Проект новой узловой участковой станции с горкой малой мощности

3

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Иркутский государственный университет путей сообщения

Забайкальский институт железнодорожного транспорта

Кафедра УПП

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: Проектирование сортировочных устройств

“Проект новой узловой участковой станции с горкой малой мощности”

КП 2401000041

Выполнил:

студент группы Д-41

Никонюк А.А. Ю.В

Проверил:

преподаватель

Добросовестнова Ю.В

Чита 2004 год

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ исходных данных и условия проектирования

2. Выбор и обоснование технических параметров станции и прилегающих железнодорожных линий

2.1 Выбор примыкания железнодорожных линий

2.2 Определение полезной длины приёмоотправочных путей

2.3 Определение числа главных путей на подходах

2.4 Выбор и обоснование типа станции

2.5 Размеры работы станции

3. Расчёт путевого развития

3.1 Число приёмоотправочных путей для пассажирских поездов

3.2 Определение числа путей в приёмоотправочных парках для грузового движения

4. Проектирование сортировочного парка

4.1 Расчёт числа сортировочных и вытяжных путей

4.2 Сортировочные устройства

4.3 Определение расчётной высоты горки малой мощности

4.4 Проектирование продольного профиля спускной части горки

4.5 Определение потребной мощности и выбор числа тормозных средств

5. Проектирование транспортно-складского комплекса

5.1 Грузовые устройства и их размещение на территории ТСК

5.2 Расчёт основных параметров складов

5.3 Требования к проектированию ТСК

6. Проектирование локомотивного хозяйства

6.1 Основные устройства локомотивного хозяйства

6.2 Состав ремонтной базы и расчёт её устройств

6.3 Экипировочные устройства

6.4 Расчёт складов песка

6.5 Расчёт числа путей для стоянки локомотивов, пожарного и

восстановительного поездов

6.6 Схема размещения устройств на территории ЛХ

7. Расчёт и масштабное проектирование путепроводной развязки

8. Масштабное проектирование плана станции

9. Организация работы участковой станции

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Железные дороги нашей страны выполняют большую часть грузовых и пассажирских перевозок, размеры которых непрерывно растут и для успешного освоения им необходимо совершенствовать технические устройства и технологию работы.

Станции являются важнейшими элементами железнодорожного транспорта. На них расположены парки путей, пассажирские и грузовые устройства, локомотивное и вагонное хозяйства, устройства энергоснабжения и водоснабжения, материальные склады, служебно-технические здания и другие сооружения и устройства.

Протяжение станционных путей составляет около 60% эксплуатационной длины сети железных дорог.

Станциями называют раздельные пункты, предназначенные для приёма, отправления, скрещения и обгона поездов, приёма, выдачи грузов, обслуживания пассажиров, а также для выполнения технических операций (расформирования и формирования поездов, осмотра, экипировки и ремонта подвижного состава, подачи вагонов на подъездные пути предприятий и др.).

Участковые станции играют важную роль в организации перевозок на железных дорогах России, обеспечивая тяговое обслуживание поездов, организацию вагонопотоков на прилегающих участках, погрузку-выгрузку грузов, посадку-высадку пассажиров, техническое обслуживание, ремонт подвижного состава и т. п. На участковых станциях выполняют все виды технических, грузовых и коммерческих операций, присущих железнодорожным станциям. Этим объясняется многообразие размещаемых на станциях технических устройств и сложность их схем.

Участковые станции предназначаются в основном для смены локомотивов и их экипировки, технического и коммерческого осмотра составов, расформирования и формирования составов участковых и сборных поездов, ремонта локомотивов, вагонов (при наличии ремонтной базы), а также для выполнения пассажирских и грузовых операций. Во многих случаях участковые станции обслуживают также подъездные пути промышленных предприятий, складов и рудников. На некоторых участковых станциях пассажирские вагоны снабжают водой, топливом, экипируют изотермические вагоны и выполняют другие операции.

Размещение участковых станций на сети дорог зависит от вида тяги и способа тягового обслуживания поездов локомотивами.

Рациональное развитие и современное техническое оснащение станций, а также чёткая организация их работы являются важнейшими условиями, обеспечивающими успешное выполнение пассажирских и грузовых перевозок, ускорение оборота вагонов и доставки грузов, снижение себестоимости перевозок.

1. АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И УСЛОВИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Основными положениями для проектирования курсового проекта, являются:

а) обеспечение безопасности движения поездов и личной безопасности работников станции и пассажиров;

б) обеспечение потребной пропускной и перерабатывающей способности; в) соблюдение комплексности при проектировании;

г) обеспечение возможности дальнейшего развития станции.

Условиями проектирования являются расчётные размеры движения поездов за сутки, которые отобразим в таблице 1.1

Таблица 1.1

Из	Категории поездов	А	Б	В	Д
А	Пассажирские		6	1	1
	Пригородные		-	-	2
	Грузовые транзитные		52	2	-
	Грузовые сборные		-	-	1
	Грузовые участковые		-	-	2
Б	Пассажирские	6		5	1
	Пригородные	-		-	5
	Грузовые транзитные	50		12	-
	Грузовые сборные	-		-	2
	Грузовые участковые	-		-	3
В	Пассажирские	-	5		1
	Пригородные	-	-		5
	Грузовые транзитные	1	12		-
	Грузовые сборные	-	-		1
	Грузовые участковые	-	-		2
Д	Пассажирские	1	1	1
	Пригородные	2	5	5
	Грузовые транзитные	-	-	-
	Грузовые сборные	2	2	1
	Грузовые участковые	2	2	2
	Итого поездов	64	85	29	26

В курсовом проекте также условиями проектирования являются длина станционной площадки 4500м, а также задан руководящий уклон 7‰.

Основными исходными данными для разработки курсового проекта являются: серия поездных локомотивов в грузовом движении ВЛ 80^к, масса состава принята 5600 т, средства СЦБ на прилегающих участках - автоблокировка, длина пассажирского поезда 420 м, длина пригородного поезда 320 м, угол проектируемой путепроводной развязки 45°, локомотивное депо - основное, где производится экипировка, ремонт локомотивов, ёмкость путей для “горячего резерва” 380 м, для “холодного резерва” 450 м. Данные для проектирования товарно-складского комплекса: грузооборот по прибытию/отправлению, тыс. т в год для тарных и штучных грузов 115/60, для контейнеров 85/85, для тяжеловесных грузов 80/110, для навалочных грузов, ваг. тыс. т в год 27/180.

