Реконструкция участка железной дороги

 

    Проектирование  реконструкции плана существующих железных дорог и проектирование плана дополнительных главных путей  осуществляется точным и приближённым методами. Точный метод расчёта относительно трудоёмок и применяется главным образом при автоматизированном проектировании реконструкции плана существующих железных дорог.

    Приближённый  метод расчёта связан с понятием эвольвенты. Графическая модель плана  в этом методе может быть представлена в виде угловой диаграммы.

    Проектированию  плана вторых путей предшествует анализ существующей линии и выявление  участков, подлежащих реконструкции. Такой  анализ может быть произведён на основе изучения схематического плана, приведённого на профиле существующей линии. В результате этого анализа устанавливаются отклонения параметров плана (радиусов круговых кривых, длин переходных кривых, длин прямых вставок) от действующих норм проектирования.

    При разработке раздела плана трассы в проекте реконструкции железной дороги или строительства второго пути необходимо:

        1)выправить план существующего пути в правильное геометрическое очертание, определить его параметры и положение главных точек кривых;

    2)привести параметры плана существующего пути в соответствие требованиям норм проектирования;

    3)обеспечить реализацию групповых типов поперечных профилей, требующих смещения оси трассы (для сохранения одного из откосов существующего пути), габариты приближения строений, вынос трассы в связи с реконструкцией водопропускных сооружений и другие изменения положения оси пути. 

    3.2. Расчёт выправки круговой кривой на существующем пути методом угловых диаграмм 

    Цель  расчета – подбор такого радиуса  круговой и длин переходных кривых, при которых величины и направление сбвижек в точках деления кривой отвечают поставленным условиям.

    Исходные  данные задаются в виде углов между  основными хордами α_i расстояний (стрел f_ij) от основных хорд до оси пути в точках деления кривой.    

    Результаты  полевой съемки представлены задании.

    Обработка данных полевой съемки для построения угловой диаграммы существующей кривой и определения ее площади. Расчет выполняем в системе Excel, как  показано ниже. 

    Таблица 3.2.1.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    На  рисунке 3.2.1. показана угловая диаграмма существующей кривой.

      
 

    Рисунок 3.2.1. 

    Для сохранения положения начальных  касательных необходимо, чтобы в  конечной точке Б площадь угловой  диаграммы проектной кривой Ω  пр  была равна площади угловой диаграммы существующей кривой Ω с , а для этого необходимо , чтобы середина проектной кривой заняла строго фиксированное место на угловой диаграмме .

    Если  нанести на угловую диаграмму  правильную проектную кривую, то образуется трапеция ( надо провести угловую диаграмму так, чтобы Ω с = Ω пр  ) . Средняя линия такой трапеции определяется по формулам : 

    Х _СК  = Ω / φ; 

    Y _СК =20*( φ / 2). 

      Вычисляются пикетные значения  главных точек проектной кривой :

    пикет середины круговой кривой :

    ПК  _СК = ПК _Б - Х _СК ;

    Подбираем радиус круговой кривой:

    R = К / φ

    Длина кривой пересчитывается :   

    К = Р * φ

    пикет начала проектной круговой кривой :

    ПК  _НКК = ПК _СК  - К / 2 ;

    пикет конца проектной круговой кривой :

    ПК  _ККК = ПКск + К / 2 . 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Сдвижки от выправки круговой кривой показаны в таблице 3.2.2.

Таблица 3.2.2.

 

    Проверка: площади углограмм существующей кривой и проектной должны быть равны.

Ω_п=К* φ/2+(ПК Б-ПК ККК)* φ

Ω_п=309,15* 0,492474/2+(11200-11164,9)* 0,492474=93,41002

Результат на 0,01 не совпадает с площадью углограммы существующей кривой, что приемлимо, так как связоно с округлением  при расчетах.

    3.3. Определение сдвигов от круговой кривой

    При определении пикетов начала и концов переходных кривых с достаточной для расчета сдвигов точностью принято считать, что начала переходных кривых НПК1 и НПК2 выходят на l/2  от  НКК и ККК на прямые, концы переходных кривых КПК1 и КПК2 заходят за кривую на l/2  от тех же точек НКК и ККК. 
 

    

 

    Рис. 3.3.1. Взаимное расположение точек начал и концов круговой и переходных кривых. 

    Пикеты  точек начала и концов переходных кривых:

           пк НПК1= пк НКК – l/2, пк 108+15,75

           пк КПК1= пк НКК + l/2, пк 108+95,75

           пк НПК2= пк ККК – l/2, пк 112+4,9

           пк КПК2= пк ККК + l/2, пк 111+24,9 

    Смещение  от устройства переходной кривой l=80 м равно:

    р=l²/24*R

    р=0,425 м.

    В пределах переходной кривой радиус непостоянен  и изменяется от бесконечности в  точках НПК1 и НПК2 до величины R в  точках КПК1 и КПК2.

    Смещение  σ в характерных точках переходной кривой :

           в точках НПК1 и НПК2 σ=0;

           в точках НКК и ККК σ=р/2;

           в точках КПК1 и КПК2 σ=р. 

    Для определения смещений от переходной кривой σ вовсех точках деления, попавших в интервалы НПК1 – КПК1и НПК2 – КПК2, находят расстояния s (м). Эти  расстояния для первой переходной кривой отсчитываются от НПК1 в сторону КПК1, а для второй переходной кривой – от НПК2 в сторону КПК2.

    Смещения  σ определяются по следующим формулам:

    при 0<s<l/2     σ=s³/6Rl

    при l/2<s<l    σ=р-((l-s)³/6Rl)/

    Окончательный сдвиг равен алгебраической сумме  сдвигов Δ от круговой и σ ( или р) от переходной кривой.