Курсовая работа: Проектирование новой железнодорожной линии
Курсовой проект
Тема:
«Проектирование новой железнодорожной линии»
Исходные данные
В соответствии с заданием на проектирование необходимо разработать проект участка новой железнодорожной линии. Топографические условия местности представлены в прилагаемой карте в горизонталях масштаба 1:25000. Дорога однопутная, колея 1520 мм, проходит по Саратовской области.
Вид тяги – тепловозная, тип локомотива – 2ТЭ10В, устройства СЦБ – автоблокировка.
Так как годовая грузонапряженность нетто в грузовом направлении на десятый год эксплуатации составляет – 16 млн. т.км/км в год, то по СТН Ц-01–95 проектируемая дорога относится к II категории железнодорожных магистральных линий.
Тип верхнего строения пути: рельсы Р-65, шпалы железобетонные, число шпал на 1 км 1840, толщина щебеночного балласта под шпалами 30 см, песчаная подушка 20 см. Ширина основной площадки земляного полотна 7.3. м.
Размеры грузовых перевозок и пассажирского движения по проектируемой линии на расчетные годы эксплуатации принимаем в соответствии с данными, приведенными в таблице 1.1.
Таблица 1.1.
Основные параметры проектирования; руководящий уклон (ip), полезная длина приемоотправочных путей (Lno) – подлежат выбору.
2. Описание района строительства
Район строительства задан картой масштаба 1:25000, сечение горизонталей через 5 метров. Необходимо запроектировать 2 вариант трассы, начинающейся на ст. А в западной части района и выходящей на направление Б – восточное направление.
Местность пересеченная. Высшая точка 257. находится на севере района проектирования.
3. Выбор направления и руководящего уклона
На выбор направления трассы влияют экономические и природные условия. К первым относятся: значение проектируемой железнодорожной линии, положение экономических центров в районе проектирования, размеры и характер предстоящих перевозок; ко вторым – топографические, инженерно-геологические, мерзлотные, сейсмические, гидрографические и другие природные условия района проектируемой дороги.
Экономические условия определяют опорные пункты трассы, т.е. те экономические центры района, через которые должна пройти проектируемая дорога.
Природные факторы определяют фиксированные точки трассы, т.е. такие точки на местности, через которые целесообразно провести трассу по природным условиям.
Варианты направления проектируемой линии оцениваются по ряду показателей: длине линии, сумме преодолеваемых высот в каждом направлении, средней крутизне уклонов местности на характерных участках хода между фиксированными точками, числу пересекаемых трассой больших водотоков, протяженность геологических неблагоприятных мест, и заведомо нецелесообразные направления отклоняются.
На основании данных, полученных в результате анализа рельефа местности, установлено, что по заданной территории могут пройти два варианта линии с руководящими уклонами 10 ‰ и 8 ‰.
Описание трасс.
Южный вариант трассы 10 ‰
С КМ0+00 до КМ1,450 запроектирована станционная площадка
| ПК | ПК | ПК | ПК |
| напряженный ход | вольный ход | ||
| 2.32 | 4.95 | 0.00 | 2.32 |
| 4.95 | 14.25 | ||
Северный вариант -8 ‰,
С КМ0+00 до КМ1,450 запроектирована станционная площадка
| ПК | ПК | ПК | ПК |
| напряженный ход | вольный ход | ||
| 3.00 | 3.76 | 0.00 | 3.00 |
| 5.70 | 8.56 | 3.76 | 5.70 |
| 11.86 | 13.50 | 8.56 | 11.86 |
| 13.50 | 15.00 | ||
4. Установление норм проектирования
Нормы проектирования устанавливаются в зависимости от категории дороги по СТН Ц-01–95:
Длина приемоотправочных путей:
lпо=Q/q+lл,
где
| Q= | 4300 | т. |
– норма массы для локомотива 2ТЭ10 при руководящем уклоне 10 ‰;
| Q= | 5200 | т. |
– норма массы для локомотива 2ТЭ10 при руководящем уклоне 8 ‰;
q=8т/м – погонная нагрузка от состава;
lл=33 м. – длина локомотива;
| 4300 | / | + | 33 | = | 750 |
, принимаем 850 м для южного варианта;
| 5200 | / | 6 | + | 33 | = | 900 | м |
, принимаем 1050 м для северного варианта;
Длина станционных путей – 2400 м – для продольного расположения приемоотправочных;
Рекомендуемая разность уклонов – 8% о.
