Маршрут и план на железопътната линия

Според плана на терена дизайнерът очертава вариантите на маршрута в контурите. Маршрут на железопътната линия Е линия, която характеризира позицията на надлъжната ос на железопътния коловоз в пространството. Вертикален разрез по подравняване, разгънат върху равнина, е надлъжен профил, а проекцията върху хоризонтална равнина е линеен план. Процесът на полагане на маршрут се нарича трасиране. При проследяването те се стремят да гарантират, че линията има възможно най-малка дължина, преминава в близост до населени места и при най-благоприятни условия на терена, пресича големи реки на удобни места, изисква минимално количество земни работи и броя на средните и малките изкуствени структури. В същото време е необходимо да се избягва пресичането на блата, дерета, нестабилни склонове, карстови зони (райони с подземни кухини, образувани в резултат на измиване на гипсови или варовикови почви от подпочвените води) и други места с неблагоприятни хидрогеоложки условия.

Характерът на линията, нейният профил и план са свързани с обема на строителните работи и цената на строителството, експлоатационните условия и размера на експлоатационните разходи, безопасността и безпроблемността на движението на влаковете. За да се осигури лекота на използване и минимални експлоатационни разходи, т.е. минимални разходи за транспорт, е желателно профилът на пистата да има леки спускания, платформи и малки изкачвания, а планът да е права линия. Такова проследяване на линията се нарича свободно движение и може да се използва само в равни и слабо населени райони, където не се изисква преодоляване на височини, водни препятствия, заобикаляне на хидрогеологично неблагоприятни места и осигуряване на влизане на линии в определени междинни точки . В повечето случаи трасирането се извършва в напрегнат ход, при който е необходимо изкуствено да се удължи (развие) линията и многократно да се промени посоката на нейния курс, за да се заобиколят препятствията.

За силно пресечени или планински райони, както и райони с трудни геоложки условия, се разработват и сравняват няколко варианта на маршрута, от които най-добрият маршрут се избира въз основа на технически и икономически изчисления, започвайки първоначалните капиталови инвестиции в изграждането на линията с бъдещите оперативни разходи и степента на удовлетвореност на националните икономически изисквания.

План на железопътната линия Представлява комбинация от прави и извити участъци. В равнинните, степните и пустинните райони преобладават дълги прави участъци, в пресечен, гъсто населен или планински терен преобладават извити участъци с относително къси прави вложки. Фигура 1 показва диаграма на кръгова крива.

Фигура: 1 - Елементи на кръгова крива

Геометричните характеристики на извитите участъци на коловоза са както следва. Ъгъл на въртене - външният ъгъл между първоначалната и отклонената посока на оста на линията, равен на ъгъла, чийто връх е в центъра на кръговата крива (централно). Точките M и H на неговия допир до прави участъци се наричат ​​началото и края на кръговата крива. Разстоянията T от началото и края на кривата до върха на ъгъла на въртене O се наричат ​​допирателни на кривата; линията, разделяща ъгъла на MON наполовина - ъглополовящата. Разстоянието между точките M и H, измерено по кривата, е дължината на кривата K. Елементите на кръговите криви са геометрично свързани помежду си. Като питате стойностите на някои, можете да получите стойностите на други. Така че, познавайки ъгъла на въртене φ и задавайки радиуса R, може да се определи тангенсът

а също и дължината на кривата

Разстояние от върха на ъгъла O до средата на кривата по симетрия

Ординатата на която и да е от междинните точки между началото и края на кривата

където x е разстоянието от началото или края на кривата към нейната среда до дадена точка, m.

