PROJEKT BUDOWLANY BOCZNICY KOLEJOWEJ DLA ZAKŁADU PRZEMYSŁOWEGO „BOGUNÓW”

1. Klasyfikacja linii i torów kolejowych

1. Pod względem kategorii linii i klasy toru:

Budowana linia kolejowa jest linią kategorii 3 – bocznica,

Klasa torów – 4,5,

Obciążenie przewozami – $T < 3\frac{T_{g}}{\text{rok}}$,

Prędkość max pociągów towarowych - $v_{t,max} \leq 50\frac{\text{km}}{h}$,

Dopuszczany nacisk osi – P < 200 kN.

1. Pod względem ilości torów: jednotorowa

2. Pod względem rodzaju inwestycji: linia nowobudowana

1. Układ linii kolejowej w planie

1. Elementy trasy w planie

1. Odcinki proste (wstawki proste):

L_min = 10m − linia kol.kat.3

Projektowana bocznica składa się m.in. z 2 odcinków prostych:

Odcinek 1: 147,70 m

Odcinek 2: 1585,10 m

1. Łuki poziome:

L_min = 10m − linia kol.kat.3

Projektowana linia kolejowa składa się m.in. z 1 łuku poziome:

Łuk 1:

α₁ = 67, 4939            R₁ = 800 m

$$T_{1} = R \bullet tg\left( \frac{\alpha_{1}}{2} \right) = 534,4813m$$

$$L_{1} = \pi \bullet R \bullet \frac{\alpha_{1}}{180} = 942,3926\ m$$

$$WW_{1} = R \bullet \left( \frac{1}{\cos\frac{\alpha_{1}}{2}} - 1 \right) = 162,1176\ m$$

1. Projektowanie przechyłki

1. Przechyłka równoważąca naciski na oba toki szynowe

$$h_{r}^{\text{tow}} = \frac{\left( 11,8 \bullet v^{2} \right)}{R} = \frac{\left( 11,8 \bullet 50^{2} \right)}{800} = 37\ mm$$

1. Przechyłka zasadnicza

$$h_{z} = \frac{\left( 8 \bullet {v_{\max}}^{2} \right)}{R} = \frac{\left( 8 \bullet 50^{2} \right)}{800} = 25\ mm$$

1. Przechyłka minimalna i maksymalna ze względu na ruch towarowy

$$a_{t}^{\text{tow}} = 0,6\frac{m}{s^{2}}\ \ - \ \ \ \ T < 3\ \frac{\text{Tg}}{\text{rok}}$$

$$h_{\min}^{\text{pas}} = \frac{\left( 11,8 \bullet {v_{\max}}^{2} \right)}{R} - 153 \bullet a_{\text{dop}}^{\text{pas}} = \frac{\left( 11,8 \bullet 50^{2} \right)}{800} - 153 \bullet 0,8 = - 55\ mm$$

$$a_{t}^{\text{tow}} = 0,6\frac{m}{s^{2}}\ \ - \ \ \ \ T < 3\ \frac{\text{Tg}}{\text{rok}}$$

$$h_{\max}^{\text{tow}} = \frac{\left( 11,8 \bullet {v_{t}}^{2} \right)}{R} + 153 \bullet a_{t}^{\text{tow}} = \frac{\left( 11,8 \bullet 50^{2} \right)}{800} + 153 \bullet 0,6 = 129\ mm$$

1. Ostateczna wartość przechyłki

37 mm = h_r^tow ≤ h

h ≅ h_z = 40 mm

−55 mm = h_min^tow ≤ h ≤ h_max^tow = 129 mm

20 mm ≤ h ≤ 150 mm

Przyjmuję wartość przechyłki równą h = 40 mm

1. Obliczenia ramp przechyłkowych

1. długość zasadnicza

$$L_{z} = \frac{h \bullet v_{\max}}{100} = \frac{40 \bullet 50}{100} = 20\ m$$

1. długość dopuszczalna

$$L_{\text{dop}} = \frac{h \bullet v_{\max}}{125} = \frac{40 \bullet 50}{125} = 16\ m$$

Przyjęto długość rampy przechyłowej L=20 m

1. sprawdzenie pochylenia rampy przechyłkowej

$$i_{r} = \frac{h}{L}\ = \frac{40}{20} = 2,0\% 0 < {i_{r}}_{\max} = 2,5\% 0$$

1. Obliczenia krzywych przejściowych dla łuku 1

Przyjęto długość krzywej przejściowej równą długości rampy przechyłkowej L = 20 m

$$n = \frac{L^{2}}{24 \bullet R} = \frac{20^{2}}{24 \bullet 800} = 0,021\ m$$

$$\tau = \arcsin\left( \frac{L}{2R} \right) = \arcsin\left( \frac{20}{2 \bullet 800} \right) = 0,7162$$

