Міністерство транспорту України

Дніпропетровський державний технічний університет залізничного транспорту

Кафедра «Проектування і будівництво доріг»

Курсовий проект

по дисципліні "Проектування залізниць"

На тему: «Проект ділянки нової залізниці»

Виконав:

студент 4 курсу

групи 3бзтв-1

Зеленов Д.О.

Науковий керівник:

Заяц М.А.

Дніпропетровськ,

2010

Зміст

Вступ

1. Визначення основного питомого середньозваженого опору вагонного складу

2. Визначення маси вагонного складу

3. Практична маса поїзда. Кількість вагонів у складі. Довжина поїзда

4. Діаграма питомих рівнодіючих сил

5. Гальмівна задача

6. Основні проектні рішення

6.1 Категорія лінії

6.2 Величина керівного ухилу.

6.3 Тип верхньої будови колії і ширина основної площадки земляного полотна.

7. План і поздовжній профіль

7.1 Вибір напрямку лінії

7.2 Основні норми проектування плану і поздовжнього профілю

7.3 Розміщення роздільних пунктів

8. Штучні споруди

9. Побудова кривої швидкості

10. Побудова кривої часу

11. Побудова кривої сили тяги й визначення роботи сили тяги локомотива

12. Побудова кривої сили струму й визначення витрати електроенергії на тягу поїздів

13. Техніко-економічні показники

13.1 Обсяги земляних робіт

13.2 Будівельна вартість

13.3 Вартість об 'єктів житлово-цивільного будівництва

13.4 Експлуатаційні витрати

Список використаної літератури

Вступ

Залізниця - це комплекс різних по призначенню, але взаємозалежних споруд, необхідних для нормальної експлуатації. Будівництво залізниці - складний процес, при якому створюються залізничні лінії для забезпечення перевезень вантажів і пасажирів, спорудження для технічного обслуговування доріг і культурно-побутові об'єкти для працівників залізничного транспорту.

Вишукування та проектування залізничних доріг - область транспортної науки, яка вивчає методи інженерних вишукувань для збору та обробки інформації о районі проектування та розробки на її основі комплексних науково-обґрунтованих проектів будівництва нових та реконструкції діючих залізниць.

В даному проекті обґрунтовуються: категорія залізниці, напрямок лінії, крутизна керівного ухилу, кількість головних колій, розміщення та тип роздільного пункту. Розробляється план, поздовжній профіль та проекти труб.

1. Визначення основного питомого середньозваженого опору вагонного складу

Основний питомий опір - опір, що діє завжди, поки рухається поїзд, без обліку профілю й плану, при температурі зовнішнього повітря не нижче - 30°С і швидкості бічного зустрічного вітру до 6 м/с.

Фактори, що викликають основний питомий опір:

- тертя в підшипниках рухливого складу;

- тертя катання коліс по рейках;

- тертя ковзання коліс по рейках;

- опір шляху й удари в стиках;

- опір повітряного середовища.

Основний питомий середньозважений опір при наявності в складі 4- вісних вагонів обчислюється по формулі:

(1.1)

деω’’Ocp - основний питомий опір 4- вісних вагонів.

V- розрахункова швидкість; V=43,5 км/ч;

qo4 - навантаження на вісь 4 - вісних вагонів;

(1.2)

qo4 = (60*0.8*22.4)/4 = 70,4/4=17,6 (т/вісь)

де q4 - маса 4-вісних вагонів брутто;

ω’’Ocp = 0,7+(3+0,1*43,5+0,0025*43,52)/17,6 =1,386399 (кгс/т)

2. Визначення маси вагонного складу

Визначення маси вагонного складу обчислюється по формулі:

(2.1)

де Fкр- розрахункова сила тяги;

Р - вага локомотива;

ір - керівний ухил, рівний 8 ‰;

ω’O - основний опір локомотива.

(2.2)

де V = Vр - розрахунково-мінімальна швидкість; V = 43,5 (км/ч)

Розрахунково-мінімальна швидкість - це найменша швидкість, з якої може їхати локомотив при русі на підйом, якщо ухил дорівнює керівному.

ω’O = 1,9+0,01*43,5+0,0003*43,52 = 2,902675 (кгс/т)

(т)

3. Практична маса поїзда. Кількість вагонів у складі. Довжина поїзда

Підраховуємо кількість вагонів у складі. Кількість 4-вісних вагонів розраховуємо по формулі:

(3.1)

шт.

QПp - практична маса поїзда, яка обчислюється по формулі:

(3.2)

Qпp = 54*70,4 = 3800 (т)

(т) (3.3)

I3750-3800I = 50 (т)

50 = 50т (вірно)

Визначимо довжину поїзда:

м (3.4)

Lп = 54*14+ 21 +10 = 787 (м)

Lп ≤ lпоп

де Іпоп - корисна довжина приймально-відправних колій, що буває таких розмірів:

Іпоп =850 (м); Іпоп = 1050 (м); Іпоп = 1250 (м); Іпоп = 1500 (м);

Отриманій довжині поїзда відповідає довжина приймально-відправних колій, що дорівнює Іпоп =850 (м).

