Проект модернизации участка существующей железной дороги ДП-СД-511-12-2018

РОСЖЕЛДОР
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО          ОБРАЗОВАНИЯ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
   ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (СГУПС)	

К защите:


Заведующий кафедрой
«Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог»
наименование кафедры



А.Л. Исаков
подпись

инициалы, фамилия



дата




ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА 
(ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ)

Тема:
Проект модернизации участка существующей железной дороги ДП-СД-511-12-2018







шифр документа






Выполнил




Руководитель


А.Е. Кокорев



Г.П. Ващенко
подпись

инициалы, фамилия

подпись

инициалы, фамилия







дата



дата



Консультанты по разделам





1 Проект модернизации участка существующей железной дороги





Г.П. Ващенко





2 Расчеты устойчивости и усиления насыпи из глинистых грунтов  при учете оттаивания откосов



Г.П. Ващенко





3Требования техники безопасности при проведении земляных работ




Г.П. Ващенко






Нормоконтролер проекта



И.Н. Гудкова





2018г.

Состав проекта

  1 Задание на проектирование
  2 Аннотация
  3 Пояснительная записка
  

РОСЖЕЛДОР

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГООБРАЗОВАНИЯ
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (СГУПС)
Факультет: Строительство железных дорог 
Кафедра: Изыскания, проектирование и постройка железных и автомобильных дорог
Специальность: Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей

      УТВЕРЖДАЮ:
                                                      Заведующий кафедрой
                                                      А.Л. Исаков
                                               «__» _________ 2018 г.
ЗАДАНИЕ
по дипломному проекту студента
Кокорева Артема Евгеньевича
1 Тема проекта «Проект модернизации участка существующей железной дороги» утверждена приказом по университету от «28» апреля 2018 г.№ 408/С
2 Срок сдачи студентом законченного проекта «7» июня 2018 г.
3 Исходные данные к проекту: участок существующей железнодорожной линии условно относится к Красноярской железной дороге. К разработке принимается участок железной дороги между раздельными пунктамиОзерное-Карьер-Лесное. 
 Размеры грузовых и пассажирских перевозок по участку в зависимости от расчетных сроков:
Расчетные
сроки
Грузонапряженность по направлениям, млн ткм/км
Количество пар негрузовых поездов в сутки, штуки

грузовое
негрузовое
пассажирских
сборных
ускоренных
2
25
22
5
1
1
5
38
33,44
6
1
1
10
59
51,92
7
2
1
15
80
70,4
8
2
2
20
100
88
10
2
2

      Количество главных путей на перегоне-1. Реконструируемый путь-1.
      Тип тяги - электрическая; в грузовом движении локомотивы: ВЛ10; в пассажирском–ЧС-2.
      В настоящее время движение поездов осуществляется по пакетному графику,тип СЦБ- автоматическая блокировка.
      Руководящий уклон существующей железной дороги12 %о.
      Длина приема-отправочных путей850 м.
      Вагонный состав представлен следующими типами вагонов:
        4-х осные-75 %;  8-ми осные-25 %
      Доля тормозных вагонов в составе составляет 70 %, коэффициент использования грузоподъемной силы вагонов0,9.
       Все вагоны на роликовых подшипниках.
       Существующий путьбесстыковой, рельсы типа Р65, шпалыжелезобетонные, балласт щебеночный на песчаной подушке, недостаточной толщины.
       Перспективныйпутьбесстыковой, рельсы типа Р65,шпалы  железобетонные, балласт щебёночный на песчаной подушке.
      Результаты съемки кривых участков пути.
       Шаг съемки   кривых - 10 метров.
       Результаты натурных обследований земляного полотна и ИССО выявили их удовлетворительное состояние.
      4 Содержание расчетно-пояснительной записки

    Наименования разделов 
Примерное
количество
страниц
График
(сроки)
выполнения
1 Проект модернизации участка существующей железной дороги
44
14.05.18
2 Расчеты устойчивости и усиления насыпи из глинистых грунтов  при учете оттаивания откосов
12
21.05.18
3 Требования техники безопасности при проведении земляных работ
13
05.06.18


5 Перечень графического материала 
Наименование графического документа (чертежа, схемы, графика)
Количество
листов
График (сроки)
выполнения
План участка железнодорожной линии после модернизации
10
10.04
Утрированный продольный профиль
1
20.04
Поперечные профили
3
07.05
Поперечные профили высокой насыпи
3
25.05
6 Консультанты по проекту 
Раздел
Консультант
Подпись, дата


задание выдал
задание принял
1 Проект модернизации участка существующей железной дороги
Ващенко Г.П.


