Проект ділянки нової залізниці

Міністерство транспорту України
Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту
Кафедра «Проектування і будівництво доріг»
Курсовий проект
по дисципліні Проектування залізниць»
На тему «Проект ділянки нової залізниці»
Виконав
студент 4 курсу
групи 3бзтв-1
Зеленов Д.О.
Науковий керівник
Заяц М.А.
Дніпропетровськ,
2010

Зміст
Вступ
1. Визначення основного питомого середньозваженого опору вагонного складу
2. Визначення маси вагонного складу
3. Практична маса поїзда. Кількість вагонів у складі. Довжина поїзда
4. Діаграма питомих рівнодіючих сил
5. Гальмівна задача
6. Основні проектні рішення
6.1 Категорія лінії
6.2 Величина керівного ухилу.
6.3 Тип верхньої будови колії і ширина основної площадки земляного полотна.
7. План і поздовжній профіль
7.1 Вибір напрямку лінії
7.2 Основні норми проектування плану і поздовжнього профілю
7.3 Розміщення роздільних пунктів
8. Штучні споруди
9. Побудова кривої швидкості
10. Побудова кривої часу
11. Побудова кривої сили тяги й визначення роботи сили тяги локомотива
12. Побудова кривої сили струму й визначення витрати електроенергії на тягу поїздів
13. Техніко-економічні показники
13.1 Обсяги земляних робіт
13.2 Будівельна вартість
13.3 Вартість об ‘єктів житлово-цивільного будівництва
13.4 Експлуатаційні витрати
Список використаної літератури

Вступ
Залізниця — це комплекс різних по призначенню, але взаємозалежних споруд, необхідних для нормальної експлуатації. Будівництво залізниці — складний процес, при якому створюються залізничні лінії для забезпечення перевезень вантажів і пасажирів, спорудження для технічного обслуговування доріг і культурно-побутові об’єкти для працівників залізничного транспорту.
Вишукування та проектування залізничних доріг — область транспортної науки, яка вивчає методи інженерних вишукувань для збору та обробки інформації о районі проектування та розробки на її основі комплексних науково-обґрунтованих проектів будівництва нових та реконструкції діючих залізниць.
В даному проекті обґрунтовуються категорія залізниці, напрямок лінії, крутизна керівного ухилу, кількість головних колій, розміщення та тип роздільного пункту. Розробляється план, поздовжній профіль та проекти труб.

1. Визначення основного питомого середньозваженого опору вагонного складу
Основний питомий опір — опір, що діє завжди, поки рухається поїзд, без обліку профілю й плану, при температурі зовнішнього повітря не нижче — 30°С і швидкості бічного зустрічного вітру до 6 м/с.
Фактори, що викликають основний питомий опір
— тертя в підшипниках рухливого складу;
— тертя катання коліс по рейках;
— тертя ковзання коліс по рейках;
— опір шляху й удари в стиках;
— опір повітряного середовища.
Основний питомий середньозважений опір при наявності в складі 4- вісних вагонів обчислюється по формулі
(1.1)
де ω’’Ocp — основний питомий опір 4- вісних вагонів.
V- розрахункова швидкість; V=43,5 км/ч;
qo4 — навантаження на вісь 4 — вісних вагонів;
(1.2)
qo4 = (60*0.8*22.4)/4 = 70,4/4=17,6 (т/вісь)
де q4 — маса 4-вісних вагонів брутто;
ω’’Ocp = 0,7+(3+0,1*43,5+0,0025*43,52)/17,6 =1,386399 (кгс/т)

2. Визначення маси вагонного складу
Визначення маси вагонного складу обчислюється по формулі
(2.1)
де Fкр- розрахункова сила тяги;
Р — вага локомотива;
ір — керівний ухил, рівний 8 ‰;
ω’O — основний опір локомотива.
(2.2)
де V = Vр — розрахунково-мінімальна швидкість; V = 43,5 (км/ч)
Розрахунково-мінімальна швидкість — це найменша швидкість, з якої може їхати локомотив при русі на підйом, якщо ухил дорівнює керівному.
ω’O = 1,9+0,01*43,5+0,0003*43,52 = 2,902675 (кгс/т)
(т)

3. Практична маса поїзда. Кількість вагонів у складі. Довжина поїзда
Підраховуємо кількість вагонів у складі. Кількість 4-вісних вагонів розраховуємо по формулі
(3.1)
шт.
QПp — практична маса поїзда, яка обчислюється по формулі
(3.2)
Qпp = 54*70,4 = 3800 (т)
(т) (3.3)
I3750-3800I = 50 (т)
50 = 50т (вірно)
Визначимо довжину поїзда
м (3.4)
Lп = 54*14+ 21 +10 = 787 (м)
Lп ≤ lпоп
де Іпоп — корисна довжина приймально-відправних колій, що буває таких розмірів

Іпоп =850 (м); Іпоп = 1050 (м); Іпоп = 1250 (м); Іпоп = 1500 (м);
Отриманій довжині поїзда відповідає довжина приймально-відправних колій, що дорівнює Іпоп =850 (м).
Визначимо масу поїзда при рушанні з місця
(3.5)
де ітр = ір = 8 ‰ .
(3.6)

