Унифицированная масса (вес) поезда.

Из-за неоднородности структуры грузопотоков на отдельных направлениях могут оказаться целесообразными различные нормы массы для разных назначений плана формирования. Такие нормы называются дифференцированными. Их устанавливают как для назначений плана формирования, так и внутри каждого из них с так называемым формированием поездов по массе. При этом поезда одного назначения как бы разделяются на два потока: составляемые из вагонов с относительно малой погонной нагрузкой и из вагонов с тяжелой нагрузкой. Поезда разной массы (дифференцированной) следуют по линии с локомотивами разных мощностей. Это позволяет более полно использовать как длину станционных приемоотправочных путей, так и мощность локомотивного парка в поездном движении.

Варианты возможных дифференцированных норм массы на направлении составляют, анализируя распределение грузопотоков по величине погонной нагрузки и зависимости массы поезда от уклона при осуществимых комбинациях локомотивов и секций в поездном движении.

На участках направления с различными профильными условиями и техническим оснащением наивыгоднейшие массы поездов могут существенно отличаться друг от друга. Если на каждом из них устанавливать свою оптимальную норму массы, то придется часто изменять ее на границах участков, что потребует увеличения затрат на развитие и оснащение станций. Участковая система норм массы – препятствие к удлинению участков обращения локомотивов – ведет к снижению их производительности. Поэтому на таких направлениях нормы массы унифицируют. Унификация норм массы предполагает единую на всем направлении наивыгоднейшую норму для наилучшего использования тяговых средств, длины станционных приемоотправочных путей и пропускной способности линий.

Варианты освоения заданного вагонопотока едиными или дифференцированными нормами массы сравнивают по годовым приведенным сопоставимым перевозочным затратам

 

 

где механическая работа локомотивов, затрачиваемая на тягу поезда средней массы на 1 км длины линии, включая остановки, ткм; средневзвешенная на направлении масса поезда брутто, т;  затраты на накопление вагонов на состав (в общем случае изменяются в зависимости от массы поезда, а также в связи с формированием поездов по массе), руб.

№35 Строительные и эксплуатационные затраты при сравнении вариантов усиления железных дорог. Основные методы их определения. Этапность усиления. Обоснование этапности строительства второго пути на перегонах.

 В практике проектирования новых железных дорог, а также усиления эксплуатируемой линии более часто приходится иметь дело со сравнением вариантов при рассредоточенных капитальных вложениях (капитальных вложениях, осуществляемых на различных этапах работы дороги). Сравниваемые варианты могут отличаться и числом этапов, и изменением мероприятий, осуществляемых для увеличения мощности дороги на каждом этапе, и временем изменения этапов работы дороги. Поэтому при сравнении таких вариантов по денежным показателям необходимо учитывать все затраты, приводя их к соизмеримым значениям. При капитальных многоэтапных вложениях следует учитывать коэффициент приведения: - кофф. приведения затрат к одному году,

, - единовременные капитальные вложения на мероприятия.

При переходе из одного технического состояния в другое необходимы капитальные вложения. Параметры проектирования постоянных устройств определяют положение трассы и, как следствие, являются основными исходными данными для установления возможных технических состояний, определения капитальных вложений, необходимых для осуществления этих технических состояний. В капитальные затраты входят(КП): Стоимость строительства двухпутных вставок для организации безостановочного скрещения поездов:

,

L_дв=0.6·L_уч− длина двупутных вставок, k_дв− стоимость строительства 1кмдвухпутных вставок;

,

K_дп− стоимость дополнительных приемоотправочных путей, укладывается по одному на каждой промежуточной станции и на половине разъездов;

Строительство второго главного пути , гдеk^”_вп− стоимость устройства 1кмвторого пути. Стоимость удлинения приемоотправочных путей:

,

где k_уп− стоимость одногокмудлинения одного приемоотправочного пути и переустройства одного стрелочного перевода;

Δl_п-о− величина удлинения одного приемоотправочного,

n_уп− общее количество удлиняемых приемоотправочных путей на линии. Стоимость электрификации однопутного участка:,

гдеk^I_эл− стоимость электрификации 1кмоднопутного участка; Стоимость устройства автоблокировки; укладка стрел.перевода.

