Проектирование реконструкции плана существующих линий. План дополнительного главного пути

Основные цели реконструкции и нормы проектирования. При сооружении дополнительного главного пути на общем земляном полотне с существующим положение оси дополнительного пути в плане определяется расстоянием от оси существующего пути (значением междупутья). Поэтому на участках, где план существующего пути не удовлетворяет требованиям Строительно-технических норм, сначала проектируют его реконструкцию, а затем — план дополнительного пути.

Основными целями реконструкции плана существующих железных дорог являются: ликвидация нарушения геометрически правильного очертания плана пути, вызванного воздействием подвижного состава; приведение параметров плана (радиусов кривых, длин переходных кривых и прямых вставок между смежными кривыми) в соответствие с современными нормами проектирования; смещение оси пути в плане, вызванное реконструкцией поперечных профилей (см. п. 7.6). Согласно Строительнотехническим нормам СТН Ц-01-95 целесообразность переустройства существующих кривых, ограничивающих намечаемые скорости движения поездов, должна быть технико-экономически обоснована.

При проектировании плана дополнительного главного пути решаются задачи расчета уширения междупутья в кривых, переключения сторонности дополнительного пути и др.

Реконструкцию плана существующих линий и план дополнительного пути проектируют по нормам новых железных дорог соответствующих категорий, но в трудных условиях для сохранения существующего земляного полотна и искусственных сооружений разрешается применять более льготные нормы. Так, при выправке кривых существующего пути в трудных условиях можно в пределах одной кривой сохранять радиусы различных значений при длине участков одинаковой кривизны не менее 300 м и в исключительных случаях — не менее 200 м (круговые кривые разных радиусов сопрягаются промежуточной переходной кривой).

При реконструкции существующих железных дорог и проектировании дополнительных главных путей допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании предусматривать сопряжение смежных кривых, направленных в разные стороны, без прямых вставок между переходными кривыми.

Методики проектирования реконструкции плана линии. Проектирование реконструкции плана существующих железных дорог и проектирование плана дополнительных главных путей осуществляется точным и приближенным методами.

Точный метод основан на применении формул тригонометрии и аналитической геометрии. Расчеты плана этим методом выполняют в прямоугольной системе координат. План существующего пути представляется в виде разомкнутого многоугольника и описывается координатами его вершин х, и у,, план проектируемого пути описывается уравнениями геометрических линий — прямых, дуг окружностей (круговые кривые), радиоидаль- ных спиралей (переходные кривые). Точный метод расчета плана относительно трудоемок и применяется главным образом при автоматизированном проектировании реконструкции плана железных дорог.

Приближенный метод расчета связан с понятием эвольвенты. Графическая модель плана в этом методе может быть представлена в виде угловой диаграммы. Угловой диаграммой называется график зависимости угла поворота ф от длины кривой К (рис. 7.19).

Покажем возможность использования угловой диаграммы для определения сдвигов с целью выправки сбитой кривой.

Второе свойство — площадь, ограниченная угловой диаграммой и осью абсцисс от начала кривой до данной точки, численно равна длине эвольвенты в этой точке. Эвольвентой называется длина дуги аа' (рис. 7.20,я), которую опишет конец нерастяжимой нити, натянутой на окружность Аа и закрепленной в точке А, при выпрямлении нити.

По теории эвольвент длина эвольвенты круговой кривой

На втором свойстве угловых диаграмм основан способ определения сдвигов для выправки сбитых кривых. На рис. 7.21, а показаны существующая кривая 1 и намеченное положение ее при выправке 2, а на рис. 7.21,6 — угловые диаграммы этих кривых. Сдвиги, необходимые для смещения существующей кривой в проектное положение, определяются как разности эвольвент существующей и проектной кривых в ряде точек, отстоящих достаточно близко одна от другой (см. рис. 7.21,а).

Основываясь на свойстве угловых диаграмм, разности эвольвент определяют как разности площадей угловых диаграмм существующей и проектной кривых. Так, сдвиг в точке а (см. рис. 7.21,а) для смещения кривой из точки а' в точку а" равен разности эвольвент а'а существующей кривой и а"а проектной кривой и выражается заштрихованной площадью на угловых диаграммах (см. рис. 7.21,6). В точке 6, где угловые диаграммы пересекаются, сдвиг наибольший, так как справа от точки б разность площадей угловых диаграмм существующей и проектной кривых (вычисленных от начала кривой) становится меньше. В точке в, где площади угловых диаграмм существующей и проектной кривых равны, сдвиг равен нулю.

До точки в плошадь угловой диаграммы существующей кривой сос больше площади угловой диаграммы проектной кривой со. и сдвиги направлены наружу кривой (в направлении от центра кривой), т.е. влево — в сторону, противоположную направлению кривой (на рис. 7.21 изображена кривая с поворотом вправо). Правее точки в площадь сос становится меньше площади а)„р и сдвиги направлены внутрь кривой, т.е. вправо (теперь они совпадают с направлением кривой). Если вычислять сдвиги как разность Д = Шпр —