Qтр = 49680/(1,138211 + 8) = 5436 (т)
5436>>3800 (вірно).
Маса вантажу нетто QН розраховуємо по формулі
(3.7)
Qн = 54*60*0,8 = 2592 (т);
Перевірка
0,7 < η <0,8
η = 2592/3800 = 0,7

4. Діаграма питомих рівнодіючих сил

Як відомо, рівнодіючі зусилля в тяговому режимі fk – ω0 визначаються наступною формулою
(4.1)
де Fk — дотична сила тяги локомотива, кг;
ω’O — основний питомий опір руху локомотива в тяговому режимі;
ω»о — основний питомий опір руху вагоні;
Р — маса локомотива, т;
Q — маса складу, т.
Для локомотива питомий опір може бути розрахований по формулі
ω’O = 1,9 + 0,01 * V + 0,0003 * V2 (4.2)
А для вагонів
ω»о = 0,92 + 0,00325 * V + 0.00011 * V2 (4.3)
де V — швидкість, км/год.
Мені був заданий локомотив BJI60 і маса складу 3800 т. У заздалегідь підготовлених таблицях Excel були виконані розрахунки, які наведені нижче в таблицях 4.1 і 4.2.
ω’х = 2,4+0,011*V +0.00035*V2 — основний питомий опір руху поїзда в режимі холостого ходу.
Фкр = 0,27*(V+100/5*V+100) — розрахунковий коефіцієнт тертя гальмівних колодок;
Θр =∑Кр/(Р + Qnp) — розрахунковий коефіцієнт гальмової сили насадження всіх гальмівних колодок поїзда.
(4.4)
де m — кількість гальмівних осей локомотива;
bt — питома гальмівна сила поїзда;
bt= 1000* Фкр* ΘР (4.5)
Таблиця 4.1

V
Fk

Р*
ср
Qпр*
fk

fk-

0
49680
1,9
262,2
0,94
3572
12,61554
0,973641
11,6419

5
44800
1,9575
270,135
0,9805
3725,9
11,37633
1,014737
10,3616

14,5
41470
2,108075
290,9144
1,060205
4028,779
10,53073
1,096926
9,433801

22,5
39760
2,276875
314,2088
1,130125
4294,475
10,0965
1,170311
8,926185

30
38500
2,47
340,86
1,198
4552,4
9,776536
1,242575
8,533961

37
37600
2,6807
369,9366
1,26338
4800,844
9,547994
1,313047
8,234947

43,5
36800
2,902675
400,5692
1,325845
5038,211
9,344845
1,381102
7,963743

49
36180
3,1103
429,2214
1,38002
5244,076
9,187405
1,440654
7,74675

52,5
35800
3,251875
448,7588
1,415125
5377,475
9,090909
1,479491
7,611419

56
35420
3,4008
469,3104
1,45072
5512,736
8,994413
1,519057
7,475356

59
35120
3,5343
487,7334
1,48162
5630,156
8,918233
1,553552
7,36468

60
33500
3,58
494,04
1,492
5669,6
8,506856
1,56517
6,941686

70
23300
4,07
561,66
1,598
6072,4
5,916709
1,684627
4,232082

80
17300
4,62
637,56
1,708
6490,4
4,393093
1,810046
2,583047

90
13600
5,23
721,74
1,822
6923,6
3,45353
1,941427
1,512103

100
11000
5,9
814,2
1,94
7372
2,793296
2,078771
0,714525

Таблиця 4.2

V

Р*

rх
Фкр

bt
0,5*bt
гх+0,5*bt
гх+bt

0
2,4
331,2
3572
-0,99116
0,27
0,368715
99,55307
49,77654
48,78537
98,56191

5
2,46375
339,9975
3725,9
-1,03248
0,2268
0,368715
83,62458
41,81229
40,77981
82,5921

14,5
2,633088
363,3661
4028,779
-1,11532
0,179217
0,368715
66,08016
33,04008
31,92475
64,96483

22,5
2,824688
389,8069
4294,475
-1,18951
0,155647
0,368715
57,38942
28,69471
27,5052
56,19991

30
3,045
420,21
4552,4
-1,26272
0,1404
0,368715
51,7676
25,8838
24,62107
50,50487

37
3,28615
453,4887
4800,844
-1,33426
0,129789
0,368715
47,85534
23,92767
22,5934
46,52107

43,5
3,540788
488,6287
5038,211
-1,40346
0,122031
0,368715
44,99485
22,49743
21,09398
43,59139

49
3,77935
521,5503
5244,076
-1,4641
0,116609
0,368715
42,99538
21,49769
20,03359
41,53128

52,5
3,942188
544,0219
5377,475
-1,50368
0,113586
0,368715
41,88095
20,94047
19,43679
40,37727

56
4,1136
567,6768
5512,736
-1,54404
0,110842
0,368715
40,86916
20,43458
48,89054
39,32512

59
4,26735
588,8943
5630,156
-1,57924
0,108684
0,368715
40,07326
20,03663
18,45739
38,49402

60
4,32
596,16
5669,6
-1,5911
0,108
0,368715
39,82123
19,91061
18,31951
38,23013

70
4,885
674,13
6072,4
-1,71319
0,102
0,368715
37,60894
18,80447
17,09128
35,89575