Допускаемая разность уклонов – 13% о.
Радиусы круговых кривых:
– в нормальных условиях – 4000 м;
в трудных условиях – 1500 м;
в очень трудных условиях – 800 м;
по согласованию с МПС – 400 м.
Рекомендуемая норма разделительных площадок – 200 м.
Допускаемая норма разделительных площадок – 200 м.
Длина прямой вставки между кривыми, направленными в одну сторону: при нормальных условиях – 150 м, в трудных условиях – 75 м.
Длина прямой вставки между кривыми, направленными в разные стороны: при нормальных условиях – 150 м, в трудных условиях – 50 м
5. Основные показатели трассы
Показатели вариантов сведены в таблицу 5.1.
Таблица 5.1. Показатели трассы, плана и профиля варианта
| Показатель | Измери | южный вариант | северный вариант |
| тель |
| Руководящий уклон, ip | ‰ | 10 | 8 |
| Полезная длина приемоотправочных путей, lпо | М | 850 | 1050 |
| Длина линии, Lлинии | Км | 14.25 | 15.00 |
| Разность точек конца и начала трассы, туда / обратно | М | -15.98 | -15.98 |
| Сумма углов поворота всех кривых на трассе, Sa | Град. | 503 | 352 |
| Минимальный радиус кривой, Rmin | М | 1200 | 1200 |
| Максимальный радиус кривой, Rmax | М | 1500 | 1500 |
| Средний радиус кривой, Rср | М | 1350 | 1350 |
| Коэффициент развития трассы | - | 1.10 | 1.15 |
6. Размещение раздельных пунктов
В результате проектирования вариантов новой железнодорожной линии и проведения тяговых расчетов, а т. ж. на основании расчетов установлено, что раздельные пункты находятся за пределами линии.
Расчеты производятся в следующем порядке:
где: tтехн =60 мин. – технологическое окно;
aн =0,96 – коэффициент пакетности, равный отношению числа поездов, следующих в пакете, к общему числу поездов;
tрз =3 мин. – поправка на разгон и замедление поездов;
nр. – расчетная пропускная способность;
2t=4 мин. – станционный интервал.
| tp | = | (( | 1440 | - | 60 | ) | * | 0.96 | ) | / | 26 | - | 7 | = | 43.95 | мин. |
Нужно сравнить расчетное время хода, через которое необходимо устраивать раздельный пункт, с покилометровым временем хода по заданным трассам.
Расчёты произведены в программе SPEED.
Для южного варианта
| Время хода поезда | |
| туда | обратно |
| 14.2 | 15.3 |
следовательно, устройство раздельного пункта не требуется.
Для северного варианта время
| Время хода поезда | |
| туда | обратно |
| 15.1 | 16.8 |
следовательно, устройство раздельного пункта не требуется.
7. Размещение водопропускных сооружений
Целью данной части расчетов является устройство водопропускных сооружений на всем промежутке рассматриваемого участка новой железнодорожной линии. Именно они должны обеспечить пропуск воды и гарантировать безопасность и бесперебойность движения поездов при рациональных затратах на их строительство.
При расчетах необходимо по карте определить границы водосборов (бассейнов), выявить расположение логов и определить их уклон. На основании полученных данных можно непосредственно к расчету. Для этого необходимо определить площадь рассматриваемого водосбора.
Далее с помощью номограммы определяем расход притока для наименьшей из вероятностей 1 раз в 300 лет с учетом вида грунта (в нашем случае это – суглинок), после этого находим треть от полученного расхода (считая, что 2/3 притока аккумулируется) и определяем допустимый подпор.
