Проектирование промежуточной станции

Железнодорожная линия представляет собой совокупность перегонов, станций и других раздельных пунктов, оснащенных соответствующими техническими средствами для осуществления перевозок. Станции являются основными предприятиями транспорта, играющими важнейшую роль в обслуживании пассажиров, отправителей и получателей груза, организации вагонопотоков и перевозочного процесса в целом, обеспечении безопасности движения.

По назначению и характеру работы станции подразделяются на промежуточные, участковые, сортировочные и грузовые, а в зависимости от объема работы – внеклассные, имеющие большой объем работы и высокий уровень технического оснащения и станции I, II, III, IV и V классов.

Промежуточные станции сооружаются на однопутных и двухпутных и многопутных линиях. В отличие от разъездов и обгонных пунктов на них, кроме скрещения, обгона и пропуска поездов, а также посадки – высадки пассажиров, производятся: погрузка, выгрузка и хранение грузов, а также оформление перевозочных документов; прием, выдача и хранение багажа; маневровая работа по отцепке и прицепке вагонов к сборным поездам, а в некоторых случаях формирование отправительских маршрутов или групп ступенчатых маршрутов; обслуживание подъездных путей предприятий; взвешивание вагонов.

Промежуточные станции бывают обычные и опорные. На последних концентрируется грузовая и коммерческая работа по обслуживанию населенных пунктов района тяготения. Также промежуточные станции подразделяются по числу главных путей – однопутные, двухпутные и многопутные; по расположению приемо-отправочных путей – продольного, полупродольного и поперечного типов. Кроме того, станции различают по расположению грузового района и наличию примыкания подъездных путей.

Целью данной курсовой работы является разработка проекта промежуточной станции в ходе, которой были решены следующие задачи: обоснован выбор типа станции; определено ее путевое развитие; разработана немасштабная схема станции; рассчитаны координаты основных устройств; произведена масштабная укладка схемы станции; построен продольный профиль I главного пути; составлены ведомости путей, стрелочных переводов, зданий и сооружений; в заданных сечениях построены поперечные профили земляного полотна; определен объем земляных работ и составлена примерная смета на сооружение станции. Кроме того, в курсовой работе рассмотрены вопросы организации работы станции с поездами каждой категории, а также перечень требований техники безопасности при выполнении основных операций.

1. Характеристика исходных данных и условия проектирования

Промежуточная станция проектируется на железной дороге первой категории. Размеры движения при параллельном графике составляет 80 пар поездов в сутки. Длина станционной площадки равна 2000 м, а полезная длинна приемо-отправочных путей – 1250 м. Вид тяги – электровозная. Тип рельсов на главных путях – Р65, на приемо-отправочных – Р50. Вид блокировки – автоматическая. Скорость безостановочного пропуска поездов по главным путям составляет 120 км/ч.

На станции имеются следующие грузовые устройства:

– два крытых склада длиной 96 м;

– крытая платформа длиной 48 м;

– навалочная площадка 140 м.

На станции имеются следующие пассажирские устройства:

– пассажирское здание на 100 пассажиров;

– низкие пассажирские платформы длиной 420 м.

Грузовые устройства располагаются со стороны противоположной пассажирскому зданию. Подъездной путь на «Машзавод» примыкает к станции с северо-востока, подъездной путь на «Угольную шахту» примыкает к станции с юго-востока.

2. Определение путевого развития промежуточной станции

2.1 Главные пути

Количество главных путей определяется сравнением потребной пропускной способности железнодорожного участка (при учёте необходимого резерва) с пропускной способностью, которую может обеспечить однопутная или двухпутная железнодорожная линия в зависимости от способа связи по движению поездов.

Потребная пропускная способность N_потр определяется из выражения:

N _потр = N _гр / r, (2.1)

где N_гр – размеры движения поездов, составляют 60 пар параллельного графика; r – рациональный уровень заполнения пропускной способности, принимается равным 0,8.

80 / 0,8 = 100 (пар поездов)

На основании того, что блокировка на станции автоматическая, а потребная пропускная способность составляет больше 40 пар поездов, можно сделать вывод: по нормативным таблицам для данных условий необходима укладка двух главных путей.