80
5,52
761,76
6490,4
-1,84158
0,0972
0,368715
35,83911
17,91955
16,07797
33,99752

90
6,225
859,05
6923,6
-1,9763
0,093273
0,368715
34,39106
17,19553
15,21924
32,41477

100
7
966
7372
-2,11732
0,09
0,368715
33,18436
16,59218
14,47486
31,06704

5. Гальмівна задача
Сила гальмування створюється на колесах рухомого складу при притисненні до них гальмівних колодок й керується машиністом.
Гальмівна задача вирішується графічним методом з метою визначення максимально припустимої по гальмовому озброєнню швидкості на різних ділянках поздовжнього профілю.
Попередньо підраховуємо час, необхідний для підготовки до гальмування на ухилах іс = 0 ‰, іс = — ір/2 ‰ та іс = — ір ‰, потім шлях підготовки до гальмування на тих же ухилах.
Залежно від кількості осей у складі, час підготовки до гальмування визначається по трьох формулах при значенні питомої гальмової сили при початковій швидкості 100 км/ч
— при кількості осей до 200шт; (5.1)
— при кількості осей 200 — 300 шт.; (5.2)
— при кількості осей понад 300 шт.; (5.3)
Визначаємо кількість осей у складі
(5.4)
nосей = 4*54 + 6 = 222 (шт.)
Виходить, час підготовки до гальмування будемо розраховувати по формулі (5.2)

;
;
.
Шлях підготовки до гальмування — це шлях, пройдений поїздом з початку гальмування до моменту вповільнення.
Шлях дійсного гальмування — це шлях, пройдений поїздом з моменту вповільнення до повної зупинки.
Шлях підготовки до гальмування
Sn1 = (100*10)/3.6 = 278 (м);
Sn2 = (100*11,81)/3.6- 328 (м);
Sn3 = (100*13,62)/3.6 = 378 (м).
Будується графік зусиль, що сповільнюють, при екстремальному гальмуванні й графік залежності шляху підготовки до гальмування від початкової швидкості й від ухилу. Потім будується 3 криві зміни швидкості V (S) при екстреному гальмуванні на вищенаведених трьох ухилах. Точки перетинання кривих швидкості й ліній, що характеризують шлях підготовки до гальмування визначають максимально припустимі швидкості за умовами гальмування. По цих точках будується графік припустимих швидкостей залежно від ухилів.

6. Основні проектні рішення
6.1 Категорія лінії
Нові залізничні лінії і під’їзні колії, додаткові головні колії і існуючі лінії, що піддаються реконструкції в залежності від їхнього призначення в загальній мережі залізниць, характеру і обсягів перевезень розподіляються на категорії. Згідно вихідних даних приймаємо другу категорію.
6.2 Величина керівного ухилу
Тип локомотива і величина керівного уклону приймаються такими ж, як на лінії примикання. Це дозволить уникнути переломів маси поїзда на станції примикання (ст. А). Згідно вихідних даних приймаємо керівний ухил 8 ‰ .
6.3 Тип верхньої будови колії і ширина основної площадки земляного полотна
Ширина основної площадки земляного полотна залежить від категорії лінії, числа колій, виду ґрунтів і приймається за нормами [5, с. 18, табл. 9]. Для одноколійних ліній 2 категорії в глинистих ґрунтах вона дорівнює 7 м. У кривих ділянках колії земляне полотно розширюється залежно від радіуса кривої [5, с. 18, табл. 10].
Тип верхньої будови колії встановлюється залежно від категорії лінії за нормами [5, с. 24, табл. 13]. Для ліній 2 категорії рейки Р-65, шпали дерев’яний чи залізобетонні, баласт щебеневий.
Система СЦБ на першому етапі — напівавтоматичне блокування.

7. План і поздовжній профіль
7.1 Вибір напрямку лінії
План і поздовжній профіль є елементами траси залізничної лінії. План являє собою проекцію траси на горизонтальну площадку-поздовжній профіль — вертикальний розріз по трасі розгорнутий на площину. Тому складання поздовжнього профілю і плану здійснюється одночасно з укладанням траси (трасуванням).
Трасування полягає у відшукуванні на карті чи на місцевості оптимального положення траси і є складною задачею, що вимагає урахування багатьох факторів.
Проектування траси між станцією А й напрямком Б виконується в такій послідовності
1. вивчення рельєфу місцевості, установлення фіксованих точок і можливих напрямків трасування;
2. вибір найкращого варіанта напрямку;
3. укладення траси на карті і складання поздовжнього профілю.
Після вивчення рельєфу місцевості й обробки карти треба виявити основні фіксовані точки, за якими і намітити можливі напрямки траси, що повинні бути оцінені з погляду довжини, суми подоланих висот, із яких має бути обраний один напрямок, що підлягає детальному проектуванню.
7.2 Основні норми проектування плану і поздовжнього профілю
При трасуванні варто дотримуватись трьох основних умов
1) керівний уклон є максимальним уклоном на ділянці;
2) траса має бути якомога коротшою. Кожне відхилення від прийнятого загального напрямку має бути обґрунтованим;
3) земляне полотно повинно бути запроектованим з найменшими його об’ємами.
Трасування на перегоні починається з виявлення ділянок напруженого (ім > ір) і вільного (ім< ір) ходів (ім - середній уклон місцевості).
Основним способом трасування на ділянках напруженого ходу є прокладка «лінії нульових робіт».
Отвір циркуля для прийнятого керівного уклону визначається за формулою
(7.1)
де Δh — перевищення між суміжними горизонталями на карті;
ір — керівний уклон ‰;
іе — орієнтоване значення уклону еквівалентного опору від кривих, ‰.
Можна прийняти іе = 0,5;
М — масштаб карти (1/50000).

