Как найти средний уклон пути

Элементы продольного профиля трассы. Классификация уклонов. Сопряжение элементов продольного профиля.

Продольный профиль жд характеризуется крутизной, длинной и способами сопряжения смежных (соседних) элементов в точках их пересечения.

Крутизна элемента определяется его уклоном i, т.е. тангенсом угла наклона a элемента к горизонту. tga = 0.009 –> i = 9 ‰ –> 9 м на 1 км.

Точку сопряжения двух смежных элементов продольного профиля называют «перелом профиля». Перелом характеризуется алгебраической разностью сопрягаемых уклонов Δi = i₂-i₁ – разность уклонов.

Длину элемента профиля отождествляют с её проекцией на горизонтальную плоскость; при относительно малой крутизне уклонов продольного профиля, применяемых на жд, допускаемая при этом погрешность незначительна.

Классификация уклонов:

1. Ограничивающий уклон – это уклон, который ограничивает max крутизну элементов продольного профиля

2. Уклоны проектирования – это уклоны, которые оказывают влияние на баланс энергии движущегося поезда (режим движения поезда)

F_к(р) – расчётная сила тяги;

P – масса локомотива;

Q – масса состава вагонов:

w₀’ и w₀’’ – основные удельные сопротивления соответственно локомотива и вагонного состава

Уклон усиленной тяги – iус (уклон кратной тяги – iкр) – это уклон крче руководящего, в общем случае неограниченной протяжённости, преодолеваемый поездом расчётной массы с расчётной скоростью с 2-мя или несколькими локомотивами.

n – число локомотивов

max усиленный уклон

в 2 раза больше руководящего

Уравновешенный уклон – iур – это уклон круче руководящего в общем случае неограниченной протяжённости, применяемый в «негрузовом» направлении при ярковыраженной неравномерности перевозок по направлениям

Qобр – масса поезда в обратном направлении

Инерционный уклон – i_j – это уклон круче руководящего ограниченной протяжённостью, преодолеваемой поездом расчётной массы не только за счёт силы тяги, но и за счёт запаса кинетической энергии, накопленной поездом на предыдущем участке

Вредные уклоны – это уклоны, требующие торможения (что бы не превысить max допустимую скорость на спуске)

Предельный безвредный уклон примерно равен основному сопротивлению поезда в режиме холостого хода (w_ох) ≈ 1,5 – 2,5 ‰

Средний уклон – iср – уклон, определяемый между двумя точками на профиле без учёта отметок промежуточных точек (в тяговых расчётах он называется спрямлённым уклоном)

Эквивалентный уклон – iэк – уклон, численно равный сопротивлению от кривой

Приведенный уклон – iк – представляет собой алгебраическую сумму действительного и эквивалентного уклонов

i_к = ±i_д + i_эк

Источник

При проектировании высокоскорос-тных специализированных магистра-лей для движе­ния пассажирских поездов со скоростями 300 км/ч и более стремятся По-возможности уменьшить число кривых участков пути, а при необходимости устройс-тва смежных кривых назначают пря-мые вставки протяженно­стью 300-200 м между началами переходных кривых.

8.Продольный профиль железных дорог на перегоне. Элементы продольного профиля.

Продольный профиль железной доро­ги представляет собой развернутую на плоскость вертикальную цилиндриче­скую поверхность, проходящую через трассу. Изображение трассы на этой раз­вертке называется проектной линией продольного профиля. Кроме того, на продольном профиле изображается ли­ния поверхности земли, указываются ха­рактеристики грунтов, искусственные и другие линейные сооружения. На пере­устраиваемых железных дорогах на про­дольном профиле наносится линия в уровне существующей головки рельса (на криволинейных участках пути — внутреннего рельса) и проектная линия в уровне проектируемой головки рель­са. Проектная линия состоит из прямо­линейных элементов, горизонтальных либо наклоненных под различным уг­лом к горизонту и в необходимых слу­чаях сопрягаемых в местах их пересече­ния кривыми. Элементы про­ектной линии продольного профиля кратко называют элементами продоль­ного профиля.

