Результаты расчета плана линии

	№ п/п	Местоположение кривых	R, м	a, град	Т, м	К, м	Длина прямых участков пути l, м
	ВУ	начало	конец
									1119,51
			1119,51	2878,80			1080,49	1759,29
									418,12
			3296,92	5810,19			1453,08	2513,27
									640,79
			6450,98	8824,63			1349,02	2373,65
									410,69
			9235,32	11277,35				2042,03
									1722,65
		= 8688,24	= 4311,76
, 8688,24+4311,76 = 13000
где	L	-	общая длина варианта трассы, м.

 

Места начала и конца круговых кривых наносятся на план трассы знаком «т» (рис. 17).

Далее следует разбить километраж (разместить километровые знаки) на прямых участках пути, с учетом пикетажных значений начала и конца круговых кривых (рис. 18).

Затем, километровые знаки расставляются на кривых участках плана трассы (рис. 19).

На карте в горизонталях условными обозначениями показываются вариант трассы, оси и название раздельных пунктов, километраж, начало и конец круговых кривых, границы водосборов и местоположение искусственных водопропускных сооружений (о них подробнее рассказано в главе 6).

Окончательно оформленный вариант плана трассы приведен в главе 6 (рис. 33).

 

 

 

3.3. Проектирование продольного профиля

Составление схематического продольного профиля входит частью в единый комплекс работ камерального трассирования и производится по мере укладки на карте плана линии.

Продольным профилем называется проекция развертки трассы на вертикальную плоскость.

Составление схематического продольного профиля ведется в масштабах:

· горизонтальный− равен масштабу карты, 1: 50000 (1 км = 20 мм);

· вертикальный− 1:1000 (1 м = 1 мм).

Проектирование ведется на листе миллиметровой бумаги с нанесенной сеткой схематического продольного профиля (рис. 20).

В левой верхней части профиля (над сеткой) указываются его горизонтальный и вертикальный масштабы, категория линии, руководящий уклон, полезная длина приемоотправочных путей и основные нормы проектирования (минимальные длины элементов профиля, максимальные алгебраические разности сопрягаемых уклонов и др.).

Весьма ответственной задачей для построения профиля трассы линейного сооружения является выбор диапазона шкалы высот (минимальная и максимальная отметки на оси ординат). Необходимо, чтобы самая низкая точка продольного профиля возвышалась над сеткой продольного профиля.

В рассматриваемом примере самой низкой точкой профиля является точка между 10 и 11 километрами с отметкой 56,00. Учитывая необходимость кратности отметки на шкале высот 10 м ( вертикальный масштаб продольного профиля: в 1 см 10 м), минимальная отметка на шкале высот должна быть не менее 50.

Построение продольного профиля следует начинать с переноса линии поверхности земли по трассе по точкам с известными отметками (местах пересечения плана трассы с горизонталями) и по отметкам характерных (наиболее высоких и низких) точек, расположенных между горизонталями на оси трассы. Перенесенные с плана трассы отметки земли записываются в строку «Отметки земли», а привязка их местонахождения по длине трассы ведется в строке «Характерные точки» сетки продольного профиля (рис. 21). Отметки линии земли определяются с точностью до 0,5 м.

Одновременно с переносом отметок земли по трассе на продольном профиле составляется схематический план линии − заполняется строка «План трассы» сетки продольного профиля (см. рис. 22).

 

 

Рис. 20. Сетка продольного профиля

 

 

Прямые проводятся в виде горизонтальных линий, кривые условно обозначаются дугами. Высота дуги – 5 мм. Кривые, направленные влево по ходу километров, обозначаются выпуклостью вниз, (см. кривые 2 и 4, рис. 22), а кривые, направленные вправо по ходу километров, (см. кривые 1 и 3, рис. 22) − выпуклостью вверх. Внутри каждой кривой выписывают ее элементы − радиус кривой, значение угла поворота и длину кривой (см. рис. 22).

Точки начала и конца кривых переносятся с плана трассы на профиль путем привязки их по расстоянию к ближайшим пикетам.

Далее заполняется графа «Километры» сетки продольного профиля. Для изображения километрового указателя вниз от линии «План трассы», опускаются перпендикуляры, показывающие положения километров на трассе. Длину перпендикуляра принимают равной 35 мм, нижние 5 мм их которых будут служить диаметром окружности, правую половину которой при оформлении закрашивают черным цветом.

Значения километров подписываются цифрами высотой 4 мм ниже кружка.

