Część obliczeniowa
Założenia do projektu oraz dane wyjściowe
Kategoria linii – 3
Ilość torów – 1
Rodzaj trakcji – spalinowa
Ukształtowanie terenu – teren nizinny
Prędkość maksymalna – $V_{\max} = \left( V_{os} \right) = 60\ \frac{\text{km}}{h}$
Prędkość pociągów towarowych – $V_{t} = 40\ \frac{\text{km}}{h}$
Obciążenie przewozami – $T = 2\ \frac{\text{Tg}}{\text{rok}}$
$a_{\text{dop}} = a_{t} = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$
Wyznaczenie elementów łuków kołowych
$$R_{\min} = \frac{{V_{\max}}^{2}}{a_{\text{dop}}*\frac{g}{s}*h_{\max}}$$
Rmin → minimalny promien luku poziomego
Vmax → predkosc maksymalna
s = 1, 50 → rozstaw osi szyn toru
$$a_{\text{dop}} = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}\ \rightarrow dopuszczalne\ niezrownowazone\ przyspieszenie\ $$
hmax = 0, 15 m → maksymalna przechylka toru
$$R_{\min} = \frac{{(16,67)}^{2}}{0,6*\frac{9,81}{1,50}*0,15} = 472\ m$$
Zgodnie z Dz. U. minimalny promień łuku poziomego dla kategorii linii 3 w terenie nizinnym wynosi 400 m. Promień wyliczony wynosi 472 m i to ten promień należy uznać za ostateczny.
Przyjęto Rmin=472 m
Geometria łuków poziomych na trasie
Łuk | Lokalizacja | R [m] | α [°] | T [m] | L [m] | f [m] |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0 + 000, 00 → 0 + 381, 59 |
500 | 43,78 | 199,90 | 381,59 | 38,66 |
2 | 1 + 939, 74 → 2 + 404, 83 |
500 | 53,30 | 250,90 | 465,09 | 59,42 |
Długości łuków i prostych
LD, min = 10 m → minimalna dlugosc lukow
LP, min = 10 m → minimalna dlugosc prostych
Sprawdzenie pochyleń podłużnych
Pochylenie miarodajne im = 20 promili dla linii kategorii 3.
im = i0 + ir
i0 → pochylenie rzeczywiste
ir → pochylenie dodatkowe
$$i_{r} = \frac{690}{R} = \frac{690}{472} = 1,46\ promila$$
i0, max = 20 − 1, 46 = 18, 54 promila
Elementy geometrii toru w łuku poziomym
Przechyłka „h”
$$h_{r} = \frac{11,8*v^{2}}{R}$$
$$v\ \rightarrow predkosc\ maksymalna\ v_{\max} = 60\ \frac{\text{km}}{h}\text{\ \ \ \ \ \ }v_{t} = 40\ \frac{\text{km}}{h}$$
hminpas ≤ h ≤ hmaxtow
$$h_{\min} = \frac{11,8*v^{2}}{R} - 153*a_{\text{dop}} = \frac{11,8*60^{2}}{472} - 153*0,6 = - 1,8\ mm$$
$$h_{\max} = \frac{11,8*v^{2}}{R} + 153*a_{\text{dop}} = \frac{11,8*40^{2}}{472} + 153*0,6 = 131,8\ mm$$
hr(Vt) ≤ h ≤ hr(Vp)
$$h_{r(Vp)} = \frac{11,8*60^{2}}{472} = 90\ mm$$
$$h_{r(Vt)} = \frac{11,8*40^{2}}{472} = 40\ mm$$
Ograniczenie
40 mm ≤ h ≤ 90 mm
Przyjęto przechyłkę h = 50 mm.
Rampa przechyłkowa
$$L_{\text{rp}} = \frac{h*v_{\max}}{100} = \frac{50*60}{100} = 30\ m$$
V [km/h] | Idop [promile] | Lrp [m] |
---|---|---|
40 ≤ V < 200 |
$$\frac{100}{V_{\max}}$$ |
$$\frac{h*V_{\max}}{100}$$ |
40 ≤ V < 200 |
1,67 | 30 |
Krzywa przejściowa
lkp = lrp = 30 m
$$l_{\text{kp}} = \frac{v_{\max}*a_{\text{dop}}}{3,6*\psi_{\text{dop}}} = \frac{60*0,6}{3,6*0,5} = 20\ m$$
$$l_{\text{kp}} = \frac{v_{\max}*h}{3,6*f_{\text{dop}}} = \frac{60*50}{3,6*40} = 21\ m$$
Przyjęto lkp=30 m
Równanie krzywej przejściowej – parabola trzeciego stopnia
$$y = \frac{x^{3}}{6*R*l_{\text{kp}}}$$
Klotoida
$$y = \frac{x^{3}}{6*R*l_{\text{kp}}} - \frac{x^{7}}{336*R^{3}*{l_{\text{kp}}}^{3}} + \frac{x^{11}}{\ldots}$$
$$R_{x} = \frac{l_{\text{kp}}}{x}*R$$
$$n = \frac{l_{\text{kp}}}{24*R}$$
Zestawienie przechyłek i długości krzywych przejściowych
Łuk | R [m] | km | h [mm] | lkp [m] |
---|---|---|---|---|
1 | 472 | 0 + 000, 00 → 0 + 381, 59 |
50,00 | 30,00 |
2 | 472 | 1 + 939, 74 → 2 + 404, 83 |
50,00 | 30,00 |
Skorygowane parametry łuku poziomego
Wyliczono dla łuku drugiego
$$L^{'} = L_{2} - \frac{1}{2}*L_{kp,1} - \frac{1}{2}*L_{kp,2} = 232,55 - 15 - 15 = 202,55\ m$$
R′ = R = 500 m
T′ ≅ 0, 5 * L′ = 0, 5 * 202, 55 = 101, 28 m
$$f^{'} = \sqrt{{R'}^{2} + {T'}^{2}} - R^{'} = \sqrt{500^{2} + {101,28}^{2}} - 500 = 10,15\ m$$
$$\alpha^{'} = \frac{180*L'}{R^{'}*\pi} = \frac{180*202,55}{500*3,14} = 23,21$$
Początek km łuku należy przyjąć jako przesunięcie o połowę długości krzywej przejściowej.
