является одним из крупнейших отраслей по стоимости активов.               

Протяженность магистральной железнодорожной сети Казахстана составляет более чем на 14 тыс. Км и  соединяет между собой практически все регионы республики.

Связано это с выгодным географическим положеним республики, которое  обеспечивает возможность широкого участия отечественного железнодорожного транспорта в международных транзитных перевозках. Железнодорожный транспорт Казахстана осуществляет роль транзитного моста между Европой и Азией.

По результатам  работы  АО «НК «КТЖ» за  9 месяцев 2011 года  в [1] было отмечено, что основные производственные показатели  работы железной дороги Казахстана перевыполняются. Реализуется ряд крупных инвестиционных проектов. Завершается строительство  к 20-летию Независимости железных дорог – железная дорога «Жетыген-Коргас», которая даст выход на Китай, завершено строительство участка железной дороги Узень у границы с Туркменистаном.

Завершение в нынешнем году строительства линий Жетыген – Коргас и Узень – граница с Туркменистаном сократит железнодорожный транзитный маршрут из Европы и России в страны Персидского залива. Путь грузов из Китая в Европу  станет короче более чем на 800 километров.

До 2020 года предусмотрено строительство новых железных дорог.

Для эффективной работы новых железных  дорог  в значительной степени важна обоснованность  решений по выбору  технических параметров.

К основным техническим параметрам  относятся  -  ширина колеи, количество главных путей, крутизна руководящего уклона,  полезная длина приемо-отправочных путей, ширина земляного полотна, то есть те параметры,  изменение которых потребует больших  капиталовложений.

Выбор технических параметров новых железных дорог приобретает еще большую актуальность в связи с тем, что растут размеры грузовых транзитных перевозок через Республику Казахстан. Поэтому при проектировании новых железных дорог необходимо тщательно подходить к проблеме выбора технических параметров.

Исходя из изложенного, задача исследования представляется актуальной.

Технические параметры  на участке   существенно влияют на норму массы, длины грузовых поездов. Они взаимосвязаны между собой и влияют на эксплуатационные, экономические и технические показатели железнодорожных линий.

Эксплуатационные, экономические и технические показатели железнодорожных линий зависят от длины трассы. На длину трассы оказывает значительное влияние  крутизна руководящего уклона, величина которой зависит от средних естественных уклонов местности.

В зависимости от соотношения средних естественных уклонов местности  и вариантного значения руководящего уклона трасса делится на участки вольного и напряженного ходов.

Длины трассы проектируемой линии находится в следующем  соотношении от крутизны руководящего уклона:

- увеличение крутизны руководящего уклона не приводит   к изменению длины трассы на участках вольного хода;

- сумма преодолеваемых высот в обоих направлениях проекти­руемой линии принимается постоянной для различных значений руководящего уклона.

Однако в практике   проектирования железных дорог, такое сокращение длины  трассы, является исключением. Поэтому рассмотрим два варианта продольного профиля сокращения трассы, когда удельный вес напряженных ходов меняется от 10 до 50 процентов (рисунки 1,2) [2, 3].

 

Рисунок 1- Схематический продольный профиль эталонного участка  железной дороги

 

Значения руководящего уклона менялись от 12 до 30‰ с учетом  мощности перспективных локомотивов.

Протяженность участков  напряженного хода рассчитывалась для 1 варианта продольного профиля  при изменении руководящего уклона в сторону увеличения от первоначально принятого,  т.е.     при ограничении

по формуле:

                                                                       (1)

 

 

Рисунок 2- Уменьшение длины трассы в зависимости от удельного веса напряженного хода

 

 

Расчет протяженности участков напряженного хода для второго варианта профиля изменение руководящего уклона от исходного в сторону уменьшения, т.е.  и при ограничении   , для тех случаев, когда трасса преодолевает значительные высотные препятствия,   выполнен по формуле  :

 

                            (2)

 

где :  - длина участков напряженного хода исходной трассы;

- длина участков напряженного хода при измененной величине руководящего уклона;

величина руководящего уклона исходной трассы;

- вариантное значение руководящего уклона.