Для проектирования сортировочной горки используем следующие данные:

вес расчётного отцепа, тс - 30;

расчётная температура холодного месяца, С° -32;

то же летнего месяца, С° +24;

скорость ветра встречного/попутного, м/с - 5,3/5,0

угол ? между направлением ветра и осью пути движения отцепа в градусах - 35°.

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СТАНЦИИ И ПРИЛЕГАЮЩИХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛИНИЙ

2.1 Выбор примыкания железнодорожной линии

В курсовом проекте примыкание к станции железнодорожных линий рассматриваем только с точки зрения технологии пропуска через данную станцию поездов с одной линии на другую.

Приём угловых поездов (отправляющихся в том же направлении с которого они прибыли) часто приводит к нарушению технологии работы приёмоотправочных парков, увеличению пробегов маневровых составов и поездных локомотивов. Особенно это проявляется на станциях смены бригад, когда прибывший локомотив приходится перегонять из “головы” в “хвост”. Поэтому рациональное примыкание к станции железнодорожных линий должно обеспечивать минимальные размеры угловых грузовых транзитных и пассажирских поездов.

Так как в данном курсовом проекте к станции Д примыкают три железнодорожные линии, то угловые вагонопотоки неизбежны между подходами.

Сравним два варианта примыкания железнодорожных линий к станции Д, отобразив данную схему на рисунке 2.1. Вариант с минимальным угловым потоком транзитных поездов примем дальнейшей разработке.



Рис. 2.1 Выбор направления бокового примыкания “В” к проектируемой станции “Д”

Определяем угловой вагонопоток по первому и второму варианту на основании следующих формул:

N_угл=N_а-в+N_в-а (2.1)

N_угл=N_б-в+N_в-б (2.2)

где, N_угл - угловой вагонопоток.

На основании формулы 2.1 определяем угловой вагонопоток по первому варианту:

N_угл=3+1=4 (поезда)

На основании формулы 2.2 определяем угловой вагонопоток по второму варианту:

N_угл=17+17=34 (поезда)

Далее определяем общий вагонопоток по формуле:

N_общ=N_б-а+N_а-б+N_б-в+N_в-б+N_в-а+N_а-в; (поезд) (2.3)

где N_общ - общий вагонопоток.

На основании формулы 2.3 определяем общий вагонопоток:

N_общ=56+58+34+4=152 (поезда)

Определяем угловой вагонопоток по первому и второму варианту:

?^1,2=N_угл/N_общ (2.4)

где, ? - доля углового вагонопотока по первому и второму варианту.

На основании формулы 2.4 определяем вагонопоток угловой:

?¹=4/152=0,03

?²=34/152=0,22

На основании произведённых расчётов доля углового вагонопотока составила меньше, чем по второму варианту, таким образом, принимаем для дальнейшей разработки первый вариант примыкания.

2.2 Определение полезной длины приёмоотправочных путей

Тяговый подвижной состав заданной массы с учётом необходимого резерва длины на неточность установки состава должен размещаться в пределах полезной длины пути. Из этих соображений полезная длина определяется по формуле:

L_пол=Q_сост/?₄*(q₄^ст+q₄^т)+?₈*( q₈^ст+q₈^т)*l^ср_ваг+10+2*l_лок; (м) (2.5)

где, Q_сост - масса состава, (т), принимаем согласно задания 5600т;

q₄^ст, q₈^ст - статическая нагрузка соответственно восьми- и четырёхосных вагонов, (т), принимаем для четырёхосных вагонов 59 т/в, а для восьмиосных 107 т/в;

q₄^т, q₈^т - вес тары соответственно восьми- и четырёхосных вагонов, т, принимаем q₄^т= 22 т, q₈^т=44 т;

?₄, ?₈ - доля соответственно восьми- и четырёхосных вагонов, принимаем согласно задания ?₄=0,92, ?₈=0,08;

l_лок - длина локомотива, (м), принимаем 33 м;

10 - резерв длины пути на неточность остановки, (м);

l^ср_ваг - средняя длина физического вагона, (м), определяем по следующей формуле:

l^ср_ваг= ?₄*l₄+ ?₈*l₈; (м) (2.6)

где, l₄, l₈ - длина соответственно восьми- и четырёхосных вагонов, (м), принимаем l₄=14 м, l₈=21 м.

На основании формулы 2.6 определяем среднюю длину физического вагона:

l^ср_ваг=0,92*14+0,08*21=12,88+1,68=14,56 (м)

Далее определяем полезную длину путей на основании формулы 2.5:

L_пол=5600/0,92*(59+22)+0,08*(107+44)*14,56+10+2*33=1017,52 (м)~1050 (м)

Полезная длина путей составила 1017,52 (м), принимаем ближайшую стандартную длину приёмоотправочных путей станции, которая составляет 1050 (м).

2.3 Определение числа главных путей на подходах

Количество главных путей на подходах к станции определяем сопоставлением потребной пропускной способности прилегающих участков с их наличной пропускной способностью.

Количество главных путей на подходах А - Д, Б - Д принимаем 2, средства СЦБ - автоблокировка.

Потребная пропускная способность с учётом необходимого резерва на прилегающем участке В - Д определяем по следующей формуле:

N_потр=(N_гр+?*N_пасс)*(1+?); (поезд) (2.7)

где, N_гр, N_пасс - количество соответственно грузовых и пассажирских поездов на участке;

? - коэффициент съёма грузовых поездов пассажирскими поездами (принимаем 1,8);

? - резерв пропускной способности линии, принимаем равным 0,1.

