Железные дороги станции и узлы. Введение. Развитие станций и узлов в дореволюционной России
Э.З. БРОЙТМАН ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ СТАНЦИИ И УЗЛЫ Утверждено Департаментом кадров и учебных заведений МПС России в качестве учебника для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта Москва 2004 ПРЕДИСЛОВИЕ Учебник «Железнодорожные станции и узлы» соответствует программе дисциплины «Станции и узлы». В нем подробно изложены конструкции элементов пути: верхнего строения, стрелочных переводов, земляного полотна, современные требования к конструкциям элементов пути и современные методы их защиты, укладки и содержания. В учебнике представлены схемы всех раздельных пунктов и технология их работы в соответствии с Правилами и техническими нормами проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм, рассмотрены принципы разработки конструкций горловин; указана роль станций в современных условиях работы железнодорожного транспорта; приведены современное техническое оснащение железнодорожных станций и современные методы расчета устройств станции, перспективы развития станций и всего железнодорожного транспорта. Автор выражает благодарность рецензентам - заместителю начальника Департамента управления перевозками ОАО «РЖД» СЮ. Елисееву, главному специалисту отдела перспективного развития ж.-д. транспорта института Гипротранстэи Б.И. Ефремову и преподавателю Узловского техникума железнодорожного транспорта Н.П. Коротаевой за полезные рекомендации и замечания по рукописи, а также заместителю главного инженера Мосгип-ротранса Н.В. Маркиной за ценные рекомендации по разделу станций и главному эксперту Управления экспертизы Г.И. Курковой за ценные советы по содержанию п. 1.2. «Земляное полотно» и Т.Я. Бройтману за помощь в подготовке рукописи к печати. ВВЕДЕНИЕ Железнодорожный путь и станции являются основными элементами хозяйства железнодорожного транспорта. Железнодорожный путь представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, предназначенных для бесперебойного и безопасного движения поездов с установленными скоростями в точном соответствии с графиком движения поездов. Основными элементами железнодорожного пути являются: верхнее строение, земляное полотно и искусственные сооружения. Основные конструктивные формы железнодорожного пути и инженерные решения сохранились до наших дней. Это свидетельствует о высоком профессионализме первых проектировщиков и строителей железных дорог. Нагрузка от колес подвижного состава передается на рельс, затем шпалы, балласт и, наконец, земляное полотно, т.е. площадь, воспринимающая нагрузку, по мере удаления от контакта колеса и рельса все время возрастает. Это позволяет применять различные материалы с различной несущей способностью для сооружения железнодорожного пути (сталь, железобетон, дерево, грунт). Все элементы пути работают в сложных условиях, поэтому необходимо постоянно контролировать состояние пути, выполнять ремонт пути и заменять отдельные элементы верхнего строения пути. Для обеспечения необходимой пропускной способности и безопасности движения поездов каждая линия делится раздельными пунктами на перегоны. Раздельными пунктами являются путевые посты, разъезды, обгонные пункты, станции, а при автоблокировке и светофоры. Разъезды - раздельные пункты на однопутной линии, путевое развитие которых предназначено для выполнения скрещения и обгона поездов, а также для выполнения в небольших объемах пассажирских и грузовых операций. Обгонные пункты - раздельные пункты на двухпутной линии, имеющие путевое развитие для выполнения обгона поездов. Разъезды и обгонные пункты кроме главных путей имеют один или два пути для приема поездов. В небольшом объеме на обгонных пунктах выполняются пассажирские и грузовые операции. Вся основная работа с поездами, по обслуживанию пассажиров, работа с грузами, принадлежащими предприятиям и организациям, выполняется на станциях. В зависимости от путевого развития, объема и характера выполняемой работы станции разделяются на: промежуточные, участковые, сортировочные, пассажирские и пассажирские технические, грузовые. Промежуточные станции выполняют прием и отправление поездов, обгон и скрещение поездов, посадку и высадку пассажиров, прием, выдачу и хранение грузов и багажа. 4 Участковые станции обеспечивают смену поездного локомотива и локомотивных бригад, формирование сборных и участковых поездов, техническое обслуживание и коммерческий осмотр поездов, ремонт локомотивов и вагонов, а также выполняют пассажирские и грузовые операции. Наиболее мощные сортировочные станции, на которых организуется переработка вагонов, формируют все категории поездов; выполняют осмотр и ремонт локомотивов и вагонов; в небольшом объеме выполняют пассажирские и грузовые операции. Основной работой грузовых станций является: погрузка, выгрузка, хранение грузов, прием грузов от отправителей и выдача грузов получателям, а также оформление документов. Пассажирские станции обеспечивают посадку и высадку пассажиров; продажу билетов; прием и отправление пассажирских поездов. Пассажирские технические станции организуют подготовку пассажирских составов, осмотр, ремонт, уборку пассажирских вагонов, снабжение вагонов топливом и водой. Железнодорожные узлы располагаются в месте пересечения нескольких железнодорожных линий. В узлах происходит передача поездов, вагонов и грузов с одной линии на другую и пересадка пассажиров. В узле могут размещаться несколько станций: пассажирская, грузовая, сортировочная. В крупных узлах может быть несколько станций - пассажирских, грузовых, сортировочных, а также участковых и промежуточных. На 1 января 2001 г. протяженность сети железных дорог России составила 85,8 тыс. км, в том числе двухпутных линий - 36,3 тыс км. Электрифицированных линий 41,6 тыс. км, и электрификация железнодорожных линий продолжается. За последние 10 лет, с 1991 г., электрифицировано 3,5 тыс. км. Бесстыкового пути уложено 45 537 км. Первая железная дорога была построена в России между Петербургом и Царским Селом в 1837 г. протяженностью 26 км. В 1851 г. было открыто железнодорожное сообщение между Петербургом и Москвой. С этого времени началось массовое строительство железных дорог. В начале XXI в. хочется вспомнить, как начинались железные дороги и кто стоял у их истоков. В России борьба за железные дороги с самого начала приобрела не только социально-экономический, но и политический характер. В развитии нового вида транспорта видели угрозу крепостному строю. Новый вид транспорта вызывал упорное сопротивление не только в России, но и в других странах. Когда в Англии был решен вопрос о строительстве железной дороги, в прессе началась компания по срыву строительства. Крестьян убеждали, что «новый вид транспорта вытеснит лошадей, сено и овес не найдут сбыта». Людей, занимающихся извозом, пугали полным разорением. Распространялись слухи, что «огненные машины» сожгут города и села, ужасный грохот паровозов лишит языка детей, вызовет у взрослого потерю слуха, а у коров - молока. Не отставали от Европы и в Америке. «Общеизвестный факт, - писал один американский журналист в начале 30-х гг. XIX в., - что пассажи- ры от быстрого движения в поездах теряют память. Многие деловые люди, по прибытии на место, забывали о цели своей поездки, им приходилось писать домой, чтобы узнать, зачем они поехали». Важную роль в обосновании необходимости железных дорог играли такие прогрессивные офицеры корпуса инженеров путей сообщения, как П.