3.13. Экономика проектирования продольного профиля и плана трассы железных дорог

Продольный профиль и план железной дороги должны удовлетворять наивыгоднейшему соотношению стоимости строительства линии и буду­щих эксплуатационных расходов

Уклоны, длину элементов и переломы продольного профиля следует подбирать в соответствии с очертанием профиля земли и в увязке с разме­щением искусственных сооружений (на рис 3 34 из двух вариантов про­ектной линии более целесообразна штриховая линия)

При проектировании железных дорог большой грузонапряженности может быть экономически эффективным такое положение проектной ли­нии, которое, хотя и вызывает увеличение объема земляных работ, но обеспечивает повышение скорости движения поездов (штриховые линии на рис 3 35), снижение энергетических затрат на тягу поездов и соответст­венно уменьшение эксплуатационных расходов

продольного профиля

Вопрос о рациональном продольном профиле перегона может возник­нуть в условиях вольного хода трассы (определение вольного хода см в гл 4), когда при фиксированных отметках раздельных пунктов воз­можно различное очертание профиля перегона (однообразный уклон, вы­пуклый или вогнутый профиль) Исследование этого вопроса проводили в условиях различных видов тяги, в том числе применительно к движению поездов метрополитена^I Анализ выполненных работ привел к следующему выводу Наименьшее время хода поезда и минимальный расход энергии на тягу достигаются при вогнутом профиле перегона, когда после станцион­ной площадки следует спуск максимальной крутизны /_1ШХ, на котором

Рис. 3.35. Проектирование профиля, обеспечивающее повышение скорости движения поездов (штриховая линия)

а - продольный профиль, б - кривая скорости движения поезда v(S)

		-,		Л \\

U/г

_т R=300_r

ш

1п/2

Рис. 3.37. Участок снижения скоро­сти движения поезда в кривой мало­го радиуса

поезд достигает наибольшей допустимой скорости, после чего проектиру­ется предельно безвредный спуск /_п6в (рис. 3.36). Расположение станций на возвышениях профиля обеспечивает снижение скорости перед тормо­жением.

Устройство в плане линии кривых с радиусом, ограничивающим ско­рость движения поездов, вызывает эксплуатационный ущерб в том случае, если эти кривые расположены на участках, где поезда хотя бы в одном на­правлении могли бы двигаться со скоростями, превышающими допускае­мые скорости в кривых данного радиуса.

На рис. 3.37 показана зависимость v(S) с учетом снижения скорости в кривой малого радиуса и штриховой линией - зависимость v(6) без огра­ничения скорости движения на кривой. Уменьшение скорости вызывает увеличение расхода электрической энергии или дизельного топлива, а сле­довательно, — увеличение эксплуатационных расходов. Длина участка, на котором скорость поезда ограничивается до величины v_orp, превышает дли­ну кривой К на расчетную длину поезда /„ (см. рис. 3.37), так как весь по­езд, от головы до хвоста, должен проследовать кривую с ограниченной скоростью. Следовательно, ущерб от снижения скорости в кривой малого радиуса тем больше, чем больше расчетная масса и длина поезда. Этот ущерб возрастает в том случае, если после кривой следует подъем. Тогда общая протяженность участка, на котором сказывается влияние кривой на величину скорости движения поезда, может быть весьма значительна (см. рис. 3.37).

Поэтому при проектировании плана трассы железной дороги следует рассмотреть возможность увеличения радиуса кривых, ограничивающих скорости движения поездов, в особенности кривых, расположенных на ямообразных участках профиля.

Рис. 3.36. Продольный профиль перегона вогнутого очертания

Продольный профиль и план железной дороги должны удовлетворять требованиям рациональной технологии строительства. Для этого стремятся не только уменьшить рабочий объем земляных работ, но и обеспечить со­ответствие размеров земляного полотна современным способам производ­ства работ и парку строительных машин В некоторых случаях концентра­ция объемов земляных работ в крупных массивах, разрабатываемых более мощными и высокопроизводительными машинами, позволяет уменьшить объем работ на других участках.

При насыпях высотой свыше 20—25 м следует сравнивать варианты на­сыпи с устройством виадука, который в благоприятных условиях может оказаться дешевле. Кроме того, работы по сооружению виадука могут быть менее трудоемки. По тем же экономическим и строительным соображени­ям тоннель может быть целесообразнее очень глубокой выемки (глубиной более 20 м).

В сильно заболоченной местности взамен насыпей может быть эффек­тивно сооружение свайных эстакад. Мосты эстакадного типа могут иметь преимущество перед насыпями высотой 15 м и более в районах с ценными земельными угодьями, поскольку в отличие от высоких насыпей эстакады требуют значительно меньшей полосы отвода (см. п. 1.5).

Поиск наилучшего продольного профиля и плана линии, удовлетво­ряющего поставленным условиям, в ходе разработки и технико- экономического сравнения нескольких вариантов хотя и ведет, как прави­ло, к последовательному улучшению проектных решений, все же не гаран­тирует получение оптимального. Более эффективно для проектирования продольного профиля и плана линии использовать современные математи­ческие методы оптимизации и ЭВМ. Для решения такой задачи предна­значена технологическая линия автоматизированного проектирования (ТЛП) плана и профиля дорог. Цель ТЛП — получить оптимальный резуль­тат на основе диалога специалиста и ЭВМ. Машина по составленному/ал­горитму вырабатывает проектное решение, а специалист анализирует его, корректирует данные и принимает окончательное решение.