Наличная пропускная способность однопутных и двухпутных линий в парах поездов параллельного графика принимаем по таблице 2.1

Таблица 2.1

Число главных путей	Способ связи по движению поездов	Период графика, мин	Пропускная способность, пп/сут
Два	Автоблокировка	10	144
		8	180
		6	240
	Полуавтоматическая блокировка	20	72
		15	96
Один	Полуавтоматическая блокировка	30	36

На основании формулы 2.7 определяем потребную пропускную способность на участке В - Д:

N_потр=(33+1,8*23)*(1+0,1)=81,84~82 (поезда)

Таким образом, согласно, сравнения с данными таблицы 2.1 принимаем, 2 пути, полуавтоматическая блокировка, период графика Т=15 мин.

2.4 Выбор и обоснование типа станции

Тип участковой станции определяется взаимным размещением основных приёмоотправочных и сортировочных парков. Прежде чем приступить к проектированию плана участковой станции, выбираем её принципиальную схему. Рассматриваем схемы продольного и полупродольного типов.

Если площадка станции не имеет существенных ограничений по длине применяем схемы продольного и полупродольного типа. В схеме продольного типа парки специализируются для работы с поездами в определённом направлении, а именно парк 1 - для приёма поездов с А и отправления на Б и В, парк 2 - для приёма транзитных поездов с Б и В и отправления на А. Парки 1 и 2 секционированы для одновременного приёма поездов с двух подходов.

Конструкция горловин станции позволяет принимать одновременно грузовые поезда со всех трёх направлений и отправлять на все эти направления. Также можно отправлять угловые транзитные поезда непосредственно с тех путей, на которые поезда были приняты.

В данной схеме устраняются пересечения маршрутов приёма и отправления транзитных чётных поездов с маршрутами следования нечётных пассажирских поездов по главной линии. Однако в целом схема не свободна от пересечений поездных маршрутов.

При смене на станции большого числа локомотивов транзитных поездов подлежит проверке пропускная способность центральной горловины.

В схеме полупродольного типа отсутствует выход из парка 2 в парк 1 и сортировочный парк. Связь между этими парками осуществляется через пассажирские пути и вытяжной путь со стороны А. Эта схема может быть применена в случае недостаточной длины площадки для схемы продольного типа, а также если удлинение площадки по местным условиям затруднено.

Переход к схемам продольного и полупродольного типа с развязкой по направлениям движения увеличивает пропускную способность узловых участковых станций двухпутных линий и повышает безопасность движения.

Потребная длина станционной площадки при длине приёмоотправочных путей равных 1050 м соответственно для типов схем рассчитываются по следующим формулам:

продольной 2L_пол+1900 (м); (2.8)

полупродольной 2L_пол+750 (м); (2.9)

поперечной L_пол+1350 (м) (2.10)

Таким образом, на основании формул 2.8, 2.9, 2.10 определяем тип станции:

продольной=2*1050+1900=4000 (м);

полупродольной=2*1050+750=2850 (м);

поперечной=1050+1350=2400 (м).

На основании произведённых расчётов принимаем к проектированию продольный тип участковой станции.

2.5 Размеры работы станции

При определении размеров работы станции подсчитываем общие размеры движения поездов на прилегающих участках по категориям, устанавливаем число поездов с переработкой и своего формирования. Определяем объёмы работы в вагонах по расформированию поездов на вытяжных путях, устанавливаем итоговые размеры пассажирского движения. Результаты расчётов сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2

Размеры движения грузовых и пассажирских поездов

Из На	Наименование поездов	А	Б	В	Расформирование	Итого	Всего
А	Транзитные		52	2	-	54	57/10
	Участковые		-	-	2	2
	Сборные		-	-	1	1
	Пассажирские		6	1	1	8
	Пригородные		-	-	2	2
Б	Транзитные	50		12	-	62	67/17
	Участковые	-		-	3	3
	Сборные	-		-	2	2
	Пассажирские	6		5	1	12
	Пригородные	-		-	5	5
В	Транзитные	1	12		-	13	16/11
	Участковые	-	-		2	2
	Сборные	-	-		1	1
	Пассажирские	-	5		1	6
	Пригородные	-	-		5	5
Формирование	Участковые	2	2	1		5	11/15
	Сборные	2	2	2		6
	Пассажирские	1	1	1		3
	Пригородные	2	5	5		12
Итого	Транзитные	51	64	14	-	129	151/53
	Участковые	2	2	1	7	12
	Сборные	2	2	2	4	10
	Пассажирские	7	12	7	3	29
	Пригородные	2	5	5	12	24
Всего	Грузовые	55	68	17	11	151	151/53
	Пассажирские	9	17	12	15	53

3. РАСЧЁТ ПУТЕВОГО РАЗВИТИЯ

3.1 Число приёмоотправочных путей для пассажирских поездов

На узловой участковой станции для приёма и отправления пассажирских поездов используются главные и специальные приёмоотправочные пути (ПО), укладываемые рядом с главными.

Число пассажирских приёмоотправочных путей, включая главные, принимаем не менее числа прилегающих к станции направлений. Общее их количество должно обеспечивать одновременный приём поездов со всех примыкающих к станции подходов. При этом для обеспечения возможности пропуска пассажирских поездов пачками или пакетами необходимо иметь дополнительный путь сверх числа главных путей, также дополнительный путь может быть использован для пропуска грузовых поездов.

Из этих соображений минимальное число путей для пассажирского движения составит:

m_пас=m_под+m_доп (путей) (3.1)

где m_под - число примыканий подходов железнодорожных линий, по заданию принимаем 3;

m_доп - число дополнительных пассажирских приёмоотправочных путей, принимаем для схем продольного типа - 2.

На основании формулы 3.1 определяем минимальное число приёмоотправочных путей для пассажирского движения:

m_пас=3+2=5 (путей).

3.2 Определение числа путей в приёмоотправочных парках для грузового движения

Для расчёта числа путей в приёмоотправочных парках, производим распределение поездной работы между парками, выясняем, какие категории поездов и в каких количествах пропускаются через рассматриваемый парк. При распределении работы между парками учитываем следующее:

-равномерную загруженность парков и горловин;

-приём поездов, поступающих в расформирование, на пути парка, ближайшего к сортировочному;

-отправление поездов своего формирования из парков специализированного направления;

-отправление угловых поездов из тех парков, в которые они прибыли. Особое внимание в курсовом проекте уделяем назначению парков для угловых поездов. При этом анализируем пробеги поездов и локомотивов, враждебность при приёме и отправлении, безопасность движения поездов и проблемы, которые могут возникнуть при подготовке поезда к отправлению.

