Элементы профиля железных дорог

Продольным профилем линииназывают вертикальный разрез по продольной оси железнодорожного пути, развернутый на плоскость. Продольный профиль состоит из сочетаний элементов, не имеющих уклона – площадок и имеющих уклоны различной крутизны. Крутизна уклонов iпредставляет собой отношение разности отметок hпроектируемой линии в начале и в конце элемента к горизонтальному положению этого элемента, т. е. это тангенс угла наклона этого элемента к горизонту (рисунок 1).

Обычно величину уклона выражают в тысячных, ‰. При движении в сторону увеличения высоты уклон называют подъемом, а в обратную — спуском. Точку встречи различных элементов называют переломом профиля. Расстояние между смежными переломами профиля определяет длину элемента профиля.

Различают уклоны продольного профиля - ограничивающие уклоны и уклоны проектирования.

Ограничивающие уклоны:

руководящий уклон,

уравновешенный,

уклон кратной тяги,

инерционный

Уклоны проектирования:

вредный,

безвредный,

средний,

эквивалентный сопротивлению от кривой,

приведенный (фиктивный).

В соответствии с тяговыми расчетами, величина руководящего уклона, тип локомотива и вагонов и весовая норма (расчетный вес состава) взаимосвязаны в соответствии с формулой

где— расчетная сила тяги локомотива при расчетно-минимальной скорости движения, кг;

Р — расчетный вес локомотива, т;

w₀ — средневзвешенное основное удельное сопротивление движению поезда, кг/т;

i — руководящий уклон (подъем), °/оо

Величина руководящего уклона соединительного пути зависит от ряда факторов и выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от значения проектируемой линии, размеров и динамики роста перевозок, топографических условий района проектирования, от условий унификации весовых норм на новой и существующей линиях, к которым примыкает проектируемая дорога.

Величина руководящего уклона (для каждого соединительного пути) в зависимости от расчетной массы поездов, рода и кратности тяги, типа локомотива должна выбираться на основании тяговых и технико-экономических расчетов в соответствии с объемом перевозок, топографическими условиями и не должна превышать для поездов (подач) с включенными тормозными средствами вагонов 30 ‰ .

В трудных и особо трудных условиях при соответствующем обосновании на соединительных путях II и III категорий, на путях карьеров и лесовозных ветках допускается применять руководящий уклон 40 ‰ , при использовании тяговых агрегатов — свыше 40, но не круче 60 ‰ .

Предусматривать движение подвижного состава других типов на участках путей с уклоном свыше 40 до 60 ‰ допускается только при достаточном тяговом и тормозном их обеспечении, определяемом тяговыми и тормозными расчетами.

Для путей с резко выраженным и устойчивым в перспективе различием размеров грузопотоков по направлениям движения при соответствующем обосновании допускается применение различных руководящих уклонов по направлениям.

Наибольшая крутизна спусков должна обеспечивать возможность остановки состава имеющимися на нем тормозными средствами, включая средства локомотива и вагонов прикрытия в пределах тормозного пути.

Крутизну руководящего уклона на кривых участках пути следует уменьшать на величину, эквивалентную дополнительному сопротивлению
от кривой.

При проектировании вторых и реконструкции существующих путей необходимо сохранять руководящий уклон существующего пути. Целесообразность его смягчения следует обосновывать в
проекте.

Пути для перевозки горячих грузов металлургических производств следует располагать на горизонтальной площадке. В трудных условиях допускается применение продольных уклонов до 2,5 ‰ на путях для перевозки жидкого чугуна, стали, горячих слитков и изложниц и до 10 ‰ на путях для перевозки жидкого шлака и шихтовых материалов в мульдах и коробах на тележках, в особо трудных условиях при реконструкции путей — соответственно 4 и 15 ‰.

Величина продольного уклона путей, предназначенных для перевозки жидкого чугуна и шлака в ковшах, оборудованных автотормозами, устанавливается расчетом и не должна превышать 10 ‰ на путях для перевозки жидкого чугуна и 15 ‰ — для перевозки шлака. На путях, предназначенных только для перевозки жидкого чугуна в чугуновозах миксерного типа, продольный уклон определяется в соответствии с техническими характеристиками обращающихся локомотивов и миксеровозов на основе тяговых расчетов.

В особо трудных условиях на реконструируемых путях для перевозки горячего чушкового чугуна, охлажденных слитков в специально оборудованных вагонах допускается продольный уклон оставлять без изменения, но не более 15 ‰.

Крутизна спусков в пределах подходов к погрузочно-разгрузочным фронтам при движении поезда (подачи) вагонами вперед с выключенными тормозными средствами вагонов определяется тяговыми расчетами исходя из заданных массы поезда и типа локомотива. При этом должна быть обеспечена остановка вагонов тормозными средствами локомотива перед фронтом при скорости движения в начале торможения 25 км/ч. В трудных условиях допускается скорость в начале торможения принимать 15 км/ч, а в особо трудных — 10 км/ч.

Продольный профиль пути следует проектировать элементами возможно большей длины и не менее половины длины поезда или подач (но не менее 100 м). В трудных условиях и в случаях обращения поездов и подач массой менее 500 т длину элементов продольного профиля на путях II и III категорий допускается уменьшать до 50 м.

Смежные прямолинейные элементы продольного профиля соединительных путей при алгебраической разности сопрягаемых уклонов:
свыше 6 ‰ для путей I категории, свыше 8 ‰для путей II категории и свыше 10 ‰ для путей III категории, следует сопрягать в вертикальной плоскости кривыми радиусом не менее 2000, 1000 и 500 м соответственно.

Смежные элементы продольного профиля путей, предназначенных для перевозки горячих грузов, при алгебраической разности смежных уклонов более 5 ‰ следует сопрягать вертикальными кривыми радиусом не менее 1000 м.

При расположении на соединительных путях стрелочных переводов радиус вертикальной кривой следует принимать не менее 2000 м независимо от категории путей.

Предельно допускаемые значения алгебраической разности смежных элементов продольного профиля, сопрягаемых посредством кривой, следует принимать по таблице 1.

Таблица 1 - Предельно допускаемые значения алгебраической разности смежных элементов продольного профиля

При использовании таблицы 1, приведенные предельные значения норм, допускаемые в особо трудных условиях, размещены после черты, кроме того, для промежуточных значений массы поезда и радиусов кривых алгебраическая разность сопрягаемых уклонов определяется интерполяцией.

Смежные элементы продольного профиля, алгебраическая разность уклонов которых превышает указанную в таблице 1, следует сопрягать посредством разделительных площадок или элементов переходной крутизны длиной не менее указанной в таблице 2.

Твблица 2 – Длина разделительных площадок или элементов переходной крутизны

В выемках длиной более 400 м, а также в выемках, устраиваемых в вечномерзлых грунтах, независимо от длины должны предусматриваться встречные уклоны, образующие выпуклый профиль крутизной соответственно 2 и 4 %о.

В обоснованных случаях (при необходимости обеспечения заданной отметки в определенной точке трассы, сокращения объемов земляных работ и т.д.) смежные прямолинейные элементы продольного профиля вместо плавной вертикальной кривой допускается сопрягать двумя и более элементами криволинейного профиля постоянной или переменной кривизны.

Длина элементов криволинейного профиля должна быть не менее 25 м, а алгебраическая разность смежных уклонов — не более 2 ‰.

Точки переломов продольного профиля соединительных путей следует располагать вне переходных кривых на расстоянии от их концов, а также от концов круговых кривых (если переходные кривые не устраиваются), от концов пролетных строений мостов и путепроводов с безбалластными пролетными строениями не менее чем на величину Т, м, определяемую по формуле

где Ро — радиус вертикальной кривой, м;

Δi — алгебраическая разность сопрягаемых уклонов, ‰.

В случаях, когда соблюдение изложенных требований связано с существенным увеличением объема земляных работ, а также при смягчении подъема на кривых участках пути переломы продольного профиля допускается располагать независимо от плана пути.

Начало или конец вертикальной кривой должны быть удалены от ворот здания или от начала грузового фронта (фронта подачи) не менее чем на длину наиболее длинного вагона, подаваемого под грузовую операцию.