2 Расчеты устойчивости и усиления насыпи из глинистых грунтов  при учете оттаивания откосов
Ващенко Г.П.


3 Требования техники безопасности при проведении земляных работ
Ващенко Г.П.


7 Дата выдачи задания «09» марта 2018 г.
Руководитель ____________________________________
			        (подпись)
Задание принял к исполнению _______________________
				             (подпись)

     
УДК 625.11
     Аннотация
      Ключевые слова: проект, модернизация, железная дорога, грузонапряженность, земляное полотно, устойчивость.
      В процессе эксплуатации провозная способность железной дороги перестает справляться с нарастающими объемами перевозок, что и определяет цели и задачи комплексной модернизации участка железной дороги для перевода ее в новое качество, с соблюдением действующих норм проектирования и новых требований к параметрам технического состояния, для эффективной, безопасной эксплуатации, с повышением скоростей движения грузовых и пассажирских поездов, с обеспечением комфортабельности перевозки пассажиров.
      С учетом этих требований и разрабатывается проект модернизации участка железнодорожной дороги в плане, продольном и поперечном профилях с усилением тяги поездов и улучшением организации движения, для обеспечения потребных объемов перевозок до 20 года эксплуатации.
     Так же затрагиваются вопросы обеспечения безопасности при проведении земляных работ и гражданской обороны в виде расчета противорадиационного укрытия.
     Общее количество готового материала: всего листов 108, рисунков 7, таблиц 23, приложений 4.
Annotation
      Keywords: project, modernization, railway, freight traffic, roadbed, stability.
      In the process of exploitation, the carrying capacity of the railway does not cope with the increasing volumes of traffic, this determines the goals and objectives of the integrated modernization of the railway section for transferring it to a new quality, with observance of the current design standards and new requirements for the technical condition parameters, for efficient, safe operation, increasing the speeds of freight and passenger trains, ensuring the comfort of transportation passengers.
      In view of these requirements, a project is being developed for the modernization of the railway section in terms of longitudinal and transverse profiles, with increased traction of trains and improved traffic management, to provide the required traffic volumes to 20 years of exploitation.
      The issues of ensuring safety during earthworks and civil defense in the form of calculation of the radiation cover are also touched upon.
Total amount of finished material: total sheets 108, pictures 7, tables 23, applications 4.
     
РОСЖЕЛДОР


ФЕДЕРАЛЬНОЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ                            ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
   ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ» (СГУПС)	

    Кафедра «Изыскания, проектирование и постройка железных и 
автомобильных дорог»






Пояснительная записка
к дипломному проекту






тема: Проект модернизации участка существующей железной дороги



ДП-СД-511-12-2018



	

	


2018 г.