2.2 Дополнительные приемо-отправочные пути

Дополнительные приемо-отправочные пути устанавливаются в соответствии с рядом определенных требований. В данной курсовой работе присутствуют следующие:

– к станции примыкает подъездной путь (устанавливается 1 дополнительный приемо-отправочный путь);

– на станции сконцентрирована грузовая работа участка (назначается не менее одного дополнительного приемо-отправочного пути).

Значит, общее число путей данного вида принимается равным двум.

Таким образом, общее количество путей на станции определяется из выражения:

М_общ = М_гл + М_поп + М_доп,(2.2)

где М_гл – число главных путей; М_поп – число приёмо-отправочных путей; М_доп – количество дополнительных приёмо-отправочных путей.

М_общ = 2 + 2 + 2 = 6 путей.

Кроме того, на станции необходимо запроектировать один вытяжной путь, длина которого равна половине полезной длины приёмо-отправочных путей.

3. Выбор и обоснование типа промежуточной станции

В зависимости от расположения приемо-отправочных путей и грузовых устройств различают три основных типа промежуточных станций: с продольным, полупродольным и поперечным расположением приемо-отправочных путей.

На выбор типа промежуточной станции оказывают влияние как факторы связанные непосредственно с проектированием и изысканием нового объекта (особенности плана и профиля трассы железнодорожной линии; климатические, геологические, гидрологические и другие условия), так и факторы, определяющие будущую работу станции (категория железнодорожной линии, количество главных путей, размеры и характер движения поездов, а также размеры и характер грузовой работы).

В соответствии с Инструкцией по проектированию станций и узлов на двухпутных линиях для промежуточных станций основной является схема с поперечным расположением приемо-отправочных путей, которая обеспечивает наибольшую компактность размещения устройств и наименьшую стоимость их строительства. Но если позволяет длина станционной площадки и существует ряд специально оговоренных условий, то нормативные документы рекомендуют устройство промежуточной станции по продольному или полупродольному типам.

При анализе задания на курсовую работу можно сделать вывод о том, что в данных условиях наиболее оптимален либо продольный, либо полупродольный тип станции. Основными аргументами в пользу этого решения являются, во-первых, сравнительно большая длина станционной площадки равная 2000 м, во-вторых, объемы пассажирского движения, когда по станции необходимо предусмотреть обгон грузовых поездов пассажирскими и, наконец, примыкание подъездного пути со стороны пассажирского здания.

На втором этапе выбора типа промежуточной станции необходимо проверить возможность устройства станций рассмотренных типов на указанной в задании площадке.

Проверка выполняется по формулам:

, м (3.1)

, м (3.2)

, м (3.3)

где  – минимальная потребная длина станционной площадки, м.

2000 = 2*1250 + 800

2000 ≤ 3300

Значит, продольный тип станции не подходит, так как его устройство не позволяет заданная длина станционной площадки.

2000 = 1250 + 1150

2000 <2400

Значит, полупродольный тип станции не подходит, так как его устройство не позволяет заданная длина станционной площадки.

2000 = 1250 + 600

2000 > 1850

Следовательно, проектируемая станция будет поперечного типа.

станция схема ведомость путь

4. Разработка схемы поперечной станции

Кроме рассмотренной выше классификации, поперечные станции различаются размещением и развитием пассажирских и грузовых устройств, а также примыканиями подъездных путей.

4.1 Устройства для обслуживания пассажиров и их размещение на станции

Для обслуживания пассажиров и нужд самой станции в курсовой работе необходимо предусмотреть устройство пассажирского здания (вокзала), пассажирских платформ и переходов между ними.

Выбор типов основных пассажирских устройств проводится по заданию на курсовую работу. Так пассажирское здание с помещениями для пассажиров, начальника и дежурного по станции (с пультом управления стрелками и сигналами) сооружается по типовому проекту на 100 пассажиров, размеры его составят 24*42 м². В рассматриваемых условиях скорость безостановочного пропуска поездов по главным путям составляет 120 км/ч, следовательно, пассажирское здание размещается на расстоянии 25 метров от оси главного пути. Пассажирские платформы устанавливаются низкими, длиной 400 метров и шириной 6; 4 метра. Так как на данной станции предусматривается скоростное движение, то по условиям безопасности промежуточная платформа располагается между вторым главным и четвертым приемоотправочным путями.