Распределение поездной работы заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Распределение поездной работы между парками станции

Из	Категория состава	На	ПО-1	ПО-2
А	Транзитные	Б В	52 2	- -
	В расформирование	Д	-	3
Б	Транзитные	А	-	50
		В	-	12
	В расформирование	Д	-	5
В	Транзитные	А	-	1
		Б	-	12
	В расформирование	Д	-	3
Д	Своего формирования	А	-	4
		Б	4	-
		В	3	-
Итого	Транзитные	54	75
	В расформирование	-	11
	Своего формирования	7	4
Всего по паркам	64	90

Парк станции должен обеспечивать приём поездов со всех прилегающих к нему участков без задержек у входных сигналов.

Потребное число путей в парке зависит от размеров и неравномерности грузового и пассажирского движения, продолжительности и неравномерности обработки составов бригадами ПТО и ПКО, своевременного обеспечения составов локомотивами и локомотивными бригадами.

В курсовом проекте расчёт числа путей выполняем по интервалу прибытия. Данный метод расчёта применяется для парков, обслуживающих преимущественно одну категорию поездов (в курсовом проекте - это категория транзитных поездов), а количество других категорий по сравнению незначительно.

Расчёт производим в целом для парка по формуле:

m=t_зан/J_р+1 (путей) (3.2)

где m - число путей в приёмоотправочном парке;

J_р - расчётный интервал прибытия поездов в данный парк, мин;

t_зан - время занятия пути одним поездом, мин;

1 - дополнительный путь для обгона.

Для определения числа путей необходимо определить время занятия пути, которое определяется как средневзвешенное значение времени занятия пути поездами разных категорий:

t_зан=t_зан^тр*N_тр+t_зан^рф*N_рф+t_зан^сф*N_сф/(N_тр+N_рф+N_сф) (мин) (3.3)

где N_тр, N_рф, N_сф - число поступающих в парк соответственно транзитных, в расформирование и своего формирования поездов;

t_зан^тр, t_зан^РФ, t_зан^сф - время занятия пути соответственно транзитным, поступившим в расформирование и своего формирования поездом.

Время занятия пути в зависимости от категории поезда определяется:

-для транзитных поездов:

t_зан^тр=t_пр+t_ож^пто+t_пто^тр+t_лок+t_ож^отпр+t_отпр (мин); (3.4)

-для поездов, поступивших в расформирование:

t_зан^РФ=t_пр+t_ож^пто+t_пто^РФ+t_лок+t_ож^выв+t_выв (мин); (3.5)

-для поездов своего формирования:

t_зан^сф=t_выст+t_ож^пто+t_пто^сф+t_лок+t_ож^отпр+t_отпр (мин). (3.6)

где t_пр - время занятия пути прибывающим поездом, мин.;

t_выст - время занятия пути в процессе перестановки состава с вытяжного пути в парк для отправления, мин.

t_пто^тр, t_пто^сф, t_пто^РФ - продолжительность обработки поездов бригадами ПТО соответственно транзитных, своего формирования и поступивших в расформирование, мин., принимаем соответственно 20, 30 и15 мин.;

t_ож^пто - время ожидания обработки состава ПТО, мин.;

t_лок - время на прицепку локомотива, оформление документов и опробование тормозов, мин., принимаем 10 мин.;

t_ож^отпр - время ожидания поездом отправления на участок, мин.;

t_ож^выв - время ожидания составом перестановки на вытяжной путь для расформирования, мин. Принимаем равным половине среднего времени расформирования состава на вытяжном пути, 20 мин.;

t_отпр - время занятия пути отправляющимся поездом, мин.;

t_выв - время занятия пути в процессе перестановки состава на вытяжной путь для расформирования, мин.

Время занятия пути прибывающим поездом в зависимости от способа связи по движению определяем по следующим формулам:

-при автоблокировке:

t_пр=t_м+(L_бл^///16,7*V_х)+(L_бл^/+L_г+L_пол/16,7*V_вх) (мин); (3.7)

-при полуавтоматической блокировке

t_пр=t_м+t_в+(L_т+L_г+L_пол/16,7*V_вх) (мин) (3.8)

где t_м - время приготовления маршрута, мин. (принимаем 0,2 мин.);

t_в - время на восприятие машинистом показания сигнала, мин., принимаем 0,1 мин.;

L_бл^//, L_бл^/ - длины соответственно второго и первого блок-участков, м, принимаем соответственно 800 и 1200 м;

L_г - длина входной горловины, расстояние от входного сигнала до предельного столбика на пути приёма, м , принимаем при электрической тяге 650 м;

L_т - длина тормозного пути, м, принимаем 800 м;

L_пол - полезная длина приёмоотправочного пути, м, принимаем 1050 м;

V_х - скорость хода по второму блок-участку, км/час, принимаем 60 км/час;

V_вх - средняя скорость хода по первому блок-участку, горловине и пути до остановки, км/час, принимаем 30 км/час;

16,7 - коэффициент перевода скорости из км/час в м/мин.

Таким образом на основании формул 3.7 и 3.8 определяем время занятия пути прибывающим поездом:

-при автоблокировке:

t_пр^{Д-Б, Д-А}=0,2+(1200/16,7*60)+(800+650+1050/16,7*30)=6,39 (мин)

-при полуавтоматической блокировке:

t_пр^Д-В=0,2+0,1+(800+650+1050/16,7*30)=5,29 (мин)

Время занятия пути при отправлении поезда исчисляется с момента приготовления маршрута до момента освобождения поездом пути и разделки маршрута и определяется по формуле:

t_от=t_м+t_о+(L_го+L_пол/16,7*V_вых) (мин) (3.9)

где t_о - время от приготовления маршрута до трогания поезда, мин., принимаем 0,5 мин.;

L_го - длина горловины отправления, м, принимаем 350 м;

V_вых - скорость отправления поезда с учётом разгона, км/час, принимаем 30 км/час.