Содержание
Введение	10
1 Проект модернизации участка существующей железной дороги	11
1.1 Анализ существующего состояния участка железной дороги	11
1.1.1 Краткая характеристика района тяготения железной дороги	11
1.1.2 Характеристика технического состояния железной дороги	12
1.1.3 Тяговые расчеты	15
1.2 Возможная стратегия развития существующей железной дороги	17
   1.2.1 Возможные технические состояния железной дороги	17
   1.2.2 Возможная провозная способность	19
   1.2.3 Схемы этапного усиления железной дороги и их анализ	22
1.3 Технико-экономическое сравнение вариантов схем овладения перевозками	24
1.4 Проектирование реконструкции плана существующей железной дороги	31
   1.4.1 Постановка задачи	31
   1.4.2 Нормы проектирования реконструкции плана существующей железной дороги	32
   1.4.3 Проектирование реконструкции плана участка	32
1.4.4 Повышение скоростей движения пассажирских поездов до 120 км/ч…33
1.5 Проектирование реконструкции продольного профиля	36
   1.5.1 Нормы проектирования реконструкции продольного профиля	36
   1.5.2 Анализ отступлений от норм проектирования продольного    профиля	36
   1.5.3 Методика реконструкции продольного профиля	37
1.6  Проектирование реконструкции поперечных профилей земляного полотна существующей железной дороги	45
   1.6.1 Нормы проектирования реконструкции поперечных профилей земляного  полотна  существующей железной  дороги.	45
   1.6.2 Анализ отступлений от норм проектирования  поперечных профилей земляного полотна существующей железной дороги.	47
   1.6.3 Проектирование реконструкции поперечных профилей земляного полотна существующей железной дороги	47
1.7 Технико–экономическая оценка повышения скоростей пассажирских  поездов  до 160 км/ч	51
   1.7.1 Постановка задачи	51
   1.7.2 Эффективность увеличения скоростей	52
   1.7.3 Реконструкция железной дороги для скоростей 160 км/ч.	53
   1.7.4  Оценка возможных затрат	53
2 Расчеты устойчивости и усиления насыпи из глинистых грунтов при учете           оттаивания откосов	55
  2.1 Постановка задачи	55
  2.2 Основы расчёта устойчивости земляных откосов	56
  2.3 Нагрузки и силы, действующие на земляное полотно	57
  2.4 Методика расчёта устойчивости	58
  2.5 Результаты расчета устойчивости откосов	61
  2.6 Оценка объемов и стоимости работ по укреплению откосов	63
  2.7 Основные технологические этапы отсыпки контрбанкетов	64
3 Требования техники безопасности при проведении земляных работ	66
  3.1 Актуальность вопроса охраны труда	66
  3.2 Общая характеристика объекта с точки зрения охраны труда	66
  3.3 Требования техники безопасности при проведении земляных работ	67
    3.3.1 Общие положения	67
    3.3.2 Требования техники безопасности при проведении земляных работ по реконструкции земляного полотна	69
4 Проектирование противорадиационного укрытия в подвальном помещении существующего здания	80
4.1 Исходные данные	80
4.2 Выбор противорадиационного укрытия и его использование в мирное время	80
4.3 Объемно-планировочное решение	81
4.4 Расчет противорадиационной защиты	84
Список используемых источников	88
Приложение А - Результат расчета выправки кривых	90
Приложение Б – Результат проектирования реконструкции продольного профиля на перегоне Березки-Низовье	102
Приложение В – Результат проектирования реконструкции поперечных профилей	103
Приложение Г - Результат расчета устойчивости и усиления насыпи из глинистых грунтов  при учете оттаивания откосов	106



     Введение
      Железнодорожный комплекс имеет особое стратегическое значение для России. Он является связующим звеном единой экономической системы, обеспечивает стабильную деятельность промышленных предприятий, своевременный подвоз жизненно важных грузов в самые отдаленные уголки страны, а также является самым доступным транспортом для миллионов граждан.
     В период эксплуатации инфраструктура железных дорог, обеспечивающая безопасность и безостановочное движение пассажирских и грузовых поездов с установленными скоростями, претерпевает физический и моральный износ, приводя к невозможности выполнения требуемых условий движения подвижного состава.
      Вместе с тем, мощности существующих железных дорог,  не справляются с нарастающими объемами перевозок, увеличивающиеся с годами. Исходя из этого нарушается безопасность движения поездов, ограничивается рост пропускной и провозной способности.
      Такие проблемы решаются путем реконструкции участков, а также совершенствованием технологий работы железной дороги, как сложной технической системы.
      В дипломной работе разрабатывается проект комплексной реконструкции участка существующей железной дороги с переходом ее на новое техническое состояние для обеспечения нарастающих объемов перевозок на каждый последующий год, до 20 года эксплуатации, с повышением скоростей движения грузовых и пассажирских поездов и обеспечением безопасности и бесперебойности движения.



1 Проект модернизации участка существующей железной дороги
     1.1 Анализ существующего состояния участка железной дороги
       1.1.1Краткая характеристика района тяготения железной дороги
      Существующий участок является частью Красноярской железной дороги и расположен в Красноярском крае. Красноярская железная дорога пролегает в четырех регионах России — Красноярском крае, Хакасии, Кемеровской и Иркутской областях. Будучи не самой крупной в сети ОАО «РЖД» по протяженности, это одна из ведущих дорог по своей технической оснащенности и объемам погрузки. Она соединяет крупные промышленные территории страны, где сосредоточены значительные энергетические ресурсы, лесные запасы, развита металлургическая и оборонная промышленность.
      Для двух регионов России — Красноярского края и Хакасии, дорога является главной транспортной линией, по которой идет основной поток грузов (более 80% производимой здесь продукции и сырья). Томская область расположена в среднем течении р. Оби в юго-восточной части Западно-Сибирской равнины и граничит: на юге - с Кемеровской, Новосибирской областями, на юго-западе - с Омской областью, на западе, северо-западе и севере - с Ханты-Мансийским автономным округом, на северо-востоке и востоке - с Красноярским краем.[16]  
       Согласно данным электронного ресурса [14], рельеф Красноярского края очень разнообразен. Это связано с большими размерами территории и с историей формирования земной коры. Земная поверхность со временем постоянно изменяется. Там, где земная кора испытывает особенно значительные поднятия, образуются горы.
      