4.2 Размещение и проектирование грузовых устройств

На поперечных станциях для выполнения грузовых операций сооружаются крытые склады общего пользования, крытые и открытые платформы, навалочные площадки. Перечисленные устройства располагаются обычно на отдельной территории, называемой грузовым двором.

Далее на основании типовых схем расположения грузовых устройств разрабатывается схема грузового двора. В данной курсовой работе проектирование грузового двора начинается с укладки 5 выставочного пути, который находится на расстоянии 10,6 м от крайнего станционного пути. Широкое междупутье обусловлено тем, что в дальнейшем оно позволит провести реконструкцию промежуточной станции без переноса устройств грузового района. Затем укладывается погрузо-выгрузочный путь, в пределах которого на прямом участке размещаются склады и площадки с удалением от кривых на расстояние не менее длины вагона (принимается равным 15 м). Кроме того, для независимой работы с грузовыми фронтами между 5 и 7 путями сооружается съезд 53–55.

Грузовые склады, крытые и открытые площадки сооружаются по типовым проектам. В курсовой работе ширина этих устройств принимается равной 12 м. Также необходимо запроектировать рампу шириной 3 метра со стороны железнодорожного пути и 1,5 метра со стороны подъезда автомашин. Площадка для навалочных грузов ширина, которой составляет 12 м. Между складами и площадками для движения автомашин и их стоянки устраиваются автопроезды. Их ширина зависит от характера движения автомашин и расположения грузовых устройств. В курсовой работе автопроезды между комбинированной секцией и навалочной площадкой и забором имеют ширину 16 м.

4.3 Разработка немасштабной схемы станции

Разработка немасштабной схемы осуществляется на основании одной из типовых схем поперечных станций. Кроме того, особое внимание уделяется условиям, указанным в задании на курсовую работу, а также тем характеристикам поперечной станции, которые были выбраны и обоснованы в предыдущих пунктах пояснительной записки.

Разработка схемы начинается с изображения осей главных и приемо-отправочных путей станции, а также размещения между ними пассажирских платформ. Затем прорабатываются горловины станции, размещаются «диспетчерские съезды», проверяется возможность параллельного выполнения операций по приему (отправлению) поездов и подаче – уборке вагонов с грузового двора на путь стоянки сборного поезда. Кроме того, на немасштабной схеме указываются номера путей и стрелочных переводов, места установки предельных столбиков и сигналов, специализация путей, а также местоположение основных грузовых и пассажирских устройств.

5. Масштабная укладка схемы станции

Укладка масштабной схемы станции производится на основании рассмотренной выше немасштабной схемы. В первую очередь проектируется первый главный путь, далее через установленные ранее междупутья укладываются оси второго главного и четных приемоотправочных путей. На следующем этапе вычерчивается четная горловина станции, после этого расставляются предельные столбики и сигналы, а затем на чертеже указываются номера путей, стрелочных переводов и наименования светофоров.

После завершения описанных операций можно начинать построение противоположной горловины, для этого необходимо выдержать полезную длину по самому короткому приемо-отправочному пути. Таким образом, если отложить 1250 м от светофора Н8, то можно определить положение предельного столбика стрелки 39. Так как данный путь имеет двустороннюю специализацию, то возникает необходимость проверить полезную длину приемо-отправочного пути в обратную сторону, а затем выбрать наименьшую. После укладки центральной горловины проектируется приемо-отправочный путь, смещенный в сторону пассажирского здания. Пассажирские устройства размещаются ближе к центральной горловине, а грузовые сооружаются в соответствии с немасштабной схемой.

6. Расчет координат

Для точного определения положения на местности стрелочных переводов, предельных столбиков, светофоров и т.п. выполняется расчёт координат.

В курсовой работе определяются координаты центров стрелочных переводов, предельных столбиков, светофоров (входных и выходных), путевых упоров, а также вершин углов поворота.

В пояснительной записке приводится расчет координат ряда характерных точек, на примере которых четко просматривается алгоритм решения.

За начало координат принимается точка пересечения осей первого главного пути (ось Х) и пассажирского здания (ось У).