Łuk pierwotny:

α = 67, 4939

R = 800 m

$$T_{1} = R \bullet tg\left( \frac{\alpha_{1}}{2} \right) = 534,4813m$$

$$L_{1} = \pi \bullet R \bullet \frac{\alpha_{1}}{180} = 942,3926\ m$$

$$WW_{1} = R \bullet \left( \frac{1}{\cos\frac{\alpha_{1}}{2}} - 1 \right) = 162,1176\ $$

Łuk przesunięty i skrócony:

α^′ = α − 2 • τ = 67, 49 − 2 • 0, 7162 = 66, 0615

$$T' = R \bullet tg\left( \frac{\alpha^{'}}{2} \right) = 800 \bullet tg\left( \frac{66,0615}{2} \right) = 520,1367\ m$$

L^′ = L − L = 942, 3926 − 20 = 922, 3926 m

$$WW_{1}^{'} = R \bullet \left( \frac{1}{\cos\frac{\alpha_{1}}{2}} - 1 \right) + n = 162,1385\ m$$

1. Sprawdzenie maksymalnych wartości parametrów kinematycznych

1. na łuku – niezrównoważone przyspieszenie boczne

$$a_{\text{tow}} = \frac{v_{\text{tow}}^{2}}{R \bullet {3,6}^{2}} - \frac{h}{153} = \frac{50^{2}}{800 \bullet {3,6}^{2}} - \frac{40}{153} = - 0,020\frac{m}{s^{2}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\left| \ a_{\text{tow}} \right| \leq a_{t} = 0,6\frac{m}{s^{2}}\ $$

1. na rampie przechyłkowej – prędkość podnoszenia koła

$$f = \frac{v_{\max} \bullet h}{3,6 \bullet L} = \frac{50 \bullet 40}{3,6 \bullet 20} = 27,78\frac{\text{mm}}{s} \leq f_{\text{zas}} = 28\frac{\text{mm}}{s}$$

1. na krzywej przejściowej – przyrost przyspieszenia bocznego

$$\psi_{\text{tow}} = \frac{v_{\text{tow}} \bullet \left| \ a_{\text{tow}} \right|}{3,6 \bullet L} = \frac{50 \bullet 0,02}{3,6 \bullet 20} = 0,014\frac{m}{s^{2}} \leq \psi_{\text{dop}} = 0,5\frac{m}{s^{2}}$$

1. Określenie kilometrażu

Punkty	α []	R [m]	T [m]	L [m]	L [m]	w [m]	km	h [mm]	L [m]	iR[%0]	n[m]
P	-	-	-	-	682,10	137,70	0+000,00	-	-	-
KP	0,72	-	-	-			0+137,70	40	20	2,00	0,021
W1	66, 06	800	520, 14	922, 40			P	0+157,70	-	-	-
					2119,60	1575,10	K	1+080,10
KP	0,72	-	-	-			1+100,10	40	20	2,00	0,021
K	-	-	-	-			2+675,20	-	-	-

1. Układ linii kolejowej w profilu

1. Elementy trasy w profilu

1. Odcinki o stałym pochyleniu

Minimalna długość niwelety o stałym pochyleniu L_min = 550 m − linia kol.kat.3

Gdy na odcinku nie występują łuki poziome: i_max = i_m = 20%0 − linia kol.kat.3

Gdy na odcinku występują łuki poziome: i_max = i_m − i_R = 19, 14%0 − linia kol.kat.3

Projektowana linia kolejowa składa się m.in. z 4 odcinków o stałym pochyleniu:

Odcinek 1:

i₁ = 1, 08%0

L₁ = 593, 56 m

Odcinek 2:

i₁ = 3, 66%0

L₁ = 600, 00 m

Odcinek 3:

i₁ = 5, 86%0

L₁ = 650, 00 m

Odcinek 4:

i₁ = 0, 00%0

L₁ = 1025, 20 m

1. Załomy

Max algebraiczna różnica pochyleń w załomie n_max = 10%0 − linia kol.kat.3

Jeśli warunek ten nie jest spełniony, należy łagodzić dwa sąsiednie pochylenia wstawką o długości minimalnej $\ \frac{1}{3}L_{\min} = 183,33\ m$

Projektowana linia kolejowa składa się m.in. z 3 załomów między odcinkami:

