6 Разработка двух вариантов развязок подходов к узлу и их технико–экономическое сравнение

Все мероприятия, связанные с обеспечением пропускной способности и безопасности движения в узлах, при отделении пассажирского движения от грузового, при слиянии или разделении движения, а также при ликвидации разного рода взаимных пересечений отдельных маршрутов движения носят название развязки маршрутов.

Развязки маршрутов могут быть осуществлены в одном уровне при помощи предузловых постов и постов–шлюзов и в разных уровнях – путепроводными развязками.

Путепроводные развязки обеспечивают бóльшую безопасность движения, чем развязки в одном уровне. Схему развязки на каждом подходе выбирают в зависимости от количества главных путей, их специализации по роду и направлению движения, а также от расположения сортировочной, пассажирской и грузовой станций.

В зависимости от назначения развязки в узлах классифицируются по линиям, направлению движения и роду движения.

Развязки по линиям проектируются только в узлах, где пересекаются две однопутные линии или однопутная с двухпутной, имеющие незначительную взаимную корреспонденцию поездопотоков.

Путепроводные развязки по направлениям характерны для узлов с одной станцией, треугольного типа, с последовательным расположением станций, кольцевых и комбинированных.

Развязка по роду движения возникает в случае параллельного расположения пассажирской и сортировочной станции в узле.

Типы развязок в узлах выбираются на основании технико–экономического сравнения.

При проектировании и строительстве путепроводов необходимо обеспечивать: надежный водоотвод, особенно с пониженных путей при заглублении их в выемке; укладку соединительных ветвей, дублирующих перевод, для пропуска поездов при выходе путепровода из строя; возможность строительства в перспективе новых линий, дополнительных и соединительных путей; рациональную последовательность строительства и ввода в эксплуатацию всех путепроводов, когда уже на первой очереди строительства сводится к минимуму число загруженных пересечений.

Проектирование плана и профиля главных путей в развязках подходов к узлу производится по нормам проектирования главных путей на перегонах.

На рисунке 6.1 показан план путепроводной развязки, параметры плана – таблица 6.1.

Таблица 6.1 – Параметры плана путепроводной развязки

Вари ант	Угол пересечения			Линейный элемент, м
	γ	φ	β	d	K1	K2	T1	T2	Тв	Lпр
1	20º	4º10'	15º20'	175	320,40	426,0	161,52	211,56	40	1410,35
2	30º	4º10'	22º30'	175	470,25	727,0	238,68	321,48	40	1844,48
3	45º	4º10'	32º55'	175	689,34	942,0	354,24	497,04	40	2434,10
4	60º	4º10'	42º44'	175	884,77	1256,4	469,44	693,00	40	2891,80

Рисунок 6.1 – Схематичное изображение развязки в плане

Для обеспечения высоких скоростей движения поездов стрелочные переводы должны иметь пологие марки крестовин. При выборе угла пересечений путей в разных уровнях должна учитываться возможность применения типовых путепроводов с углами пересечения 20˚,25º, 30˚, 45˚, 60˚, 90˚.

Необходимо стремиться к тому, чтобы план развязок подходов к узлу соответствовал выбранной схеме узла, главные и соединительные пути в пределах развязки подходов имели минимальную протяженность, занимаемая развязкой площадь была минимальной, главные и соединительные пути, по возможности, располагать на одном земляном полотне, максимально использовать особенности рельефа местности для уменьшения объема работ по отсыпке земляного полотна в путепроводных развязках.

Продольным профилем железной дороги называется вертикальный разрез по трассе (оси главного пути), развернутый на плоскость. Он характеризуется длиной элементов, крутизной их уклонов и характером сопряжений элементов профиля. Уклоном профиля называется отношение разности отметок по концам элемента к горизонтальной проекции его длины (тангенс угла наклона элемента профиля к горизонту).

Переломом профиля называется точка встречи элементов с различными уклонами. При алгебраической разности уклонов смежных элементов профиля свыше 3 ‰ эти элементы сопрягаются круговыми кривыми в вертикальной плоскости.

Перелом профиля нельзя размещать в месте начала (конца) круговых кривых, а следует назначать на расстоянии от них 2,5· Δi на линиях II и III категорий и 4 ·Δi – на линиях I категории, где Δi – алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля.

Профилирование подходов и всех элементов станции должно выполняться в соответствии с требованиями:

1. Разность отметок от головки рельсов, проходящих понизу, и головки рельсов пути, проходящего поверху, при развязке в разных уровнях для тепловозной тяги 7,5 м, для электровозной 8,2 м.

2. Минимальная длина площадки, разделяющая уклоны, должна быть не менее 200 м.

3. Уклон на подходах должен быть не круче , а на спуске не круче.

4. Переломы элементов профиля должны проектироваться вне переходных кривых, стрелочных переводов, искусственных сооружений.