Визначимо масу поїзда при рушанні з місця:

(3.5)

де ітр = ір = 8 ‰ .

(3.6)

Qтр = 49680/(1,138211 + 8) = 5436 (т)

5436>>3800 (вірно).

Маса вантажу нетто QН розраховуємо по формулі:

(3.7)

Qн = 54*60*0,8 = 2592 (т);

Перевірка:

0,7 < η <0,8

η = 2592/3800 = 0,7

4. Діаграма питомих рівнодіючих сил

Як відомо, рівнодіючі зусилля в тяговому режимі fk – ω0 визначаються наступною формулою:

(4.1)

де Fk - дотична сила тяги локомотива, кг;

ω’O - основний питомий опір руху локомотива в тяговому режимі;

ω"о - основний питомий опір руху вагоні;

Р - маса локомотива, т;

Q - маса складу, т.

Для локомотива питомий опір може бути розрахований по формулі:

ω’O= 1,9 + 0,01 * V + 0,0003 * V2 (4.2)

А для вагонів:

ω"о = 0,92 + 0,00325 * V + 0.00011 * V2 (4.3)

де V - швидкість, км/год.

Мені був заданий локомотив BJI60 і маса складу 3800 т. У заздалегідь підготовлених таблицях Excel були виконані розрахунки, які наведені нижче в таблицях 4.1 і 4.2.

ω’х = 2,4+0,011*V +0.00035*V2 - основний питомий опір руху поїзда в режимі холостого ходу.

Фкр = 0,27*(V+100/5*V+100) - розрахунковий коефіцієнт тертя гальмівних колодок;

Θр =∑Кр/(Р + Qnp) - розрахунковий коефіцієнт гальмової сили насадження всіх гальмівних колодок поїзда.

(4.4)

де m - кількість гальмівних осей локомотива;

bt - питома гальмівна сила поїзда;

bt= 1000* Фкр* ΘР (4.5)

Таблиця 4.1

V	Fk		Р*	ср	Qпр*	fk		fk-
0	49680	1,9	262,2	0,94	3572	12,61554	0,973641	11,6419
5	44800	1,9575	270,135	0,9805	3725,9	11,37633	1,014737	10,3616
14,5	41470	2,108075	290,9144	1,060205	4028,779	10,53073	1,096926	9,433801
22,5	39760	2,276875	314,2088	1,130125	4294,475	10,0965	1,170311	8,926185
30	38500	2,47	340,86	1,198	4552,4	9,776536	1,242575	8,533961
37	37600	2,6807	369,9366	1,26338	4800,844	9,547994	1,313047	8,234947
43,5	36800	2,902675	400,5692	1,325845	5038,211	9,344845	1,381102	7,963743
49	36180	3,1103	429,2214	1,38002	5244,076	9,187405	1,440654	7,74675
52,5	35800	3,251875	448,7588	1,415125	5377,475	9,090909	1,479491	7,611419
56	35420	3,4008	469,3104	1,45072	5512,736	8,994413	1,519057	7,475356
59	35120	3,5343	487,7334	1,48162	5630,156	8,918233	1,553552	7,36468
60	33500	3,58	494,04	1,492	5669,6	8,506856	1,56517	6,941686
70	23300	4,07	561,66	1,598	6072,4	5,916709	1,684627	4,232082
80	17300	4,62	637,56	1,708	6490,4	4,393093	1,810046	2,583047
90	13600	5,23	721,74	1,822	6923,6	3,45353	1,941427	1,512103
100	11000	5,9	814,2	1,94	7372	2,793296	2,078771	0,714525

