1. Część obliczeniowa

   1. 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 – $T = 2\ \frac{\text{Tg}}{\text{rok}}$

• $a_{\text{dop}} = a_{t} = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$

1. 2. Wyznaczenie elementów łuków kołowych

$$R_{\min} = \frac{{V_{\max}}^{2}}{a_{\text{dop}}*\frac{g}{s}*h_{\max}}$$

R_min  → minimalny promien luku poziomego

V_max  → predkosc maksymalna

s = 1, 50  → rozstaw osi szyn toru

$$a_{\text{dop}} = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}\ \rightarrow dopuszczalne\ niezrownowazone\ przyspieszenie\ $$

h_max = 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 R_min=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

L_D, min = 10 m  → minimalna dlugosc lukow

L_P, min = 10 m  → minimalna dlugosc prostych

1. Sprawdzenie pochyleń podłużnych

Pochylenie miarodajne i_m = 20 promili dla linii kategorii 3.

i_m = i₀ + i_r

i₀  → pochylenie rzeczywiste

i_r  → pochylenie dodatkowe

$$i_{r} = \frac{690}{R} = \frac{690}{472} = 1,46\ promila$$

i_0, max = 20 − 1, 46 = 18, 54 promila

1. Elementy geometrii toru w łuku poziomym

Przechyłka „h”

$$h_{r} = \frac{11,8*v^{2}}{R}$$

$$v\ \rightarrow predkosc\ maksymalna\ v_{\max} = 60\ \frac{\text{km}}{h}\text{\ \ \ \ \ \ }v_{t} = 40\ \frac{\text{km}}{h}$$

h_min^pas ≤ h ≤ h_max^tow

$$h_{\min} = \frac{11,8*v^{2}}{R} - 153*a_{\text{dop}} = \frac{11,8*60^{2}}{472} - 153*0,6 = - 1,8\ mm$$

$$h_{\max} = \frac{11,8*v^{2}}{R} + 153*a_{\text{dop}} = \frac{11,8*40^{2}}{472} + 153*0,6 = 131,8\ mm$$

h_r(Vt) ≤ h ≤ h_r(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.

1. 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

1. Krzywa przejściowa

l_kp = l_rp = 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 l_kp=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

1. 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.

1. Parametry kinematyczne

- przyspieszenie niezrównoważone

a_od ≤ a_max

a_do ≤ a_n

$$a_{\text{od}} = \frac{11,8*{v_{\max}}^{2}}{153*R} - \frac{h}{153} = \frac{11,8*60^{2}}{153*472} - \frac{50}{153} = 0,28\ \ \frac{m}{s^{2}}\ \leq 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$$

$$a_{n} = f\left( T \right) = f\left( \frac{2Tg}{\text{rok}} \right) = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$$

-przyrost przyspieszenia niezrównoważonego

$$\psi = \frac{a*v_{\max}}{3,6*l_{\text{kp}}}$$

ψ ≤ ψ_dop

a = a_od(a_do)

$$\psi = 0,5\frac{m}{s^{3}}$$

-prędkość podnoszenia się koła na rampie przechyłowej

$$f = \frac{v_{\max}*h}{3,6*l_{\text{rp}}} = \frac{60*50}{3,6*30} = 27,78\ $$

f_dop = 28  ≥ 27, 78

1. 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.

1. 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 – $T = 2\ \frac{\text{Tg}}{\text{rok}}$

• $a_{\text{dop}} = a_{t} = 0,6\ \frac{m}{s^{2}}$

  1. 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

1. Zestawienie łuków pionowych

Nr łuku	km	R [m]	Δi [‰]
1	2+783,83	5000	0,57
2	3+983,00	5000	1,76

1. 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

1. Zestawienie przejazdów

• km 4+831,83 – przejazd kolejowy z sygnalizacją samoczynną

  1. 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