План трассы — это проекция трассы на Элементы продольного профиля и плана (включая прямо- и криволиней­ные участки) иногда называют элемента­ми трассы. Они определяют строитель­ные и эксплуатационные характеристики железной Дороги. Чем меньше дли­на и круче уклоны элементов профиля, чем чаще изменяется направление пря­мых в плане и меньше радиусы сопряга­ющих их кривых, тем меньше может быть объем земляных работ при со­оружении железной дороги и ее стро­ительная стоимость. Но при этом могут ухудшиться эксплуатационные показа­тели трассы: возрастут время хода по­ездов, расход электрической энергии или топлива.

Продольный профиль и план желез­ной дороги должны обеспечивать безо­пасность движения поездов установлен­ной массы с наибольшими допустимыми скоростями, т. е. должны быть исключе­ны возможность схода подвижного со­става с рельсов и разрывы сцепных при­боров в движущихся поездах.

9. Классификация уклонов продольного профиля. Руководящий уклон.

Уклоны элемен­тов продольного профиля на железных дорогах измеряются в промилле (°/оо). В практике проектирования и эксплуа­тации дорог эту единицу называют «ты­сячная». Величина уклона в тысячных представляет собой отношение разности отметок по концам элемента профиля в метрах к горизонтальной проекции его длины в километрах. Иначе — уклон элемента i в тысячных выражает тангенс угла наклона а элемента профиля к го­ризонту: i = 10 3 tg a.

При проектировании железных дорог различают ограничивающие уклоны, оп­ределяющие наибольшую допускаемую крутизну элементов профиля: руководя­щий уклон /_р, уравновешенный уклон j_yp, уклон усиленной тяги i_y, инерцион­ный уклон 1_ИН. Спуски подразделяют на вредные t_B и безвредные t_CB. Кроме того, в расчетах используют средний уклон t_cp; уклон, эквивалентный дополни­тельному соп-ротивлению от кривой i_эк; приведенный уклон.

Руководящий уклон. Руководящим уклоном tp называется наибольший ук­лон неограниченного протяжения, на ко­тором при движении на подъем грузово­го поезда расчетной массы с принятым на данной линии типом локомотива (одно-, двух- или многосекционным) скорость поезда устанавливается равной расчет­ной для данного типа локомотива.

От крутизны руководящего уклона зависят длина линии, объемы строитель­ных работ и эксплуатационные показа­тели. Чем круче руководящий уклон, тем короче может быть трасса железной дороги на участках преодоления высот­ных препятствий а следова­тельно, меньше строительная стоимость дороги.

При данных типе и числе секций ло­комотива величина i_p определяет массу состава Q. Если мас­са состава на проектируемой линии ус­танавливается по условиям унификации с массой состава на линиях примыкания, то от величины руководящего уклона за­висит потребная суммарная мощность секций локомотива и их расчетная сила тяги F_К(р).то

Руководящий уклон выбирается при проектировании железной дороги с уче­том рельефа района проектирования и размеров перевозок во взаимосвязи с выбором типа локомотива и полезной длины приемо-отправочных путей, ко­торая определяет наибольшую возмож­ную массу состава при соответствующей погонной массе вагонов, а также в увяз­ке с нормами массы составов, длиной приемо-отправочных путей и руководя­щими уклонами примыкающих желез­ных дорог.

Наименьшее значение руководящего уклона определяется условием тро-гания с места поездов расчетной массы на остановочных пунктах. При очень поло­гом руководящем уклоне масса состава Q по условию равномерного движения на руководящем подъеме могла бы превы­сить наибольшую массу состава Q_Tp по условию трогания с места, что недопу­стимо. Обязательно должно быть соблю­дено условие Q 3 tg a.

При проектировании железных дорог различают ограничивающие уклоны, оп­ределяющие наибольшую допускаемую крутизну элементов профиля: руководя­щий уклон /_р, уравновешенный уклон j_yp, уклон усиленной тяги i_y, инерцион­ный уклон 1_ИН. Спуски подразделяют на вредные t_B и безвредные t_CB. Кроме того, в расчетах используют средний уклон t_cp; уклон, эквивалентный дополни­тельному соп-ротивлению от кривой i_эк; приведенный уклон.

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Проектирование продольного профиля ждп

Элементы продольного профиля

Продольным профилем называется проекция трассы на вертикальную цилиндрическую поверхность.