Послідовно відкладаючи між горизонталями отвір циркуля, тобто «крокуючи» з горизонталі на горизонталь, одержуємо «лінію нульових робіт».
При укладанні лінії нульових робіт необхідно уникати деяких помилок
1. Не можна укладати лінію нульових робіт «ялинкою». Це не забезпечить укладання траси радіусами кривих, що допускаються та не забезпечення мінімальну довжину прямих вставок між ними і призведе до збільшення об’ємів земляних робіт.
2. Не можна пропускати хоча б одну горизонталь. Це призведе до збільшення об’єму земляних робіт на всій ділянці напруженого ходу. Виключеннями є місця перетинання трасою лога, де необхідно створити насип для розміщення штучної споруди чи вододілу, де для скорочення довжини траси проектується перевальна виїмка.
Подальший порядок робіт при трасуванні такий
1. Орієнтуючись на лінію нульових робіт, виконують прокладання траси в плані. На ділянках напруженого ходу траса має бути прокладеною якомога ближче до лінії нульових робіт. Лінія нульових робіт являє собою ламану лінію, тому що необхідно замінити її більш довгими прямолінійними відрізками таким чином, щоб їхнє відхилення від лінії нульових робіт було мінімальним. При випрямленні необхідно намагатися досягти рівності обсягів насипів і виїмок. У кути повороту, що утворилися, за допомогою лекал вписують кругові криві. Вибір радіусів кривих здійснюється відповідно до вимог норм [5, с. 10, табл. 5].
2. Здійснюється розбивка кілометражу. Щоб уникнути помилок у довжині лінії в кривих, промір треба робити невеликими відрізками (у роботі 1см).
3. Для ділянки траси 5…6 км складається поздовжній профіль землі і виконується графічне проектування проектної лінії.
Горизонтальний масштаб поздовжнього профілю приймається рівним масштабу карти, вертикальний 1 1000 (1 мм відповідає 1 м). Зразок поздовжнього профілю.
Відмітки землі беруться з карти. Варто звернути увагу на те, що на профіль повинні бути нанесені відмітки землі всіх горизонталей, що пересікаються трасою і всіх характерних проміжних точок. Втрата цих точок може призвести до викривлення рельєфу і неправильного проектування проектної лінії. На перегонах проектна лінія проводиться таким чином, щоб домогтися мінімальних об’ємів земляних робіт. На ділянках напруженого ходу проектна лінія проводиться з уклоном ітр = ір – іе на ділянках вільного ходу уклон трасування наближається до уклону місцевості.
При нанесенні проектної лінії треба пам’ятати про основні вимоги
— не можна проектувати земляне полотно дрібними затяжними виїмками;
— висота насипу має бути достатньою для розміщення штучних споруд (де це потрібно) та задовольняти потребам незамітання снігом;
— у виїмці довшою за 400 м уклон має бути не менш ніж 2 ‰.
4. Виявляються недоліки в прокладанні плану траси і проектуванні поздовжнього профілю і можливість їх усунення. За критерії беруться об’єми земляних робіт. Якщо вони виявляться занадто великими, треба перевірити доцільність зміщення осі траси в плані.
5. Роблять розбивку кругових кривих і перенесення їх на поздовжній профіль.
Розраховуємо елементи кривих по формулах
— Тангенс
(7.2)
— Довжина кривої
(7.3)
Відкладаючи на плані від вершини кута повороту в обидва боки в масштабі карти значення тангенса, знаходять точку початку (ПКК) і кінця (ККК) кругових кривих. Точки ПКК і ККК переносяться на поздовжній профіль із прив’язкою до найближчого кілометру.

Таблиця 7.1 Відомість плану лінії

№ елемента
Кут повороту, град
Радіус кривої R, м
Тангенс Т, м
Крива К, м
Довжина, м

право
ліво

1
2
3
4
5
6
7

1

3950

2

92
600
621
963

3

2687

4
12

2000
210
419

5

3631

6

24
1500
319
628

7

3972

8

40
1200
437
837

9

3163

7.3 Розміщення роздільних пунктів
Роздільні пункти на лініях І і II категорії розмішують виходячи з забезпечення пропускної спроможності перегонів не менш встановленої кількості пар поїздів розрахункової вагової норми при паралельному графіку і схрещенні поїздів із зупинкою на роздільних пунктах при відповідному типі локомотива. Розрахункова кількість пар поїздів (розрахункова пропускна спроможність) наведена в завданні на проектування.
Потрібний (розрахунковий) час ходу пари поїздів (хв) до роз’їзду буде дорівнювати
(7.4)
де tm, tн — час ходу вантажного поїзда на перегоні туди і назад, хв.
(τ1 + τ2) — станційні інтервали при напів-автоолокуванні — 4хв;
t ру — час на розгін і уповільнення руху поїзда (3 хв);
Nр — розрахункова пропускна спроможність, пар поїздів на добу.