      На равнинах земная поверхность то медленно поднимается, то медленно опускается. Образуются участки суши с незначительными
колебаниями высот. На территории Красноярского края равнины занимают большую площадь. На севере это Северо-Сибирская низменность (фото справа), протянувшаяся более чем на 1000 км с запада на восток. Эта низменность имеет преимущественно равнинный рельеф и только в отдельных местах поднимается на 250 м.
            Климат Красноярского края резко континентальный, характерны сильные колебания температур воздуха в течение года. Средняя температура января -36 °С на севере и -18 °С на юге, в июле соответственно +10 °С и +20 °С. В среднем в год выпадает 316 мм. осадков, основная часть - летом, в предгорьях Саян 600-1000 мм. Снежный покров устанавливается в начале ноября и сходит к концу марта.[17]
Красноярский край является крупным транспортно-распределительным и транзитным узлом Сибирского федерального округа.
           С запада на восток край пересекают Транссибирская и Южно-Сибирская магистрали. Эксплуатационная длина Красноярской железной дороги составляет 3,2 тыс. км.
           По территории края проходят две автомобильные магистрали федерального значения: Новосибирск – Красноярск – Иркутск и Красноярск – Кызыл. Общая протяженность дорожной сети – 22 805 км.
            Протяженность водных путей, соединяющих северную и восточную части края с Красноярском – 7 000 км. Воздушное сообщение обеспечивает 21 аэропорт, действующий в крае, в том числе аэропорт федерального значения «Емельяново» в Красноярске, на базе которого формируется международный авиатранспортный узел.[15]
       
       1.1.2Характеристика технического состояния железной дороги
            1.1.2.1Общие данные по участку
      Общая протяженность участка железной дороги составляет 26,8 км. Данный участок разделен на два перегона. Первый перегон расположен между станцией Озерное, расположенной на ПК230+00, и станцией Карьер, находящейся на ПК360+00. Протяженность первого перегона составляет 13 км. Второй перегон от станции Карьер до станции Лесное, находящейся на ПК498+00,имеет протяженность 13,8 км. 
            1.1.2.2 Размеры перевозок
      Размеры грузовых и пассажирских перевозок приведены в таблице 1.1.
      Таблица 1.1 – Размеры грузовых и пассажирских перевозок по участку в зависимости от расчетных сроков.
Расчетный год
Грузонапряженность, млн.т/км
Количество пар не грузовых поездов в сутки

в грузовом направлении
в обратном направлении
 пассажирских
сборных
ускоренных
2
25
22
5
1
1
5
38
33,44
6
1
1
10
59
51,92
7
2
1
15
80
70,4
8
2
2
20
100
88
10
2
2
            
            1.1.2.3 План и продольный профильучастка
      В плане перегона Озерное-Карьер устроено 9 кривых различных радиусов, максимальный составляет 698 метров, а минимальный 582 метра. 
      В плане перегона Карьер-Лесноерасположено 9кривых, с радиусами до 2000 метров. Минимальный радиус составляет 715 метров, а максимальный2050 метров.
      Перегон Озерное-Карьеримеет руководящий уклон 12‰, общая длина перегона 13км. Доля горизонтальных площадок по 100 метровым элементам плана 400 метров, что составляет 3,07% от перегона. Остальная протяженность 12600 метров, то составляет 96,93% находится под уклоном.
      Перегон Карьер-Лесное имеет руководящий уклон 12‰, общая длина перегона 13,8 км. Доля горизонтальных площадок по 100 метровых элементам плана 200 метров, что составляет 1,45% от перегона. Остальная протяженность   13300 метров, что составляет 98,55% от перегона, находится под уклоном. 
            1.1.2.4 Верхнее строение пути и земляное полотно
      На данном участке уложен звеньевой путь с рельсами типа Р65, на железобетонных шпалах, балласт – щебень на песчаной подушке. Толщина балласта от 2 до 69 сантиметров.
      На перегоне Озерное-Карьерсамая высокая насыпь составляет 10,18 метра, а самая глубокая выемка 8,49метра.
      На перегоне Карьер-Лесное самая высокая насыпь составляет6,24 метров, а самая глубокая выемка 3,43 метра.
      Насыпи земляного полотна сложены такими грунтами, как суглинок дресвяный бурого цвета твердой и полутвердой консистенции. Грунты естественного основания земляного полотна — это суглинок делювиальный,бурого цвета, твердой и полутвердой консистенции.
            