1-2

n₁ = 2, 58%0

2-3

n₂ = 9, 52%0

3-4

n₃ = 5, 86%0

1. Łuki pionowe

Min wartość promienia łuku pionowego R_min = 2000 m − linia kol.kat.3

Gdy z < 8mm łuków pionowych nie stosujemy

Projektowana linia kolejowa składa się m.in. z 3 załomów między odcinkami, gdzie można zastosować łuki pionowe:

1-2

R₁ = 2000 m

$$t_{1} = \frac{R \bullet n_{1}}{2000} = 2,58\ m$$

$$z_{1} = \frac{R \bullet n_{1}^{2}}{8000} = 1,66\ mm$$

Nie stosujemy łuku pionowego

2-3

R₁ = 2000 m

$$t_{1} = \frac{R \bullet n_{2}}{2000} = 9,52\ m$$

$$z_{1} = \frac{R \bullet n_{2}^{2}}{8000} = 22,66\ mm$$

Stosujemy łuk pionowy

3-4

R₁ = 2000 m

$$t_{1} = \frac{R \bullet n_{3}}{2000} = 5,86\ \ m$$

$$z_{1} = \frac{R \bullet n_{3}^{2}}{8000} = 8,58\ mm$$

Stosujemy łuk pionowy

1. Obliczenia trasy

Punkty	Kilometry [km]	Rzedne  niwelety [m]	L [m]	h [m]	i[%0]	n[%0]	R [m]	t [m]	z [mm]
P	0+000,00	135,69	400	0, 43	1, 08	-	-	-	-
W1	0+400,00	135,26				2, 58	2000	[2, 58]	[1, 66]
			600	2,20	3, 66
W2	1+000,00	133,06				9, 52	2000	9, 52	22, 66
			650	3,81	5, 86
W3	1+650,00	136,87				5, 86	2000	5,86	8, 58
			1025, 20	0,00	0, 00
K	2+675,20	136,87				-	-	-	-

1. Obliczenia dla grupy zdawczo – odbiorczej dla zakładu przemysłowego „BOGUNÓW”

Znając typy wagonów oraz masę towarów, jaka jest dostarczana w ciągu doby do określonego punktu ładunkowego na terenie zakładu przemysłowego „BOGUNÓW”, wyznaczono minimalną sumaryczną długość użytkową torów na grupie zdawczej oraz odbiorczej.

TYP WAGONU	MASA TOWARU [t/dobę]	DŁUGOŚĆ FRONTU [m]	DŁUGOŚĆ WAGONU [m]	ŁADOWNOŚĆ [T]	LICZBA WAGONÓW	DŁUGOŚĆ WAGONÓW [m]	LICZBA PODSTAWIEŃ
izotermiczny 204L	1160.00	240.00	11.74	19.50	60.00	704.40	3.00
specjalny 208Sa	680.00	240.00	10.58	22.00	31.00	327.98	2.00
specjalny 208Sb	800.00	180.00	10.58	22.00	37.00	391.46	3.00
specjalny 6S/1	320.00	180.00	11.08	22.50	15.00	166.20	1.00
specjalny 403S	200.00	120.00	14.60	52.00	4.00	58.40	1.00
					Σ	1648.44

Min długość użytkowa torów na grupie zdawczej oraz na grupie odbiorczej wynosi 1648,44m

Zaprojektowano grupę zdawczo odbiorczą o następujących parametrach:

1. Długości torów

Długość ogólna: odległość od początku do końca projektowanego toru

Długość budowlana: długość ogólna minus suma długość rozjazdów w ciągu danego toru

Długość użytkowa: odległość mierzona pomiędzy ukresami

NR TORU	PRZEZNACZENIE	Lo [m]	Lb [m]	Luż [m]
1	tor komunikacyjny	953.91	920.68	719.74
2	tor zdawczy	831.19	764.73	634.24
3	tor odbiorczy	822.56	756.10	634.24
4	tor zdawczy	735.92	669.46	548.74
5	tor odbiorczy	736.00	669.54	538.84
6	tor zdawczy	650.42	583.96	539.30
7	tor odbiorczy	640.48	574.02	539.30
	Luż [m]
2	634.24
4	548.74
6	539.30
Σ	1722.28
3	634.24
5	538.84
7	539.30
Σ	1712.38

1. Obliczenia dla torów zakładowych zakładu przemysłowego „BOGUNÓW”

NR TORU	PRZEZNACZENIE	Lo [m]	Lb [m]	Luż [m]
8	tor ładunkowy	592.02	558.80	540.93
9	tor ładunkowy	424.69	397.55	380.43
10	tor ładunkowy	617.26	584.03	566.82
11	tor odbiorczy	262.51	229.28	212.03

1. Opis organizacji prac manewrowych

Pomimo faktu, że grupa zdawczo odbiorcza jest w stanie przyjąć wszystkie wagony w trakcie jednego podstawienia, o łącznej długości 1648.44m ( minimalna długość użytkowa torów w grupie zdawczo-odbiorczej wynosi 1712.38m), zostaną wykonane cztery podstawienia, ze względów geometrycznych bocznicy kolejowej (bocznica została zaprojektowana jako linia kolejowa klasy 3, gdzie max. długość pociągu towarowego wynosi 550m).