Розрахунковий час (tp) порівнюється з фактичним (tф) часом ходу пари поїздів на перегоні.
Якщо tф tp — роз’їзд потрібний.
Розміщується роз’їзд у місці де tф =tp (вісь роз’їзду) чи трохи раніше (не більше ніж на 2 хв).
Фактичний час ходу в контрольній роботі можна визначити за сталими швидкостями, використовуючи таблиці часу ходу (додаток 1) [7,ст.30] . У таблицях залежно від типу локомотива, керівного та дійсного уклонів дається час ходу пари поїздів (tm +tн) на 1 км колії. Розрахунки визначення часу ходу пари поїздів на ділянці рекомендується зводити в табл. 7.2.
Таблиця 7.2 Час ходу поїзда на ділянці.

№ елемента
Дійсний ухил,
Довжина елемента, км
Час ходу, хв.

ід, ‰
на 1 км
на елемент
наростаючий підсумок, tф

1
2
3
4
5
6

1
0
2,6
1,52
3,952
3,952

2
5
1,6
1,81
2,90
6,85

3
0
1,05
1,52
1,60
8,44

4
1
1,2
1,52
1,82
10,27

5
2
1,65
1,58
2,61
12,88

6
7,6
0,85
1,98
1,68
14,56

7
8
0,65
2
1,30
15,86

8
6
0,75
1,87
1,40
17,26

9
8
0,9
2
1,80
19,06

10
6
0,4
1,87
0,75
19,81

11
0
0,4
1,52
0,61
20,42

12
1
2,8
1,52
4,26
24,67

13
5
1,25
1,81
2,26
26,94

14
8
0,9
2
1,80
28,74

15
6
1,15
1,87
2,15
30,89

16
0
5,2
1,52
7,90
38,79

8. Штучні споруди
Штучні споруди розміщують при перетинанні залізничною лінією постійних і періодичних водотоків. Від правильного розміщення споруд, їх типів і отворів багато в чому залежать умови експлуатації дороги, безпека і безперебійний рух поїздів.
Основними факторами, що впливають на вибір типу й отвору споруди, є характер водотоку, розхід води в м3/с, висота насипу і вартість споруди.
У курсовому проекті необхідно
— розмістити споруди на трасі;
— намітите басейни для кожної споруди;
— для одного(розрахункового) басейну визначити розрахунковий розхід дощового стоку(Qр), м /с. Для інших басейнів розхід води умовно можна прийняти пропорційними їх площам, виходячи із знайденої величини стоку з 1 км2 площі розрахункового басейну;
— вибрати тип і отвір споруди для кожного басейну.
Результати розрахунків зводяться в табл. 8.1.
Таблиця 8.1 Відомість водопропускних споруд.

Місце розташування
Площа басейну, км2
Ухил головного лога, ‰
Розрахунковий розхід, м3/с
Висота насипу, м
Обраний тип штучних споруд
Отвір, м
Можливий розрахунковий розхід
Висота насипу, що допускається, м

ПК
+

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

0
00
1,8
13,3
17
2,0
КЗБТ
3×1,5
24,82
1,5

39
50
8,5
10,6
45,5
3,0
ПЗБТ
2×4,0
45,5
2,9

109
00

7,95
ЗБМ
50,0

150
00
6,0
6,2
36,5
3,15
ПЗБТ
2×3,0
53,29
2,9

180
00
2,6
6,1
19,5
3,29
КЗБТ
2×2,0
28,47
1,9

9. Побудова кривої швидкості

На графіку прискорюючих зусиль обираються інтервали швидкості ДУ. Для початкової ділянки профілю ΔV можна прийняти 10 км/год. Лінійка укладається на точку, що відповідає середній швидкості в інтервалі ΔV1 і точку 0, тому що первісний елемент профілю має нульовий ухил. За допомогою прямокутного трикутника до положення лінійки відновлюється перпендикуляр через точку, що відповідає початку поздовжнього профілю й проводиться відрізок кривої швидкості в межах інтервалу ΔV1. Інші ділянки кривої будуються аналогічно.
Полюс побудови (крапка 0) відповідно до величини й знаку ухилу нового елемента змінюється.

10. Побудова кривої часу
Побудова кривої часу виконується по кривій швидкості. Приймаються обмежені переломами інтервали кривої швидкості ΔV1, ΔV2 і т.д. Точки, що відповідають серединам інтервалів, проектуються на вісь часу t. Лінійка укладається на точку 1 і точку 0. До положення лінійки за допомогою прямокутного трикутника відновлюється перпендикуляр через точку 0 у межах відрізка шляху ΔS1. Потім береться інтервал ΔV2, лінійка укладається на точки 2 й 0. Перпендикуляр до неї в межах відрізка ΔS2 проводиться через кінець першого ухилу кривої часу і т.д.

11. Побудова кривої сили тяги й визначення роботи сили тяги локомотива
Побудова кривої сили тяги полягає у визначенні по тяговій характеристиці значення сили тяги — Fк, що відповідає швидкостям у характерних і досить близько розташованих точках кривій V(S) і відкладення ординат значень Fк. Отримані токи з’єднуються ламаною кривою.
На ділянках холостого ходу й гальмування крива Fк (S) обривається, тому що в цьому випадку сила тяги дорівнює нулю.
На ділянці обмеженої сили тяги, при постійній обмеженій швидкості, сила тяги визначається виходячи з формули
(11.1)
де і — додатковий питомий опір, еквівалентний ухилу, на якому виконується рух з обмеженою силою тяги.