Для второго варианта сокращения длины линии, длина участков напряженного хода определена из выражения:

 

                                                                                         (3),

где   - сумма преодолеваемых высот на напряженных ходах.

 

Для этих двух эталонных участков продольного профиля получены результаты сокращения длины трассы (таблица 1).

 

Таблица 1-  Сокращение длины линии с увеличением крутизны

Варианты

Удельный вес напряженных ходов,

= 10%

= 50%

крутизна руководящего уклона iр,

15

20

25

30

15

20

25

30

1

205.0

203.0

201.2

200.4

205.0

195.2

187.6

182.1

II

205.0

199.9

196.8

194.8

205.0

178.6

164.3

154.2

 

Как видно из зависимости Lтр (iр, ) (рисунок 2) с увеличением крутизны руководящего уклона длина линии уменьшается в большей степени при значительном весе участков напряженного хода. Сокращение длины линии более интенсивно при постоянстве суммы   преодолеваемых высот (II вариант сокращения длины трассы).

Общее снижение строительной стоимости линии с увеличением руководящего уклона, составило большую величину при учете стоимости искусственных сооружений.

Анализ влияния крутизны руководящего уклона на эксплуатацион­ные и технико-экономические показатели  сделан по  результатам тяговых расчетов.   Тяговые расчеты показали, что увеличение крутизны руководящего подъема от 15 до 30 приводит к уменьшению средних ходовых скоростей на 4,0 - 4,5%.

По результатам тягово-эксплуатационных показателей работы при движении поезда по участкам определены эксплуатационные расходы.

Ежегодные эксплуатационные расходы определены по формуле:

 

С = Сдв. + Срен  + Спу  ,                            у.е./год                              (4),

 

Сдв.   - годовые расходы на передвижение поездов, у.е./год;

Срен   - эксплуатационные расходы на реновацию подвижного состава, у.е./год;

Спу  -  эксплуатационные расходы по содержанию постоянных устройств.

Расчеты эксплуатационных расходов для 1 варианта продольного профиля показали, что при малых значениях удельного веса напряженного хода увеличение руководящего уклона практически не влияет на изменение эксплуатационных расходов. Для  II варианта  сокращения длины линии изменение эксплуатационных расходов происходит интенсивно с увеличением ip и снижение их на линиях с крутизной руководящего уклона 30 по отношению к ip  = 15 составляет 10-14 %.

 Результаты расчетов имеют хорошую сходимость с данными [3]. При строительстве новых железных дорог  можно не ограничиваться значениями руководящего уклона, рекомендованного [4].

Анализ литературы  по строительным нормам и правилам  проектирования железных дорог в Казахстане показывает необходимость  разработки новых норм. При этом с учетом климатических условий Казахстана.

ВЫВОДЫ: 1. Расчет приведенных строительно-эксплуатационных расходов показал, что увеличение крутизны руководящего уклона дает значительный экономический эффект на  новых линиях. Это становится все важным  в связи с тем, что до 2020 года в Казахстане планируется строительство новых линий. И обоснование такого технического параметра как руководящий уклон в каждом случае требует технико-экономического обоснования, так как от руководящего уклона зависит работа железной дороги в целом и  эксплуатационные показатели линии.

2. Для новых, строящихся,   железных дорог Казахстана крутизна руководящего уклона  может не ограничиваться величиной 15, как это определено в СНиП 3.03.01-2000. Для новых линий  рекомендуются  более крутые руководящие уклоны, так как в Казахстане производится выпуск  мощных локомотивов.

3. В Казахстане необходима разработка собственных нормативных документов с учетом специфики  физико-географического расположения республики.

 

                                      ЛИТЕРАТУРА

 

1. E-mail: pressa   от 05 октября 2011 г.

2. Кантор И.И. Продольный профиль пути и тяга поездов.   -  Москва.: Транспорт, 1983, 207 с.

3. Исмагулова С.О. Влияние параметров линии на скорости движения поездов: материалы IV-ой междунар. науч.-прак. конф. «Транспорт Евразии ХХI века», посвященной 50-летию КазАТК.– Алматы, 2006.–Т.2. –С.208-210.

4. Строительные нормы и правила РК  3.03.01-2000. Алмата, 2000