На основании формулы 3.9 определяем время занятия пути при отправлении поезда:

t_от=0,15+0,5+(350+1050/16,7*30)=3,45 (мин)

Продолжительность различных маневровых передвижений, в том числе по выводу состава из парка на вытяжку для расформирования t_выв и перестановке состава своего формирования в приёмоотправочный парк для отправления t_выст, определяем по формуле:

t_ман=t_м+(L_ман/16,7*V_ман) (мин) (3.10)

где L_ман - длина полурейса с учётом длины маневрового состава, м;

V_ман - скорость маневровых передвижений, км/час.

Длина полурейса определяется по формуле:

L_ман=L_пол+L_уч (м) (3.11)

где L_уч - длина участка от предельного столбика вытяжного пути до предельного столбика приёмоотправочного пути, м, в курсовом проекте принимаем 150 м;

Скорость маневровых передвижений не должна превышать значений, указанных в ПТЭ: 15 км/час при движении вагонами вперёд на занятый путь, 25 км/час при движении вагонами вперёд на свободный путь и км/час при движении локомотивом вперёд. Среднюю скорость с учётом этих ограничений принимаем 25 км/час.

Руководствуясь формулой 3.11 определяем длину полурейса:

L_ман=1050+150=1200 (м)

Далее мы можем определить продолжительность маневровых передвижений по формуле 3.10:

t_ман=0,15+(1200/16,7*25)=3,02 (мин)

Время ожидания технического осмотра определяем по следующей формуле:

t_ож^пто=?²_пто*(?^2пто_вх+?^2пто_обсл)/(*?_пто*(1-?_пто))*60 (мин) (3.12)

где ?_пто - загрузка системы ПТО, определяется отношением интенсивности входящего потока системы ПТО ?_пто к интенсивности обслуживания данной системы ?_пто по формуле:

?_пто=?_пто/?_пто (3.13)

Загрузка системы ПТО должна быть строго меньше 1 и для станционных систем составлять 0,75-0,85. Если загрузка системы ПТО ?_пто больше 0,85, что будет приводить к значительным простоям составов в ожидании обработки, или меньше 0,75, в результате чего будут непроизводительно использоваться работники ПТО.

?_вх^пто - коэффициент вариации интервалов входящего в систему ПТО потока, принимаем равным 1;

?_обсл^пто - коэффициент вариации интервалов обслуживания в системе ПТО, принимаем равным 0,33.

Интенсивность поступления составов в систему технического осмотра определяем по формуле:

?_пто=N_гр/24 (3.14)

где N_гр - общее число поездов, поступающих в парк для обслуживания бригадами ПТО, его составляет сумма транзитных, разборочных и сформированных на станции поездов, поступающих в рассматриваемый парк. Принимаем для парка ПО-1 - 61 поезд, для ПО-2 - 90 поездов.

На основании формулы 3.14 определяем интенсивность поступления составов в систему для каждого парка:

?_пто^по-1=61/24=2,54=3 (поезда);

?_пто^по-2=90/24=3,75=4 (поезда).

Интенсивность технического осмотра определяем, как величину обратную средней продолжительности обработки t_пто одного состава бригадами ПТО по формуле:

?_пто=60/t_пто (3.15)

Средневзвешенное время технического обслуживания составит:

t_пто=t_пто^тр*N_тр+t_пто^РФ*N_рф+t_пто^сф*N_сф/N_тр+N_рф+N_сф (мин) (3.16)

Далее определяем загрузку системы ПТО на основании формулы 3.13 для каждого парка:

?_пто^по-1=2,54/2,84=0,89, принимаем 0,85;

?_пто^по-2=3,75/3,03=1,24, принимаем 0,85.

На основании формулы 3.12 определяем время ожидания технического осмотра для каждого парка

t_ож^{пто по-1}=(0,85)²*(1+(0,33)²)/2*2,66*(1-0,85)*60=60,15 (мин);

t_ож^{пто по-2}=(0,85)²*(1+(0,33)²)/2*3,75*(1-0,85)*60=42,66 (мин).

Время ожидания поездом отправления на участок находим отдельно для каждого подхода (А,Б,В) по следующей формуле:

t_ож^от=?_от²(?_вх^2от+?_обсл^2от)/2*?_от*(1-?_от) (мин) (3.17)

где ?_пто - загрузка системы по отправлению, определяем аналогично загрузке системы ПТО, то есть ?_от=?_от/?_от (3.18)

?_вх^от - коэффициент вариации входящего в систему отправления потока поездов;

?_обсл^от - коэффициент вариации интервалов обслуживания для системы отправления, принимаем 0,33;

?_от - интенсивность отправления грузовых поездов на каждый участок находим делением общего числа отправленных на участок поездов N_гр^от на суточный период по следующей формуле:

?_от=N_гр^от/24 (3.19)

На основании формулы 3.19 определяем интенсивность отправления грузовых поездов на каждый участок:

?_от^{Д-А, Д-Б}=4/24=0,16;

?_от^Д-В=3/24=0,13.

Интенсивность, с которой каждый участок могут обслуживать отправляемые грузовые поезда определяем по формуле:

?_от= (1440/Т_пер)-(?*N_пасс)/24 (3.20)

где Т_пер - период графика соответствующей линии, принимаем на основании таблицы 2.1;

? - коэффициент съёма грузовых поездов пассажирскими, принимаем для двухпутного участка 1,2;

N_пасс - число пассажирских поездов отправляемых на участок.

На основании формулы 3.20 определяем интенсивность, с которой каждый участок могут обслуживать отправляемые грузовые поезда:

?_от^Д-А=(1440/10)-(1,2*3)/24=5,85;

?_от^Д-Б=(1440/10)-(1,2*6)/24=5,70;

?_от^Д-В=(1440/15)-(1,2*6)/24=3,70.

По формуле 3.18 определяем загрузку системы по отправлению:

?_от^Д-А=0,16/5,85=0,03, принимаем 0,75;

?_от^Д-Б=0,16/5,70=0,028, принимаем 0,75;

?_от^Д-В=0,13/3,70=0,035, принимаем 0,75.