X_H-8 = L_пол / 2 = -625,00

Y_H-8 = – e_I-II – e_II-4 – e_4-6 – р = -20,55

X_ЦСП-20 = X_Н-8 – l_св = -625,00 – 43,40 = -668,40

Y_ЦСП-20 = – e_I-II – e_II-4 – e_4-6 = -18,10

X_ЦСП-18 = X_ЦСП-20 – L_18-20 = -668,40 – (5,3*9) = – 716,10

Y_ЦСП-18 = – e_I-II – e_II-4 = -12,80

Х’_ПС-20 = X _ЦСП-20 + l_пр = -668,40 + 45,1 = -623,3

Y’_ПС-20 = – e_I-II – e_II-4 – e_4-6 – р= -20,55.

7.Проектирование продольного профиля и расчет объемов земляных работ

Продольный профиль вычерчивается на основном чертеже под масштабным планом станции. Разработке профиля предшествует нанесение горизонталей и разбивка пикетажа по главному пути. Затем на каждом пикете и в характерных точках методом интерполяции определяются отметки земли, которые вписываются в соответствующую графу «Отметки земли» таблицы продольного профиля. В дальнейшем точки проектных отметок соединяются с соблюдением нормативных уклонов, образуя проектную линию. По окончании построения профиля на чертеж наносятся рабочие отметки, которые определяются как разность проектной отметки и отметки земли по каждому пикету. Объём земляных работ рассчитывается приближённым способом, при котором поперечное сечение земляного полотна представляется в виде трапеции, площадь которой равна:

– для насыпи F_Н = h +h' / 2 (6,5 +∑S + 1,5h +h' / 2) * g

– для выемки F_В =(10,3+∑е+1,5h_в)*1,5h_в

где F_Н, F_В – соответственно площадь насыпи и выемки; h_н, h_в – рабочая отметка по насыпи, выемке; е – суммарное расстояние между осями путей в сечении.

Площади поперечных сечений определяются по каждому пикету и характерным точкам, а объем между сечениями вычисляется как произведение средней площади смежных сечений на расстояние между ними.

F_{Н (a-a)}= (3,38 + 3,46)/ 2*(3.25 + 5.3 + 2.65 + 2.65 + 7.5 + 5.3 + 5.3 + 3.25 + 1.5*3,42) + 0.9 = 138,8

F_{Н (б-б)}= (3,07 + 3,16)/ 2*(3.25 + 5.3 + 2.65 + 2.65 + 7.5 + 5.3 + 5.3 + 3.25 + 1.5*3,115) + 0.9 = 125,1

F_{Н (в-в)}= (2,49 + 2,72)/ 2*(3.25 + 5.3 + 3,25 + 2.65 + 2.65 + 7.5 + 5.3 + 5,3 + 1.5*2,6) + 0.9 = 124,6

Итого: насыпи V_{н =} 51581

8. Проектирование поперечного профиля

Поперечный профиль размещается на свободном месте справа от чертежа. Для построения поперечного профиля на рассматриваемом пикете проводится сечение, перпендикулярное оси главного пути, а также на этой линии назначаются вспомогательные точки на расстоянии 10 метров от осей крайних путей. Затем для каждой рассмотренной точки методом интерполяции определяются отметки земли. Следующим шагом на профиле изображаются оси путей и бровки земляного полотна, а расстояния между ними и отметки земли сносятся в соответствующие графы таблицы. По отметкам земли вычерчивается поперечный профиль земли.

За исходную проектную принимается отметка верха земляного полотна по оси междупутья главных путей, которая определяется как сумма проектной отметки бровки земляного полотна и высоты балластной призмы, равной 0,15 м.

Далее выбирается вид очертания земляного полотна и его уклоны.

Для насыпи: от исходной отметки верх земляного полотна проектируется двускатным с уклоном 20 ‰ до бровки земляного полотна; затем сооружаются откосы крутизной 1:1,5; с нагорной стороны предусматривается сооружение канавы с шириной и глубиной равными 1 м и откосами крутизной 1:1,5; между подошвой откоса насыпи и бровкой канавы устраивается берма шириной 3 м с уклоном 20 ‰ в строну канавы.

Для выемки: верх земляного полотна имеет аналогичное очертание; затем сразу же предусматривается устройство кюветов с шириной и глубиной равными 1 м и откосами крутизной 1:1,5; с полевой стороны кюветы переходят в откосы выемки.