П. Мельников, Н.О. Крафт, М.С. Волков, Н.И. Липин и другие. Они закладывали основы железнодорожной науки в России, готовили кадры будущих строителей железных дорог, а позднее возглавляли проектирование и строительство железных дорог в России. Полемика о строительстве железных дорог продолжалась бы дальше, но дело ускорил профессор венского политехнического института профессор Ф.А. Герстнер, который обратился к царю с запиской о строительстве в России сети железных дорог. Предложение было рассмотрено и принято, и в результате начала действовать первая в России железная дорога в 1837 г. между Петербургом и Царским Селом. Герстнер выполнил условие, построив опытную железную дорогу с вокзалом, рестораном и театром. Ширина колеи этой железной дороги была 1829 мм. Чтобы дорогу не заносило зимой снегом, она была построена на насыпи высотой 3 м. Опытная железная дорога доказала возможность ее эксплуатации в России круглый год. Один из будущих руководителей железнодорожного транспорта П.П. Мельников был энциклопедически образованным человеком. Он свободно владел тремя иностранными языками, обладал глубокими знаниями в области математики и механики. В 1835 г. он издал книгу «О железных дорогах», которая стала первым учебным пособием в Институте Корпуса инженеров путей сообщения, изданным на русском языке. До сих пор мы пользуемся терминами «железная дорога», «стрелка», «разъезд», введенными П.П. Мельниковым. В 1837 г. по указанию императора Николая I П.П. Мельников был направлен в Европу и Америку для изучения опыта строительства железных дорог. Вернувшись из командировки, П.П. Мельников заявил, что железные дороги будто созданы специально для России, с ее огромными территориями и холодным климатом, с длинными, морозными зимами. В то время в Европе и в Америке было построено достаточно много железных дорог, но они были короткие и не связанные друг с другом и имели разную ширину колеи. Пользоваться такими железными дорогами было крайне сложно. На основании изучения иностранного опыта был сделан вывод, что нужно строить сеть железных дорог с единой шириной колеи и по общему плану. Проект сооружения железнодорожной сети в России был разработан в 1852 г. Составление проекта первой магистральной железной дороги в России Москва - Петербург было поручено инженерам П.П. Мельникову и Н.О. Крафту. 1 февраля 1842 г. был издан указ о сооружении железной дороги Санкт-Петербург-Москва, подписанный Николаем I. Понимая, что строительство железных дорог в России имеет большое будущее, был поднят вопрос об унификации ширины колеи. Была создана специальная комиссия, которая рассмотрела два варианта ширины колеи - 1524 и 1829 мм. По подсче- там профессора Н.О. Крафта на магистрали Петербург-Москва применение ширины колеи 1524 мм давало экономию в земляных работах около 1750 тыс. руб. серебром. Комиссия рекомендовала в связи с этим установить ширину колеи в 1524 мм. С тех пор эта колея и была принята как нормальная для всех железных дорог России. При проектировании и строительстве этой железной дороги были выполнены исследования для определения максимальной величины уклона, был определен и вес поезда и определена схема размещения раздельных пунктов, определена пропускная и провозная способность в зависимости от уклона. Эти исследования послужили основанием для определения пологих уклонов первой русской железнодорожной магистрали. Была разработана методика подсчета эксплуатационных расходов для этой линии, которая используется и в настоящее время. По предложению П.П. Мельникова было принято прямое направление дороги без захода в Новгород, это предложение поддержал император Николай I. Было принято решение вести дорогу по возможно прямому направлению. Насколько прямая первая наша железная дорога, можно судить по тому, что астрономическое расстояние между Москвой и Санкт-Петербургом составляет 598 верст, а протяженность построенной линии оказалась 604 версты, на этой линии было построено 34 станции. Так как железная дорога проходила по кратчайшему расстоянию, она пересекала множество рек и оврагов, на ней возвели 278 искусственных сооружений, в том числе 154 моста, 69 труб и 19 путепроводов. Все большие и средние мосты имели деревянные решетчатые фермы системы Гау-Журавского. Основоположник мостостроения Д.И. Журавский за теорию расчета мостовых ферм получил полную Демидовскую премию. Мосты, построенные под его руководством, оказались необычайно прочными и простояли до замены их металлическими более 35 лет. Первые рельсы были железными, весом 27,8 кг погонный метр и были изготовлены в Англии. В 1870-е гг. были испытаны рельсы со стальными головками и с начала 1880-х гг. стали изготавливать рельсы из стального проката. В настоящее время укладываются термически обработанные рельсы, весом 65 и 75 кг погонный метр. Строительством самой длинной железной дороги в мире руководили выдающиеся русские инженеры путей сообщения П.П. Мельников, Н.О. Крафт, Д.И. Журавский, Н.И. Липин и другие. Работы по сооружению дороги были начаты в 1843 г. и закончены в 1851г. С вводом железной дороги время поездки из Санкт-Петербурга в Москву сократилось втрое (по сравнению со временем движения по шоссе). Уже в первый год было перевезено по железной дороге 780 тыс. пассажиров и более 163 800 т (10 млн пудов) грузов. Вскоре после сооружения магистрали Петербург-Москва была построена дорога Петербург-Варшава. После отмены крепостного права в результате реформы 1861 г. строительство железных дорог стало продвигаться быстрыми темпами. В эти годы были построены: железная дорога Поти-Тифлис (1866-1872 гг.) (с пересечением отрогов Кавказского хребта), в Средней Азии в труднейших условиях - в песках пустыни - Закаспийская дорога Красно-водск-Самарканд (1880-1888 гг.), в районе вечной мерзлоты - некоторые участки Транссибирской магистрали (1891-1903 гг.). К началу первой мировой войны была создана железнодорожная сеть, занимающая по протяженности первое место в Европе. После окончания гражданской войны продолжилось развитие сети. За период с 1918 по 1940 гг. было построено свыше 35 тыс. км новых железных дорог: в том числе Казань-Екатеринбург, Нижний Новгород-Котельнич, Петропавловск-Курорт Боровое- Акмолинск-Караганда-Балхаш, Волочаевка-Комсомольск-на-Амуре. В то же время ведется реконструкция существующих линий. Укладываются вторые пути, с 1920-х гг. началась электрификация железных дорог. С появлением первых железнодорожных линий появились первые железнодорожные станции. На линии Петербург-Москва были построены 34 станции. Первые станции имели небольшое число путей, их схемы были несовершенны. Возможностей для дальнейшего развития станций не было, так как возводились фундаментальные здания с одной и другой стороны путей. Полезная длина приемо-отправочных путей составляла 220-320 м. На некоторых первых железнодорожных линиях приемо-отправочные пути делали тупиковыми. Тупиковые пути начали перестраивать в сквозные уже в