Визначення основних параметрів колії та розбивочні розміри обхідної колії.

2.1 Вибір оптимального радіуса кривих на відгалуженні обхідної колії.

Правильний вибір оптимального радіуса кривих (звичайно він приймається однаковим для всіх кривих на об'їзді) з врахуванням всіх затрат і забезпечення комфортабельності їзди для пасажирів становить собою складну техніко-економічну задачу.

В даній роботі задача вирішується більш вузько. При розрахунку обхідних колій доцільно знайти такий мінімальний радіус кривої, при якому можна зробити підвищення зовнішньої рейки над внутрішньою, що задовольняє техніко-економічним вимогам і умовам комфортабельності їзди пасажирів.

Техніко-економічним вимогам відповідає таке підвищення, при якому сукупність всіх поїздів, що рахуються по кривій, діє однаково на кожну рейкову нитку. При цьому підвищенні на поїзд, що рухається по кривій з середньоквадратичною зваженою по тоннажу швидкістю, значення непогашеного поперечного прискорення дорівнює нулю.

Для забезпечення комфортабельності їзди при цьому ж підвищенні на пасажирів поїзду, що рухається з найбільшою допустимою швидкістю, повинне діяти непогашене прискорення не більше 0,7 м/с² . Прискорення 0,7 м/с² є максимальним значенням, при якому ще забезпечується комфортабельність їзди.

Оптимальний радіус – такий радіус, при якому забезпечується однаковий знос обох рейок та бокове непогашене прискорення пасажирських поїздів( α = 0,7 м/ ).

Прирівнюючи один до одного значення підвищення , які забезпечують однаковий знос обох рейок, і мінімального підвищення, при якому забезпечується комфортабельність поїздки з допустимим прискоренням, отримуємо формулу для знаходження необхідного оптимального радіусу:

, (2)

, (3)

. (4)

Оптимальний радіус приймається рівним ближчому більшому значенню із стандартних, а саме 4000, 3000, 2500, 2000, 1800, 1500, 1200, 1000, 800, 700, 600, 500, 400, 350, 300, 180, 150.

При виборі підвищення зовнішньої рейки потрібно взяти до уваги наступні умови:

1. При встановленому радіусі кривої визначення підвищення проводиться враховуючи технічно-економічну доцільність, тобто враховуючи умову забезпечення найменшої динамічної взаємодії колії і рухомого складу в кривій, яка забезпечує однаковий знос обох рейкових ниток і зниження горизонтального впливу на колію;

2. Підвищення повинно забезпечувати плавність руху в кривій поїздів всіх категорій, тобто повинна бути виконана умова по забезпеченню комфортабельності проїзду пасажирів і не повинно бути допущено перевантаження тієї чи іншої рейкової нитки вантажними поїздами;

3. При всіх умовах повинна бути забезпечена надійна стійкість екіпажу проти перекидання.

Величина підвищення знаходиться за формулою (2),

де - розрахункове підвищення, мм;

R – радіус кривої, м;

- середньозважена по тоннажу швидкість, км/год.

Середньозважена швидкість знаходиться за формулою:

, (5)

де – вага поїзда брутто, т;

- кількість пар поїздів за добу;

– швидкість поїзда на підході до кривої, км/год.

Під індексом “i” розуміють номер категорії поїзда.

Розрахунок:

Знайдемо середньозважену по тоннажу швидкість:

Знаходимо максимальну швидкість поїздів по даній ділянці:

V_max^вант=V_max∙k₁

де k₂ = k₁ =0,75- ці коефіцієнти залежать від місця розташування кривої і ряду експлуатаційних умов;

V_max =110км/год- максимальна швидкість поїздів (швидкі поїзди по завданню)

V_max^пас =110∙0.75=82.5 км/год

V_сер =82∙0.75=62.063 км/год

Знайдемо оптимальний радіус:

Приймаємо: =1000м.

Розрахунок підвищення виконаний в Microsoft Excel, який наведено в

таблиці 1.

Таблиця 1.

Розрахунок підвищення зовнішньої рейки в кривій.

R	hп	hmin	hmax
	240,7416	641,25
	120,3708	263,125	161,5
	80,24719	137,0833
	60,1854	74,0625	105,25
	48,14832	36,25
	40,1236	11,04167	86,5
	32,09888	-14,1667

По цим даним будуємо графік залежності підвищення від радіуса.

Для отриманого оптимального радіуса:

де, h_{min пас} і h_{max вант} – мінімальні підвищення зовнішньої рейки, при яких в даній кривій можлива реалізація необхідної максимальної швидкості руху без порушення комфортабельності проїзду папажирів та перенавантаження зовнішньої рейки, мм;

V_{max пас} і V_{min вант} – максимальні швидкості, що розвиваються пасажирськими та вантажними поїздами на даній кривій, км/год;

115 – величина максимального недопідвищення, розрахована за умовою не перевищення допустимого непогашеного прискорення для пасажирських поїздів а_нп.доп=0,7м/с²;

49 - величина максимального недопідвищення, розрахована за умовою не перевищення допустимого непогашеного прискорення для вантажних поїздів а_нп.доп=0,3м/с².

Приймаємо: =48мм. =36мм. =94мм.

Тепер необхідно перевірити непогашені прискорення для пасажирських та вантажних поїздів. При цьому має виконуватись умова, що модуль пасажирського непогашеного прискорення не повинен перевищувати 0,7 м/с (по комфортабельності їзди), а модуль вантажного 0,3 м/с (умова не перевантаження зовнішньої рейки).

Визначаємо непогашені прискорення із формул:

де, V_ф – фактична (або планова) максимальна або мінімальна швидкість руху пасажирських і вантажних поїздів, км/год;

h – підвищення, що оцінюється, мм.

З приведених розрахунків можна зробити висновок, що прийняте підвищення зовнішньої рейки задовольняє умови по безпеці руху та однакової інтенсивності стирання рейкових ниток та коліс рухомого складу.

Отримані значення підвищення не перевищують гранично допустиме значення підвищення, а саме 150 мм. Також отримане значення розрахункового підвищення не є менше мінімального значення та не перевищує максимальне значення підвищення.

При визначені підвищення зовнішньої рейкової нитки повинні бути враховані слідуючі умови:

1. При встановленому радіусі кривої визначення підвищення повинно проводитися по техніко-економічних умовах, тобто з умов забеспечення найменшого динамічного взаємодії колії і рухомого складу в кривій, забеспечуючий одинаковий знос обох рейкових ниток і зниження горизонтальної дії на колію.

2. Підвищення повинно забеспечуватися плавності руху в кривій поїздів всіх категорій, тобто повинні бути виконані наступні умови, забеспечення комфортабельності їзди пасажирів і не повинно бути допущенні перегрузки той чи другой нитки вантажними потягами.

3. При всіх умовах повинні бути забеспечені надійна стійкість екіпажу проти опрокидування.