Зная высоту насыпи, можно подобрать подходящий тип трубы с необходимым отверстием. Важно учитывать следующее: высота подпора и верхний край трубы должны находиться ниже бровки насыпи на 0,5 метра.
Все расчеты сведены в таблицу 7.1 и 7.2 для северного и южного вариантов соответственно. Далее сведения из этих таблиц будут использованы при расчете стоимости малых водопропускных сооружений.
Таблица 7.1. Ведомость водопропускных сооружений для южного варианта
| № | Пло-щадь водос-бора, | Расход притока для вероятности превы шения 1% м3/с | Расход притока для вероятности превы шения 0,33%, м3/с | Ук – лон дна лога | Макси мально допус-тимый подпорм | Ввысота на-сыпи по оси соору-жения | Мини-маль-ная потреб-ная вы-сота насыпим | Тип со | Отверс тие соору-жения, м | Стои-мость соору-жения, |
| км2 | %о | М | ору-же |
тыс руб. |
||||||
| ния | ||||||||||
| 1 | 0.76 | 5.5 | 7.15 | 40 | 4.79 | 5.29 | 2 | т | 1.5 | 17 |
| 2 | 0.37 | 4.5 | 5.85 | 40 | 3.71 | 4.21 | 2 | т | 1.5 | 15 |
| 3 | 1.87 | 8 | 10.4 | 20 | 4.39 | 4.89 | 2 | т | 1.5 | 17 |
| 4 | 0.65 | 5.4 | 7.02 | 36 | 9.39 | 9.89 | 2 | т | 1.5 | 28 |
| 5 | 1.56 | 7.8 | 10.14 | 22 | 3.54 | 4.04 | 2 | т | 1.5 | 12 |
| 6 | 0.56 | 4.3 | 5.59 | 13 | 5.4 | 5.9 | 2 | т | 1.5 | 23 |
| 7 | 1.2 | 7 | 9.1 | 30 | 5.2 | 5.7 | 2 | т | 1.5 | 18 |
| 130 |
Ведомость водопропускных сооружений для северного варианта
| № | Пло-щадь водос-бора, | Расход притока для вероятности превы шения 1% м3/с | Расход притока для вероятности превы шения 0,33%, м3/с | Ук – лон дна лога | Макси мально допус-тимый подпорм | Ввысота на-сыпи по оси соору-жения | Мини-маль-ная потреб-ная вы-сота насыпим | Тип со | Отверс тие соору-жения, м | Стои-мость соору-жения, |
| км2 | %о | М | ору-же |
тыс руб. |
||||||
| ния | ||||||||||
| 1 | 0.76 | 5.5 | 7.15 | 40 | 5.59 | 6.09 | 2 | т | 1.5 | 17 |
| 2 | 0.37 | 4.5 | 5.85 | 40 | 3.35 | 3.85 | 2 | т | 1.5 | 14 |
| 3 | 0.18 | 8.2 | 10.66 | 35 | 2.12 | 2.62 | 2 | т | 1.5 | 12 |
| 4 | 3.4 | 16 | 20.8 | 26 | 7.85 | 8.35 | 2 | т | 1.5*2 | 36 |
| 5 | 2.1 | 12 | 15.6 | 45 | 7 | 7.5 | 2 | т | 1.5*2 | 33 |
| 6 | 0.84 | 5.6 | 7.28 | 18 | 2.07 | 2.57 | 2 | т | 1.5 | 12 |
| 7 | 1.2 | 7 | 9.1 | 30 | 4.08 | 4.58 | 2 | т | 1.5 | 16 |
| 140 |
8. Определение строительной стоимости вариантов
Общая строительная стоимость линии:
К=a*(Кзр+Кис+Квсп+Клин+Крп)+Кж, где
a=1,4 – коэффициент, учитывающий стоимость временных сооружений и непредвиденные затраты;
Кзр – стоимость земляных работ;
Кис – стоимость работ по искусственным сооружениям;
Квсп – стоимость работ по ВСП;
Клин – стоимость различных устройств, пропорциональных длине линии;
Крп – стоимость строительства раздельных пунктов;
Кж – стоимость жилищно–гражданских объектов.