начале XX в. С увеличением мощности локомотивов увеличивалась весовая норма поездов, что привело к удлинению полезной длины приемо-отправочных путей. В начале XX в. она составляла 480-640 м. Первыми сортировочными станциями, на которых для расформирования поездов была сооружена горка, стали станции Ртищево (1899 г.) и Кочетовка (1901 г.). В 1908-1910 гг. были построены сортировочные станции на Московском (Лосиноостровская, Люблино, Ховрино, Перово), Петербургском и других узлах. Станция Люблино была первой станцией, построенной по классической схеме с тремя последовательно расположенными парками в обеих системах. В период с 1900 по 1914 гг. были начаты работы по развитию узлов с увеличением объема перевозок, сооружением новых сортировочных станций, примыканием новых линий. В 1925-1927 гг. выполнялись работы по развитию узлов: Московского, Ростовского, Горьковского и ряда других. В эти годы была начата электрификация пригородного движения в крупных узлах. В 1930-1934 гг., в связи с развитием промышленности на Урале, в Кузбассе, Караганде и др. были сооружены узлы: Магнитогорск, Карталы, Новокузнецк, Караганда и др. В Новосибирском узле - крупная сортировочная станция Инс-кая. С 1929 по 1940 гг. реконструируются узлы: Днепропетровский, Куйбышевский, Брянский, Ярославский, Тульский, Киевский и многие другие. С введением более мощных локомотивов (ФД, СО) увеличились составы поездов. Длина путей в 640 м оказалась недостаточной, и она удлиняется вначале до 720 м, а затем на грузонапряженных линиях до 850 м. В 1934 г. на станции Красный Лиман было положено начало работам по реконструкции сортировочных станций с механизацией горок. К 1940 г. было механизировано 39 горок. 8 В период Великой Отечественной войны развивались станции в связи со строительством важнейших для страны железнодорожных линий: Печорской, Карталы-Акмолинск, Казань-Ульяновск-Сызрань-Саратов-Иловля и др. В эти годы увеличились объемы перевозок железных дорог в районах Поволжья, Урала, Западной Сибири. Чтобы обеспечить перевозки, развиваются узлы Новосибирский, Челябинский, Пензенский, Вологодский и др. Во время войны было разрушено 65 тыс. км железнодорожных линий, многие крупные железнодорожные узлы, 4100 станций, 2573 вокзала, 13 тыс. мостов и др. устройства. Уже во время войны были выполнены работы по восстановлению железных дорог, но особенно темп восстановительных работ увеличился после окончания войны. Продолжилось и развитие сети. В последующие годы строятся новые линии с сооружением новых станций и развиваются станции в местах примыкания новых линий к существующим. Построены линии Магнитогорск-Белорецк, Тайшет-Абакан, Тюмень-Тобольск и многие др. Построена Байкало-Амурская магистраль протяженностью 3100 км от Лены до Комсомольска-на-Амуре. Развиваются станции с целью повышения пропускной и перерабатывающей способности - Челябинск, Кинель, Дема, Ярославль Главный. Развиваются узлы Московский, Свердловский, Саратовский. Удлиняются пути до 850-1050 м, сооружаются самые крупные станции на сети железных дорог - Орехово и Бекасово, выполняется реконструкция локомотивного хозяйства, выполняется автоматизация сортировочных горок. С 70-х гг. XX в. начинается автоматизация железнодорожного транспорта. Создаются автоматизированные системы управления, в первую очередь, в работе сортировочных станций. В трудные 90-е гг. работы по развитию и реконструкции транспорта не проводились. В настоящее время выполняются работы по развитию ж.-д. транспорта, в частности, Санкт-Петербургского узла: удлиняются пути до 1050 и 1500 м, развивается станция Санкт-Петербург-Сортировочный-Московский, строится пассажирская станция Ладожская и новый пассажирский вокзал Ладожский. Укладываются вторые пути на участке станции Ладожская-Горы. Выполняется электрификация линии Мга-Гатчина-Веймарн- Ивангород с развитием станций. Строятся новые (Усть-Луга) и реконструируются существующие морские порты (Туапсе, Новороссийск, Автово), новые пограничные станции (Чернышевская) и выполняется реконструкция пограничных станций (Све-тогорск, Ивангород). Начинается программа комплексной реконструкции сортировочных станций, включающей и удлинение путей и автоматизацию работы станции (Ин-ская, Бекасово). Вводятся новые системы контроля технического состояния вагонов, которые позволят удлинить участки проследования вагонов без осмотра. Для лучшего управления, контроля и оперативного вмешательства в работу железных дорог создана система ЦУП (Центр управления перевозками), которая работает в реальном масштабе времени. Информация о погру- женном или выгруженном вагоне, о передаче вагонов по стыкам, о движении пассажирских поездов тут же поступает в систему. На специальном табло отображается перевозочный процесс и показатели работы сети. Также в реальном масштабе времени в ЦУПе отображается функционирование важнейших сортировочных станций сети: Санкт-Петербург-Сортировочный-Московский, Ховрино, Люблино, Орехово-Зуево, Бекасово и др. Работает система контроля погрузки и продвижения наливных грузов. Первый поезд от Петербурга до Москвы находился в пути 21 ч 45 мин. Максимальный вес товарных поездов составлял 288 т (18 тыс. пудов). Средние технические скорости первых поездов: пассажирских - 30 км/ч, товарных - 15 км/ч. В настоящее время «Красная стрела» в пути находится 7 ч 55 мин, скоростные поезда проходят расстояние до Санкт-Петербурга за 4 ч 30 мин. Вес грузового поезда достигает 6500 т. Глава 1 ПУТЬ И ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО 1.1. Трасса, план и профиль пути План местности в горизонталях. Для того чтобы разместить наиболее рационально вновь строящиеся сооружения или устройства (мосты, здания, станции и т.д.), необходимо иметь изображение местности на чертеже. Для этого делают на местности измерения и составляют ее план со всеми необходимыми данными. Рельеф местности на планах изображают особыми линиями, которые называют горизонталями. Горизонтали - это контуры фигур, получаемых от воображаемого пересечения местности горизонтальными плоскостями, отстоящими друг от друга на одинаковом расстоянии (1 м, 5 м, 10 м). Для построения горизонталей соединяют точки с одинаковыми отметками. Отметкой называется расстояние по высоте от какого-либо уровня до точки местности. Отметки различают абсолютные и относительные. Абсолютные - измеренные от уровня Балтийского моря, который считают неизменным. На практике часто пользуются относительными отметками. Относительные отметки - это расстояния по высоте, измеренные от условного уровня до точек местности. Условный уровень фиксируется неизменными точками - реперами (металлическими марками на фундаментах зданий, опорах мостов и др.). План местности в горизонталях дает полное представление о рельефе местности и позволяет выбрать наиболее рациональное расположение железнодорожной линии, станции, путепроводной развязки. Планы в горизонталях составляют в масштабе 1:10 000, 1:5000, 1:2000, 1:1000. По плану местности в горизонталях можно: · составить профиль местности в заданном направлении; · провести линию заданного уклона; · провести водораздельные и водосливные линии. Составление профиля местности в заданном направлении. Например, требуется по плану местности в горизонталях (рис. 1.1) построить профиль по направлению М-Н. Для этого на произвольно взятой прямой КЛ от начальной точки а в принятом горизонтальном масштабе откладывают расстояния до точек б", в" г\ д", е\ ж", равные расстояниям до точек а, б, в, г, д, ж на плане в горизонталях. Из точек а" б", в", г", д", е\ ж"восстанавливают перпендикуля- 11 проектирования: топографические, геологические, гидрографические и др. Экономические и физические условия определяют опорные точки (населенные пункты) и фиксированные точки трассы, т.е. точки местности, через которые должна пройти трасса линии (удобные места пересечения больших рек, обхода болот и т.п.). Желательно, чтобы трассирование велось вольным ходом, с небольшими. уклонами, при этом трасса укладывалась по кратчайшему направлению (по прямой) между опорными и фиксированными точками. К сожалению, достаточно редко трассирование ведется вольным ходом. Его можно применять только в равнинных и малонаселенных местностях, где не требуется обходить неприятные в гидрогеологическом отношении места, преодолевать большие высоты и водные преграды. В основном же трассирование ведут напряженным ходом, когда трассу приходится специально удлинять, а иногда и менять направление, чтобы обойти какое-либо препятствие или подняться на большую высоту (в горных условиях). Чтобы выбрать лучший вариант трассы, разрабатывают и сравнивают между собой несколько вариантов. Основные показатели при сравнении: длина трассы, средняя крутизна уклонов, число пересекаемых трассой рек и оврагов, протяженность геологически неблагоприятных участков (болот, неустойчивых косогоров, карстовых участков и др.). Выбирают лучший вариант с учетом окупаемости вложенных в строительство капиталов в процессе эксплуатации. На железнодорожном транспорте принят срок окупаемости не более 10 лет. План линии. Проекцию трассы линии на горизонтальную плоскость называют планом линии. План железнодорожной линии - это сочетание прямолинейных и криволинейных участков пути. При благоприятных условиях железнодорожная линия состоит из длинных прямых участков и небольших кривых. В гористой, густонаселенной или пересеченной местности линия состоит в основном из кривых и небольших прямых участков. На рис. 1.4 приведена схема круговой кривой. Показатели кривой следующие: угол поворота кривой (р - внешний угол между первоначальным и отклоненным положением железнодорожной линии, тангенс Т - отрезок прямой соединяет вершину угла поворота «О» с началом или концом кри- ная расчетной. Решается и обратная задача: можно определить мощность локомотива, необходимую, чтобы провести поезд заданного веса по заданному уклону. Для проектируемых линий принимают руководящий уклон по табл. 1.1. Проектируемая линия продольного профиля состоит из элементов разной длины и разной крутизны. Чтобы переход подвижного состава с одного элемента на другой был плавным, без толчков и ударов, элементы продольного профиля сопрягают между собой кривой в вертикальной плоскости. Согласно СТН Ц-01- 95, применяют радиусы вертикальных кривых, представленные в табл. 1.1. План и продольный профиль новых железнодорожных линий общего пользования и подъездных путей выполняют, как правило, на одном листе. В этом случае участки плана и профиля совпадают. Пример совмещенного плана и профиля приведен на рис. 1.6. Пути изображается в том же масштабе по горизонтали, что и профиль пути. На плане показывают: ось пути, ситуацию, геологические скважины, вершины углов поворота, их номера, начало и конец кривой, элементы круговых кривых, пикеты и километровые знаки, бровки откосов насыпей и выемок, искусственные сооружения. Основной масштаб чертежа 1:2000, допускается масштаб 1:5000. На продольном профиле, совмещенном с планом, показывают: линию фактической поверхности земли по оси пути и проектную линию (проектируемую бровку земляного полотна), наименование слоев грунта и номер грунта (в соответствии с классификацией). Основной масштаб по вертикали 1:200, допускается 1:500. В сетке под продольным профилем указывают отметки поверхности земли по оси пути и проектные отметки бровки земляного полотна на пикетах и плюсовых точках. Сетка выполняется по форме 6. Выше проектной линии продольного профиля показывают уклоны и длины элементов продольного профиля в виде дроби: в числителе - уклон в %о (подъем со знаком «+», спуск со знаком «-»), в знаменателе - длину элемента в метрах; обозначение раздельных пунктов, расстояние между ними, искусственные сооружения, переезды, рабочие отметки насыпи. 15 Ниже проектной лини наносят линии ординат от точек перелома проектной линии профиля, искусственные сооружения, фактические отметки земли и проектные отметки бровки земляного полотна, рабочие отметки выемки. Кроме изображения профиля, совмещенного с планом трассы (рис. 1.6), продольный профиль для путей на неспланированной застроенной территории ГОСТ Р 21... 17022-96 предусматривает изображение профиля, как показано на рис. 1.7. В нижней части сетки показаны километровые знаки, закрашенная часть направлена в сторону возрастания километров. Выше показывают прямые и кривые плана с указанием элементов кривой. В графе «Расстояние» указывается расстояние между пикетами и от пикета до характерных точек. В графе «Отметка земли» указываются отметки поверхности земли на пикетах и характерных точках. В проектных данных указывают: уклон элементов профиля в %0 и длину в м, линия соединяет углы и показывает подъем или спуск. В графе «Отметка головки рельса» показывается отметка головки рельса на пикетах и плюсовых точках. Кроме того, показаны отметки дна, уклон и длина элементов профиля левого и правого кюветов (лотков). В графе «Развернутый план пути» показывают ось пути и ситуацию прилегающей местности на расстоянии 100 м от оси пути. Над сеткой восстанавливают перпендикуляры против пикетов и плюсовых точек, на которых откладывают отметки точек земли, концы отрезков соединяют между собой. Полученная линия является продольным профилем местности. На этих же перпендикулярах откладывают отметки головок рельсов, концы отрезков соединяют между собой. Полученная ломаная линия является продольным профилем проектируемого железнодорожного пути. Выше продольного профиля показывают. · обозначения раздельных пунктов их название расстояние между ними; · обозначения проектируемых искусственных сооружений и их привязку к пикетам; 17 · обозначение реперов, наземных коммуникаций, переездов; · рабочие отметки насыпи. Ниже проектной линии наносят: · подземные инженерные коммуникации; · условные обозначения проектируемых и существующих искусственных сооружений; · рабочие отметки выемки. Геодезические работы и инструменты. Для того, чтобы построить железнодорожную линию, станцию, мост или путепровод, разместить локомо- 18 тивное хозяйство или любое другое сооружение, необходимо иметь съемку местности. Методами съемки местности, обработкой результатов и изображением ее на местности занимается наука, которая называется геодезией. Геодезия широко применяется при изысканиях и строительстве железных дорог, съемке местности для размещения различных сооружений и при проверке состояния существующих сооружений. Геодезические работы делятся на полевые и камеральные. Во время полевых работ измеряются горизонтальные и вертикальные расстояния между точками, измеряются вертикальные и горизонтальные углы между ними. Все данные заносят в специальные журналы, которые обрабатываются и затем наносят на чертежи. В результате съемок местности получаются планы, по которым ведутся расчеты и проектирование. К приборам, которые измеряют расстояния, относятся: мерные ленты (рис. 1.8), рулетки, оптические дальномеры, светодальномеры и др. Для восстановления перпендикуляров на местности используют экеры. Наибольшее распространение получил двузеркальный экер. Он состоит из металлической оправы, в которую установлены под углом 45° два зеркала и ручки с крючком для отвеса. Для измерения на местности горизонтальных и вертикальных углов пользуются угломерными инструментами - теодолитами. В настоящее время применяются оптические теодолиты (рис. 1.9), благодаря большой точности измерения, небольшой массе и размеров теодолита. Основными частями теодолита являются следующие: горизонтальный круг, называемый лимбом; зрительная труба, вращающаяся вокруг горизонтальной оси; алидада - горизонтальный круг, концентрически вставленный в лимб. На круге алидады есть диаметрально противоположные ноль-штрихи, с помощью которых берут отсчеты с лимба. Круг лимба имеет градусные деления. Чем больше делений, тем больше точность. Отсчетом называется процесс 19 фиксирования положения ноль-штрихов алидады относительно делений лимба. На оптических теодолитах отсчеты берутся по микроскопу. Для измерения углов наклона теодолит имеет вертикальный круг, аналогичный горизонтальному кругу. В отличие от горизонтального круга вертикальный круг лимба неподвижно соединен с осью зрительной трубы. Для измерения углов зрительную трубу направляют сначала на одну точку и берут отсчет по отсчетному микроскопу, затем направляют трубу на другую точку и также берут отсчет. Разница отсчетов двух точек и дает величину угла. Для определения превышения одной точки над другой или определения разности отметок точек местности применяют нивелиры (рис. 1.10). Превышение точек местности относительно друг друга не является оке нчатель- ной целью, главной целью является определение превышением точек над каким-то единым уровнем. За такой ровень для России и стран СНГ принята средняя поверхность Балтийского м:>ря, закрепленная специальным нулевым репером, который находится на устое моста в Кронштадте. Высоты точек над уровнем Балтийского моря называются абсолютными высотами (отметками). Теодолиты и нивелиры устанавливаются на штативы (рис. 1.11). Основные части нивелира следующие: - подставка с тремя установочными вин тами, с помощью которой нивелир устанав ливается в рабочее положение; - зрительная труба нивелира крепится на вертикальной оси прибора и вращается толь ко в горизонтальной плоскости. Для приве- 20 21 чения на сети железных дорог, от объема перевозок и скоростей движения подразделяются на категории, приведенные в табл. 1.2 ная длина главных путей выражает сумму расстоянии между осями раздельных пунктов независимо от числа путей, лежащих на общем земляном полотне. Она используется при определении дальности перевозок и при тарифных расчетах. Развернутая длина представляет сумму длин всех главных путей (I, II, III, IV) на участке, линии, железной дороге. Отдельно учитывают развернутую длину станционных путей (общую сумму их длин). Развернутая длина главных и станционных путей определяет эксплуатационные расходы на содержание и ремонт пути, используются при расчетах пропускной способности, применяется для определения интенсивности использования путей и др. 1.2. Земляное полотно 1.2.1. Назначение земляного полотна и требования, предъявляемые к нему Земляное полотно - это инженерное сооружение из грунта, на котором размещается верхнее строение железнодорожного пути. Земляное полотно воспринимает нагрузки от подвижного состава и верхнего строения пути и передает их на основание. Земляное полотно выравнивает земную поверхность в пределах железнодорожной трассы для придания пути необходимого плана и профиля. От надежности земляного полотна зависят и скорости движения поездов, и масса поездов, и пропускная и провозная способность линий. Земляное полотно работает в сложных условиях, так как подвергается значительной поездной нагрузке и влиянию природных факторов. От целостности и состояния земляного полотна зависит исправность всего железнодорожного пути. Чтобы земляное полотно исправно служило, к нему предъявляются следующие основные требования: - прочность - способность выдерживать нагрузку от подвижного состава (передаваемую через верхнее строение) без разрушений; · устойчивость - неизменность своей формы и положения, как от пере даваемой нагрузки, так и от влияния природно-климатических воздействий; · надежность и долговечность. Для защиты земляного полотна от неблагоприятных природных воздействий предусматривается комплекс различных защитных, водоотводных и укрепительных сооружений. Земляное полотно должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям: · обеспечивать длительную эксплуатацию с минимальными отказами при пропуске современных (и перспективных) типов подвижного состава при максимальных скоростях движения поездов и расчетной грузонапряженно сти железной дороги; · быть ремонтопригодным; · быть равнонадежным независимо от применяемых грунтов. Кроме того, при проектировании земляного полотна должны учитываться вопросы максимальной сохранности ценных земель и нанесения минимального ущерба природной среде. 23 Земляное полотно обычно сооружают из местных или привозных грунтов, обладающих различными физико-техническими характеристиками (плотностью, пористостью, влажностью и др.), от которых зависят стабильность и долговечность сооружений земляного полотна. Грунты для земляного полотна. Для отсыпки насыпей наиболее желательны скальные, крупнообломочные грунты (щебенистые, галечниковые, гравийные) и песчаные, которые обладают высокой несущей способностью, хорошо пропускают воду, не изменяют своих свойств при увлажнении. Грунты основания земляного полотна чаще представлены глиной, песком, супесью и суглинками. И земляное полотно в основном сооружается именно из таких грунтов и в таких грунтах. При возведении насыпей используются грунты: скальные, песчаные, гравийные, глинистые. К скальным грунтам относят грунты, получаемые посредством разрушения скальных пород - изверженных, метаморфических и осадочных с жесткими связями между зернами, залегающие в естественных условиях в виде сплошного или трещиноватого массива. Перед разработкой и укладкой в насыпь такие грунты предварительно разрыхляются. Песчаные грунты представляют собой продукт выветривания горных пород. Они обладают хорошей способностью пропускать воду и являются хорошим материалом для сооружения земляного полотна и как основание земляного полотна. Глинистые грунты имеют в большом количестве очень малые размеры частиц чешуйчатой формы. Толщина частиц в десятки раз меньше их других размеров, поэтому они обладают большой суммарной поверхностью в единице объема, достигающей нескольких квадратных метров на 1 сч3 грунта. Этим определяется большая влагоемкость грунта. В сухом состоянии такие грунты обладают высокой несущей способностью, но при увлажнении сцепление частиц постепенно утрачивается и грунт становится пластичным, деформирующимся при незначительном силов^ м воздействии. Грунт плохо пропускает воду, а при замерзании подвергается неравномерному пучению. Для возведения насыпей разрешается использовать все грунты, кроме глинистых избыточно увлажненных или избыточно засоленных, сильно набухающих, заторфованных, а также жирных глин, торфов, ила, гипса, мела. Грунты, которые пропускают через себя воду, не разрушаясь и не теряя при этом своей прочности, называются дренирующими. Грунты, не пропускающие или поглощающие воду, - недренирующими. К дренирующим грунтам относятся крупнообломочные, гравийные, крупно- и среднезернистые пески; к слабодренирущим - мелкозернистые пески; к недренирующим - глинистые грунты. Для обеспечения надежности конструкции земляного полотна производится уплотнение грунтов в насыпях и, в необходимых случаях, в выемках под основной площадкой, на нулевых местах и в основаниях насыпей. Грунты насыпей послойно уплотняются специальными грунтоуплотняющими машинами. 24 1.2.2. Конструктивные элементы земляного полотна Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный разрез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси. Поперечные профили земляного полотна характеризуются шириной основной площадки, крутизной откосов, расположением водоотводных устройств, высотой насыпи и глубиной выемки. Часть поверхности земляного полотна, на которую укладывается верхнее строение пути, называется основной площадкой (рис. 1.14) Пересечение основной площадки с откосом - бровка земляного полотна. Расстояние между бровками называется шириной основной площадки. Ширина основной площадки прини- мается по нормам СНиП 32-01-95 и СТН Ц-01-95 Министерства путей сообщения Российской Федерации в зависимости от категории железнодорожной линии и представлена в табл. 1.3. Ширина основной площадки включают в себя обочины, которые предназначены для удобства выполнения путевых работ (на ней размещают инструмент, необходимые детали верхнего строения пути, расставляют сигналы и путевые знаки). Минимальная ширина обочины - 0,5 м. В кривых участках пути земляное полотно уширяется с наружной стороны кривой в связи с необходимостью устройства возвышения наружного рельса за счет увеличения высоты и ширины балластного слоя. Например, при радиусе кривой R = 3000 м ширина основной площадки увеличивается с наружной стороны кривой на 0,20 м и при R - 600 м на 0,5 м. Поперечное очертание основной площадки однопутной линии в недре-нирующих грунтах имеет форму трапеции (рис. 1.14, б) с шириной поверху 2,3 м и высотой 0,15м, а двухпутной - в виде треугольника с высотой 0,20 м и основанием, равным ширине основной площадки (рис. 1.14, а). Верхняя часть земляного полотна, ограниченная основной площадкой и стягивающей ее прямой, называется сливной призмой; она необходима для стока воды, проникающей к земляному полотну через балластный слой. Трапецеидальное очертание основной площадки земляного полотна на однопутных участках устраивают для отвода поверхностной воды, чтобы избежать проникновения ее в земляное полотно. Горизонтальная часть основной площадки делается короче шпал, благодаря чему обеспечивается сток воды в стороны их концов. При сооружении земляного полотна в скальных или песчаных грунтах основную площадку устраивают горизонтальной (рис. 1.14, в, г). Проектная бровка земляного полотна, сооружаемого из скальных, крупнообломочных, а также песчаных дренирующих грунтов, выше профильной 26 27 ности; выемка (рис. 1.15, 6) - основная площадка земляного полотна ниже поверхности земли; полунасыпь (рис. 1.15, в) и полувыемка (рис. 1.15, г) - основная площадка с одной стороны совпадает с земной поверхностью, а с другой выше или ниже ее; полунасыпь-полувыемка (рис. 1.15, д) - основная площадка с одной стороны выше, а с другой ниже поверхности земли и нулевое место (рис. 1.15, е) - основная площадка расположена на уровне земной поверхности. Наиболее распространены на железных дорогах насыпи и выемки. Нулевые места неизбежны при переходе из выемки в насыпь, » других случаях они недопустимы, т.к. подвержены снежным заносам и поэтому при проектировании продольного профиля линии, их стремятся заменять насыпями. Крутизна наклонов боковых поверхностей - откосов насыпей и выемок - зависит от их высоты или глубины и свойств грунта. Чем прочнее грунт, тем круче могут быть откосы. Крутизна откоса измеряется тангенсом угла а наклона откоса к горизонту, т.е. равна отношению вертикальной проекции h откоса (рис. 1.14) к его горизонтальной проекции а (заложению) tg a = Л/а. Если высоту откоса h принять за единицу, а величину заложения откоса а выразить числом этих единиц п, получим показатель крутизны откоса 1:и. Откос имеет одинарную крутизну, если п = 1, полуторную крутизну, если п =1,5. При проектировании земляного полотна применяют типовые поперечные профили для участков с простыми инженерно-геологическими и топографическими условиями, которые приведены в альбомах «Поперечные профили земляного полотна железных дорог колеи 1520 мм», «Новые железные дороги», «Вторые пути». Групповые поперечные профили разрабатывают для применения на ряде участков со сложными и многократно повторяющимися инженерно-геологическими условиями. Поперечные профили земляного полотна, разработанные по специальным проектам для условий, в которых типовые и групповые поперечные профили неприменимы, называют индивидуальными. По индивидуальным проектам сооружают: · насыпи высотой более 12 м и выемки глубиной более 12 м; · выемки и насыпи на косогорах круче 1:3; · земляное полотно в местах с активными склоновыми процессами; · на участках с наличием снежных лавин, оползней, обвалов, селей; · насыпи на слабых основаниях; · на участках с развитием естественных или искусственных подземных полостей (карсты, горные выработки); · земляное полотно в местах пересечения его трубопроводами; · земляное полотно в районах с высокой сейсмичностью (7 и более бал лов) и др. неблагоприятных условиях. 1.2.3. Поперечные профили насыпей Типовой поперечный профиль насыпи из крупных супесей, мелких и пы-леватых песков и легковыветривающихся скальных пород выполняется в соответствии с рис. 1.16, а. Типовой поперечный профиль насыпи из крупно- 28 обломочных грунтов и из песков гравелистых, крупных и средней крупности показан на рис. 1.16, б. Полоса земли под насыпью является ее основанием. При сооружении насыпи из глинистых грунтов для усиления верхней части земляного полотна предусматривают устройство под балластом защитного слоя из дренирующего грунта (или из дренирующего грунта с геотекстильными материалами) (рис. 1.17). Толщина защитного слоя под балластной призмой устанавливается расчетом в зависимости от вида грунта земляного полотна и категории железнодорожной линии, но не менее 0,8 м для суглинков и глин и 0,5 м - для супесей. Откосы насыпи могут быть однообразной крутизны и ломаной формы с переменной крутизной. Типовые поперечные профили насыпей из глинис- тых грунтов, мелких и пылеватых песков должны иметь откосы при высоте насыпи до 12 м - в верхней части не круче 1:1,5, а в нижней части при высоте более 6 м - не круче 1:1,75. По обеим сторонам насыпи устраивают бермы, полосы земли между откосом насыпи и водоотводной канавой или резервом. Назначение бермы - защитить подошву насыпи от воздействия воды, текущей по канаве или резерву, и обеспечить возможный проход строительных машин. Ширину бермы принимают не менее 3 м и не менее 7,10 м - со стороны будущего второго пути. За бермами устраивают резервы или канавы, которые собирают поверхностные воды и отводят в пониженные места или к искусственным сооружениям. Дну резервов и канав придают продольный уклон не менее 0,003. Глубина канавы должна быть не менее 0,6 м. Резервам придают поперечный уклон не менее 0.02 при ширине резерва до 10 м, дно резерва делают односкатным, при ширине более 10 м - двускатным. Откосы резервов и водоотводных канав должны быть не круче 1:1,5. При сооружении насыпи на косогоре для повышения устойчивости в основании насыпи устраивают уступы (рис. 1.18). При сооружении второго пути уширяют существующую насыпь также с устройством уступов (рис. 1.19). 30 1.2.4. Поперечные профили выемок Типовой поперечный профиль выемки глубиной до 12 м в супесях крупных, а также в мелких и пылеватых песках представлен на рис. 1.20. Для сбора и отвода поверхностной воды с откосов выемки служат кюветы, которые располагаются по обе стороны от основной площадки земляного полотна. Размеры кюветов: глубина - 0,60 м, ширина по дну - 0,40 м, с откосами 1:1,5. Грунт из выемки, не использованный для сооружения насыпи, отсыпают за откосом выемки в виде призмы, называемой кавальером. Кавальеры закладывают на расстоянии не менее 5 м от бровки откоса выемки. 31 Если площадка между откосом выемки и кавальером имеет уклон з сторону выемки, то для предотвращения стекания воды в выемку, на этой площадке устраивают небольшую присыпку, называемую банкетом, а за ним располагают забанкетную канаву. Продольный уклон этой канавы принимают не менее 0,005, а глубину не менее 0,3 м. Крутизна откосов кавальеров и банкетов должна быть не круче 1:1,5. С нагорной стороны выемки устраивают нагорную канаву для сбора воды с прилегающей местности и отвода ее от пути. Размер нагорной канавы: высота - 0,60 м, глубина - 0,60 м, откосы 1:1,5. Продольный уклон нагорной канавы принимают не менее 0,003. Для стока воды с низовой стороны от выемки кавальер отсыпают с разрывами шириной понизу не менее 1 м через каждые 50 м. При сооружении выемки в глинистых грунтах предусматривают устройство под балластной призмой защитного слоя из дренирующих грунтов (или в комбинации дренирующего грунта и геотекстиля) (рис. 1.21). Толщина защитного слоя так же, как при сооружении насыпей, принимается на основании расчетов, но не менее 0,8 м для суглинков и глин, 0,5 м - для супесей. 1.2.5. Поперечные профили земляного полотна на станциях Ширина земляного полотна на раздельных пунктах зависит от числа путей и ширины междупутий (расстояний между осями смежных путей). Расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна принимают равным половине ширины основной площадки однопутной линии, приведенной в табл. 1.3. Поперечный профиль основной площадки земляного полотна принимают, в зависимости от числа путей, типа станции, рода грунта и климатических условий односкатным, двускатным и пилообразным (рис. 1.22). Скатам придают поперечный уклон в сторону водоотводных устройств. Односкатное земляное полотно применяется на разъездах и промежуточных станциях с небольшим числом путей, двускатное - на обгонных пунктах и станциях двухпутных линий и в больших отдельных парках. Пилообразный профиль применяется на крупных станциях: сортировочных, участковых, пас- 32 сажирских и др. В междупутьях с пониженными отметками укладывают закрытые продольные водоотводы - лотки, дренажи. Поперечные уклоны основной площадки принимают 0,008-0,01 при супесях, песках и других дренирующих грунтах; 0,01-0,02 при суглинках и глинах в зависимости от интенсивности осадков в данной местности. Крутизну откосов насыпей и выемок принимают по тем же нормам, что и на перегонах. Размещать резервы и кавальеры в пределах раздельных пунктов, в местах расположения зданий и переездов не допускается. Число путей на одном скате принимают: · при скальных, крупнообломочных и песчаных грунтах - до 10 и более; · при легких и тяжелых суглинках - от 6 до 10; · при глинистых грунтах и пылеватых песках - от 2 до 8. 1.2.6. Водоотводные сооружения Устойчивость и надежность работы земляного полотна во многом зависят от наличия и исправности водоотводных устройств и сооружений. Притекающая к земляному полотну поверхностная вода приводит к размывам, деформациям и разрушениям земляного полотна. Борьба с проникшей в грунт водой сложнее и дороже мер по отводу поверхностной воды. Для защиты земляного полотна от атмосферных вод, от размывов ими и проникновения воды в грунт в первую очередь осуществляют планировку всех поверхностей земляного полотна, полосы отвода, берм, резервов, кавальеров, водосборных и водоотводных устройств. Для этого все эти поверхности должны иметь такие поперечные и продольные уклоны, которые обеспечивают быстрый отток поверхностных вод от земляного полотна. Необходимые величины этих уклонов приведены в пп. 1.2.2-1.2.5. Для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод применяют различные устройства и сооружения: канавы, лотки, специальную планировку земной поверхности, устройства ливневой (дождевой) канализации (обычно на территории станции). Канавы (водоотводные, кюветы, нагорные) - наиболее распространенные устройства для сбора и отвода воды. Форма их, как правило, трапецеидальная, а размер определяется на основании гидравлических расчетов. В стесненных условиях (в населенных пунктах, на станциях), а также при слабых грунтах, не способных удержать откосы канавы, вместо открытых канав применяют водоотводные лотки. Лотки могут иметь трапецеидальную и прямоугольную формы. Железобетонные лотки применяют двух видов: междушпальные (рис. 1.23) и междупутные (рис. 1.24). Междушпальные лотки имеют глубину 0,35, 0,50 и 0,70 м. Для сбора грунтовой воды в боковых стенках лотка имеются дренажные отверстия. За стенками лотка отсыпают фильтры из песка, гравия или щебня, предохраняющие лотки от засорения через дренажные отверстия. Междупутные лотки (рис. 1.24) выпускают глубиной 0,75, 1,25 и 1,50 м при длине блоков (секций) 1,00 и 2,00 м. 33 На станционных площадках междушпальные лотки применяют для отвода воды от стрелок. Вдоль путей - вблизи платформ, зданий, погрузочных площадок и в пониженных местах при пилообразном профиле основной площадки укладывают междушпальные и междупутные лотки. Схемы установки междупутных и междушпальных лотков представлены на рис. 1.25 и рис. 1.26. 