Поскольку масштаб карты 1: 50000, километровые знаки должны быть расставлены через каждые 20 мм.

После переноса на миллиметровую бумагу линии поверхности земли по трассе и схематического плана линии приступают к проектированию продольного профиля, в процессе которого должны быть выполнены требования, обеспечивающие:

· безопасность, плавность и бесперебойность движения поездов;

· высокие эксплуатационные и строительные показатели;

· экономическую обоснованность, принимаемых проектных решений.

Проектная линия продольного профиля наноситься исходя из условия минимизации объема земляных работ (примерное равенство объемов насыпей и выемок) и обеспечения достаточной (2 − 3 м) высоты насыпей в местах пересечения пониженных участков местности, где будут размещены водопропускные сооружения (рис. 23).

	Ось водопропускного сооружения - необходимо обеспечить насыпь высотой не менее 2 – 3 м   Линия земли

 

Рис. 23. Места размещения водопропускных сооружений

Крутизна элементов продольного профиля не должна превышать руководящего уклона. В рассматриваемом примере руководящий уклон, i_р = 10‰ (см. Исходные данные).

Крутизну руководящего уклона на кривых (в плане) участках пути следует уменьшать на величину, эквивалентную дополнительному сопротивлению от кривой, которая определяется по формуле:

	(4)
где	R	–	радиус круговой кривой.

 

На участках наряженного хода (уклон местности – линии земли – не менее руководящего) проектная линия укладывается элементами максимальной крутизны.

На участке вольного хода проектная линия продольного профиля наносится из условия обеспечения минимума объема земляных работ, достаточности высоты насыпи по оси водопропускного сооружения.

Длина элементов профиля, если это не приводит к значительному увеличению объемов земляных работ, должна быть по возможности не менее половины полезной длины приемо-отправочных путей. Для рассматриваемого примера l_по= 850 м (см. Исходные данные), следовательно, рекомендуется длину элемента продольного профиля принимать не менее 425 м.

Каждый перелом продольного профиля (место сопряжения двух соседних элементов разной крутизны) характеризуется алгебраической разностью уклонов Δi. Алгебраическая разность уклонов смежных элементов определяется по формуле:

,	(5)
где	in-1	–	уклон предыдущего элемента;
	in	–	уклон последующего элемента.

 

Следует помнить, что уклоны элементов, ведущие на подъем – положительные, а на спуск – отрицательные.

На рис. 24 приведены примеры различных случаев взаимного расположения соседних элементов продольного профиля и определена алгебраическая разность уклонов в точке их сопряжения.

 

 

а) ‰ ;

б) ‰ ;

в) ‰ ;

г) ‰ .

 

Рис. 24. Примеры определения алгебраической разности уклонов.

 

Алгебраическая разность уклонов смежных элементов не должна превышать нормативных значений, которые бывают рекомендуемые и допускаемые. Допускаемые нормы разрешается применять лишь на участках пути, где скорости поездов в обоих направлениях близки к минимальным расчетным и где отсутствуют тормозные спуски, т.е. на возвышениях профиля (горбах), ограниченных затяжными подъемами с обеих сторон. В остальных случаях применяют рекомендуемые нормы.

Нормативные значения для случая, рассматриваемого в курсовой работе (линия ΙΙ категории, полезная длина приемо-отправочных путей l_по= 850 м) приведены в табл. 5.

Таблица 5

Наименование показателя	Рекомендуемые нормы	Допускаемые нормы
Наибольшая алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля	Δi р = 8 ‰	Δi д = 13‰
Наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны	lmin р = 200 м;	lmin д = 200

 

При алгебраической разности уклонов, превышающий нормативные значения, смежные элементы следует сопрягать с помощью разделительных площадок или (и) элементов переходной крутизны (рис. 25).

 

Рис. 25. Разделительные площадки и элементы переходной крутизны

Вертикальные кривые продольного профиля следует размещать вне переходных кривых плана (рис. 26).

 

 

Рис. 26.Требования к взаимному расположению плана и профиля

 

При этом наименьшее расстояние Т_в, м, от переломов продольного профиля до начала или конца переходных кривых следует определять по формуле

	(6)
где	Δi	–	алгебраическая разность уклонов на переломе профиля, ‰;
	Rв	–	радиус кривой в вертикальной плоскости, в курсовой работе принимается Rв = 10000 м.

При этом минимальное расстояние от перелома профиля до начала круговой кривой (см. рис.26) не должна быть менее, м:

(7)

Продольный профиль в выемках длиной более 400 м следует проектировать уклонами одного знака (либо в виде подъема, либо в виде спуска) или уклонами выпуклого очертания (см. рис.27). При этом крутизну уклонов следует принимать не менее 2 ‰.