Стоимость земляных работ
Кзр=Qзр*азр, где
Qзр – суммарный объем земляных работ;
азр – средняя стоимость разработки 1 кубического метра грунта;
Результаты расчетов сводятся в таблицу 8.1.1 и 8.1.2 для северного и южного вариантов соответственно.
Таблица 8.1.1. Помассивный подсчет объемов земляных работ для южного варианта
| № | Положение массива | вид | Длина массива | Средняя рабочая отметка | Объем на 1 км длины массива | Объем на массиве, тыс. м3 | |
| ПК начало | ПК конец | ||||||
| 1 | 0.00 | 1.45 | Н | 1.450 | 2.05 | 20.7 | 30.0 |
| 2 | 1.45 | 6.55 | Н | 5.100 | 1.81 | 17.5 | 89.3 |
| 3 | 6.55 | 8.93 | Н | 2.375 | 1.58 | 14.6 | 34.7 |
| 4 | 8.93 | 9.15 | Н | 0.225 | 1.33 | 16.5 | 3.7 |
| 5 | 9.15 | 13.80 | Н | 4.650 | 2.61 | 27.6 | 128.3 |
| 6 | 13.80 | 14.25 | Н | 1.325 | 3.08 | 35.2 | 46.6 |
| 332.6 | |||||||
Таблица 8.1.2. Помассивный подсчет объемов земляных работ для северного варианта
| № | Положение массива | вид | Длина массива | Средняя рабочая отметка | Объем на 1 км длины массива | Объем на массиве, тыс. м3 | |
| ПК начало | ПК конец | ||||||
| 1 | 0.00 | 1.78 | Н | 1.775 | 1.68 | 17.5 | 31.1 |
| 2 | 1.78 | 3.13 | Н | 1.350 | 3.56 | 43.6 | 58.9 |
| 3 | 3.13 | 3.60 | Н | 0.475 | 2.37 | 37.1 | 17.6 |
| 4 | 3.60 | 4.50 | Н | 0.900 | 2.03 | 20.7 | 18.6 |
| 5 | 4.50 | 9.50 | Н | 5.000 | 2.50 | 27.6 | 138.0 |
| 6 | 9.50 | 9.98 | Н | 0.475 | 1.84 | 24.2 | 11.5 |
| 7 | 9.98 | 10.70 | Н | 0.725 | 5.55 | 84.6 | 61.3 |
| 8 | 10.70 | 11.15 | Н | 0.450 | 1.89 | 28.3 | 12.7 |
| 9 | 11.15 | 12.70 | Н | 1.550 | 3.32 | 35.2 | 54.6 |
| 10 | 12.70 | 13.53 | Н | 0.825 | 5.82 | 119.5 | 98.6 |
| 11 | 13.53 | 15.00 | Н | 2.675 | 3.59 | 43.6 | 116.6 |
| 619.5 | |||||||
qзр=Q/L;
где q-покилометровый
объем земляных
работ;
l-длина элемента, км;
| qзр(южн)= | 332.6 | / | 14.25 | = | 23.34 |
тыс. м3/км – I категория трудности строительства;
| qзр(южн)= | 619.5 | / | 15.00 | = | 41.30 |
тыс. м3/км I категория трудности строительства
азр=2,1 руб. стоимость разработки 1 кубического метра грунта для I категории трудности строительства;
Объемы земляных работ, определенные по продольным профилям, составленным по картам и планам в горизонталях, имеют, как правило, отклонение в сторону занижения против истинных объемов, подсчитанных по профилям натурных изысканий. Особенно это сказывается на участках сложного рельефа и еще в большей степени при трассировании по картам мелкого масштаба. Данное положение является следствием недостаточно точного отражения на картах микрорельефа местности.