Также в кап. затратах учитывают стоимость: ВСП, ЗП, замена устройство СЦБ и связи, энергохозяйство, ИССО, здания и т.д.

На диаграмме кап.вложений показывают и на срок осуществления мероприятий.

 

Схемы этапного сооружения вторых путей

Важным разделом проекта сооружения вторых путей является выбор очередности работ. В зависимости от значения существующей однопутной линии в системе железнодорожной сети, размеров перевозок и темпов их роста предусматривают одну из следующих схем укладки вторых путей:

а) двухпутные вставки на части длины перегонов, как правило, с оборудованием линии диспетчерской централизацией и организацией безостановочных скрещений;

б) этапная укладка второго пути отдельными перегонами, начиная с ограничивающих пропускную способность линии;

в) сплошная укладка второго пути по участкам линии в зависимости от общего срока строительства и размеров ежегодных ассигнований.

Как при сплошной, так и при частичной укладке вторых путей основным является принцип постепенного увеличения пропускной способности переустраиваемой линии. Одновременно должны обеспечиваться условия поточности работ по сооружению второго пути с учетом рационального дислоцирования строительных подразделений и их перемещения по участку.

Двухпутные вставки.

Строительство двухпутных вставок экономически эффективно и рационально при небольших темпах роста грузопотоков. Оно обеспечивает безостановочное скрещение поездов, не снижая скорости их движения, и приближает по условиям эксплуатации однопутные линии к двухпутным.
Сооружение второго пути на первом этапе двухпутными вставками, несомненно, значительно дешевле, чем укладка их на всем протяжении линии. Однако при последующем доведении двухпутных вставок до сплошных вторых путей общая стоимость линии возрастает на 20—30% по сравнению с сооружением сразу сплошных вторых путей. Это объясняется повторными затратами на организацию, подготовку и ликвидацию строительства на каждом этапе, возрастанием общего срока строительства, увеличением накладных расходов и др.

При проектировании двухпутных вставок необходимо предусмотреть идентичное по времени хода поездов размещение осей безостановочного скрещения поездов и достаточную протяженность двухпутных вставок для обеспечения бесперебойного движения поездов в обоих направлениях. Двухпутные вставки, как правило, должны примыкать к раздельным пунктам, поэтому их протяженность зависит от идентичности перегонов и длины станционных путей. Строящаяся часть двухпутной вставки будет тем меньше, чем идентичнее перегоны и больше длина приемо-отправочных путей. Общая протяженность двухпутных вставок, как правило, при переходе от однопутной линии к двухпутной составляет примерно 50% эксплуатационной длины линии.

При выборе варианта укладки второго пути двухпутными вставками для организации на них безостановочных скрещений поездов следует иметь в виду, что эти вставки должны сооружаться с запасом пропускной способности, обеспечивающим овладение растущим грузопотоком на продолжительный период (8—10 лет и более).

Выполненные отдельными авторами расчеты показали, что оптимальный резерв провозной способности двухпутных вставок зависит от темпа роста грузооборота и исчерпывается, например, при темпе роста 0,5 млн. т/год и грузопотоке примерно 27 млн. ml год, темпе роста 2 млн. т/год и грузопотоке примерно 34 млн. т/год.

При малых расстояниях между раздельными пунктами, большой неидентичности перегонов, значительных размерах пассажирского движения и большом темпе роста грузопотоков эффективность двухпутных вставок снижается и преимущество следует отдавать укладке второго пути (сплошной или на отдельных перегонах).

Укладка вторых путей на отдельных перегонах.

Строительство вторых путей на отдельных перегонах дает возможность постепенно увеличивать пропускную способность линии с рассредоточением затрат на продолжительный период в зависимости от темпов роста перевозок на данном направлении.