5. Уклоны соединительных путей должны быть меньше руководящего на величину дополнительного сопротивления от стрелок и кривых.

В местах перелома профиля устанавливаются уклоноуказатели, показывающие проектную или существующую отметку головки рельсов, и уклоны справа и слева уклоноуказателей. Поскольку при профилировке путепроводных развязок обычно приходится задаваться отметками проектного пути, проходящего поверху или понизу, а расстояние между уклоноуказателями определяется по масштабному плану, то уклон получается произвольным и дробным. Уклоны, выраженные в стотысячных долях, практически осуществить невозможно. Поэтому при получении уклона со стотысячной долей его следует округлить до десятитысячной доли, для чего изменить расстояние между уклоноуказателями.

Выбор лучшего варианта схемы железнодорожного узла или отдельных его элементов производится на основе технико–экономических сравнений вариантов развязки подходов. Для обеспечения сопоставимости вариантов их сравнение производится в пределах ограничивающих линий. За пределами этих линий положение на местности других элементов должно быть неизменным.

Сравниваемые варианты должны полностью соответствовать действующим нормам проектирования и разрабатываться для одинаковых размеров и характера работы железнодорожного узла при равных эксплуатационных требованиях. Для сравнения вариантов должны применяться показатели сравнительной экономической эффективности, отражающие преимущества одного из вариантов по сравнению с другими.

От правильного выбора угла пересечений путей на путепроводе зависят строительные и эксплуатационные расходы. С увеличением угла пересечения линий растут капитальные затраты на сооружение подходов, эксплуатационные расходы, связанные с пробегом поездов и сооружением постоянных устройств, но уменьшаются стоимость путепровода и расходы на его содержание.

Сравнение вариантов производим по приведенным затратам:

, (6.1)

где ∆ – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0,1);

–эксплуатационные расходы по вариантам, руб.;

–капитальные затраты по вариантам, руб.

Капитальные вложения складываются из стоимости сооружений, объем которых отличается в рассматриваемых вариантах.

Расчет капитальных вложений приведен в таблице 6.2.

Годовые эксплуатационные расходы, учитываемые при сравнении вариантов, подразделяют на 3 группы:

1. расходы, пропорциональные размерам движения;

2. расходы на содержание постоянных устройств;

3. амортизационные отчисления.

Расчет эксплуатационных расходов приведен в таблице 6.3.

Рассматриваемые варианты:

– первый вариант – строительство путепровода с углом пересечения 45⁰;

– второй вариант – строительство путепровода с углом пересечения 20⁰.

Таблица 6.2 – Расчет капитальных затрат

Наименование затрат, работ и сооружений	Ед. изм.	Стоимость единицы измерения, тыс.руб.	Вариант 1		Вариант 2
			Количество	Сумма, тыс.руб.	Количество	Сумма, тыс.руб.
1. Земляное полотно Земляные работы по главным путям путепроводной развязки	м³	0,2	1283,5	256699	1035,6	207128
2. Искусственные сооружения Путепроводы	м	100	57,2	52700	98,4	98400
3. Верхнее строение пути Укладка главных путей рельсами Р 65	км	8000	14760	11808000	13760	11008000
4. Связь и СЦБ Путевая автоблокировка	км	1000	14760	14760000	13760	13760000
5. Электрификация Контактная сеть	км	1000	14760	14760000	13760	13760000
Итого				41637399		38833528

По первому варианту суммарные капитальные затраты составляют 41637399 тыс.руб., по второму варианту – 38833528 тыс.руб. Соответственно, по капитальным затратам более выгодным является второй вариант.

Таблица 6.3 – Расчет эксплуатационных расходов

Вид расходов	Ед. изм.	Расходы на ед. изм.	Вариант 1		Вариант 2
			Коли–чество	Сумма, тыс.руб.	Коли–чество	Сумма, тыс.руб.
1. Расходы пропорциональные размерам движения Стоимость пробега грузовых поездов	поездо–км	0,106	2701,08	286,3	2605,1	276,14
2. Расходы по содержанию постоянных устройств – содержание главных путей	км	800	14760	11808000	13760	11008000
– содержание железобетонных путепроводов	100 м	100	352,7	5270	98,4	9840
– содержание автоблокировки	км	100	14760	1476000	13760	1376000
– содержание контактной сети	км	100	14760	1476000	13760	1376000
Итого				14765556		13761116

По первому варианту суммарные эксплуатационные расходы составляют 14765556 тыс.руб., по второму варианту – 13761116 тыс.руб. Соответственно, по эксплуатационным расходам более выгодным является второй вариант.

Е_пр1=18929296 тыс.руб.

Е_пр2=17644469 тыс.руб.

Вывод: наиболее выгоднее второй вариант путевой развязки.