Линията се вписва по-добре в неравен терен с възможно най-малки радиуси на крива и чести ъгли на завоите. Въпреки това, криви с малки радиуси могат да бъдат оправдани само в изключителни случаи, тъй като те увеличават дължината на линията, изискват намаляване на скоростта на движение по нея, увеличават устойчивостта на движение, причиняват интензивно разрушаване на коловоза и подвижния състав, и намаляване на техния експлоатационен живот. Следователно е необходимо да се проектират възможно най-нежни извивки. На новопостроените линии, където се предвиждат високоскоростни пътнически влакове, радиусът на кривите по правило трябва да бъде най-малко 2000 m, а при трудни условия - най-малко 1500 m. Минимално допустимите радиуси на криви при проектирането на вторите коловози, електрификацията и укрепването на съществуващите линии се предприемат при максимална скорост υ = 38,8 m/s (140 km/h) от 1500 до 950 m, а при υ = 44,3 m/s (160 km/h) - от 2000 г. до 1200 m.

Станциите, сайдингите и пунктовете за изпреварване, както и отделните паркове и изпускателните пътища трябва да бъдат разположени на прави участъци. При трудни условия е позволено да се поставят на криви с радиус най-малко 1500 m, и на линии със скорости на пътнически влакове до 33 m/s (120 km/h) и товарни влакове до 22 m/s (80 км/ч) - най-малко 1200 м. При особено трудни топографски условия е позволено да се намали радиусът на кривата до 600 м, а в планински условия - до 500 м.

Ако прав участък от коловоза е свързан директно с кръговата крива, тогава, когато подвижният състав влезе в него, незабавно ще възникне значителна центробежна сила. Всяко колело на преминаващ влак ще започне да удря рязко по релсата, причинявайки неприятни усещания за пътниците и интензивно износване на коловоза и подвижния състав. За да се осигури плавно движение, правите секции и кръговите криви, както и съседните кръгови криви с различен радиус, са свързани преходни криви, характеристиката на която е, че тяхната кривина (реципрочната на радиуса) не е постоянна, а нараства постепенно от безкрайно малка в точката на опора до прав участък до стойността в точката на сливане с кръговата крива (фиг. 2) . Радиусът на преходната крива в нейното начало е ρ = ∞, а в края той намалява до ρ = R. В рамките на преходните криви външните релсови нишки постепенно се издигат над вътрешните до необходимата стойност.

Фигура: 2 - Схема на конюгация на прав участък с преходна крива: а - план; b - кота на външната релсова резба над вътрешната; I - прав участък; II –преходна крива; III - кръгова крива; n - външна, вътрешна вътрешна релсова резба; NPK - начало, KPK - край на кривата на прехода

Преходните криви осигуряват постепенно увеличаване на центробежната сила, чийто ефект се неутрализира от центростремителната сила, която се увеличава поради постепенното покачване на външната релсова линия. Издигането на външната релсова линия в края на преходната крива със стойността h остава в рамките на цялата кръгова крива, а при следващия преход постепенно намалява и в точката на нейното прилягане към правия участък и двете релсови линии отново са на същото ниво. Преходните криви могат да бъдат пренебрегнати само при маневрени писти. Разбийте кръговите и преходните криви съгласно специални таблици.

Фигура: 3 - Диаграма на силите, действащи върху подвижния състав в кривата при повдигане на външната релса

Центробежната сила I, възникваща по време на движението на подвижния състав (фиг. 3), насочена по радиуса от центъра на кривата,

където m е масата на единица подвижен състав: m = G: g;

G е теглото на единица подвижен състав;

g - ускорение на гравитацията;

υ - скорост на движение.

Замествайки стойността m в тази формула, получаваме

Центростремна сила H, причинена от издигането на външната релсова нишка,

където h е котата на външната релсова резба, mm;

S1 е разстоянието между релсовите оси; в изчисленията S1 се приема равно на 1,6 m.

Котата h трябва да бъде такава, че центростремителната сила H да балансира центробежната сила I (H = I). След това, приравнявайки дясната страна на тези уравнения, получаваме

Замествайки във формулата S1 = 1,6 m, g = 9,81 m/s 2, υ в m/s и R в m,

Получаваме - ако υ се изразява в км/ч.

Тъй като влаковете, преминаващи по крива, имат различни скорости, се приема тяхната средна стойност, претеглена от масата на влаковете