Сначала вторые пути укладывают лишь на перегонах, ограничивающих пропускную способность линии, постепенно наращивая ее за счет последовательной ликвидации однопутных перегонов. Когда оставшиеся однопутные перегоны, имеющие примерно одинаковую пропускную способность, будут ограничивать дальнейшее увеличение перевозок, потребуется укладка сплошных вторых путей. При такой последовательности сооружения вторых путей увеличивается пропускная способность при значительной неидентичности перегонов, но многократные переброски строительных подразделений по линии вызывают дополнительные затраты.

Практика проектирования показывает, что в большинстве случаев укладка вторых путей на 15—20% перегонов увеличивает пропускную способность линии также на 15—20%; при дальнейшем строительстве вторых путей рост пропускной способности обычно замедляется или вовсе прекращается и для ее увеличения требуется сооружение вторых путей на большей части линии. Поэтому укладка вторых путей на отдельных перегонах целесообразна, как правило, в тех случаях, когда темп роста грузопотока на линии невелик и перегоны имеют большую неидентичность по времени хода поездов.

Сплошная укладка вторых путей.

При сооружении сплошных вторых путей последовательными участками в зависимости от размеров ассигнований сокращаются сроки строительства и исключаются многократные переустройства централизации и автоблокировки, имеющие место при двухпутных вставках. Это уменьшает строительные расходы и создает лучшие условия для эксплуатационной работы линии в период строительства: увеличивается участковая скорость, повышается производительность труда локомотивных бригад, улучшается использование подвижного состава, уменьшается время нахождения грузов в пути и т. п.

Однако следует иметь в виду, что в случае принятия решения о сплошной укладке вторых путей не исключается необходимость составления обоснованного графика оптимальной очередности сооружения второго пути1, учитывающего удобство эксплуатации дороги и условия строительства

Разрабатываются два варианта графика очередности строительства второго пути:

I — укладка второго пути по лимитирующим пропускную способность перегонам по всей линии (эксплуатационный вариант);

II — укладка второго пути на укрупненных участках, как правило, по обе стороны балластных карьеров. Это обеспечивает движение строительных поездов по своему пути, не мешая эксплуатации сильно загруженного первого пути (строительный вариант).

После анализа I и II вариантов графиков намечается очередность сооружения второго пути первоначально на тех участках, на которых она совпадает или близка по обоим вариантам. Для остальных участков принимаются компромиссные решения, основанные на технико-экономических расчетах. График согласовывают с управлением дороги и строителями.

При установлении очередности укладки второго пути следует уделить особое внимание так называемым «пробковым» местам: большим мостам, виадукам, тоннелям, высоким насыпям, глубоким выемкам и другим индивидуальным сооружениям. Они подлежат конкретному учету и анализу для выработки решения об устройстве сплетений или однопутных вставок, ограждения соответствующими устройствами путевого развития, сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) и др.

№36 Сравнение вариантов при одноэтапном и многоэтапном вложении капитальных затрат.

 

Сравнение вариантов при одноэтапном и многоэтапном вложении капитальных затрат.

Особенностью разработки проектов новых и реконструкции существующих Ж/Д является необходимость и возможность анализа весьма большого числа различных вариантных решений. При усилении (реконструкции) эксплуатируемых линий рассмотрению и сравнению подлежат варианты с разными видами тяги, с сохранением или с изменением существующих плана и профиля, с разной протяженностью строительства вторых путей. Вариантом называется одно из возможных решений проектной задачи, удовлетворяющее заданию и требующее сравнение с другими конкурентными решениями той же задачи. Выбор рационального решения может быть осуществлён только при наличии:

1)  чёткого задания на проектирование с определением и обоснованием основной задачи которая должна быть обеспечена при разработке проекта, а также возможных или необходимых ограничений при выявлении её вариантных решениё;

2)  критериев, сопоставление которых позволит оценить рассматриваемые решения и выявить из них наилучшее или оптимальное;