а) б)

 

 

в)

 

	i ³ 2¸4 ‰

 

Рис .27. Продольный профиль в выемках протяженностью более 400 м

а, б - элемент с уклоном 0 ‰ имеет протяженность менее 400м; в - элемент с уклоном 0 ‰ отсутствует

 

Продольный профиль железнодорожных линий в снегозаносимых районах следует по возможности проектировать в виде насыпей, высота которых зависит от расчетная годовая толщина снежного покрова в районе проектирования. В курсовой работе в качестве расчетной принимается высота насыпи =1 м.

После нанесения проектной линии продольного профиля (рис. 28) заполняется графа «Проектные уклоны» сетки продольного профиля. В первую очередь следует прочертить вертикальные перегородки, которые делят графу на узкие прямоугольники и обозначают места переломов проектной линии.

 

Внутри каждого прямоугольника проводят диагональ: из верхнего левого угла в нижний правый, если уклон отрицательный (линия идет на понижение); или из нижнего левого в верхний правый (если уклон положительный).

На горизонтальных отрезках трассы посередине графы проводят горизонтальную черту.

Над диагональю или горизонтальной чертой указывают значение проектного уклона в тысячных, а под ней − длину элемента в метрах, на которое этот уклон распространяется.

Длина элемента (длина его проекции на ось абцисс) определяется по миллиметровке с точностью до 50 м (в 1 мм – 50 м).

Уклоны элементов продольного профиля предварительно подбираются и устанавливаются по величине графически.

Уклон элемента, выраженный в тысячных, − это отношение разности отметок по концам элемента профиля в метрах к длине в километрах:

	(8)
где	Нn	–	отметка проектной линии в начале элемента, м;
	Нn+1	–	отметка проектной линии в конце элемента, м;
	i	–	уклон элемента профиля, ‰;
	l	–	длина элемента профиля, км.

 

Из этого следует, что уклон элемента длиной 1 км (в масштабе карты 1 км = 2 см) в тысячных (‰) можно определить, подсчитав количество миллиметров превышения (в масштабе вертикальном продольного профиля 1 мм = 1 м). На рис. 29 изображен элемент, уклон которого равен 9‰.

 

 

Рис. 29. Изображение элемента уклоном 9‰ на миллиметровке

 

Для определения уклона какого-либо элемента продольного профиля следует с помощью треугольника и линейки построить треугольник подобный рассматриваемому с катетом 2 см, что в масштабе карты соответствует 1 км (рис. 30).

 

Рис. 30. Графическое определение величины уклона изображенного элемента

 

Продольный профиль проектируется уклонами, округленными до целых тысячных и только при совпадении руководящего уклона с кривой величина его указывается с точностью до 0,1 тысячной.

В соответствии с полученными уклонами и длинами элементов подсчитываются проектные отметки переломов профиля, которые заносятся в графу «Проектные отметки» сетки продольного профиля.

Начальная отметка, соответствующая оси станции, принимается графически с чертежа. Все последующие отметки вычисляются аналитически с точностью до 0,01 м по формуле, м,

	(9)
где	Нn	–	отметка проектной линии в начале элемента, м;
	Нn+1	–	отметка проектной линии в конце элемента, м;
	i	–	уклон элемента профиля, ‰;
	l	–	длина элемента профиля, км;

 

Вычисленные отметки сличают с наколкой переломов, полученных графически. В случае значительного расхождений (более 0,5 мм) проверяются и, если необходимо, изменяют либо уклон, либо длину элемента до совпадения вычисленной отметки с графической.

Далее рассчитывают рабочие отметки. Рабочие отметки представляют собой разницу между проектными отметками и отметками земли, т.е. они указывают высоту насыпи (если проектная линия идет выше поверхности земли) или глубину выемки (когда проектная линия ниже).

 

Их подсчет необходим, как правило, во всех точках перелома и линии земли, и проектной линии (точность подсчета - 0,01 м). При необходимости дополнительные отметки земли определяются интерполяцией или снимаются с карты в горизонталях.

Выписывают рабочие отметки на профиле для насыпи – над проектной линией, а для выемок – под ней, на расстоянии 1 см.

На продольном профиле также указывают места расположения водопропускных сооружений. В главе 6 изложена методика определения мест размещения и размеров водопропускных сооружений.

Окончательно оформленный продольный профиль приведен на рис. 31.