Parametry kinematyczne
- przyspieszenie niezrównoważone
aod ≤ amax
ado ≤ an
$$a_{\text{od}} = \frac{11,8*{v_{\max}}^{2}}{153*R} - \frac{h}{153} = \frac{11,8*60^{2}}{153*472} - \frac{50}{153} = 0,28\ \ \frac{m}{s^{2}}\ \leq 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$$
$$a_{n} = f\left( T \right) = f\left( \frac{2Tg}{\text{rok}} \right) = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$$
-przyrost przyspieszenia niezrównoważonego
$$\psi = \frac{a*v_{\max}}{3,6*l_{\text{kp}}}$$
ψ ≤ ψdop
a = aod(ado)
$$\psi = 0,5\frac{m}{s^{3}}$$
-prędkość podnoszenia się koła na rampie przechyłowej
$$f = \frac{v_{\max}*h}{3,6*l_{\text{rp}}} = \frac{60*50}{3,6*30} = 27,78\ $$
fdop = 28 ≥ 27, 78
Opis techniczny
Celem ćwiczenia jest opracowanie linii kolejowej jednotorowej od stacji kolejowej C do stacji L. Dębina. Podstawą opracowania jest temat nr 99 wydany na zajęciach „Koleje-podstawy” oraz mapa sytuacyjno-wysokościowa
w skali 1:25 000.
Założenia wyjściowe oraz dane do projektowania
Kategoria linii – 3
Ilość torów – 1
Rodzaj trakcji – spalinowa
Ukształtowanie terenu – teren nizinny
Prędkość maksymalna – $V_{\max} = \left( V_{os} \right) = 60\ \frac{\text{km}}{h}$
Prędkość pociągów towarowych – $V_{t} = 40\ \frac{\text{km}}{h}$
Obciążenie przewozami – $T = 2\ \frac{\text{Tg}}{\text{rok}}$
$a_{\text{dop}} = a_{t} = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$
Zestawienie elementów trasy w planie i profilu
Plan
km | Proste [m] | Łuki |
---|---|---|
od | do | |
0+000,00 | 0+381,59 | |
0+381,59 | 1+939,74 | 1558,15 |
1+939,74 | 2+404,83 | |
2+404,83 | 5+904,83 | 3500,00 |
Profil
km | Wzniesienie | Poziom | Spadki |
---|---|---|---|
od | do | L [m] | i [‰] |
0+000,00 | 2+783,83 | 2783,83 | 0,57 |
2+783,83 | 3+983,00 | ||
3+983,00 | 5+904,83 | 1921,83 | 1,76 |
Zestawienie łuków pionowych
Nr łuku | km | R [m] | Δi [‰] |
---|---|---|---|
1 | 2+783,83 | 5000 | 0,57 |
2 | 3+983,00 | 5000 | 1,76 |
Rodzaj nawierzchni
- szyny S49
- przytwierdzenie typu K
- podkład drewniany o gr. 14 cm
- podsypka tłuczniowa o gr. 16 cm
- łączna grubość nawierzchni = 44,9 cm
Zestawienie przejazdów
km 4+831,83 – przejazd kolejowy z sygnalizacją samoczynną
Zestawienie obiektów
km 0+865,59 – przepust rurowy Φ 100
km 0+950,59 – most żelazny
km 2+000,74 – przepust rurowy Φ 100
km 2+663,33 – przepust rurowy Φ 100
km 2+783,83 – przepust rurowy Φ 100
km 2+818,83 – wiadukt żelbetowy, jazda górą
km 2+895,83 – przepust rurowy Φ 100
km 3+216,83 – przepust rurowy Φ 100
km 3+350,83 – przepust rurowy Φ 100
km 3+562,83 – przepust rurowy Φ 100
km 3+613,83 – przepust rurowy Φ 100
km 3+771,83 – przepust rurowy Φ 100
km 4+288,83 – most żelazny
km 5+189,89 – przepust rurowy Φ 100