На основании формулы 3.17 определяем время ожидания поездом отправления на участок отдельно для каждого подхода:

t_ож^отД-А=(0,75)²*((0,4305)²+(0,33)²)/2*0,16*(1-0,75)*60=124,1 (мин);

t_ож^отД-Б=(0,75)²*((0,4305)²+(0,33)²)/2*0,16*(1-0,75)*60=124,1 (мин);

t_ож^отД-В=(0,75)²*((0,4305)²+(0,33)²)/2*0,13*(1-0,75)*60=152,4 (мин).

Определив, время ожидания поездом отправления на участки определяем, средневзвешенное время технического обслуживания по формуле 3.16:

t_пто^по-1=(20*54+15*0+30*7)/54+7=21,14 (мин);

t_пто^по-2=(20*75+15*11+30*4)/75+11+4=19,83 (мин).

Далее, руководствуясь формулой 3.15 определяем, интенсивность технического осмотра:

?_пто^по-1=60/21,14=2,84;

?_пто^по-2=60/19,83=3,03.

Составы, выходя из системы технического осмотра, образуют поток требований в систему отправления. Неравномерность, с которой они покидают систему ПТО, определяет коэффициент вариации входящего в систему потока поездов, который с достаточной степенью точности определяем по эвристической формуле:

?_вх^от=?_пто*?_обсл^пто+(1-?_пто)*?_вх^пто (3.21)

Определяем неравномерность, с которой покидают составы систему ПТО по формуле 3.21:

?_вх^{от по-1}=0,85*0,33+(1-0,85)*1=0,4305;

?_вх^{от по-2}=0,85*0,33+(1-0,85)*1=0,4305.

Определив время ожидания поездом отправления для каждого примыкания, находим средневзвешенное значение t_ож^ср.от. для парка отправляющего поезда на два направления:

t_ож^ср.от.=t_ож^{от. Б}*N_гр^{от. Б}+t_ож^{от. В}*N_гр^{от. В}/N_гр^{от. Б}+N_гр^{от. В} (мин) (3.22)

где t_ож^{от. Б}, t_ож^{от. В} - время ожидания отправления соответственно на участки Б и В;

N_гр^от.Б, N_гр^от.В - количество грузовых поездов, отправляемых соответственно на участки Б и В.

Таким образом, на основании формулы 3.22 определяем средневзвешенное значение для парка отправляющего поезда на два направления:

t_ож^ср.от.=124,11*56+152,4*5/56+5=126,42 (мин)

Руководствуясь формулами 3.4, 3.5, 3.6 определяем время занятия пути для транзитных поездов, для поездов, поступивших в расформирование, для поездов своего формирования соответственно для каждого парка в отдельности:

t_зан^{тр ПО-1}=6,39+60,15+20+10+124,11+3,45=224,1 (мин);

t_зан^{тр ПО-2}=6,39+42,66+20+10+126,42+3,45=208,92 (мин);

t_зан^{рф ПО-1}=6,39+60,15+15+10+20+3,02=114,56 (мин);

t_зан^{рф ПО-2}=6,39+42,66+15+10+20+3,45=97,5 (мин);

t_зан^{сф ПО-1}=3,02+60,15+30+10+124,11+3,45=230,79 (мин);

t_зан^{сф ПО-2}=3,02+42,66+15+10+126,42+3,45=200,55 (мин).

Далее на основании формулы 3.3 определяем средневзвешенное значение времени занятия пути поездами разных категорий для каждого парка в отдельности:

t_зан^ПО-1=224,1*54+114,56*0+230,79*7/54+0+7=224,86 (мин);

t_зан^ПО-2=208,92*75+97,5*11+200,55*4/75+11+4=194,93 (мин).

Расчётный интервал прибытия поездов в парк с двухпутного участка находим по формуле:

J_р=J_ср+J_min/2 (мин) (3.23)

где J_min - минимальный интервал следования поездов на участке по условиям автоблокировки;

J_ср - средний интервал следования поездов, для двухпутных линий определяем по следующей формуле:

J_ср=1440/?*N_гр+?*N_пасс (мин) (3.24)

где ? - коэффициент увеличения расчётных размеров движения вследствие внутримесячной неравномерности, принимаем 1,1.

На основании формулы 3.24 определяем средний интервал следования поездов, для двухпутных линий:

J_ср^А=1440/1,1*4+1,2*3=180 (мин);

J_ср^Б=1440/1,1*4+1,2*6=124,1 (мин);

J_ср^В=1440/1,1*3+1,2*6=137,1 (мин).

Далее определяем расчётный интервал прибытия поездов в парк с двухпутного участка по формуле 3.23:

J_р^А=180+10/2=95 (мин);

J_р^Б=124,1+10/2=67,05 (мин);

J_р^В=137,1+15/2=76,05 (мин).

При примыкании к парку двух подходов, в данном случае Б и В, в качестве расчётного используют средневзвешенное значение расчётных интервалов на участках по формуле:

J_р^{ср. вз.}=J_р^Б+J_р^В/J_р^Б+J_р^В (мин) (3.25)

На основании формулы 3.25 определяем средневзвешенное значение расчётных интервалов на участке Б - В:

J_р^{ср. вз Б-В}=67,05*76,05/67,05+76,05=36,13 (мин)

На основании произведённых расчётов рассчитываем количество путей для каждого парка в отдельности по формуле 3.2:

m^ПО-1=224,86/95+1=4 (пути), принимаем 5 путей;

m^ПО-2=194,93/36,13+1=7 (путей).

Таким образом, на основании произведённых расчётов мы получили необходимое количество путей в парке ПО-1 равное 5, в парке ПО-2 равное 7 путям.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОРТИРОВОЧНОГО ПАРКА

4.1 Расчёт числа сортировочных и вытяжных путей

Сортировочные пути служат для распределения вагонов расформируемого состава по отдельным назначениям и для стоянки этих вагонов под накоплением с целью формирования нового состава. Число сортировочных путей зависит от количества назначений по плану формирования и количества перерабатываемых вагонов. На участковых станциях число сортировочных путей должно быть не менее:

а) одного - для каждого примыкающего участка для накопления и формирования сборных поездов;

б) одного - для каждого примыкающего участка для накопления и формирования участковых поездов;

в) одного - для вагонов, поступающих в адрес станции;

г) одного - для постановки различных вагонов, отцепляемых на станции, в том числе и неисправных;

д) одного - для постановки вагонов с разрядными грузами, сжиженными и сжатыми газами со сквозным выходом на главный путь в обоих направлениях.