1. Уклон элемента – ;

3. Способы сопряжения элементов профиля.

Крутизна элемента определяется его уклоном, т.е. tg угла наклона к горизонту

Длина элемента продольного профиля измеряется между двумя соседними точками перелома профиля по горизонтальной проекции;

Алгебраическая разность сопрягаемых уклонов –

Классификация уклонов продольного профиля:

Различают две группы уклонов продольного профиля:

Руководящие уклоны ;

Уклон кратной или усиленной тяги ;

Уравновешенный уклон ;

Инерционный уклон ;

2. Уклоны проектирования:

Вредный, безвредный, предельно-безвредный;

Эквивалентный уклон

Приведенный уклон

Спрямленный уклон .

Руководящий уклон

Руководящий уклон – называют бесконечный подъем по которому поезд расчетной массы может двигаться сколь угодно долго с расчётно-минимальной скоростью.

, тонн

, тонн

Где — расчетная сила тяги локомотива;

— вес локомотива;

= — руководящий уклон;

, — основное сопротивление движения состава и локомотива, зависит от скорости;

— вес поезда по максимальной силе тяги;

Руководящий уклон зависит от топографической местности, от расчетных размеров перевозок, от вида тяги и типа локомотива, веса грузового поезда и от полезной длины приемоотправочных путей, от линий примыкания.

При всех недостатках руководящий уклон имеет положительный момент связанный с уменьшением объема строительных работ, уменьшения строительной стоимости, сокращения длины линии. Как недостаток – увеличиваются эксплуатационные расходы.

Уклон кратной или усиленной тяги

Это уклон, круче руководящего преодолеваемый за счет постановки в состав дополнительных локомотивов той же серии, что и основной локомотив (тяга будет уже называться кратной) или другой серии (усиленная тяга).

Уклон кратной тяги применяется с целью преодоления высотных препятствий.

Уравновешенный уклон

Уравновешенным уклоном называют уклон круче руководящего используемый на линиях с устойчивой во времени и ярко выраженной неравномерностью перевозок по направлениям.

Достоинства – сокращение длины линии, уменьшаемые объемы земляных работ. Рост эксплуатационных расходов.

Инерционный уклон

Это уклон круче руководящего, используемый для преодоления значительных подъемов за счет сил тяги локомотива и кинетической энергии поезда накопленной на подходных участках.

Уклоны проектирования

Спуски на которых применяется торможение, приводящее к потере кинетической энергии поезда, а так же к значительному износу ПС и элементов пути называется вредным.

Безвредными уклонами называются уклоны с небольшими спусками, на котором скорость не достигает конструктивной и торможение не применяется. Одно и тоже значение уклона может быть вредным, а может быть и безвредным.

Предельно-безвредный уклон определяется по условию равномерного движения поезда на спуск с максимальной скоростью, когда сопротивление от уклона уравновешивается основным сопротивлением поезда в режиме холостого хода (х/х)

Эквивалентный уклон это уклон, величина которого соответствует дополнительному сопротивлению от кривой.

Приведенный уклон – это сумма действительного и эквивалентного уклонов

, ‰

Спрямленный уклон – это средний уклон на профиле определенный без учета промежуточных точек.

Источник

Методика определения расчетных уклонов

В практических расчетах чаще всего допускаются ошибки именно при определении расчетного уклона пути (части пути), на котором располагается закрепляемый подвижной состав. Сложность расчетов определяется большим разнообразием сочетаний участков пути с различными уклонами.

Можно выделить четыре вида профиля:

Монотонный профиль (рис.4.1.), когда, начиная с наивысшей точки профиля пути, расположенной в одной его стороне, все последующие точки перелома профиля будут располагаться ниже нее. При этом ни одна промежуточная точка перелома профиля не опускается ниже крайней точки в другом конце пути, либо больше ординаты точки в начале пути.

Рис.4.1. Монотонный профиль

Пилообразный (ломаный) профиль (рис.4.2.), когда отрезки пути могут иметь направление спуска в разные стороны, но и в этом случае ординаты промежуточных точек перелома профиля не должны быть меньше ординаты, последней точки на другом конце пути, либо больше ординаты точки в начале пути.