PODSTAWIENIE I

TYP WAGONU	LICZBA WAGONÓW	DŁUGOŚĆ WAGONÓW [m]
izotermiczny 204L	20.00	234.80
specjalny 208Sa	0.00	0.00
specjalny 208Sb	13.00	137.54
specjalny 6S/1	0.00	0.00
specjalny 403S	4.00	58.40
	Σ	430.74

PODSTAWIENIE II

TYP WAGONU	LICZBA WAGONÓW	DŁUGOŚĆ WAGONÓW [m]
izotermiczny 204L	20.00	234.80
specjalny 208Sa	0.00	0.00
specjalny 208Sb	12.00	126.96
specjalny 6S/1	15.00	166.20
specjalny 403S	0.00	0.00
	Σ	527.96

PODSTAWIENIE III

TYP WAGONU	LICZBA WAGONÓW	DŁUGOŚĆ WAGONÓW [m]
izotermiczny 204L	20.00	234.80
specjalny 208Sa	16.00	169.28
specjalny 208Sb	12.00	126.96
specjalny 6S/1	0.00	0.00
specjalny 403S	0.00	0.00
	Σ	531.04

PODSTAWIENIE IV

TYP WAGONU	LICZBA WAGONÓW	DŁUGOŚĆ WAGONÓW [m]
izotermiczny 204L	0.00	0.00
specjalny 208Sa	15.00	158.70
specjalny 208Sb	0.00	0.00
specjalny 6S/1	0.00	0.00
specjalny 403S	0.00	0.00
	Σ	158.70

1. Organizacja pracy na torach zdawczo odbiorczych

Dla frontu 1 należy podstawić wagony typu izotermiczny 204L z podstawień na grupę zdawczą - Podstawienie I-III -3 krotne podstawienie – dojazd z toru zdawczego nr 2, następnie poprzez rozjazdy 11,12,13oraz 14 dojazd do frontu ładunkowego nr 1. Załadowane wagony należy odstawić na tor odbiorczy nr 3, poprzez rozjazdy 14,13, 9, oraz 8.

Dla frontu 2 należy podstawić wagony typu specjalny 208Sa z podstawień na grupę zdawczą - Podstawienie III-IV -2 krotne podstawienie – dojazd z toru zdawczego nr 4, następnie poprzez rozjazdy 10,11,12,oraz 13 dojazd do frontu ładunkowego nr 2. Załadowane wagony należy odstawić na tor odbiorczy nr 5, poprzez rozjazdy 13, 9,8 oraz 7.

Dla frontu 3 należy podstawić wagony typu specjalny 208Sb z podstawień na grupę zdawczą - Podstawienie I-III -3 krotne podstawienie – dojazd z toru zdawczego nr 6, następnie poprzez rozjazdy 10,11,12,13,14,15oraz 16 dojazd do frontu ładunkowego nr 3. Załadowane wagony należy odstawić na tor odbiorczy nr 7, poprzez rozjazdy 16,15,14,13, 9,8 oraz 7.

Dla frontu 4 należy podstawić wagony typu specjalny 6S/1 z podstawień na grupę zdawczą - Podstawienie II -1 krotne podstawienie – dojazd z toru zdawczego nr 4, następnie poprzez rozjazdy 10,11,12,13,14,15oraz 16 dojazd do frontu ładunkowego nr 4. Załadowane wagony należy odstawić na tor odbiorczy nr 5, poprzez rozjazdy 16,15,14,13, 9,8 oraz 7.

Dla frontu 5 należy podstawić wagony typu specjalny 403S z podstawień na grupę zdawczą - Podstawienie I -1 krotne podstawienie – dojazd z toru zdawczego nr 2, następnie poprzez rozjazdy 11,12,13,14 oraz 15 dojazd do frontu ładunkowego nr 5. Załadowane wagony należy odstawić na tor odbiorczy nr 3, poprzez rozjazdy 15,14,13, 9, oraz 8.