            1.1.2.5 Искусственные сооружения и пересечения с другими путями сообщения
     Большие мосты, тоннели, эстакады на участке отсутствуют. Список водопропускных труб, расположенных на участке представлена в таблице 1.2.
      Таблица 1.2 – Список водопропускных труб, расположенных на участке Озерное-Карьер
Расположение трубы
Тип трубы
ПК 10+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
ПК 42+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
ПК 53+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
ПК 57+0,00
КЖБТ 1 *2,0м
ПК 65+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
ПК 82+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
ПК  93+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
ПК  99+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
ПК 112+0,00
КЖБТ 1 * 2,0м
      
            1.1.2.6 Раздельные пункты
      На участке расположены три промежуточные станции, которые делят участок на два перегона – это Озерное-Карьер-Лесное, 
      Промежуточныестанции имеют поперечную схему и длину приемоотправочных путей 850 метров.
            1.1.2.7 Локомотивное и вагонное хозяйство
      До реконструкции на участкеиспользуется электровозная тяга. 
      Вагонный состав представлен четырех- и восьмиосными тележками. Четырехосных – 75%, их тара составляет 23 тонны с грузоподъемностью     65 тонн, а восьмиосных – 25%, их тара составляет 43,8 тонн с грузоподъемностью 125 тонн. Доля тормозных вагонов составляет 70%,а коэффициент грузоподъемности вагонов равен 0,9. 
            1.1.2.8 Система ограничения скоростей движения
      Действующие ограничения движения поездов установлены в соответствии с приказом Министерства путей сообщения Российской Федерации №41 от 12 ноября 2001 года «Нормы допускаемых скоростей движения подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм федерального железнодорожного транспорта»[4].
      Далее были выполнены тяговые расчеты по двум перегонам, Озерное-Карьер и Карьер-Лесное и выбран лимитирующий перегон для разработки проекта модернизации.
       1.1.3 Тяговые расчеты
      Целью тяговых расчетов является выбор одного из перегонов, у которого суммарное время хода в направлении туда и обратно максимальное. Такой перегон называется лимитирующим. Тяговые расчеты выполняются программе TIGA, исходными данными принимается продольный профиль трассы, план, ограничения скорости, раздельные пункты с остановками и без них и характеристикой вагонного состава.
      По каждому из перегонов были выполнены тяговые расчеты для грузовых поездовна существующей электрической тяге при максимальной скорости 80км/ч по перегону и с ограничением50 км/ч при проезде по стрелочным переводам. Результат по первому перегону Озерное-Карьер сведен в таблицу 1.3.
Таблица 1.3– Результат расчета по перегону Озерное-Карьер.
Локомотив
Масса, т
Длина состава, м
Время хода туда, мин
Время хода обратно, мин
Суммарное время хода, мин
ВЛ-10
3250
530
12,9
13,3
26,2
      Результат расчета по второму перегону Карьер-Лесное представлен в таблице 1.4.
Таблица 1.4 – Результат расчета по перегону Карьер-Лесное.
Локомотив
Масса, т
Длина состава, м
Время хода туда, мин
Время хода обратно, мин
Суммарное время хода, мин
ВЛ-10
3250
530
12,6
12,7
25,3
      По результатам расчета лимитирующим является первый перегон Озерное-Карьер
     1.2 Возможная стратегия развития существующей железной дороги
       1.2.1 Возможные технические состояния железной дороги
      Перед расчетами возможной провозной способности линии следует наметить меры по усилению технической оснащенности линии и наращиванию ее мощности для овладения растущими перевозками, представленными в задании на дипломное проектирование.
      Для рассмотрения нескольких возможных технических состояний необходимо построить график овладения нарастающими перевозками с учётом всех кодировок технических параметров.
      Кодировка технических параметров железной дороги:
      1) количество путей: 
      -1-однопутная дорога;
      -2- двухпутная вставка;
      -3- двухпутная дорога;
      2) количество локомотивов: 
      -1- одиночная тяга;
      -2- полуторная тяга;
      -3- двойная тяга;
      3) тип локомотива: 
      -1- электровоз;
      4) тип графика: 
      -3- безостановочное скрещение поездов;
      -4- пакетный;
      5) тип СЦБ: 
      -3- автоблокировка.
      Коды технических состояний сведены в таблице 1.5
Таблица 1.5 – Коды технических состояний
Начальный адрес и индекс технического состояния
Коды определяющие параметры