3) ряда вариантов, отвечающих к основному требованию задания и техническим условиям при одинаковой точности всех проектных решений и степени детализации и отличающихся друг от друга только значениями принятых критериев. Методы выявления оптимальных проектных решений сводятся, как правило, к разработке различных вариантов заданной проектной задаче, установлению и сопоставлению всех показателей позволяющих качественно и количественно оценить эти варианты и на основании этого сопоставления определить наилучший вариант. Выявление наилучших решений, как правило, осуществляется методом последовательного приближения. При таком подходе поиск наилучшего решения начинается с выявления конкурентных вариантов, отвечающих основным требованиям задания. Отбор таких вариантов осуществляется без детальных проектных разработок на основании укрупнённых технико-экономических показателей.

Два подхода к разработке методов сравнения вариантов:

1. сопоставительной оценки всех вариантов, предварительно запроектированных до производства их сравнения.

2. направленного поиска оптимального проектного решения, при котором первоначально проектируется ограниченная группа вариантов, и по результатам их сравнения проектируются улучшающие варианты.

Конкурентоспособные варианты - варианты, у которых при больших капвложениях имеют место меньшие эксплуатационные расходы и возникает задача о выборе из низ наиболее рационального.

Сравнение вариантов при одноэтапных капитальных вложениях и постоянных во времени эксплуатационных затрат.

Исходными данными для сравнения вариантов являются единовременные капитальные вложения и ежегодные эксплуатационные расходы. Рассмотрим сравнение двух вариантов с единовременными капитальными вложениями К₁ и К₂ и соответственно с ежегодными эксплуатационными расходами С₁ и С₂.

К₁ > К₂ , С₁ > С₂ неконкурентные варианты

К₁ > К₂ , С₁ < С₂ конкурентные варианты

 

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений в более дорогой вариант за счет экономии эксплуатационных расходов:

Т= (К₁ – К₂)\(С₂ – С₁)

При условии, что С₂ – С₁ остается неизменным по своему значению во времени, ежегодно будет окупаться определенная доля дополнительных капитальных вложений К₁ – К₂.

Коэффициент эффективности капитальных вложений:

Е= (С₂ – С₁)\(К₁ – К₂)

Е_н=0,08-0,12

По норме коэффициента эффективности можно установить и соответствующий срок окупаемости, который при Е_н=0,08 равен Т_н=12 годам, а при Е_н=0,12 равен Т_н=8 годам.

Вариант с большими капитальными вложениями целесообразно принимать как более эффективный при условии:

(К₁ – К₂)\(С₂ – С₁)<Т_н

или

(С₂ – С₁)\(К₁ – К₂)>Е_н

Если производится сопоставление нескольких вариантов с одноэтапными капитальными вложениями при не изменяющихся во времени эксплуатационных расходах, наиболее экономически эффективным будет вариант у которого:

Э_п=Е_нК+С→min

или

Э_пн=К+(С/Е_н)=К+СТ_н→min

При определении нормативных коэффициентов эффективности капиталовложений, а соответственно и нормативных сроков окупаемости обычно ориентируются на данные планово-экономических организаций.

При определении приведенных суммарных затрат, необходимых для осуществления капитальных вложений и ежегодных расходов на эксплуатацию по одному из вариантов проектируемого объекта, приведенных к начальному (нулевому) году, они будут равны:

где  - коэффициент приведения

Если эксплуатационные расходы постоянны во времени то:

 Сравнение вариантов с многоэтапными капитальными вложениями.