Таблиця 4.2

V		Р*		rх	Фкр		bt	0,5*bt	гх+0,5*bt	гх+bt
0	2,4	331,2	3572	-0,99116	0,27	0,368715	99,55307	49,77654	48,78537	98,56191
5	2,46375	339,9975	3725,9	-1,03248	0,2268	0,368715	83,62458	41,81229	40,77981	82,5921
14,5	2,633088	363,3661	4028,779	-1,11532	0,179217	0,368715	66,08016	33,04008	31,92475	64,96483
22,5	2,824688	389,8069	4294,475	-1,18951	0,155647	0,368715	57,38942	28,69471	27,5052	56,19991
30	3,045	420,21	4552,4	-1,26272	0,1404	0,368715	51,7676	25,8838	24,62107	50,50487
37	3,28615	453,4887	4800,844	-1,33426	0,129789	0,368715	47,85534	23,92767	22,5934	46,52107
43,5	3,540788	488,6287	5038,211	-1,40346	0,122031	0,368715	44,99485	22,49743	21,09398	43,59139
49	3,77935	521,5503	5244,076	-1,4641	0,116609	0,368715	42,99538	21,49769	20,03359	41,53128
52,5	3,942188	544,0219	5377,475	-1,50368	0,113586	0,368715	41,88095	20,94047	19,43679	40,37727
56	4,1136	567,6768	5512,736	-1,54404	0,110842	0,368715	40,86916	20,43458	48,89054	39,32512
59	4,26735	588,8943	5630,156	-1,57924	0,108684	0,368715	40,07326	20,03663	18,45739	38,49402
60	4,32	596,16	5669,6	-1,5911	0,108	0,368715	39,82123	19,91061	18,31951	38,23013
70	4,885	674,13	6072,4	-1,71319	0,102	0,368715	37,60894	18,80447	17,09128	35,89575
80	5,52	761,76	6490,4	-1,84158	0,0972	0,368715	35,83911	17,91955	16,07797	33,99752
90	6,225	859,05	6923,6	-1,9763	0,093273	0,368715	34,39106	17,19553	15,21924	32,41477
100	7	966	7372	-2,11732	0,09	0,368715	33,18436	16,59218	14,47486	31,06704

5. Гальмівна задача

Сила гальмування створюється на колесах рухомого складу при притисненні до них гальмівних колодок й керується машиністом.

Гальмівна задача вирішується графічним методом з метою визначення максимально припустимої по гальмовому озброєнню швидкості на різних ділянках поздовжнього профілю.

Попередньо підраховуємо час, необхідний для підготовки до гальмування на ухилах іс = 0 ‰, іс = - ір/2 ‰ та іс = - ір ‰, потім шлях підготовки до гальмування на тих же ухилах.

Залежно від кількості осей у складі, час підготовки до гальмування визначається по трьох формулах при значенні питомої гальмової сили при початковій швидкості 100 км/ч:

- при кількості осей до 200шт; (5.1)

- при кількості осей 200 - 300 шт.; (5.2)

- при кількості осей понад 300 шт.; (5.3)

Визначаємо кількість осей у складі:

(5.4)

nосей= 4*54 + 6 = 222 (шт.)

Виходить, час підготовки до гальмування будемо розраховувати по формулі (5.2):

;

;

.

Шлях підготовки до гальмування -це шлях, пройдений поїздом з початку гальмування до моменту вповільнення.

Шлях дійсного гальмування -це шлях, пройдений поїздом з моменту вповільнення до повної зупинки.

Шлях підготовки до гальмування:

Sn1 = (100*10)/3.6 = 278 (м);

Sn2 = (100*11,81)/3.6- 328 (м);

Sn3 = (100*13,62)/3.6 = 378 (м).

Будується графік зусиль, що сповільнюють, при екстремальному гальмуванні й графік залежності шляху підготовки до гальмування від початкової швидкості й від ухилу. Потім будується 3 криві зміни швидкості V (S) при екстреному гальмуванні на вищенаведених трьох ухилах. Точки перетинання кривих швидкості й ліній, що характеризують шлях підготовки до гальмування визначають максимально припустимі швидкості за умовами гальмування. По цих точках будується графік припустимих швидкостей залежно від ухилів.

6. Основні проектні рішення

6.1 Категорія лінії

Нові залізничні лінії і під'їзні колії, додаткові головні колії і існуючі лінії, що піддаються реконструкції в залежності від їхнього призначення в загальній мережі залізниць, характеру і обсягів перевезень розподіляються на категорії. Згідно вихідних даних приймаємо другу категорію.

6.2 Величина керівного ухилу

Тип локомотива і величина керівного уклону приймаються такими ж, як на лінії примикання. Це дозволить уникнути переломів маси поїзда на станції примикання (ст. А). Згідно вихідних даних приймаємо керівний ухил8 ‰ .

6.3 Тип верхньої будови колії і ширина основної площадки земляного полотна

Ширина основної площадки земляного полотна залежить від категорії лінії, числа колій, виду ґрунтів і приймається за нормами [5, с. 18, табл. 9]. Для одноколійних ліній 2 категорії в глинистих ґрунтах вона дорівнює 7 м. У кривих ділянках колії земляне полотно розширюється залежно від радіуса кривої [5, с. 18, табл. 10].

Тип верхньої будови колії встановлюється залежно від категорії лінії занормами [5, с. 24, табл. 13]. Для ліній 2 категорії рейки Р-65, шпали дерев'яний чи залізобетонні, баласт щебеневий.

Система СЦБ на першому етапі - напівавтоматичне блокування.

7. План і поздовжній профіль

7.1 Вибір напрямку лінії

План і поздовжній профіль є елементами траси залізничної лінії. План являє собою проекцію траси на горизонтальну площадку-поздовжній профіль — вертикальний розріз по трасі розгорнутий на площину. Тому складання поздовжнього профілю і плану здійснюється одночасно з укладанням траси (трасуванням).