Число путей, выделяемое в сортировочном парке на отдельное направление для накопления вагонов на участковые и сборные поезда, зависит от вагонопотока. Предусматриваем выделение двух путей для раздельного накопления сборных и участковых поездов.

Число путей для местных вагонов зависит от местного вагонопотока. Для местного вагонопотока выделяем по одному пути.

Полезная длина сортировочных путей для накопления сборных и участковых поездов проектируется на 10% больше полезной длины путей. Длина остальных сортировочных путей определяется в зависимости от числа вагонов, намеченных под накопление, и принимается равной 300 - 500 м.

Вытяжные пути на участковых станциях служат для производства маневровой работы по расформированию - формированию поездов, подборке местных вагонов по фронтам погрузки - выгрузки, отцепки неисправных вагонов из составов поездов, для перестановки составов из парка в парк и др. Для нормальной работы станции принимаем два вытяжных пути - по одному с каждой стороны сортировочного парка.

Вытяжные пути имеют полезную длину, равную длине формируемых поездов. Кроме того в курсовом проекте во входной горловине смещённого приёмоотправочного парка предусматриваем вытяжной путь с полезной длиной, равной половине длины приёмоотправочного пути, для отцепки вагонов от транзитных поездов, а также для смены части вагонов групповых поездов.

Для установления потребности в сортировочных путях составляем таблицу определения числа сортировочных путей, в которой отражаем количество необходимых сортировочных путей.

Таблица 4.1

Определение числа сортировочных путей

Назначение путей	Количество перерабатываемых поездов	Количество сортировочных путей	Полезная длина путей, м
Для участковых поездов	на А	2	1	1155
	на Б	2	1
	на В	1	1
Для сборных поездов	на А	2	1
	на Б	2	1
	на В	2	1
Для вагонов на ГД	-	1	300 - 500
Для вагонов на подъездные пути и ЛХ	-	1
Для неисправных вагонов	-	1
Для вагонов с разрядными грузами	-	1
Итого	11	10

4.2 Сортировочные устройства

Сортировочные устройства на участковых станциях предназначены для расформирования и формирования участковых, сборных и передаточных поездов и подборки местных вагонов по пунктам выгрузки. К сортировочным устройствам относятся сортировочные и вытяжные пути, стрелочные горловины на уклонах, вытяжные пути специального профиля, полугорки, горки малой мощности. В курсовом проекте проектируем горку малой мощности на основном вытяжном пути.

Горки малой мощности сооружаются при числе путей в сортировочном парке до 16 включительно и суточной переработке 250 - 1500 вагонов. Сортировка вагонов на горке выполняется за счёт использования их силы тяжести.

Стрелочные горловины сортировочного парка и участок вытяжного пути за последним стрелочным переводом располагаем на спуске до 1,5‰ в сторону сортировочной горки, чтобы создать благоприятные условия для маневровой работы толчками.

Голова сортировочного парка от разделительной стрелки до предельных столбиков проектируется более короткой за счёт группировки путей в пучки и применения симметричных стрелочных переводов марки 1/6.

4.3 Определение расчётной высоты горки малой мощности

Высотой горки называют разность отметок головок рельсов путей на вершине горки и в расчётной точке. Высота горки должна обеспечивать добегание расчётного бегуна при неблагоприятных условиях по наиболее трудному пути до расчётной точки. При такой высоте горки основная масса бегунов будет проходить вглубь сортировочного парка, освобождая стрелки горочной горловины для прохода отцепов на другие пути.

За расчётный бегун в курсовом проекте принимаем 4-осный крытый вагон на роликовых подшипниках, вес принимаем согласно задания.

Расчётная высота горки малой мощности определяется по формуле:

H_р=1,5*(?h_w0i+?h_wсвi+?h_wскi)-h₀ (м) 4.1)

где 1,5 метра - величина отклонения расчётного значения суммы от её среднего значения;

?h_w0i,?h_wсвi,?h_wскi - суммарные значения потерь энергии при преодолении сопротивлений движению (основного, среды и ветра, стрелок и кривых), метры энергетической высоты (м.э.в.);

h₀ - удельная энергия, соответствующая скорости роспуска.

Расчёт элементов выше приведённого выражения выполняем по следующим формулам:

?h_w0i=?w₀*l_i*10^-3 (м.э.в.); (4.2)

?h_wсвi=?w_свi*l_i*10^-3 (м.э.в.); (4.3)

?h_wскi=?(0,56*n_i+0,23*??)*?_i²*10^-3 (м.э.в.). (4.4)

где w₀ - основное удельное сопротивление движению расчётного бегуна, кгс/тс, принимаем 1,54 кгс/тс;

l_i - длина i - го расчётного участка, м;

w_свi - удельное сопротивление движению расчётного бегуна от воздушной среды и ветра на i-ом участке, кгс/тс;

n_i, ??_i - соответственно число стрелочных переводов и сумма углов поворота в градусах в пределах данного участка;

?_i - средняя скорость движения расчётного бегуна на соответствующем расчётном участке, м/с, принимаем 3,0 м/с.

На основании формулы 4.2 определяем основное сопротивление движению:

?h_w0i¹=1,54*25*10^-3=0,0385 (м.э.в.);

?h_w0i²=1,54*178,48*10^-3=0,2748 (м.э.в.);

?h_w0i³=1,54*66,1*10^-3=0,1018 (м.э.в.).

Удельное сопротивление движению от воздушной среды и ветра для одиночных вагонов определим по формуле:

W_св=(17,8*С_х*S/(273+t)*q)*?²_от (кгс/тс) (4.5)

где S - площадь поперечного сечения вагона, м²;

С_х - коэффициент воздушного сопротивления одиночных вагонов;

t - температура наружного воздуха холодного месяца в году, принимаем по заданию, °С;

q - вес расчётного отцепа, тс;

?²_от - относительная скорость вагона с учётом направления ветра, м/с, которую определяем по формуле:

?²_от=?²+?²_в+2*?*?_в*cos ? (м/с) (4.6)

где ? - средняя скорость скатывания отцепа на участке, м/с;

?_в - скорость ветра, м/с;

? - угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп.