Сравнивая в этом случае варианты, могут отличаться и числом этапов, и изменением мероприятий, осуществляемых для увеличения мощности дороги на каждом этапе и временем изменения этапов работы дороги. Сравнение вариантов с многоэтапными капитальными вложениями осуществляется определением суммарных капитальных вложений и эксплутационных расходов, приведенных к начальному году, по каждому из сравниваемых вариантов и выявлением такого варианта у которого эти затраты будут наименьшими. Кроме того, при сравнении вариантов с многоэтапными вложениями следует иметь виду, что данные будут сопоставимы только в том случае, когда конечная мощность всех вариантов является одинаковой. Если расходы при эксплуатации железнодорожной линии с разной конечной мощностью существенно отличаются друг от друга то надо определять величину этих расходов на перспективу и добавлять соответственно к затратам по каждому варианту.

m - число этапов

m -1 – число переходов с одного этапа в последующий.

t_н - год начало эксплуатации дороги на определенном этапе

t_к - год окончания работы на этом этапе

Э_tп - эксплутационные расходы последнего года, для которого известны размеры перевозок на последнем этапе.

 

37 Причины и основные положения переустройства плана и реконструкции профиля.

 

1. Причины и основные положения переустройства плана и реконструкции профиля.

Железные дороги, работая, с постоянно возрастающей нагрузкой, периодически нуждаются в усилении мощности. Это вызывает необходимость проведения реконструктивных мероприятий плана и профиля, а следовательно, земляного полотна, искусственных сооружений и других постоянных устройств. Реконструктивные мероприятия требуются и при введении высоких скоростей движения поездов, больших весовых норм поездов, переходе к более совершенным техническим средствам оснащения железной дороги.

 Проектирование реконструкции однопутных линии преследует, как правило, цели увеличения пропускной способности. Одновременно предусматри­вается реконструкция тех постоянных устройств железной дороги, которые по своему состоянию нуждаются в ремонте или модернизаций.

При реконструкции однопутной линии необходимо видеть перспективу ее дальнейшего развития и предусматривать такие решения, которые не создадут помех а, напротив, облегчат строительство вторых путей в перспективе. Поэ­тому при реконструкции необходимо разработать вопросы выбора сторонности второго пути и этапности перехода от однопутной к двухпутной линии.

Проектирование продольного профиля

При проектировании реконструкции однопутной линии или второго пути; проектная линия представляет исправленный в соответствии с требованиями СНиП продольный профиль с учетом конструктивной высоты проектного верхнего строения пути h _пр .

где h _под - толщина песчаной подушки под балласт, м;

h _щ — толщина щебеночного балласта под шпалой, м;

h _тп — толщина шпалы, м;

h _р —высота проектного рельса с подкладкой, м.

Для упрощения нанесения проектного положения головки рельса (ПГР) используют условную, или так называемую расчетную, головку рельса (РГР). Отметка РГР в зависимости от указанных ниже условий может определяться либо относительно СГР, либо относительно низа балластного слоя, который определяется как НБС = СГР — h_c , где h_c — высота существующего верхнего строения пути.   

При определении отметок РГР возможны следующие случаи:

1. Линия переводится с песчаного балласта на щебеночный:

а) толщина существующего песчаного балласта недостаточна для использования его в качестве песчаной подушки под щебень или его состояние (грязненность) не позволяет использовать его для той же цели. Тогда расчетная головка рельса определяется относительно низа балластного слоя: РГР = НБС + h _ПР

б) толщина существующего балласта достаточна (не менее 0,20 м) и. по своему состоянию этот балласт может быть использован в качестве песчаной подушки. Тогда существующая головка рельса должна быть поднята на толщину щебня под шпалой и РГР определяется по формуле: РГР = СГР + h _щ +∆ h _шп +∆ h_p ,

где ∆ h _шп - разница в высоте проектной и существующей шпал;.

∆ h_p – то же для проектного и существующего рельсов с подкладкой.

2..Если реконструируемая линия имеет щебеночный балласт, то РГР рассчитывается относительно отметки СГР:

а) при недостаточной толщине щебеночного балласта и удовлетворительном состоянии щебня и песчаной подушки расчетная головка рельса определяется по формуле РГР =СГР + h _щ +∆ h _шп +∆ h_p

' где Ah_m — толщина добавляемого слоя щебня, м;

б) если толщина щебня, достаточна, то расчетная головка рельса определяется как РГР =СГР + ∆ h _шп +∆ h_p                                      

в) если существующий балласт сильно загрязнен и не может быть использован, то расчетная головка рельса определяется по формуле: РГР = НБС + h _ПР

При увеличении толщины балластной призмы возрастает и ее ширина понизу, что приводит к уменьшению обочин. Поэтому увеличивать высоту балластной призмы можно только до тех пор, пока ширина обочины не уменьшится минимальной величины, принятой для данной линии.