Трасування полягає у відшукуванні на карті чи на місцевості оптимального положення траси і є складною задачею, що вимагає урахування багатьох факторів.

Проектування траси між станцією А й напрямком Б виконується в такій послідовності:

1. вивчення рельєфу місцевості, установлення фіксованих точок і можливих напрямків трасування;

2. вибір найкращого варіанта напрямку;

3. укладення траси на карті і складання поздовжнього профілю.

Після вивчення рельєфу місцевості й обробки карти треба виявити основні фіксовані точки, за якими і намітити можливі напрямки траси, що повинні бути оцінені з погляду довжини, суми подоланих висот, із яких має бути обраний один напрямок, що підлягає детальному проектуванню.

7.2 Основні норми проектування плану і поздовжнього профілю

При трасуванні варто дотримуватись трьох основних умов:

1) керівний уклон є максимальним уклоном на ділянці;

2) траса має бути якомога коротшою. Кожне відхилення від прийнятого загального напрямку має бути обґрунтованим;

3) земляне полотно повинно бути запроектованим з найменшими його об'ємами.

Трасування на перегоні починається з виявлення ділянок напруженого (ім > ір) і вільного (ім< ір)ходів (ім - середній уклон місцевості).

Основним способом трасування на ділянках напруженого ходу є прокладка «лінії нульових робіт».

Отвір циркуля для прийнятого керівного уклону визначається за формулою:

(7.1)

де Δh - перевищення між суміжними горизонталями на карті;

ір - керівний уклон ‰;

іе - орієнтоване значення уклону еквівалентного опору від кривих, ‰ .

Можна прийняти іе = 0,5;

М - масштаб карти (1/50000).

Послідовно відкладаючи між горизонталями отвір циркуля, тобто «крокуючи» з горизонталі на горизонталь, одержуємо «лінію нульових робіт».

При укладанні лінії нульових робіт необхідно уникати деяких помилок:

1. Не можна укладати лінію нульових робіт «ялинкою». Це не забезпечить укладання траси радіусами кривих, що допускаються та не забезпечення мінімальну довжину прямих вставок між ними і призведе до збільшення об'ємів земляних робіт.

2. Не можна пропускати хоча б одну горизонталь. Це призведе до збільшення об'єму земляних робіт на всій ділянці напруженого ходу. Виключеннями є місця перетинання трасою лога, де необхідно створити насип для розміщення штучної споруди чи вододілу, де для скорочення довжини траси проектується перевальна виїмка.

Подальший порядок робіт при трасуванні такий:

1. Орієнтуючись на лінію нульових робіт, виконують прокладання траси в плані. На ділянках напруженого ходу траса має бути прокладеною якомога ближче до лінії нульових робіт. Лінія нульових робіт являє собою ламану лінію, тому що необхідно замінити її більш довгими прямолінійними відрізками таким чином, щоб їхнє відхилення від лінії нульових робіт було мінімальним. При випрямленні необхідно намагатися досягти рівності обсягів насипів і виїмок. У кути повороту, що утворилися, за допомогоюлекал вписують кругові криві. Вибір радіусів кривих здійснюється відповідно до вимог норм [5, с. 10, табл. 5].

2. Здійснюється розбивка кілометражу. Щоб уникнути помилок у довжині лінії в кривих, промір треба робити невеликими відрізками (у роботі 1см).

3. Для ділянки траси 5...6 км складається поздовжній профіль землі і виконується графічне проектування проектної лінії.

Горизонтальний масштаб поздовжнього профілю приймається рівним масштабу карти, вертикальний 1:1000 (1 мм відповідає 1 м). Зразок поздовжнього профілю.

Відмітки землі беруться з карти. Варто звернути увагу на те, що на профіль повинні бути нанесені відмітки землі всіх горизонталей, що пересікаються трасою і всіх характерних проміжних точок. Втрата цих точок може призвести до викривлення рельєфу і неправильного проектування проектної лінії. На перегонах проектна лінія проводиться таким чином, щоб домогтися мінімальних об'ємів земляних робіт. На ділянках напруженого ходу проектна лінія проводиться з уклоном ітр = ір – іе на ділянках вільного ходу уклон трасування наближається до уклону місцевості.

При нанесенні проектної лінії треба пам'ятати про основні вимоги:

- не можна проектувати земляне полотно дрібними затяжними виїмками;

- висота насипу має бути достатньою для розміщення штучнихспоруд(де це потрібно) та задовольняти потребам незамітання снігом;

- у виїмці довшою за 400 м уклон має бути не менш ніж 2 ‰.