Количество путей
Количество локомотивов
Тип локомотива
Тип графика
СЦБ
1
1
1
1
4
3
2
1
2
1
4
3
3
1
3
1
4
3
4
2
1
1
3
3
5
2
2
1
3
3
6
2
3
1
3
3
       	1.2.2 Возможная провозная способность
      Для определения возможной провозной способности при различных технических состояниях необходимо произвести расчет в программе SEUS-1.
      Чтобы произвести данный расчет необходимо составить макет исходных. Исходные данные включают в себя приведенные ниже таблицы 1.6-1.10. В том числе и таблица 1.5, приведенная выше.
Таблица 1.6 – Размеры перевозок
Год
Гтуда , млн. т.
nп
nСБ
nу
2
25
5
1
1
5
38
6
1
1
10
59
7
2
1
15
80
8
2
2
20
100
10
2
2
 Таблица 1.7 – Коэффициент съема, резерва и неравномерного движения
?п
?СБ
?у
p
?
1,2
1,15
1,1
0,2
1,1


 Таблица 1.8 – Время на подготовку маршрута
?ж
?п/а
?а/б
кп
ап
5
4
3
2
0,7
 Таблица 1.9 – Массиввесов поездов и времени хода
Параметры
Электровоз

При количестве локомотива

1
1,5
2
Qбр , тонн
3250
4900
6500
tт , мин
12,9
13,5
13,7
tо , мин
13,3
13,2
13,2
   Результат расчета программы SEUS-1 приведен в таблице 1.10
   Таблица 1.10 – Результат расчета программы SEUS-1
Параметры
Год эксплуатации

2
5
10
15
20
1
2
3
4
5
6
1-1-1-4-3
40
38
37
35
33
1-2-1-4-3
29
57
55
53
49
1-3-1-4-3
78
75
72
69
64
2-1-1-4-3
82
81
79
78
75
2-2-1-3-3
121
119
117
115
111
2-3-1-3-3
160
157
154
151
146

Представленные графически как семейство кривых результаты таблицы 1.10, используем для разработки схем овладения нарастающими перевозками до 20 года эксплуатации.	
       1.2.3 Схемы этапного усиления железной дороги и их анализ
      По вариантам возможной провозной способности строим графики овладения нарастающими перевозками. Намечаем четыре варианта перехода от одного технического состояния к другому, причем начальное техническое состояние по сравниваемым вариантам одинаковое. В ходе построения получилось изобразить два графика трехступенчатых и два графика двухступенчатых.
      График овладения нарастающими перевозками построен в программе AutoCAD по данным из таблицы 1.10 и приведен на рисунке 1.1
      Далее, производится краткое описание каждого из вариантов.
      Первый вариант: сооружение однопутной линии сэлектрической тягой, пакетным графиком движения и автоматической СЦБ, электровозВЛ10. Такое состояние сохранится до 5 года эксплуатации. На 5 году производится переход на полуторную тягу с докупкой секции электровоза ВЛ11.Такое состояние продлится 4 года. На 9 году эксплуатации устраивается двухпутная вставка и вводится график безостановочное скрещение поездов.
      Второй вариант: сооружение однопутной линии сэлектрической тягой, пакетным графиком движения и автоматической СЦБ, электровозВЛ10. Такое состояние сохранится до 5 года эксплуатации.На 5 году эксплуатации устраивается двухпутная вставкаи вводится график безостановочное скрещение поездов. Такое состояние сохранится до 14 года эксплуатации. На 14 году производится переход на полуторную тягу с докупкой секции электровоза ВЛ11.
      Третий вариант: сооружение однопутной линии сэлектрической тягой, пакетным графиком движения и автоматической СЦБ, электровозВЛ10. Такое состояние сохранится до 5 года эксплуатации. На 5 году эксплуатации устраивается двухпутная вставка, вводится график безостановочное скрещение поездов и производится переход на полуторную тягу с докупкой секции электровоза ВЛ11.
      
      
 
   Рисунок 1.1 – График овладения нарастающими перевозками
      
      Анализ разработанных вариантов:
      - все варианты обеспечивают требуемые размеры перевозок;
      - первый и второй варианты имеют два перехода;
      - третий вариант имеет один переход.
      Далее необходимо сравнить варианты графика и выбрать оптимальный.
     1.3 Технико-экономическое сравнение вариантов схем овладения перевозками
      Сравнение вариантов схем овладения нарастающими перевозками производится по программе SEUS-2. Необходимо составить макет  исходных данных для расчета стоимости принятых технических состояний. Макет состоит из таблиц: потребной провозной способности (таблица 1.12), общих данных (таблица 1.13), сроков этапов реконструкции железной дороги и затрат (таблицы 1.14-1.14.3). Описание технических состояний сведено в таблицу 1.11.
    Таблица 1.11 – Описание технических состояний
№
Нач. год
Кон. год
Средний год
Гср года, млн. т.км.
Техническое состояние
Qбр, т
nгр, пар/сут
nпас, пар/сут
nсб+nус, пар/сут