Fк огр = (138 * 2,903 + 3800 * 1,386 + ( 138 + 3800) * 0 = 5667 (кгс)
Площа, обмежена кривою Fк (S) і віссю абсцис являє собою роботу сили тяги локомотива. Площу в см2 можна визначити як суму площ ряду простих геометричних фігур.
Величину механічної роботи можна визначити виразом
(11.2)
де r — переказний коефіцієнт.

r = 4000*0,5 = 2000 (кгс)
Ω = 102,89 (см2)
Rм = 102,89 * 2 = 205,78
(11.3)
(11.4)
(Нк-Нп)=- 6*0,5 — 8,3*1,35 — 5*0,75 + 5*0,65 — 6*0,95 — 9*1,5 — 6*0,4 + +3*1,55-2*1,15 + 5*2,0-1*0,85-6*0,9 + 5*2,65 + 1*2,5= 12,71 (кгс)
Rв = (138 + 3800) * (12,71) * 10-3 = 50,1 (кгс)
Rс = 50,1 + 205,78 = 255,88 (кгс)

12. Побудова кривої сили струму й визначення витрати електроенергії на тягу поїздів
Побудова кривої сили струму Іэ(S) виконується по струмових характеристиках аналогічно побудові кривої сили тяги. Для цього на кривій швидкості обираються точки, досить близькі один до одного ( з інтервалом 5 — 10 км/год) , або точки, що відповідають різкій зміні сили струму, зняті зі струмової характеристики, і в зазначених точках відкладаються ординати, що дозволяє нанести криву Іэ(S).
На ділянках холостого ходу або гальмування крива сили струму обривається.
При русі з обмеженою силою тяги сила струму визначається з рівності механічної й електричної потужності на ободі ведучих коліс по формулі для системи постійного струму (ВЛ60).
(12.1)

Відомість підрахунку витрати електроенергії наведена в таблиці 12.1
Таблиця 12.1 Відомість підрахунку витрати електроенергії

Значення сили струму в інтервалі, А
Δt, хв

Іэ нач
Іэ кон
Іэ ср

1
2
3
4
5

80
72
76
0,5
38

72
152
112
0,6
67,2

152
192
172
0,6
103,2

192
232
212
0,7
148,4

232
272
252
0,7
176,4

272
280
276
0,6
165,6

280
240
260
0,6
156

240
224
232
0,1
23,2

224
180
202
0,6
121,2

180
160
170
0,4
68

1
2
3
4
5

184
176
180
0,4
72

176
164
170
0,25
42,5

164
160
162
0,3
48,6

160
152
156
1,9
296,4

152
176
164
0,9
147,6

160
208
184
0,7
128,8

208
228
218
0,9
196,2

228
180
204
1
204

180
168
174
1,4
243,6

∑
2446,9

(12.2)

13. Техніко-економічні показники
13.1 Обсяги земляних робіт
Визначення будівельної вартості лінії. Визначення об’ємів та вартості спорудження земляного полотна.
Об’єми земляних робіт підраховуємо на ЕОМ. В результаті отримуємо профільна кубатура V = 621,53 тис.м.куб; по кілометровий об’єм рівен 24,81 тис.м.куб/км. Це відповідає 2-й категорії складності будівництва. Характеристика рельєфу — рівнинний. Вартість розробки 1 м3 ґрунту рівна 24 грн/м3. Вартість земляного полотна дорівнює
Кзп=Vазр = 621,53*24 = 14916,72 грн/тис.м.куб.
13.2 Будівельна вартість
Визначення вартості штучних споруд.
Будівельна вартість штучних споруд складається з витрат на будівництво малих водопропускних споруд, які є на трасі.
Вартість малих водопропускних споруд рівна
Кшс = 155+460+850+315+155=1935 тис. грн.
Вартість одного кілометра верхньої будови головної колії.
Вартість одного кілометра верхньої будови головної колії залежить від його потужностей.
Потужність верхньої будови колії, встановлюється згідно з вимогами СНиП по розмірам вантажонапруженості бруто на п’ятий рік експлуатації. Приймемо вартість одного кілометра верхньої будови колії рівною 1150 тис.грн/км.
Витрати,прийняті на кілометр будівельної довжини лінії.
До вартості,пропорційній довжині лінії, віднесені витрати на підготовку території, пристрої зв’язку та СЦБ, експлуатаційний інвентар, тимчасові будівлі та споруди, інші непередбачені роботи та витрати. Перераховані види робіт та витрат відносяться до об’єктів виробничого призначення.
Визначимо вартість 1 км. лінії по вказаним видам затрат та запишемо в таблицю 13.1.
Таблиця 13.1 Вартість приладів, визначаємо пропорційно довжині лінії.