4. Виявляються недоліки в прокладанні плану траси і проектуванні поздовжнього профілю і можливість їх усунення. За критерії беруться об'єми земляних робіт. Якщо вони виявляться занадто великими, треба перевірити доцільність зміщення осі траси в плані.

5. Роблять розбивку кругових кривих і перенесення їх на поздовжній профіль.

Розраховуємо елементи кривих по формулах:

- Тангенс

(7.2)

- Довжина кривої

(7.3)

Відкладаючи на плані від вершини кута повороту в обидва боки в масштабі карти значення тангенса, знаходять точку початку (ПКК) і кінця (ККК) кругових кривих. Точки ПКК і ККК переносяться на поздовжній профіль із прив'язкою до найближчого кілометру.

Таблиця 7.1 Відомість плану лінії

7.3 Розміщення роздільних пунктів

Роздільні пункти на лініях І і II категорії розмішують виходячи з забезпечення пропускної спроможності перегонів не менш встановленої кількості пар поїздів розрахункової вагової норми при паралельному графіку і схрещенні поїздів із зупинкою на роздільних пунктах при відповідному типі локомотива. Розрахункова кількість пар поїздів (розрахункова пропускна спроможність) наведена в завданні на проектування.

Потрібний (розрахунковий) час ходу пари поїздів (хв) до роз'їзду буде дорівнювати:

(7.4)

де tm, tн - час ходу вантажного поїзда на перегоні туди і назад, хв.

(τ1 + τ2) - станційні інтервали при: напів-автоолокуванні - 4хв;

t ру - час на розгін і уповільнення руху поїзда (3 хв);

Nр - розрахункова пропускна спроможність, пар поїздів на добу.

Розрахунковий час (tp) порівнюється з фактичним (tф) часом ходу пари поїздів на перегоні.

Якщо tф <tp - роз'їзд непотрібний, а якщо tф >tp - роз'їзд потрібний.

Розміщується роз'їзд умісці де tф =tp (вісь роз'їзду) чи трохи раніше (не більше ніж на 2 хв).

Фактичний час ходу в контрольній роботі можна визначити за сталими швидкостями, використовуючи таблиці часу ходу (додаток 1) [7,ст.30] . У таблицях залежно від типу локомотива, керівного та дійсного уклонів дається час ходу пари поїздів (tm +tн) на 1 км колії. Розрахунки визначення часу ходу пари поїздів на ділянці рекомендується зводити в табл. 7.2.

Таблиця 7.2 Час ходу поїзда на ділянці.

8. Штучні споруди

Штучні споруди розміщують при перетинанні залізничною лінією постійних і періодичних водотоків. Від правильного розміщення споруд, їх типів і отворів багато в чому залежать умови експлуатації дороги, безпека і безперебійний рух поїздів.

Основними факторами, що впливають на вибір типу й отвору споруди, є характер водотоку, розхід води в м3/с, висота насипу і вартість споруди.

У курсовому проекті необхідно:

- розмістити споруди на трасі;

- намітите басейни для кожної споруди;

- для одного(розрахункового) басейну визначити розрахунковий розхід дощового стоку(Qр), м /с. Для інших басейнів розхід води умовно можна прийняти пропорційними їх площам, виходячи із знайденої величини стоку з 1 км2 площі розрахункового басейну;

- вибрати тип і отвір споруди для кожного басейну.

Результати розрахунків зводяться в табл. 8.1.

Таблиця 8.1 Відомість водопропускних споруд.

9. Побудова кривої швидкості

На графіку прискорюючих зусиль обираються інтервали швидкості ДУ. Для початкової ділянки профілю ΔV можна прийняти 10 км/год. Лінійка укладається на точку, що відповідає середній швидкості в інтервалі ΔV1 і точку 0, тому що первісний елемент профілю має нульовий ухил. За допомогою прямокутного трикутника до положення лінійки відновлюється перпендикуляр через точку, що відповідає початку поздовжнього профілю й проводиться відрізок кривої швидкості в межах інтервалу ΔV1. Інші ділянки кривої будуються аналогічно.

Полюс побудови (крапка 0) відповідно до величини й знаку ухилу нового елемента змінюється.

10. Побудова кривої часу

Побудова кривої часу виконується по кривій швидкості. Приймаються обмежені переломами інтервали кривої швидкості ΔV1, ΔV2 і т.д. Точки, що відповідають серединам інтервалів, проектуються на вісь часу t. Лінійка укладається на точку 1 і точку 0. До положення лінійки за допомогою прямокутного трикутника відновлюється перпендикуляр через точку 0 у межах відрізка шляху ΔS1. Потім береться інтервал ΔV2, лінійка укладається на точки 2 й 0. Перпендикуляр до неї в межах відрізка ΔS2 проводиться через кінець першого ухилу кривої часу і т.д.

11. Побудова кривої сили тяги й визначення роботи сили тяги локомотива

Побудова кривої сили тяги полягає у визначенні по тяговій характеристиці значення сили тяги - Fк, що відповідає швидкостям у характерних і досить близько розташованих точках кривій V(S) і відкладення ординат значень Fк. Отримані токи з'єднуються ламаною кривою.

На ділянках холостого ходу й гальмування крива Fк (S) обривається, тому що в цьому випадку сила тяги дорівнює нулю.

На ділянці обмеженої сили тяги, при постійній обмеженій швидкості, сила тяги визначається виходячи з формули:

(11.1)

деі - додатковий питомий опір, еквівалентний ухилу, на якому виконується рух з обмеженою силою тяги.

Fк огр = (138 * 2,903 + 3800 * 1,386 + ( 138 + 3800) * 0 = 5667 (кгс)

Площа, обмежена кривою Fк (S) і віссю абсцис являє собою роботу сили тяги локомотива. Площу в см2 можна визначити як суму площ ряду простих геометричних фігур.

Величину механічної роботи можна визначити виразом:

(11.2)

де r - переказний коефіцієнт.

r = 4000*0,5 = 2000 (кгс)

Ω = 102,89 (см2)

Rм = 102,89 * 2 = 205,78

(11.3)

(11.4)

(Нк-Нп)=- 6*0,5 - 8,3*1,35 - 5*0,75 + 5*0,65 - 6*0,95 - 9*1,5 - 6*0,4 + +3*1,55-2*1,15 + 5*2,0-1*0,85-6*0,9 + 5*2,65 + 1*2,5= 12,71 (кгс)

Rв = (138 + 3800) * (12,71) * 10-3 = 50,1 (кгс)

Rс = 50,1 + 205,78 = 255,88 (кгс)

12. Побудова кривої сили струму й визначення витрати електроенергії на тягу поїздів

Побудова кривої сили струму Іэ(S) виконується по струмових характеристиках аналогічно побудові кривої сили тяги. Для цього на кривій швидкості обираються точки, досить близькі один до одного ( з інтервалом 5 - 10 км/год) , або точки, що відповідають різкій зміні сили струму, зняті зі струмової характеристики, і в зазначених точках відкладаються ординати, що дозволяє нанести криву Іэ(S).

На ділянках холостого ходу або гальмування крива сили струму обривається.

При русі з обмеженою силою тяги сила струму визначається з рівності механічної й електричної потужності на ободі ведучих коліс по формулі для системи постійного струму (ВЛ60).

(12.1)

Відомість підрахунку витрати електроенергії наведена в таблиці 12.1:

Таблиця 12.1 Відомість підрахунку витрати електроенергії

Значення сили струму в інтервалі, А			Δt, хв
Іэ нач	Іэ кон	Іэ ср
1	2	3	4	5
80	72	76	0,5	38
72	152	112	0,6	67,2
152	192	172	0,6	103,2
192	232	212	0,7	148,4
232	272	252	0,7	176,4
272	280	276	0,6	165,6
280	240	260	0,6	156
240	224	232	0,1	23,2
224	180	202	0,6	121,2
180	160	170	0,4	68
1	2	3	4	5
184	176	180	0,4	72
176	164	170	0,25	42,5
164	160	162	0,3	48,6
160	152	156	1,9	296,4
152	176	164	0,9	147,6
160	208	184	0,7	128,8
208	228	218	0,9	196,2
228	180	204	1	204
180	168	174	1,4	243,6
∑				2446,9

(12.2)

13. Техніко-економічні показники

13.1 Обсяги земляних робіт

Визначення будівельної вартості лінії. Визначення об'ємів та вартості спорудження земляного полотна.

Об'єми земляних робіт підраховуємо на ЕОМ. В результаті отримуємо: профільна кубатура V = 621,53 тис.м.куб; по кілометровий об'єм рівен 24,81 тис.м.куб/км. Це відповідає 2-й категорії складності будівництва. Характеристика рельєфу - рівнинний. Вартість розробки 1 м3 ґрунту рівна 24 грн/м3. Вартість земляного полотна дорівнює:

Кзп=Vазр = 621,53*24 = 14916,72 грн/тис.м.куб.

13.2 Будівельна вартість

Визначення вартості штучних споруд.

Будівельна вартість штучних споруд складається з витрат на будівництво малих водопропускних споруд, які є на трасі.

Вартість малих водопропускних споруд рівна:

Кшс = 155+460+850+315+155=1935 тис. грн.

Вартість одного кілометра верхньої будови головної колії.

Вартість одного кілометра верхньої будови головної колії залежить від його потужностей.

Потужність верхньої будови колії, встановлюється згідно з вимогами СНиП по розмірам вантажонапруженості бруто на п'ятий рік експлуатації. Приймемо вартість одного кілометра верхньої будови колії рівною 1150 тис.грн/км.

Витрати,прийняті на кілометр будівельної довжини лінії.

До вартості,пропорційній довжині лінії, віднесені витрати на підготовку території, пристрої зв'язку та СЦБ, експлуатаційний інвентар, тимчасові будівлі та споруди, інші непередбачені роботи та витрати. Перераховані види робіт та витрат відносяться до об'єктів виробничого призначення.

Визначимо вартість 1 км. лінії по вказаним видам затрат та запишемо в таблицю 13.1.

Таблиця 13.1 Вартість приладів, визначаємо пропорційно довжині лінії.

Визначення вартості роздільного пункту.

Вартість роз'їзду визначається по формулі:

(13.1)

де: ар.п. – вартість одного роз’їзду, ар.п. = 7000 тис.грн.;

пр.п. – кількість роз’їздів, пр.п. = 1.

Тоді вартість роз'їзду дорівнює:

К р. п = 7000*1 = 7000 тис. грн.

13.3 Вартість об'єктів житлово-цивільного будівництва

Вартість об'єктів житлово-цивільного будівництва враховуємо пропорційно довжині лінії:

Кж.г. = аж.г.L (13.2)

де: аж.г. - вартість об'єктів житлово-цивільного будівництва віднесенана 1км довжини лінії. Залежить від вантажонапруженості нетто в вантажному напрямку на другий рік експлуатації, виду тяги, кількості головних колій.

L - довжина лінії.

Кж.г. = 900 * 23,25 = 20925 тис. грн.

Будівельну вартість лінії можна обрахувати з виразу:

, тис.грн. (13.3)

Для простоти визначимо будівельну вартість лінії в табличному вигляді:

Таблиця 13.2 Звідна вартість варіанта

13.4 Експлуатаційні витрати

Експлуатаційні витрати (С) складаються з двох груп:

· Витрати, пропорційні об'єму перевізної роботи (розмірам руху), Сдв тис.грн./рік;

· Витрати по утриманню постійних пристроїв Спу тис.грн./рік.

Тоді

С = Сдв+Спу

Витрати, пропорційні розмірам руху.

Ці експлуатаційні витрати можуть бути визначені за формулою:

, тис.грн/рік (13.4)

lт,l0 - розрахунок по пробігу одного поїзда в прямому і зворотному напрямках, грн./поїзд;

Nпрт, Nпрo - приведена кількість вантажних поїздів в прямому і зворотному напрямках, тис.поїздів/рік

Розрахунки по пробігу одного вантажного поїзда окремо для прямого і зворотнього напрямку визначено по формулі:

(13.5)

де Rт - механічна робота локомотива, ткм;

Rс - робота сил опору, ткм;

Р,Q - маса локомотива і состава, т;

А - розхід електроенергії А = 122,4 кВт*ч;

L - довжини ділянки, км L = 23,25км;

t - час ходу по ділянці, хв. t = 21,3 хв;

а, b, с, g, u, f - витратні ставки.

(13.6)

де М - кількість локомотивів, М=1;

qв=3,74.

Тоді: q = 1*601 + *3,47 = 765,83.

(13.7)

де βуч = 0,7 - коефіцієнт дільничної швидкості при одноколійній лінії;

fв = 11,5.

Тоді: f = (1*370 + 3810 + *11,5)* = 6751,8.

Механічна робота в прямому напрямку доpівнює Rмш = 205,78 т*км; в зворотному напрямку Rмо = 205,78т*км.

Робота сил опору відповідно дорівнює:

=205,78-(3800+138)*(311-298,29)*10-3 =

=155,73ткм.

=205,78-(3800+138)*(298,29-311)*10-3=

= 255,83ткм.

Розхід палива відповідно буде:

= 3,5 * 205,78 = 720,23 кг

Підрахуємо витрати по пробігу одного вантажного поїзда окремо для прямого і зворотного напрямків:

(13.8)

= 10-3 * (140 * 205,78 +156 * 155,73 + 207 * 720,23 + 23,25 *

*[765,83 + (3800 +138) * 0,149] + 6751,8 * 0,36) = 290,15

(13.9)

= 10-3* (140 * 205,78 + 156* 255,83 + 207 * 720,23 + 23,25 *

*[765,83 + (3800+138) * 0,149] + 6751,8 * 0,36) = 305,77

Приведена кількість поїздів визначається на 10-й рік експлуатації:

(13.10)

де Nгр - кількість вантажних поїздів.

(13.11)

де Гт - вантажонапруженість, нетто в вантажному напрямку на 10-й рік експлуатації;

η - коефіцієнт переходу від маси брутто до маси нетто.

тис. поїздів/рік (13.12)

пп - кількість пасажирських поїздів на добу, на десятий рік експлуатації, пп = 2 поїзда;

μ - коефіцієнт приведення пасажирських поїздів до вантажних.

(13.13)

де Qn = 1200 т - вага пасажирського поїзда;

В=2,0 - для електричної тяги.

Приведена кількість поїздів на десятий рік експлуатації дорівнює:

Nпр = 9,12+0,365*082*2=9,72 тис. поїздів на рік

У вантажному (зворотному) напрямку кількість грузовик поїздів знаходимо з урахуванням порожняку:

, тис. поїздів/рік (13.14)

де Г0 - вантажонапруженість нетто в зворотному напрямку на десятий рік експлуатації, Г0=14 млн. т-км/км

Експлуатаційні витрати на пересування поїздів складають:

=290, 15*9,12+305,77*9,12=5434,8 тис. грн. рік

Витрати по утриманню постійних пристроїв.

Витрати по утриманню постійних пристроїв знаходимо наступним чином:

(13.15)

деlі - норми на 1км експлуатаційної довжини;

1пр - норми на один роздільний пункт, lпр = 527тис.грн./рік.

Норми експлуатаційних витрат по утриманню одного кілометру постійних пристроїв складають:

1. Поточне утримання та амортизація одного кілометру експлуатаційної довжини головних колій - 49,7 тис.грн./рік км;

2. Утримання пристроїв СЦБ - 17,0 тис.грн./рік км;

3. Утримання пристроїв зв'язку (кабельна) - 4,5 тис.грн./рік км;

4. Утримання контактної мережі одноколійної ділянки (постійний струм) - 18,5 тис.грн./рік км;

5. Сніго-, водо- і боротьба з піском і утримання лісонасаджень - 10 тис.грн./рік км.

Всього: 99,7 тис.грн/рік км.

Витрати по утриманню постійних пристроїв:

Спу = 23,25*99,7+1 *52,7=2370,7 тис.грн.рік

вагонний швидкість час локомотив

Результати розрахунків експлуатаційних витрат зведемо в таблицю 13.3.

Таблиця 13.3 Зведена відомість експлуатаційних витрат.

Величину питомих експлуатаційних витрат розрахуємо за формулою:

коп./10т.км

Визначення приведених витрат.

Приведені будівельно-експлуатаційні витрати знаходимо за формулою:

, тис.грн/рік (13.16)

деЕн - нормативний коефіцієнт ефективності капітальних вкладень, Ен=0,1.

Эп=Ен*К + С = 0,1* 74841,22 + 7804,7 = 15288,8 тис. грн./рік

Зведемо показники варіанта в таблицю 13.4.

Таблиця 13.4 Основні показники варіанта.

№	Показники	Вимір.	Величина
Економічні показники
1	Будівельна вартість лінії	тис.грн.	74841,22
2	Будівельна вартість на 1 км. довжини		3219
3	Експлуатаційні витрати		7804,7
4	Питомі експлуатаційні витрати		6,46
5	Сумарні приведені витрати		15288,8
Експлуатаційні показники
6	Експлуатаційна довжина лінії	км	23,25
7	Корисна довжина прийомо-відправних колій	м	850
8	Розрахункова вага складу вантажного поїзда	т	3800
9	Час руху вантажного поїзда по лінії	хв	21,3
10	Середня технічна швидкість вантажного поїзда	км/год	72,3
Об'ємно-вантажні показники
11	Сумарний об'єм земляних робіт	тис. м3	621,53
12	Об'єм земляних робіт на 1км. будівельної довжини лініїі		24,81
13	Кількість роз'їздів	шт	1
14	Кількість малих водопропускних споруд	шт	4
Технічні показники
15	Коефіцієнт розвитку лінії	1,103
16	Коефіцієнт використання керівного ухилу	%	0,103
17	Питома вага кривих	0,122
18	Мінімальний (чисельник) та середній (знаменник) радіус кривих	м
19	Загальна сума долаємих висот (чисельник - туди, знаменник - навпаки)	м

Список використаної літератури

1. Власов Д.Й. Таблицы для разбивки кривых на железных дорогах / Д.Й. Власов, В.Н. Логинов. - М.: Транспорт, 1968.

2. Гавриленков А.В. Изыскания и проектирование железных дорог / А.В. Гавриленков, Г.С. Переселенков. - М.: Транспорт, 1984.

3. Изыскания и проектирование железных дорог / Под ред. проф. Й.В. Турбина. - М.: Транспорт, 1989.

4. Кантор Й.Й. Основы проектирования и строительства, железных дорог / Й.Й. Кантор, В.В. Гулецкий. - М.: Транспорт, 1990.

5. Проектирование, строительство и реконструкция железных дорог / Под ред. проф. Б.В. Яковлева. - М.: Транспорт, 1989.

6. Строительные нормы и правила. Частина П, глава 39. Железные дороги колеи 1520мм. Норми проектирования. СНиП 11-39-76. - М.: Стройиздат, 1977.

7. Фадеев В.А. Проектування залізниць. Дніпропетровськ. 2005