?
tт+tо
1
2
5
3,5
31,5
1,Э, пак, а/б
3250
42
5
2
49
0,8
26,2

5
9
7
46,4
1,1,5Э,пак, а/б
4900
41
6
2
49
0,8
26,7

9
20
14,5
78
2,1,5Э,б/о, а/б
4900
69
8
4
81
0,78
26,7
2
2
5
3,5
31,5
1,Э, пак, а/б
3250
42
5
2
49
0,87
26,2

5
14
9,8
58
2,Э,б/о, а/б
3250
77
7
3
87
0,83
26,2

14
20
17,3
89
2,1,5Э,б/о, а/б
4900
78
8
4
90
0,81
26,7
3
2
5
3,5
31,5
1,Э, пак, а/б
3250
42
5
2
49
0,8
26,2

5
20
12,5
69,5
2,1,5Э,б/о, а/б
4900
61
7
3
71
0,83
26,7

В графе 8 nгрсчитается по формуле
,                                           (1.1)
    ГдеГср – средняя грузонапряженность между начальным и конечным годом, млн. т. км;
    ? – коэффициент неравномерности перевозок, равный 1.1;
    365 – количество дней в году;
    Qн –масса поезда, т.
    ,                                                  (1.2)
Таблица 1.12 – Потребная провозная способность
Расчетный год
Гтуда , млн. ткм/км
Гобратно , млн. ткм/км
2
25
22
5
38
33,44
10
59
51,92
15
80
70,4
20
100
88

  Таблица 1.13 – Общие данные
?
Qн/Qбр
E
Длина участка, км
Длина расчетного перегона, км
Доля 4-осных вагонов
1,1
0,7
0,08
100
13
0,8
 Таблица 1.14 – Срок этапов реконструкции железной дороги и затраты первого варианта
Вариант 1
Количество этапов – 3 
Срок реконструкции
Капитальные затраты, тыс.руб
Эксплуатационные показатели
Эксплуатационные затраты, тыс.руб



Коэффициенты затрат по движению

Кпу на 1 км
Клок
?
t, мин
Qбр,  т
Эпу
А
В
а
в
2
5
246,9
0,8
26,2
3250
20,1
634,1
770534
13,2
0,0019
12
0
433,5
0,8
26,7
4900
20,1
634,1
770534
13,2
0,0019
20
211,54
433,5
0,78
26,7
4900
20,1
659,0
412815
0
0
    Таблица 1.15 – Срок этапов реконструкции железной дороги и затраты второго варианта
Вариант 1
Количество этапов – 3 
Срок реконструкции
Капитальные затраты, тыс.руб
Эксплуатационные показатели
Эксплуатационные затраты, тыс.руб



Коэффициенты затрат по движению

Кпу на 1 км
Клок
?
t, мин
Qбр,  т
Эпу
А
В
а
в
2
0
246,9
0,87
26,2
3250
20,1
634,1
770534
13,2
0,0019
16
211,54
246,9
0,83
26,2
3250
20,1
659,0
412815
0
0
20
0
433,5
0,81
26,7
4900
20,1
659,0
412815
0
0
   Таблица 1.16 – Срок этапов реконструкции железной дороги и затраты третьего варианта
Вариант 1
Количество этапов – 2
Срок реконструкции
Капитальные затраты, тыс.руб
Эксплуатационные показатели
Эксплуатационные затраты, тыс.руб