III и III категориям трудности строительства соответствует значение поправочного коэффициента aп = 1,10.
| Кзр | (сев) | = | 332.63 | * | 2.1 | * | 1.1 | = | 768.38 | тыс. Руб.; |
| Кзр | (южн) | = | 619.52 | * | 2.1 | * | 1.1 | = | 1431.09 | тыс. Руб.; |
Стоимость верхнего строения пути
Квсп=Skвсп*L, где
Skвсп =86.1 тыс руб. – стоимость 1 км ВСП для Р65 с эпюрой шпал 1840 шт./км;
L – протяженность участков, имеющих данную мощность ВСП, км;
| Квсп | (сев) | = | 86.1 | * | 14.25 | = | 1227 | тыс. руб.; |
| Квсп | (южн) | = | 86.1 | * | 15.00 | = | 1292 | тыс. руб.; |
Стоимость устройств, пропорциональная длине линии.
Kлин=(kпт+kсв+kэн+kэ.н)*L, где
kпт =18.4 тыс. руб. – стоимость подготовки территории строительства;
kсв =45,5 тыс. руб. – стоимость устройств связи и СЦБ;
kэн =101 тыс. руб. – стоимость энергетического хозяйства;
kэ.н =1.3 тыс. руб. – стоимость эксплуатационного инвентаря и инструмента.
| Kлин | (сев) | = | ( | 18.4 | + | 45.5 | + | 101 | + | 1.3 | ) | * | 14.25 | = | 2368 | тыс. руб.; |
| Kлин | (южн) | = | ( | 18.4 | + | 45.5 | + | 101 | + | 1.3 | ) | * | 15.00 | = | 2493 | тыс. руб.; |
Стоимость строительства раздельных пунктов
Крп=nрп*kрп,
где nрп – количество раздельных пунктов на линии;
kрп=458 тыс. руб. – стоимость строительства одного раздельного пункта;
;
| Крп | (сев) | = | 485 | * | 1.49 | = | 723 | тыс. руб.; |
| Крп | (южн) | = | 485 | * | 1.38 | = | 668 | тыс. руб.; |
Стоимость жилищно-гражданских объектов
Затраты по объектам жилищно – гражданского назначения учитывают пропорционально длине линии:
Kж=kж*L, где
kж =206,5 тыс. руб. – стоимость жилищно – гражданских объектов;
| Kж | (сев) | = | 206.5 | * | 14.25 | = | 2943 | тыс. руб.; |
| Kж | (южн) | = | 206.5 | * | 15.00 | = | 3098 | тыс. руб.; |
Таблица 8.5.1. Строительная стоимость вариантов
| Слагаемые строительной стоимости | восточный (тыс. руб.) | Западный |
| (тыс. руб.) | ||
| Стоимость земляных работ | 768.38 | 1431.09 |
| Стоимость искусственных сооружений | 130 | 140 |
| Стоимость ВСП главного пути | 1227 | 1292 |
| Стоимость, пропорциональная длине линии | 2368 | 2493 |
| Стоимость раздельных пунктов | 723 | 668 |
| Стоимость гражданских объектов | 2943 | 3098 |
| Суммарная строительная стоимость | 8158.91 | 9121.35 |
| Строительная стоимость с учетом территориального коэффициента =1,3 для Брянской обл | 9790.69 | 10945.62 |
| Стоимость на 1 км пути | 687.07 | 729.71 |
9. Определение эксплуатационных расходов
Cдв=Cпк*L+A*(Dhт/о+0.012*Sa)+Б*(Hвр т/о+0.012*Saвр т/о) – B*Lвр т/о, где
L – длина трассы;
Dhт/о – алгебраическая разность высот, туда / обратно;
a – сумма углов поворотов;
Нвр т/о – арифметическая длина высот тормозных спусков, туда / обратно;
aвр т/о – сумма углов поворотов на вредных спусках, туда / обратно;
Lвр т/о – длина тормозных спусков, туда / обратно;
Спк, А, Б, В-укрупненные нормы для определения расходов по пробегу одного поезда по показателям трассы.