№
Найменування видів робіт та затрат.
Вартість на 1 км. лінії, тис.грн.(1 кат. складності будівництва)

1
Підготовка території будівництва.
136

2
Пристрої зв’язку та СЦБ.
712

3
Енергетичне господарство.
776

4
Експлуатаційний інвентар.
17

5
Тимчасові споруди та будівлі.
363

6
Інші роботи та затрати.
883

7
Утримання дирекції відбудовного підприємства.
22

8
Проектно-вишукувальні роботи.
128

9
Непередбачені роботи та витрати.
290

Всього
3327

Визначення вартості роздільного пункту.
Вартість роз’їзду визначається по формулі
(13.1)
де ар.п. – вартість одного роз’їзду, ар.п. = 7000 тис.грн.;
пр.п. – кількість роз’їздів, пр.п. = 1.
Тоді вартість роз’їзду дорівнює

К р. п = 7000*1 = 7000 тис. грн.
13.3 Вартість об’єктів житлово-цивільного будівництва
Вартість об’єктів житлово-цивільного будівництва враховуємо пропорційно довжині лінії
Кж.г. = аж.г.L (13.2)
де аж.г. — вартість об’єктів житлово-цивільного будівництва віднесена на 1км довжини лінії. Залежить від вантажонапруженості нетто в вантажному напрямку на другий рік експлуатації, виду тяги, кількості головних колій.
L — довжина лінії.
Кж.г. = 900 * 23,25 = 20925 тис. грн.
Будівельну вартість лінії можна обрахувати з виразу
, тис.грн. (13.3)
Для простоти визначимо будівельну вартість лінії в табличному вигляді

Таблиця 13.2 Звідна вартість варіанта

Вид затрат
Вартість, тис. грн.

1. Земляне полотно
14916,72

2. Штучні споруди малі водопропускні
1935

3. Лінійні прилади а) верхня будова колії б) інші пристрої та роботи
26737,5 3327

Всього
53413,14

4. Роздільні пункти роз’їзди
7000

5. Житлово-цивільне будівництво
20925

Всього сумарна вартість варіанта ( тис. грн.)
74841,22

Будівельна вартість, віднесена до 1 км. довжини ( тис. грн.)
3219

13.4 Експлуатаційні витрати
Експлуатаційні витрати (С) складаються з двох груп
· Витрати, пропорційні об’єму перевізної роботи (розмірам руху), Сдв тис.грн./рік;
· Витрати по утриманню постійних пристроїв Спу тис.грн./рік.
Тоді
С = Сдв+Спу
Витрати, пропорційні розмірам руху.
Ці експлуатаційні витрати можуть бути визначені за формулою
, тис.грн/рік (13.4)
lт,l0 — розрахунок по пробігу одного поїзда в прямому і зворотному напрямках, грн./поїзд;
Nпрт, Nпрo — приведена кількість вантажних поїздів в прямому і зворотному напрямках, тис.поїздів/рік
Розрахунки по пробігу одного вантажного поїзда окремо для прямого і зворотнього напрямку визначено по формулі
(13.5)
де Rт — механічна робота локомотива, ткм;
Rс — робота сил опору, ткм;
Р,Q — маса локомотива і состава, т;
А — розхід електроенергії А = 122,4 кВт*ч;
L — довжини ділянки, км L = 23,25км;
t — час ходу по ділянці, хв. t = 21,3 хв;
а, b, с, g, u, f — витратні ставки.
(13.6)
де М — кількість локомотивів, М=1;
qв=3,74.
Тоді q = 1*601 + *3,47 = 765,83.
(13.7)
де βуч = 0,7 — коефіцієнт дільничної швидкості при одноколійній лінії;
fв = 11,5.
Тоді f = (1*370 + 3810 + *11,5)* = 6751,8.
Механічна робота в прямому напрямку доpівнює Rмш = 205,78 т*км; в зворотному напрямку Rмо = 205,78т*км.
Робота сил опору відповідно дорівнює
=205,78-(3800+138)*(311-298,29)*10-3 =
=155,73ткм.
=205,78-(3800+138)*(298,29-311)*10-3=
= 255,83ткм.
Розхід палива відповідно буде
= 3,5 * 205,78 = 720,23 кг
Підрахуємо витрати по пробігу одного вантажного поїзда окремо для прямого і зворотного напрямків
(13.8)
= 10-3 * (140 * 205,78 +156 * 155,73 + 207 * 720,23 + 23,25 *
*[765,83 + (3800 +138) * 0,149] + 6751,8 * 0,36) = 290,15
(13.9)
= 10-3* (140 * 205,78 + 156* 255,83 + 207 * 720,23 + 23,25 *
*[765,83 + (3800+138) * 0,149] + 6751,8 * 0,36) = 305,77
Приведена кількість поїздів визначається на 10-й рік експлуатації
(13.10)
де Nгр — кількість вантажних поїздів.

(13.11)
де Гт — вантажонапруженість, нетто в вантажному напрямку на 10-й рік експлуатації;
η — коефіцієнт переходу від маси брутто до маси нетто.
тис. поїздів/рік (13.12)
пп — кількість пасажирських поїздів на добу, на десятий рік експлуатації, пп = 2 поїзда;
μ — коефіцієнт приведення пасажирських поїздів до вантажних.
(13.13)
де Qn = 1200 т — вага пасажирського поїзда;
В=2,0 — для електричної тяги.