На основании формулы 4.6 определяем результирующую скорость вагона с учётом направления ветра:

?²_отц¹=(3,5)²+(5,3)²+2*3,5*5,3*cos 35=78,24 (м/с);

?²_отц²=(3,0)²+(5,3)²+2*3,0*5,3*cos 35=63,14 (м/с);

?²_отц³=(1,4)²+(5,3)²+2*1,4*5,3*cos 35=42,25 (м/с).

Далее на основании формулы 4.5 определяем удельной сопротивление движению от воздушной среды и ветра для одиночных вагонов:

w_св¹=(17,8*1,64*9,7/(273-32)*30)*78,24=3,06 (кгс/тс);

w_св²=(17,8*1,79*9,7/(273-32)*30)*63,14=2,70 (кгс/тс);

w_св³=(17,8*1,60*9,7/(273-32)*30)*42,25=1,61 (кгс/тс).

Теперь мы можем определить суммарные значения потерь энергии при преодолении сопротивлений среды и ветра, стрелок и кривых на основании формул 4.3 и 4.4 соответственно:

?h_wсвi¹=3,06*25*10^-3=0,076 (м.э.в.);

?h_wсвi²=2,70*178,48*10^-3=0,48 (м.э.в.);

?h_wсвi³=1,61*66,1*10^-3=0,11 (м.э.в.);

?h_wскi²=(0,56*3+0,23*17,29)*63,14*10^-3=0,05 (м.э.в.)

На основании формулы 4.1 мы можем определить расчётную высоту горки малой мощности:

H_р=1,5*(0,42+0,666+0,05)-0,061=1,6 (м)

Таким образом, высота горки составила 1,6 м.

На основании полученных данных составляем таблицу величин удельных работ сил сопротивления движению расчётного бегуна.

Таблица 4.2

Определение величин удельных работ сил сопротивления движению расчётного бегуна

N участка	Длина участка	Крытый 4-х осный
		w0, кгс/тс	hw0, м.э.в.	wсв, кгс/тс	hwсв, м.э.в.	?i, м/с	ni	??i	hwск, м.э.в.
1	25	1,54	0,0385	3,06	0,076	8,85	-	-	-
2	178,48	1,54	0,2748	2,70	0,48	7,95	3	17,29	0,05
3	66,1	1,54	0,1018	1,61	0,11	6,5	-	-	-
?li =269,58	?hwоснi=0,4151	?hсвi=0,666	?hwскi=0,05

Удельная энергия, соответствующая скорости роспуска вагонов определяется по формуле:

h₀=?²₀*1,2/2*g^/ (4.7)

где g^/ - ускорение свободного падения с учётом инерции вращающихся масс для расчётного бегуна:

g^/=9,81/1+(0,42*n/q) (м/с²) (4.8)

где 9,81 - ускорение силы тяжести, м/с²;

n - число осей расчётного отцепа.

На основании формулы 4.8 определяем ускорение свободного падения с учётом инерции вращающихся масс для расчётного бегуна:

g^/=9,81/1+(0,42*4/30)=9,29 (м/с²)

Определяем удельную энергию на основании формулы 4.7:

h₀=1,2/2*9,81=0,061

4.4 Проектирование продольного профиля спускной части горки

Высота сортировочной горки в пределах расчётной длины может быть определена, как сумма трёх профильных высот расчётных участков:

-h_г - головного (между вершиной горки и 1 тормозной позицией(ТП));

-h_ср - среднего (между началом 1ТП и началом парковой тормозной позиции (ПТП));

-h_н - нижнего (между началом ПТП и расчётной точкой (РТ)).

На ГММ с одной ТП нм спускной части высота горки определяется суммой профильных высот двух участков: нижнего и головного.

Профиль высоты горки проектируем так, чтобы профильная высота её не превышала расчётную H_р. Для этого расчётный путь (от ВГ до РТ) разделяем на профильные участки - скоростной (l_ск), промежуточный (l_пром), участок стрелочной зоны (l_сз) и участок до расчётной точки (l_рт).

Скоростной элемент спускной части горки проектируем наиболее крутым для получения интервалов на вершине горки при свободном скатывании отцепов. Что касается нижнего ограничения крутизны скоростного участка на горках малой мощности она должна быть не менее 25-30‰.

Промежуточный участок проектируем на уклоне i_пр=7-15‰.

По условиям минимизации мощности парковой тормозной позиции стрелочная зона должна располагаться на не ускоряющемся уклоне. Крутизна участка стрелочной зоны проектируется в пределах 1,5-2‰. Парковая тормозная позиция при оборудовании её замедлителями и расположении в кривой проектируется на уклоне до 2‰, на прямой - до 1,5‰.

Сортировочные пути располагаются на не ускоряющем уклоне. Их проектируем на равномерном спуске крутизной от 1-1,5‰.

Для определения длин перелома профиля намечаем точки перелома профиля. В точках перелома профиля нельзя располагать замедлители, остряки и крестовины стрелочных переводов. Переломы профиля разрешается делать в любом месте горизонтальной кривой, а также внутри стрелочного перевода между остряками крестовиной. Для этого точка перелома профиля отодвигается на 2-3 метра от центра стрелочного перевода в сторону крестовины.

Профильная высота промежуточного участка определяется по формуле:

h_пром=H_р-h_cк-h_сз-h_рт (м) (4.9)

Определяем высоту головного участка:

h_ск=i_ск*l_ск*10^-3 (м) (4.10)

На основании формулы 4.10 определяем высоту головного участка:

h_ск=30*25*10^-3=0,75 (м)

Далее определяем высоту среднего участка:

h_сз=i_сз*l_сз*10^-3 (м) (4.11)

На основании формулы 4.11 определяем высоту среднего участка:

h_сз=2*139,82*10^-3=0,279 (м)

Определяем высоту нижнего участка на основании следующей формулы:

h_птп=i_птп*l_птп*10^-3 (м) (4.12)