Для южного варианта
| Спк= | 1.8 | руб.; | hо= | 39.18 | м; | Нвр о= | 0.00 | м; |
| А= | 0.292 | руб.; | α= | 503 | град | L= | 14.250 | км; |
| Б= | 0.372 | руб.; | αт= | 109 | град | Lвр т = | 2.630 | км; |
| В= | 0.94 | руб.; | α0= | 30 | град | Lвр о= | 0.000 | км; |
| Dhт= | 23.20 | м | Нвр т= | 26.3 | м; |
Для южного варианта
| Спк= | 2.72 | руб.; | hо= | 38.05 | м; | Нвр о= | 13.1 | м; |
| А= | 0.364 | руб.; | α= | 325 | град | L= | 15.000 | км; |
| Б= | 0.648 | руб.; | αт= | 155 | град | Lвр т = | 3.615 | км; |
| В= | 1.21 | руб.; | α0= | 40 | град | Lвр о= | 1.638 | км; |
| Dhт= | 22.07 | м | Нвр т= | 28.92 | м; |
Определим число грузовых поездов в направлении «туда» и «обратно»:
Nгр т=Гт*106/(gн/б* Qср), где
gн/б=0,65 – коэффициент приведения веса нетто к брутто;
Qн ср. - средняя масса грузового поезда.
Qн ср. =QBH*h, где
h=0,8 – коэффициент приведения к средней массе;
QBH – зависит от руководящего уклона и типа локомотива;
| Qнср(сев) | = | 4300 | * | 0.8 | = | 3440 | т |
| Qнср(южн) | = | 5200 | * | 0.8 | = | 4160 | т |
| Nгр т(сев) | = | 16 | * | 10^6 | / | (0,65 | * | 3440 | ) | = | 7156 | поездов |
| Nгр т(южн) | = | 16 | * | 10^6 | / | (0,66 | * | 4160 | ) | = | 5917 | поездов |
Nгр о=(Го+Гт*(1/gн/б-1)*106)/ Qср,
| Nгр о(сев) | = | ( | 13 | + | 16 | * | ( | 1 | / | 0.65 | - | 1 | ) | * | 10^6 | ) | / | 3440 | = | 2504 | поездов |
| Nгр о(сев) | = | ( | 13 | + | 16 | * | ( | 1 | / | 0.65 | - | 1 | ) | * | 10^6 | ) | / | 4160 | = | 2071 | поездов |
Определим число приведенных поездов:
Nпр т= Nгр т +365*mпс*nпс, где
mпс – коэффициент приведения пассажирских поездов к грузовым;
nпс – число пассажирских поездов в сутки;
mпс=0,2+1,75*Qпс/Qгр,
где Qпс=1000 т. – средняя масса пассажирского поезда;
| µпс(сев) | = | 0.2 | + | 1.75 | * | 1000 | / | 3440 | = | 0.71 | поездов |
| µпс(южн) | = | 0.2 | + | 1.75 | * | 1000 | / | 4160 | = | 0.62 | поездов |
| Nпр т(сев) | = | 7156 | + | 365 | * | 0.71 | * | 2 | = | 7673 | поездов |
| Nпр т(южн) | = | 5917 | + | 365 | * | 0.62 | * | 2 | = | 6370 | поездов |
Nпр о= Nгр то+365*mпс*nпс,
Сдв= Cдв т*Nпр т+ Cдв о*Nпр о;
Определим затраты, вызванные остановками поездов.
Сост=(kрз+kпр)*Сдв, где
kрз=0,11; kпр=0,13;
Расходы по содержанию постоянных устройств.
Спу=ni*ki+L*Skл, где
ki=49,56 – расходы по содержанию раздельных пунктов;
ni – число раздельных пунктов;
kл=8,31 – расходы на содержание 1 км. устройств.