Рис.4.2. Пилообразный профиль

Для монотонного и пилообразного профиля средний уклон на всем протяжении пути будет односторонним, т.е. направленным в одну сторону.

Выпуклый «гора» профиль (рис.4.3.), когда хотя бы одна промежуточная точка перелома профиля располагается выше любой крайней точки.

Рис.4.3. Выпуклый профиль

Вогнутый («яма») профиль (рис.4.4.), когда хотя бы одна точка перелома профиля одновременно ниже обеих крайних точек пути.

Рис.4.4. Вогнутый профиль

Для выпуклого профиля спуск каждой части пути от наивысшей точки перелома будет направлен в разные стороны к концам пути (к стрелочным горловинам), а при вогнутом – от концов пути к его средней части (точке или плато – горизонтального элемента).

При определении расчетного уклона пути необходимо учесть два фактора:

— состав (группа вагонов) занимает всю полезную длину пути;

— состав (группа вагонов) занимает часть пути;

В первом случае достаточно определить приведенный уклон всего пути и этот уклон использовать для расчета нормы закрепления именно таких составов, т.е. занимающих всю полезную длину пути.

Во втором случае обязательным является два расчета приведенного уклона с обоих концов пути и именно той его части, которую занимает рассматриваемый состав (группа вагонов). В этом случае приведенный уклон, рассчитанный для всей полезной длины пути, не может быть использован для расчета нормы закрепления состава (группы вагонов), не занимающего всю длину пути.

Покажем это на примере. В общем виде средний (приведенный) уклон пути (части пути), ‰, можно рассчитать по формуле

, (8)

где — сумма произведений значения уклона элемента пути в ‰ на соответствующую длину, м; — длина пути, для которой рассчитывается средний уклон, включая элементы с нулевым уклоном, м.

Уклоны элементов профиля могут быть направлены в противоположные стороны. Тогда в расчетной формуле уклоны одного направления записываются со знаком плюс, а другого – со знаком минус. Расчет среднего уклона для всей длины пути приведен на рис.4.5.

Итоговое значение среднего уклона может оказаться со знаком минус (-). Это указывает лишь на направление спуска, а расчет числа тормозных башмаков необходимо производить по модулю полученной величины среднего уклона.

При расчете числа тормозных башмаков в данном случае значением среднего уклона, равным 1,12 ‰ можно пользоваться, только если состав занимает всю длину пути.

Если же группа вагонов занимает не всю длину пути, то средний уклон соответствующей части пути может оказаться отличным от среднего уклона, рассчитанного для всей длины пути.

Так на участке в левой части пути протяженностью 300 м. средний уклон будет ‰, а на участке такой же длины в правой части пути

‰.

Тогда одним тормозным башмаком можно удержать на уклоне 1,12‰ оси; на уклоне 3,15‰ (в левой части пути) оси; на уклоне 1,70‰ (в правой части пути) осей.

Двойной расчет среднего уклона части пути необходимо производить и в случаях, когда группа вагонов, подлежащих закреплению, занимает более половины полезной длины пути. Например, на пути, приведенном на рис.4.5. необходимо закрепить тормозными башмаками группу вагонов из 220 осей. Длина такого состава будет м. Здесь 3,5 – длина вагона, приходящаяся на одну ось ( ). Тогда при расположении вагонов от точки 1 средний уклон части пути, занимаемого этим составом будет

‰а при расположении вагонов от точки 8

‰

Величина уклона отличается более чем в 2,5 раза, и это обстоятельство потребует разного числа тормозных башмаков для закрепления одного и того же количества осей на одном и том же пути, но расположенных на различных его частях.

Определять средний уклон для всей полезной длины пути и рассчитывать по нему соответствующую норму закрепления подвижного состава при полном занятии пути вагонами можно только для монотонного и пилообразного видов профиля. Для выпуклого и вогнутого видов профиля необходимо определять средний уклон каждой отдельной части пути, расположенной от наивысшей точки перелома до концов пути при выпуклом и от концов пути до низшей точки перелома при вогнутом виде профиля. При этом на каждой части пути этих видов профиля его элементы могут иметь монотонный или пилообразный характер.

