1.3 Нанесение проектной линии продольного профиля, определение отметок проектной головки рельса, величин досыпок, подрезок и объёмов работ

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 нужно смягчать на величину дополнительного сопротивления в кривых.

При проектном щебеночном балласте может оказаться целесообразным проектирование на горбах или в ямах продольного профиля криволинейного очертания с элементами переходной крутизны. При этом профиле можно уменьшить объемы земляных работ и искусственных сооружений, и в то же время будет обеспечиваться хорошая плавность движения поездов.

На участках, где не отмечено отступление от норм и правил, линию ПГР следует совмещать с отметками РГР (или с 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), но не более чем на 5 сантиметров. Большее понижение ПГР относительно РГР потребует уже снятие всего существующего балласта, подрезки полотна и укладки нового балласта.

Если на небольшом участке профиля осуществляемая подрезка дает возможность существенно уменьшить объем досыпок на значительном протяжении, то целесообразно пойти на эту подрезку. Подрезку лучше также устраивать и в выемках, так как досыпки при устройстве их в выемке, потребуют уширения земляного полотна, что весьма нежелательно по условию расположения кюветов.

Участки превышения руководящего уклона

При наличии уклонов, круче расчетного, следует проверить возможность оставления их, если средний уклон под поездом расчетного веса при самом невыгодном расположении его окажется не более расчетного. В некоторых случаях это может дать существенную экономию в объемах работ.

Приведём пример такой проверки для участка ПК 91+00 – ПК 101+00.

Следовательно, средний уклон под поездом не превышает руководящего.

В курсовом проекте принимаем длину поезда, l_п, равной:

l_п = l_п – 50=1050 – 50 = 1000 м

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 ездой по балласту можно допустить небольшие подъемки (до 10-15 сантиметров) за счет увеличения толщины балласта. Большие досыпки уже не желательны, так как потребуется поднятие пролетного строения с некоторой реконструкцией устоев. Над трубами могут быть допущены любые досыпки.

Продольный профиль криволинейного очертания

Проектирование продольного профиля криволинейного очертания осуществляется следующим образом: сопряжение смежных элементов продольного профиля проектируется путем плавного перехода от одного уклона к другому короткими элементами постепенно изменяющейся крутизны, допускающей устройство переломов без вертикальных сопрягающих кривых. Общая длина сопряжения L_кр должна быть не меньше минимально допустимой длины L_min , полученной при проектировании прямолинейными элементами. Длина отдельного элемента l принимается обычно не менее 50 метров. В трудных условиях ее можно уменьшить до 25 метров.

Число элементов криволинейного сопряжения определяется формулой:

где i - уклоны прямолинейных элементов;

Δi - величина постепенного изменения уклонов (принимается от 0,5 до 2,0‰ шагом 0,5‰).

Длина участка сопряжения равна L_кр = nl.

Проектные отметки криволинейного профиля определяются последовательным счетом от начала сопряжения. Примеры криволинейных сопряжений можно увидеть на продольном профиле (к примеру ПК 76+00 - ПК 82+00).

Устройство вертикальных кривых

В том случае если разность уклонов двух сопрягаемых получается больше 2,3‰ , необходимо устраивать кривые в вертикальной плоскости. Причем это устройство кривых в вертикальной плоскости вызывает такое изменение проектных отметок, которое нельзя не учитывать при проектировании реконструкции профиля. Радиус кривых принимается равным 15 000 м. Расстояние от перелома до начала (или конца) вертикальной кривой рассчитывается по формуле:

где Δi – алгебраическая разность уклонов смежных элементов; R_в – радиус вертикальной кривой.

Изменение проектных отметок за счет вертикальных кривых нельзя вносить в графу отметок ПГР, так как это затруднило бы проверку отметок по переломам профиля. Рекомендуется указывать границы вертикальных кривых и исправленные проектные отметки выше всех граф сетки профиля, как это показано на утрированном профиле.

Величина, на которую изменяется проектная отметка, считается по формуле:

При вогнутых переломах профиля ΔН прибавляется к отметке ПГР, а при выпуклых – вычитается.

Пример расчета:

На ПК 71+00 разность уклонов смежных элементов Δi составляет 4,1‰ , следовательно необходимо устраивать вертикальную кривую.

Перелом профиля выпуклый, следовательно, ΔН отнимается от отметки ПГР

Подсчёт величины досыпок и подрезок

Величина досыпок и подрезок подсчитывается на всех пикетах и плюсах как разность отметок проектной и существующей головки рельса: Δh = ПГР – СГР

Условно принимается: если Δh положительно – имеет место досыпка, если отрицательно – подрезка. В пределах вертикальных кривых нужно определять Δh исходя из исправленных отметок ПГР. Значения досыпок и подрезок в метрах выписывается в соответствующих графах утрированного профиля.

Если ПГР  РГР  СГР, то подсчитанная величина правильно показывает потребную досыпку. То же положение имеет место, если РГР  ПГР  СГР, но РГР – ПГР ≤ 0,05 м. В этом случае может быть допущена соответствующая неполнота балласта

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. Нужно только помнить, что если при подсчёте получились даже самые незначительные подрезки, то фактически подрезка заведомо превышает 0,5 метра.

Пример расчета:

Досыпка на ПК 99+00 , ПГР =83,39 м, РГР = 83,21 м, СГР =83,18 м

Δh = ПГР – СГР = 83,39 – 83,18 = 0,21 м.

ПГР  РГР  СГР и подсчитанная величина правильно показывает потребную досыпку.

Подрезка на ПК 81+50 , ПГР =79,82 м, РГР = 79,89 м, СГР = 79,77 м

Δh = РГР – ПГР = 79,89 – 79,82 = 0,07 м.

Это тот случай, когда РГР – ПГР  0,05, а ПГР  СГР, следовательно, устраиваем подрезку.

2. Проектирование плана второго пути

Величину наименьшего радиуса кривых при проектировании дополнительных главных путей или усилении существующих железных дорог следует устанавливать в зависимости от намечаемых скоростей движения пассажирских и грузовых поездов и величины радиусов кривых существующего пути.

При расчете плана второго и реконструируемого первого пути определяются:

- элементы кривых;

- положение кривых в пикетаже;

- удлинение линии по сравнению с длиной существующего пути (по пикетажу)

Длина переходной кривой определяется по формуле:

, м

где i – отвод возвышения наружного рельса в кривой, рекомендуемый при скоростях движения 81-100 км/ч i=1‰

1. Определение допускаемых скоростей движения поездов по существующему пути

Расчёт возвышения наружного рельса в кривых вычисляется по формуле:

, мм

где R - радиус кривой, м;