Используя исходную проектную отметку по оси главного пути и вид очертания земляного полотна, определяются проектные отметки осей путей и всех других точек по известному расстоянию между точками и принятому уклону.

9. Основы организации работы станции

Основными принципами рациональной работы станции являются параллельность и непрерывность выполнения операций с поездами и вагонами, минимальная затрата времени и автоматизация производственных процессов.

Пассажирские поезда.

С поездами этой категории выполняются следующие операции: технические (приём, отправление, пропуск), а также пассажирские (посадка, высадка пассажиров, продажа билетов, выгрузка, погрузка, приём, выдача и хранение багажа и грузов, следующих пассажирской скоростью). Для работы с пассажирскими поездами предназначены I, II и 3, 4 пути, а также две пассажирские платформы. Скорые пассажирские поезда нечетного направления пропускаются по первому главному пути, а четного направления по второму главному пути. Пассажирские поезда, следующие с остановкой на станции, принимаются на пути, у которых устроены пассажирские платформы: II, 3, 4.

Грузовые поезда.

С грузовыми поездами выполняются технические операции: приём, отправление, пропуск поездов, маневровая работа со сборными поездами, подача и уборка вагонов на подъездной путь или на грузовые фронты и грузовые коммерческие операции – приём, погрузка – выгрузка, выдача и хранение грузов, оформление перевозочных документов, расчёт за перевозочные услуги.

Транзитные поезда нечетного направления пропускаются по первому главному пути, а четного направления по второму главному пути. При обгоне в нечетном направлении грузового поезда транзитным поездом первый из них принимается на приемо-отправочный путь, а второй пропускается по I главному пути. При обгоне в четном направлении грузовой поезд принимается на 4, 6, 8 приемо-отправочный путь, а транзитный поезд пропускается по II главному пути.

Местная работа на станции осуществляется на 6 и 8 приемо-отправочных путях. Возможны следующие варианты обработки сборного поезда:

– поезд прибывает с нечетного направления и принимается на 6 путь

– поезд прибывает с четного направления и принимается на 6 путь

– поезд прибывает с нечетного направления и принимается на 8 путь

– поезд прибывает с четного направления и принимается на 8 путь

I вариант.

Нечетный сборный поезд принимается на 6 приемоотправочный путь через стрелки 1, 3, 5, 21, 25, 27, 29, 39, 41. С составом производят коммерческий и технический осмотры, ограждают, закрепляют и отцепляют поездной локомотив.

Операция по отцепки с «головы», прицепке в «хвост»:

Маневровый локомотив по 4 приемо-отправочному пути заезжает на место стоянки состава (6 путь) с «головы». Прицепляет часть вагонов, назначением на ГД, и через стрелки 20, 18 и 16 вытягивает их с выездом на второй главный путь. Останавливается за стрелкой 20, после ее перевода заезжает с вагонами на 8 путь и оставляет их там. После отцепки вагонов локомотив через стрелку 13 заезжает на пути грузового двора, где уже готовы вагоны на уборку. Затем прицепляет их и вытягивает за стрелку 13 на вытяжной путь 11. Далее после перевода стрелки 15, 23, 27 заезжает на 6 путь за стрелку 41 и прицепляет вагоны в «хвост» состава. После этого маневровый локомотив возвращается к вагонам оставленным на 8 пути и через вытяжной путь 11 осуществляет подачу к грузовым местам. Параллельно этим операциям к сформированному составу подается поездной локомотив, с состава снимается ограждение, проверяются тормозная система и после вручения документов бригаде состав отправляется со станции.

Операция по отцепки с «хвоста», прицепке в «голову»:

Маневровый локомотив заезжает на место стоянки состава (6 путь) с «хвоста». Прицепляет часть вагонов, и вытягивает их за стрелку 41 на вытяжной путь 11. Далее после перевода этой стрелки локомотив заезжает на 8 путь за стрелку 41 и оставляет вагоны там. Затем опять же через вытяжку локомотив осуществляет уборку вагонов с ГД. Вернувшись с этими вагонами на вытяжной путь 11, маневровый локомотив в зависимости от своего местоположения либо обгоняется с вагонами по 4 пути и, заехав за стрелку 20, осуществляет прицепку непосредственно в «голову» состава; либо оставляет вагоны на 4 пути, а затем, заехав за стрелку 41, отправляется на 8 путь, где прицепляет вагоны и через вытяжной путь 11 подает вагоны к грузовым местам. Далее или через пути ГД или через 8 приемо-отправочный путь маневровый локомотив заезжает за стрелку 20, забирает вагоны с 4 пути и переставляет их на 6-ой в голову состава. Затем к сформированному составу прицепляются поездной локомотив.