Коэффициенты затрат по движению

Кпу на 1 км
Клок
?
t, мин
Qбр,  т
Эпу
А
В
а
в
2
0
246,9
0,8
26,2
3250
20,1
634,1
770534
13,2
0,0019
12
211,54
433,5
0,83
26,7
4900
20,1
659,0
412815
0
0
      Сравнение вариантов овладения нарастающими перевозками производится по сумме строительных затрат и эксплуатационных расходов, приведенных к начальному году.
      Приведенные затраты по каждому варианту
                                         (1.3)
      где К0 – начальные капиталовложения, тысяч рублей;
       Кt – последующие капиталовложения, осуществленные в t– е сроки, тысяч рублей;
       Эt – годовые эксплуатационные расходы конкретного технического состояния железных дорог  в t – й год, тысяч рублей;
       ?t – коэффициент дисконтирования, учитывающий эффективность затрат, произведенный в t – й год;
       tк – конечный год периода сравнения вариантов;
       t– год, в который производятся затраты.
      Коэффициент дисконтирования затрат вычисляется по формуле
                                                (1.4)
      где Енп – норматив дисконта.
      Капиталовложения в очередной год реконструкции будут состоять из затрат на сооружение постоянных устройств и приобретение подвижного состава:
                                            (1.5)
      Капиталовложения в постоянные устройства на данном этапе реконструкции определяются по укрупненным удельным показателям и длине линии:
                                                 (1.6)
      где L – длина линии, км;
    кпуi – укрупненный показатель i – й составляющей капитальных затрат на данном этапе реконструкции, тыс.руб./км;
    n – количество видов капитальных затрат на данном этапе реконструкции.
    Капиталовложения в локомотивный парк определяются по приросту инвентарного локомотивного парка и стоимости данного типа локомотива. 
    
    Инвентарный локомотивный парк
                                                (1.7)
      где К – коэффициент, учитывающий род тяги локомотива; К=1,6 – при электрической тяге, К=1,2 – при тепловозной тяге;
      г – провозная способность одного грузового поезда;
      Ол – оборот локомотива.
      Оборот локомотива:
      - для электровозов
                                                (1.8)
      - для тепловозов
                                             (1.9)
      где tт +t0 +tрз  - время движения поезда по перегону, мин;
      ? – коэффициент участковой скорости;
      lр – длина расчетного перегона, км.
      Величина tрзпри безостановочном скрещении поездов обращается в нуль.
      При переходе с тепловозной тяги на электрическую учитывается возвратная стоимость парка тепловозов.
      Капитальные затраты на вагонный парк также определяются по инвентарному парку вагонов, приведенных к четырехосным.
      Капитальные затраты в подвижной состав определяются для каждого года с учетом коэффициента дисконтирования.
      Эксплуатационные расходы включают две группы расходов: по движению, простою и содержанию постоянных устройств
                                               (1.10)
      Расходы по движению и простою определяются для обоих направлений движения по укрупненным измерителям на один млн т /нетто и размерам перевозок в данный год:
                                       (1.11)
      где Э1т, Э10 – укрупненный измеритель расходов на 1 млн. т/нетто, соответственно в направлении туда и обратно, тыс.руб/год;
      Гт, Г0 – грузонапряженность нетто в данный год соответственно в направлении туда и обратно, млн. т/км;
      К1 – коэффициент, учитывающий одиночное следование локомотива, К1=1,2.
      Размеры перевозок определяются по потребной провозной способности. Для укрупненных измерителей были получены зависимости, аппроксимирующие их значения в функции веса состава. Общий вид данной зависимости:
                                           (1.12)
      Эксплуатационные расходы по содержанию постоянных устройств определяются по укрупненным удельным показателям и длине линии:
                                                        (1.13)
      В данном дипломном проекте наиболее оптимальный вариант выбирался по приведенным затратам, которые были посчитаны с помощью приведенного выше алгоритма по программе SEUS–2. Результаты расчета приведены в таблице 1.15.
Таблица 1.17 – Результаты расчета по программе SEUS-2
Параметры
1 вариант
2 вариант
3 вариант
Капитальные затраты, тыс.руб
23159
26196,5
24603
Эксплуатационные затраты тыс.руб
106342
85961,5
82233
Приведенные затраты, тыс.руб
129501
112158
106836
      Сравнив результаты расчета, делается вывод, что третий вариант требует наименьших затрат, следовательно, он принимается для дальнейшего рассмотрения.
      Описание варианта: имеется однопутная линия при электрической одиночной тяге, пакетным графиком движения и автоматической СЦБ, электровоз ВЛ10. Такое состояние сохранится до 5 года эксплуатации. На 5 году эксплуатации устраивается двухпутная вставка, вводится график безостановочное скрещение поездов и производится переход на полуторную тягу с докупкой секции электровоза ВЛ11.
      
     1.4 Проектирование реконструкции плана существующей железной дороги
       1.4.1 Постановка задачи
     Динамическое воздействие подвижного состава на верхнее строение пути в процессе эксплуатации приводит к расстройствам рельсовой колеи в плане, особенно в кривых. Нарушается плавное нарастание кривизны на переходных кривых и становится переменной кривизна круговой кривой, что приводит к ограничениям скоростей движения поездов.
     В дипломной работе такое состояние.......................