Приведена кількість поїздів на десятий рік експлуатації дорівнює
Nпр = 9,12+0,365*082*2=9,72 тис. поїздів на рік
У вантажному (зворотному) напрямку кількість грузовик поїздів знаходимо з урахуванням порожняку

, тис. поїздів/рік (13.14)
де Г0 — вантажонапруженість нетто в зворотному напрямку на десятий рік експлуатації, Г0=14 млн. т-км/км

Експлуатаційні витрати на пересування поїздів складають
=290,15*9,12+305,77*9,12=5434,8 тис. грн. рік
Витрати по утриманню постійних пристроїв.
Витрати по утриманню постійних пристроїв знаходимо наступним чином
(13.15)
де lі — норми на 1км експлуатаційної довжини;
1пр — норми на один роздільний пункт, lпр = 527тис.грн./рік.
Норми експлуатаційних витрат по утриманню одного кілометру постійних пристроїв складають
1. Поточне утримання та амортизація одного кілометру експлуатаційної довжини головних колій — 49,7 тис.грн./рік км;
2. Утримання пристроїв СЦБ — 17,0 тис.грн./рік км;
3. Утримання пристроїв зв’язку (кабельна) — 4,5 тис.грн./рік км;
4. Утримання контактної мережі одноколійної ділянки (постійний струм) — 18,5 тис.грн./рік км;
5. Сніго-, водо- і боротьба з піском і утримання лісонасаджень — 10 тис.грн./рік км.
Всього 99,7 тис.грн/рік км.
Витрати по утриманню постійних пристроїв
Спу = 23,25*99,7+1 *52,7=2370,7 тис.грн.рік
вагонний швидкість час локомотив
Результати розрахунків експлуатаційних витрат зведемо в таблицю 13.3.
Таблиця 13.3 Зведена відомість експлуатаційних витрат.

Найменування витрат
Вимірник
Величина витрат

Витрати по переміщенню одного поїзда

В прямому напрямку (1т)
грн./поїзд
290,15

В зворотному напрямку (1о)
грн./поїзд
305,77

Витрати, пропорційні розмірам переміщення Сдв
тис.грн/рік
5434

Витрати по утриманню постійних пристроїв питомі на 1 км
тис.грн./рік км.
99,7

сумарні на всю лінію(Спу)
тис.грн./рік
2370,7

Експлуатаційні витрати загальні(Сдв+Спу)* 7
тис.грн./рік
7804,7

Величину питомих експлуатаційних витрат розрахуємо за формулою
коп./10т.км
Визначення приведених витрат.
Приведені будівельно-експлуатаційні витрати знаходимо за формулою
, тис.грн/рік (13.16)
де Ен — нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень, Ен=0,1.

Эп=Ен*К + С = 0,1* 74841,22 + 7804,7 = 15288,8 тис. грн./рік
Зведемо показники варіанта в таблицю 13.4.
Таблиця 13.4 Основні показники варіанта.

№
Показники
Вимір.
Величина

Економічні показники

1
Будівельна вартість лінії
тис.грн.
74841,22

2
Будівельна вартість на 1 км. довжини

3219

3
Експлуатаційні витрати

7804,7

4
Питомі експлуатаційні витрати

6,46

5
Сумарні приведені витрати

15288,8

Експлуатаційні показники

6
Експлуатаційна довжина лінії
км
23,25

7
Корисна довжина прийомо-відправних колій
м
850

8
Розрахункова вага складу вантажного поїзда
т
3800

9
Час руху вантажного поїзда по лінії
хв
21,3

10
Середня технічна швидкість вантажного поїзда
км/год
72,3

Об’ємно-вантажні показники

11
Сумарний об’єм земляних робіт
тис. м3
621,53

12
Об’єм земляних робіт на 1км. будівельної довжини лініїі

24,81

13
Кількість роз’їздів
шт
1

14
Кількість малих водопропускних споруд
шт
4

Технічні показники

15
Коефіцієнт розвитку лінії

1,103

16
Коефіцієнт використання керівного ухилу
%
0,103

17
Питома вага кривих

0,122

18
Мінімальний (чисельник) та середній (знаменник) радіус кривих
м

19
Загальна сума долаємих висот (чисельник — туди, знаменник — навпаки)
м

Список використаної літератури
1. Власов Д.Й. Таблицы для разбивки кривых на железных дорогах / Д.Й. Власов, В.Н. Логинов. — М. Транспорт, 1968.
2. Гавриленков А.В. Изыскания и проектирование железных дорог / А.В. Гавриленков, Г.С. Переселенков. — М. Транспорт, 1984.
3. Изыскания и проектирование железных дорог / Под ред. проф. Й.В. Турбина. — М. Транспорт, 1989.
4. Кантор Й.Й. Основы проектирования и строительства, железных дорог / Й.Й. Кантор, В.В. Гулецкий. — М. Транспорт, 1990.
5. Проектирование, строительство и реконструкция железных дорог / Под ред. проф. Б.В. Яковлева. — М. Транспорт, 1989.
6. Строительные нормы и правила. Частина П, глава 39. Железные дороги колеи 1520мм. Норми проектирования. СНиП 11-39-76. — М. Стройиздат, 1977.
7. Фадеев В.А. Проектування залізниць. Дніпропетровськ. 2005

«