Средний уклон указанных частей пути при выпуклом виде профиля может использоваться для расчета числа тормозных башмаков только в том случае, если вагоны расположены на всей длине соответствующей части пути. Если же вагоны занимают не всю длину части пути от верхней (нижней) части перелома профиля до концов пути, то расчет числа тормозных башмаков необходимо производить по среднему уклону части пути, фактически занимаемой вагонами или по отдельным элементам пути, как это будет показано далее.

Для вогнутого вида профиля требуется также рассчитывать средний уклон для всей полезной длины пути для того, чтобы определить необходимость дополнительной укладки одного тормозного башмака со стороны противоположной спуску (при малых уклонах).

4.3.4. Методика расчета норм закрепления при различных видах профиля

В поездной и маневровой работе должны выполняться следующие условия:

а) поезд, прибывший на станцию, должен остановиться так, чтобы локомотив находился непосредственно у границы полезной длины пути (выходного (маршрутного) светофора, предельного столбика, изолирующего стыка), и расстояние от этой границы до первого вагона было не более длины поездного локомотива, так как именно от этой точки начинается расчет среднего уклона и нормы закрепления этого состава поезда;

б) состав поезда, выставленного для последующего отправления, должен устанавливаться от границы полезной длины пути на расстоянии не более длины поездного локомотива;

в) при маневрах вагоны должны оставляться непосредственно у границы полезной длины пути в той его стороне, где работает маневровый локомотив. При прицепке дополнительных вагонов группа должна осаживаться так, чтобы последний оставляемый на пути вагон находился у границы полезной длины пути;

г) в случаях прибытия на станцию поезда, не вмещающегося в границах полезной длины пути (длинносоставного, повышенной длины) средний уклон должен рассчитываться с учетом занятия этим составом части стрелочной горловины станции.

Вышеназванные требования должны быть установлены соответствующими нормативными документами (приказами Н, НОД) приведены в ТРА станции и строго выполняться.

При производстве расчета норм закрепления возникают ситуации, когда неизвестна величина среднего уклона пути или его части, на которой располагаются закрепляемые вагоны. В таких случаях необходимо определять величину уклона. Для этого основные формулы преобразовываются и приводятся к виду:

При расчетах появляется необходимость определить протяженность части элемента профиля пути, на котором размещается точка перехода уклона через 1,0‰ и 0,5‰. Для этого можно пользоваться формулами, преобразованными из формулы (8), приведенной в п.4.3.3.

Если уклон элемента, на котором располагается точка перехода имеет направление уклона, противоположное уклону предшествующей части пути, то при переходе уклона через 1,0‰ искомая протяженность элемента составит величину, м

(11)

а при переходе через 0,5‰

(12)

Покажем это на примере профиля, изображенного на рисунке 4.8.

.

Приравняв , получим

Аналогично и для случая 0,5‰.

Если же уклон элемента, на котором размещается точка перехода, имеет уклон одного и того же направления, что и уклон предшествующей части пути, формулы для определения величины примут следующий вид:

— при переходе через 1,0‰

(13)

— при переходе через 0,5‰

(14)

из того же профиля (рис.4.8.) при переходе уклона через 1,0‰ на элементе 4 будем иметь

В формулах 9-14: — число тормозных башмаков; — количество закрепляемых осей; — часть элемента профиля пути от его начала до точки перехода уклона через 1,0‰ или 0,5‰; — протяженность предшествующей части пути от расчетной точки (А или В) до начала элемента с искомой точкой, м; — средний уклон предшествующей части пути, ‰; — уклон рассматриваемого элемента профиля пути, ‰.

Средний уклон пути (части), ‰, от расчетной точки (А или Б) до точки перехода величины уклона через 1,0‰ или 0,5‰ можно определить по формуле

(15)

Все дальнейшие расчеты приведены с учетом использования приведенных выше формул.

С целью упрощения расчетов можно составить вспомогательную таблицу, позволяющую для характерных значений среднего уклона пути определять для одного, двух и трех тормозных башмаков предельное число осей, которое они могут надежно удержать на месте закрепления (табл.4.2). Для уклонов от 0 до 0,5 включительно закрепление производится без расчета числа Т.б.

Количество осей, надежно удерживаемых одним, двумя, тремя тормозными башмаками

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.016 сек.)

Источник