Поэтому целесообразно наметить такую наибольшую отметку, при которой ширина обочины станет наименьшей, принятой для данной линии. По аналогии РГР эту верхнюю границу отметки ПГР можно назвать P Г P_{ma х} . Отметка ПГР, таким образом, не должна превышать РГР_тах. Отметки РГР_тах определяются следующим образом.

Для того чтобы избежать нежелательных работ — срезок или уширения ровной площадки, необходимо проектную линию располагать так, чтобы выдерживалось условие: РГР < ПГР < РГР_тах.

При проектировании продольного профиля необходимо стремиться к тому, чтобы подъемки на смежных пикетах не отличались резко между собой, в про­тивном случае механизированная реконструкция профиля будет затруднена.

Для облегчения работы по проектированию продольного профиля состав­ляют так называемый утрированный продольный профиль. На ут­рированный профиль наносятся линии земли, линия НБС, линия СГР,  линия РГР.

При разнице уклонов смежных элементов более 3‰ вводится поправка на вертикальную кривую:

где К — расстояние от начала вертикальной кривой до рассматриваемой точки, м;        R_B — радиус вертикальной сопрягающей кривой, м.

Начало сопрягающей кривой отстоит от перелома профиля на величину тангенса вертикальной кривой:

Знак поправки зависит от характера перелома: вогнутое сопряжение — плюс, выпуклое — минус.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ПЛАНА СУЩЕСТВУЮЩИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Необходимость в реконструкции плана возникает вследствие следующий причин:

1. В результате длительной эксплуатации план линии теряет правильное геометрическое очертание, или, как принято называть, «сбивается».

2. Элементы плана, существующей линии могут не соответствовать современным требованиям. Поэтому могут возникать задачи увеличения радиусов круговых и длины переходных кривых, длин прямых вставок и т. д.

3. В ряде случаев необходимо устроить смещение оси пути или увеличение между­путья, например для размещения схода с пешеходного моста, промежуточной платформы и т. д.

4. При проектировании вторых путей на общем с существующим путем земляном полотне возникает задача определения параметров второго пути: радиусов круговых кривых, длин переходных кривых и спосо­бов обеспечения габаритного уширения междупутья в кривых.

Другой распространенной задачей при проектировании плана вторых путей является переключение сторонности второго пути по отношению к существующему (первому) пути.

Практикой выработана такая рациональная последовательность решения задач реконструкции плана:

1. В результате полевой съемки плана фиксируется его существующее положение и получаются исходные данные для расчетов его выправки.

Целью расчета выправки является определение параметров существую­щего плана при условии получения наименьших сдвигов в поперечном направ­лении. Иногда преследуется цель определения параметров кривой, когда на величину и направление сдвигов наложено определенное условие или ряд совместных условий: нулевой сдвиг в одной или нескольких точках, односто­ронний сдвиг по всей кривой или на части кривой и т. д.

2. Относительно выправленного плана существующей кривой без выпол­нения сдвигов в натуре решаются задачи реконструкции плана и проектирования плана второго пути. В процессе решения таких задач определяются сме­щения у между осью проектного пути и существующего выправленного пути.

3. Основой для полевых разбивок, как правило, служит ось существую­щего пути, находящаяся в сбитом состоянии. Окончательным результатом расчета являются расстояния от оси существующего пути до проектного поло­жения первого (реконструируемого) и второго путей. Такие расстояния назы­вают междупутными М_р, они откладываются в натуре и определяют положение проектного пути.

Если бы реконструкции кривой (изменения ее положения или радиуса) не требовалось, то достаточно было бы осуществить в натуре эти сдвиги

 

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: