Материал: VSM_1_Marush

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

"Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I"

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Кафедра "Изыскания и проектирование железных дорог"

Задача №1

по дисциплине "Проектирование высокоскоростных магистралей"

на тему: "Определение возвышения наружного рельса в кривой с учетом смешанного движения поездов"

Вариант 12

выполнила студентка Марушевская Н.С.

подпись, дата

Факультет Транспортное строительство V - СЖД – 204

Проверил Н.С. Бушуев

подпись, дата

Санкт-Петербург

2016

Приложение к СТУ

Методика определения возвышения наружного рельса в кривых с учётом смешанного движения поездов

(при проектировании ВСМ «Москва – Казань»)

Исходные данные:

Скорость движения поездов

V_{max (в/с)} = 340 км/ч

V_{max (ск )} = 226 км/ч

V_{max (гр)} = 226 км/ч

Размеры движения

n_в/с = 17 п/сут

n_ск = 8 п/сут

n_гр = 18 п/сут

Нормы массы поездов

Q_в/с = 1000 т

Q_ск = 1200 т

Q_гр = 1500 т

Нормы непогашенного поперечного ускорения

а_в/с = +0,52 м/с²

а_ск = +0,7 м/с²

а_гр = -0,3 м/с²

а_гр = -0,6 м/с²

1. Определяется потребный минимальный радиус R для трассирования из условия обеспечения максимальных скоростей всех категорий поездов при условии соблюдения норм ускорений: горизонтальных положительных (для высокоскоростных и скоростных пассажирских поездов) и горизонтальных отрицательных (для грузовых контейнерных поездов):

где _Vmax(в/с),_Vmax(гр) – максимальные скорости движения соответственно высокоскоростных пассажирских и грузовых контейнерных поездов, км/ч;

_{анп(в/с) –} норма непогашенного горизонтального ускорения для высокоскоростного пассажирского поезда, м/с2;

_агр–норма отрицательного горизонтального ускорения для грузовых контейнерных поездов, м/с2.

Формула (1) получена из известного условия (2) ограничения горизонтальных ускорений с целью обеспечения комфортабельности езды пассажиров, сохранности грузов и предупреждения чрезмерного воздействия подвижного состава на внутреннюю рельсовую нить.

где Vmax – максимальная скорость движения поезда в пределах рассматриваемой кривой, км/ч;

h – возвышение наружного рельса, мм;

g- ускорение свободного падения, м/с2;

S - расстояние между осями рельсов, мм, равное 1600 мм.

2. После трассирования выполняются тяговые расчёты и проверяется или подтверждается возможность реализации максимальных скоростей (высокоскоростного – 340 км/ч, скоростного – 226 км/ч и грузового – 226 км/ч) в пределах рассматриваемой кривой.

3. При подтверждении возможности реализации максимальных скоростей, определяются:

1. возвышение наружного рельса по формулам:

Не подходит, поэтому увеличиваем R до 6500 м.

К дальнейшему расчёту принимается h=140 мм.

где а^н_нп(в/с) – норма непогашенного горизонтального ускорения для высокоскоростного поезда, м/с², принимаемая по СТУ;

а^н_гр - норма отрицательного горизонтального ускорения для грузового контейнерного поезда, м/с², принимаемая по СТУ.

2. фактические значения непогашенного и остаточного ускорения

Где а_в/с,а_гр- фактические значения соответственно непогашенного ускорения для высокоскоростных пассажирских поездов и остаточного ускорения – для грузовых контейнерных поездов, м/с3².

4. Одним из важных условий определения параметров круговой кривой является стремление к равномерному износу обеих рельсовых нитей, которое реализуется при примерном равенстве совокупностей центробежных и центростремительных сил, действующих на обращающийся подвижной состав. Известно [3 и др.], что такое примерное равенство обеспечивается при условии, что

где _{hравн –} величина возвышения наружного рельса, обеспечивающая при рассматриваемом поездопотоке равномерное воздействие подвижного состава на обе рельсовые нити;

V_ср – средняя с учетом пропускаемого тоннажа скорость поездопотока, км/ч, намечаемая на расчетный год эксплуатации линии в месте расположения кривой:

где V_i, n_i и Q_i– соответственно скорость, км/ч, количество и масса поездов, т, определенной категории, следующих по рассматриваемой кривой в сутки.

В результате h отличается от h_равн больше чем на 1%

Вывод: в результате h отличается от h_равн на 1%, к дальнейшим расчетам принимается возвышение наружного рельса h=140 мм, радиус кривой R=6500 м.

1. Определяется потребный минимальный радиус R для трассирования из условия обеспечения максимальных скоростей всех категорий поездов при условии соблюдения норм ускорений: горизонтальных положительных (для высокоскоростных и скоростных пассажирских поездов) и горизонтальных отрицательных (для грузовых контейнерных поездов):

где _Vmax(в/с),_Vmax(гр) – максимальные скорости движения соответственно высокоскоростных пассажирских и грузовых контейнерных поездов, км/ч;

_{анп(в/с) –} норма непогашенного горизонтального ускорения для высокоскоростного пассажирского поезда, м/с2;

_агр–норма отрицательного горизонтального ускорения для грузовых контейнерных поездов, м/с2.

Формула (1) получена из известного условия (2) ограничения горизонтальных ускорений с целью обеспечения комфортабельности езды пассажиров, сохранности грузов и предупреждения чрезмерного воздействия подвижного состава на внутреннюю рельсовую нить.

где Vmax – максимальная скорость движения поезда в пределах рассматриваемой кривой, км/ч;

h – возвышение наружного рельса, мм;

g- ускорение свободного падения, м/с2;

S - расстояние между осями рельсов, мм, равная 1600 мм.

2. После трассирования выполняются тяговые расчёты и проверяется или подтверждается возможность реализации максимальных скоростей (высокоскоростного – 340 км/ч, скоростного – 226 км/ч и контейнерного – 226 км/ч) в пределах рассматриваемой кривой.

3. При подтверждении возможности реализации максимальных скоростей, определяются:

3. возвышение наружного рельса по формулам:

Не подходит, поэтому увеличиваем R до 6300 м.

К дальнейшему расчёту принимается h=150 мм.

где а^н_нп(в/с) – норма непогашенного горизонтального ускорения для высокоскоростного поезда, м/с², принимаемая по СТУ;

а^н_гр - норма отрицательного горизонтального ускорения для грузового контейнерного поезда, м/с², принимаемая по СТУ.

4. фактические значения непогашенного и остаточного ускорения

Где а_в/с,а_гр- фактические значения соответственно непогашенного ускорения для высокоскоростных пассажирских поездов и остаточного ускорения – для грузовых контейнерных поездов, м/с3².

4. Одним из важных условий определения параметров круговой кривой является стремление к равномерному износу обеих рельсовых нитей, которое реализуется при примерном равенстве совокупностей центробежных и центростремительных сил, действующих на обращающийся подвижной состав. Известно [3 и др.], что такое примерное равенство обеспечивается при условии, что

где _{hравн –} величина возвышения наружного рельса, обеспечивающая при рассматриваемом поездопотоке равномерное воздействие подвижного состава на обе рельсовые нити;

V_ср – средняя с учетом пропускаемого тоннажа скорость поездопотока, км/ч, намечаемая на расчетный год эксплуатации линии в месте расположения кривой:

где V_i, n_i и Q_i– соответственно скорость, км/ч, количество и масса поездов, т, определенной категории, следующих по рассматриваемой кривой в сутки.

Вывод: в результате h отличается от h_равн на 5,6%, дальнейшим расчетам принимается возвышение наружного рельса h=150 мм, радиус кривой R=6300 м.

Литература

1 Высокоскоростное пассажирское движение (на железных дорогах). Под ред. Н.В. Колодяжного. – М.: «Транспорт», 1976, 416 с.

2. Кантор И.И. Изыскания и проектирование железных дорог. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. – 288 с.

3. ЦРБ-393. Инструкция по техническому обслуживанию и эксплуатации сооружений, устройств, подвижного состава и организации движения на участках обращения скоростных пассажирских поездов (с учетом изменений и дополнений в соответствии с распоряжением №426Р от 30.04.2003 г.).

4. Обоснование инвестиций на сооружение высокоскоростной железнодорожной магистрали «Москва – Казань – Екатеринбург» (ВСМ -2). Участок «Москва – Казань». Этап строительства. Раздел 4 «Организация движения поездов», подраздел 2 «График овладения перевозками» (том 4.2). ОАО «Ленгипротранс», 2014.