Построение проектной линии

Проектирование реконструкции продольного профиля производится путем нанесения на утрированный профиль линии проектной головки рельса (ПГР). При этом необходимо соблюдать нормы и требования СНиП и ликвидировать отмеченные отступления от них. При совпадении расчетного уклона с кривыми его надо смягчать на величину дополнительного сопротивления в кривых.

На участках, где не отмечено отступлений от норм и правил, линию ПГР следует стремить совмещать с отметками РГР (или отметками СГР, если последние выше линии РГР), а при невозможности этого располагать проектную линию чуть выше линии РГР. Этим будет обеспечена толщина балласта не менее проектной и будут достигнуты минимальные работы по выправке профиля за счет досыпки балласта.

В отдельных местах можно допускать неполноту балластного слоя (т.е. расположение ПГР ниже РГР) не более чем на 0,04м. Большее понижение ПГР против РГР потребует уже снятия всего существующего балласта, подрезки полотна и укладки нового балласту. Ввиду затруднительности производства таких работ в условиях движения поездов, подобные случаи могут допускаться только как исключение ( например, у больших и средних мостов). Что касается длины элементов профиля, то злоупотреблять минимальной допускаемой длиной 200м не следует. В то же время нужно учитывать, что разделительные площадки на горбах, элементы сплошь выпуклого и сплошь вогнутого профиля, а также элементы, на которые разбивается руководящий уклон при смягчении на кривых, могут беспрепятственно назначаться длиной по 200м, так как это не снижает качество продольного профиля.

На участках, где имеются отступления в профиле от СНиП, приходится идти на большие досыпки, требующие уширения полотна, или на подрезки. По условиям производства работ подрезки значительно хуже досыпок, но если подрезка на небольшом участке дает возможность существенно уменьшить досыпки на значительном протяжении, то целесообразно пойти на подрезку.

Следует помнить, что в выемках большие досыпки, требующие уширения земляного полотна, весьма нежелательны по условиям расположения кюветов. В таких случаях лучше пойти, на подрезку выемки.

На больших и средних мостах без балластного слоя желательно сохранять отметку головки рельса, т.е. обеспечивать условие ПГР=РГР, во избежание переустройства моста, даже если это приводит к подрезкам на подходах к мосту. Если высота проектируемого рельса больше, чем существующего, то ПГР на мосту должна быть соответственно увеличена против СГР.

На малых мостах с балластным слоем можно допустить небольшие подъемки (до 0,10-0,15м) за счет увеличения толщины балласта. Большие досыпки уже нежелательны, так как они требуют поднятия пролетного строения с некоторой реконструкцией устоев, что сильно усложняет производство работ. Такой вид работ можно допускать в обоснованных случаях. Над трубами при необходимости могут быть допущены любые досыпки.

Начинать нанесение проектной линии следует с участков, где имеются уклоны, круче допускаемых, и приходится идти на большие досыпки, а возможно и на подрезки, поэтому возможны разные варианты проектной линии. Назначая последовательно элементы проектной линии, нужно сразу же по их крутизне и длине подсчитать переломные отметки и сверять их с положением линии ПГР на профиле. Обнаруженные несовпадения подсчитанных проектных отметок с профилем должны быть сразу же ликвидированы путем изменения величины уклона или положения точек перелома.

Одним из условий нанесения проектной линии является взаимное расположение элементов плана и профиля. Для этого необходимо произвести расчёт длин переходных и тангенсов вертикальных кривых.

Возвышение наружного рельса в кривой находятся по формулам: ,

где - максимальная скорость поезда в кривой, км/ч;

- радиус кривой, м;

- непогашенное ускорение в кривой, м/с²,

,

где - среднеквадратическая скорость движения поезда в кривой, км/ч;

- коэффициент, учитывающий смещение центра тяжести экипажа от оси пути, К=1,2

- радиус кривой, м;

- добавочное возвышение, учитывающее смещение центра тяжести экипажа от оси пути, для скоростей движения до 100км/ч, =0

Среднеквадратическая скорость движения поезда в кривой находится по формуле:

,

где - количество поездов i-й категории, шт;

- скорость поездов i-й категории, км/ч;

- вес поезда i-й категории, т.

Q_пасс=800-1200, Q_сб=Q_гр/2, Q_гр=4150 т.

Количество грузовых поездов:

, гр. п. в сут.

где Г – грузонапряженность на 10 год эксплуатации Г=10;

– коэффициент, учитывающий внутригодичные перевозки

- средний вес грузового поезда Q_гр=4150

- коэффициент, учитывающий переход брутто/нетто

Из двух подсчитанных величин возвышений выбираем наибольшее и округляем его в большую сторону, кратно 10 мм.

Длины переходных кривых рассчитываются по формуле:

,

где - возвышение наружного рельса, мм;

- уклон отвода возвышения в переходной кривой.

Расчёт длин переходных кривых сведён в таблицу 3.

Таблица 3

Тангенс вертикальной кривой находится по формуле:

,

где - радиус вертикальной кривой, м;

- разность сопрягаемых уклонов.

Расчёт тангенсов вертикальных кривых сведён в табл. 4.

Таблица 4

	9,2	45,5
	4,3	17,5
	3,5
	6,7	27,5
	8,2
	5,5	27,5
	5,5	27,5

На ПК41+27,5 устроена вертикальная кривая с =45,5 м. У близрасположенной кривой длина переходной кривой равна 88 м. Расстояние от НКК до точки перелома L=91,4> -условие выполняется.

Как видно из построения, ни один из тангенсов вертикальных кривых проекционно не попадает на переходную кривую.

На ПК70+0,5 - ПК74 проектная линия проведена с уклоном 12 .

Получаем смягченный уклон:

На ПК74 по ПК76+62,6 проектная линия проведена с уклоном 14

Средний уклон под поездом будет:

,

следовательно запроектированный уклон 14 возможен.

На ПК84+63,9 по ПК86+66,9 проектная линия проведена с уклоном 13

Средний уклон под поездом будет:

,

следовательно запроектированный уклон 13 возможен.

На участках профиля с ПК47+18,20 – ПК49+18,20; ПК59+11,80 – ПК61+11,80; ПК67+50,00 – ПК70; ПК76+62,60–79+12,60 проектная линия проведена криволинейным очертанием.

Рассмотрим пример одного криволинейного очертания на ПК67+50,00 – ПК70:

Принимаю длину элемента криволинейного очертания равную 50м, а разность сопрягаемых уклонов 2 . Тогда, количество участков будет найдено, как:

,

.

Построение криволинейного очертание приведено на листе 1.

1.5 Расчёт досыпок и подрезок

Величина досыпок и подрезок подсчитывается на всех пикетах и плюсах как:

.

Условно принимается: если - положительно, имеет место досыпка, если отрицательно – подрезка. Значения досыпок и подрезок в метрах выписывается в соответствующих графах утрированного профиля.

Если ПГР > РГР > СГР, то подсчитанная величина правильно показывает потребную досыпку.

Если РГР – ПГР > 0.05, а ПГР > СГР, то, несмотря на то, что показывает досыпку, нужно устраивать подрезку: снимать весь балласт, подрезать земляное полотно на величину РГР – ПГР и снова насыпать балласт.

Если, наконец, ПГР < СГР, то при подсчёте получается подрезка. При этом нужно учитывать, что фактическая подрезка больше этой величины на толщину проектируемого балласта. Однако и в этом случае поправка в подсчитанную величину обычно не вносится, а учитывается в дальнейшем на поперечных профилях.