II вариант.

Четный сборный поезд принимается на 6 приемоотправочный путь через стрелки 4, 6, 16, и 20. С составом производят коммерческий и технический осмотры, ограждают, закрепляют и отцепляют поездной локомотив.

Затем с составом производятся маневровые операции технология, которых аналогична рассмотренной выше, но с той лишь разницей, что теперь не «хвост», а «голова» поезда находится со стороны вытяжного пути.

III и IV варианты.

Данные варианты обработки сборного поезда отличаются от предыдущих только тем, что в качестве пути для отстоя вагонов и обгона локомотива вместо 8 используется 6 приемо-отправочный путь.

10. Основы безопасности работы при выполнении основных операций на станции

Безопасная работа станции является основополагающим фактором при выборе технических и технологических решений, принимаемых при изыскании и проектировании промежуточной станции.

Для безопасного прохода локомотивов и вагонов мимо устройств и сооружений, находящихся у пути, а также мимо следующего по соседним путям подвижного состава размещение на станциях различных устройств по отношению к путям, а также расстояния между осями путей должны соответствовать требованиям габарита приближения строений и подвижного состава.

Расстояния между осями главных и приемо-отправочных путей на станции составляет 5,3 м. Оно обеспечивает безопасность движения поездов, личную безопасность работников, выполняющих операции с подвижным составом, а также возможность размещения в междупутьях светофоров, опор контактной сети и других устройств. Расстояние между осями II-го главного и 4-го приемо-отправочного путей увеличено в связи с размещением там высокой пассажирской платформы. Для обеспечения безопасности пассажиров находящихся на платформе она проектируется шириной 4 м, а расстояния от края платформы до осей путей составляют 1,75 м.

Для безопасного размещения подвижного состава в границах пути за каждым стрелочным переводом в междупутье равном 4,1 м устанавливается предельный столбик. При установке поезда в этих границах обеспечивается свободный проход поездов по смежным путям и возможность прохода работников станции в междупутье со стороны горловины.

Для сохранения целостности при проходе неисправного подвижного состава перед остряками всех противошерстных стрелочных переводов на главных путях укладываются отбойные брусья.

Для обеспечения безопасного пересечения железнодорожного пути автомобильным транспортом переезд оборудуется устройствами переездной сигнализации, наружным освещением, а также на подходах к переезду необходимо устройство предупредительных знаков: со стороны подхода поездов – сигнальный знак «С» о подаче свистка, а со стороны автомобильной дороги знаки, предусмотренные правилами дорожного движения.

Вопрос безопасной работы станции необходимо также учитывать и на этапе проектирования продольного профиля: в пониженном месте профиля станции предусматривается сооружение водопропускной трубы для предотвращения размыва станционных путей. С той же целью сооружаются водоотводные канавы и кюветы расположенные вдоль путей на протяжении всей длины станции.

Кроме того, продольный профиль станционной площадки запроектирован с уклоном 2,0‰, следовательно, поезда во избежание самопроизвольного ухода на главные пути или на перегон необходимо закреплять башмаками согласно нормам, указанным в технико-распорядительном акте станции.

Список литературы

1. В.М. Акулиничев, Н.В. Правдин, В.Я. Болотный. Железнодорожные станции и узлы М.: Транспорт 1992

2. Проектирование железнодорожных станций и узлов / Под ред. А.М. Козлова, К.Г. Гусевой, М.: Транспорт 1981

3. Т.М. Прищепа Определение строительной стоимости вариантов развития и реконструкции железнодорожных станций и узлов /Методические указания к курсовому проектированию, Хабаровск 1990

4. Ю.И. Котельников, Т.М. Прищепа, Н.Н. Бутнев. Проектирование промежуточных станций и узлов /Методические указания, Хабаровск 2001