34 Продольные уклоны канав для обеспечения стока воды и исключения заиливания делают не менее 0,003 для водоотводных и нагорных канав, 0,002 на болотах и 0,001 в исключительных случаях. При крутом уклоне местности, чтобы не делать дорогостоящего укрепления канав, их устраивают участками с пологими уклонами, исключающими размыв дна и откосов канав. На стыках этих участков сооружают быстротоки или перепады (рис. 1.27), позволяющие на коротком участке быстро перепустить воду в нижерасположенную канаву. Быстротоки (рис. 1.27, а) - сравнительно короткие канавы (лотки) из сборных или монолитных конструкций, имеющие большие продольные уклоны 0,08-0,1. Поэтому в быстротоках развиваются большие скорости течения воды, что вызывает необходимость в конце их устраивать водобойные уступы, водобойные стенки или водобойные колодцы. Перепады (рис. 1.27, б) - устройства с одним или несколькими уступами, позволяющими на небольшом расстоянии значительно понизить скорость текущей воды. Вода за уступом движется с отрывом от дна. В необходимых случаях устраивают водобойные стенки. Для защиты земляного полотна от вредного воздействия грунтовых вод применяют устройства, которые называют дренажными, и служат они для понижения уровня, перехвата и отвода грунтовых вод. 35 Для понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой земляного полотна наибольшее распространение получили подкюветные дренажи (рис. 1.28). Под кюветом делается траншея под дренаж, верхняя часть заполняется глиной, чтобы поверхностные воды не проникали в дренаж. Ниже этого слоя расположен 36 слой из двух слоев дерна, повернутых корнями вверх, для предохранения от засорения следующего слоя - дренажного заполнителя из мелкого гравия или крупнозернистого песка. Грунтовые воды под действием силы тяжести фильтруют в заполнитель и собираются на дне дренажа. Для сбора и отвода воды укладывают дренажную трубу. Наибольшее распространение получили трубы керамические, асбоцементные трубофильтры из крупнопористого керамзитобетона. Трубы окружены дренирующим материалом. У самой трубы укладывают прогрохоченный щебень или гравий крупностью 50-70 мм. Затем щебень или гравий с частицами 5-7 мм. Это исключает попадание грунта и мелких частиц заполнителя в трубу. Отверстия в дренажных трубах располагают в нижних и боковых, но не в верхних частях трубы, чтобы вместе с водой в дрену не попадали частицы грунта и заполнителя. Для того чтобы следить за работой дренажей и проводить их систематическую прочистку, устраивают смотровые колодцы. Если грунтовые воды залегают на глубине от 6 до 10 м, устраивают дренажные галереи (рис. 1.29). Размеры галереи должны обеспечивать возможность прохода человека (высота 1,5- 1,7 м). 1.2.7. Деформации земляного полотна В настоящее время основным требованием к перевозочному процессу является обеспечение безопасности движения поездов и надежности работы технических средств. Земляное полотно как важнейший элемент железнодорожного пути играет в этом первостепенную роль. Так как существующее земляное полотно сооружалось в разное время по разным нормам, то оно характеризуется большим разнообразием конструктивных размеров, геометрических параметров и состоянием. Несмотря на это, земляное полотно на значительном протяжении сети железных дорог России работает удовлетворительно. Однако примерно на 11 % эксплуатационной длины сети оно имеет дефекты и деформации. Дефекты - отступления геометрических размеров земляного полотна от современных норм. Деформации - изменение формы земляного полотна в процессе эксплуатации под воздействием поездных нагрузок, под влиянием гидрогеологических факторов и из-за низкого качества строительства земляного полотна. Основными видами деформаций земляного полотна являются: · искажение формы основной площадки; · просадки; · пучины; · сплывы откосов насыпей и выемок; · осыпи и обвалы. Наиболее распространенной деформацией земляного полотна является искажение формы основной площадки - балластные корыта, балластные ложа, балластные мешки. Балластные корыта (рис. 1.30, а) представляют собой углубления в основной площадке под отдельными шпалами, заполненные балластом. Они возникают при недостаточной толщине балластного слоя или при недостаточной несущей способности грунта основной площадки. Балластные корыта достигают глубины 0,1 - 0,3 м. Для предупреждения образования балластных корыт необходимо тщательно уплотнять верхний слой земляного полотна и производить балластировку по проекту. Балластные ложа (рис. 1.30, б) - протяженные вдоль пути, замкнутые под рядом шпал углубления в основной площадке, достигающие глубины 1,5-2 м. Причиной образования балластных лож является недостаточное уплотнение грунтов в насыпи или недостаточная прочность грунтов в основании выемки. Балластные мешки (рис. 1.30, в) - изолированные значительные углубления в основной площадке, заполненные балластом. Балластные мешки достигают глубины 3-8 м. Углубления в основной площадке - корыта, ложа, мешки - могут вызвать деформации земляного полотна под движущимися поездами. Мерами борьбы с углублениями в основной площадке являются срезка бортов корыт с заменой грунта дренирующим грунтом. Борта балластных корыт и лож срезают на глубину не менее 0,20 м ниже их дна с расчетом 38 полного выпуска воды. Балластные ложа и корыта осушают и устройством односторонних или двусторонних прорезей, с заполнением их дренирующим грунтом (рис. 1.31 и 1.32). Дренажные прорези закладывают на глубину не менее 0,20 м ниже дна ложа или мешка. Для отвода воды из прорези их дну придают уклон в насыпях не менее 0,1, в выемках 0,05. Из поперечных прорезей воду выпускают на откос насыпи или в кювет выемки. Сплошную срезку балластных корыт и лож целесообразно производить при капитальном и среднем ремонтах пути. Пучины. При низких температурах происходит замерзание воды, содержащейся в порах грунта. Происходит увеличение объема, но из-за неоднородности грунтов, это увеличение объема различно. Неровности, образующиеся при этом на поверхности грунта, называются пучинами. Пучины бывают в форме пучинного горба или пучинной впадины (рис. 1.33). Пучины вызывают неровности рельсо-шпальной решетки, а это не обеспечивает безопасность движения поездов. Пучины делятся на балластные и грунтовые. Балластные образуются из-за промерзания загрязненного балластного слоя; грунтовые - из-за замерзания воды в грунте земляного полотна. Балластные пучины возникают в первой половине зимы. Высота (или глубина) их не превышает 50 мм. В начале весны балластные пучины быстро исчезают. Борьба с балластными пучинами заключается в очистке щебеночного балласта или замене песчано-гравийного балласта щебеночным, осушении балластных корыт и лож, в подъемке на балласт при недостаточной его толщине. Грунтовые пучины появляются преимущественно в выемках и на нулевых местах, когда балластный слой уже замерз, и начинают замерзать грунты земляного полотна. Они продолжают увеличиваться до тех пор, пока возрастает глубина промерзания грунта, так как процесс поступления воды в промерзающий слой из нижних, еще не замерзших слоев продолжается в течение всего периода промерзания. Грунтовые пучины достигают высоты 100-150 мм и более. В конце весны или летом грунтовые пучины постепенно исчезают. Способы ликвидации грунтовых пучин следующие: · подъемка пути на балласт, если это допускает продольный профиль пути; · замена пучинистого грунта на глу бину промерзания крупнозернистыми непучинистыми (дренирующими) грунтами (рис. 1.34); · устройство теплоизоляционных накладных, врезных и комбинирован ных подушек из асбеста, укладка пено пласта, чтобы не допустить промерза ния пучинистых грунтов. · осушение иучинистых грунтов с помощью дренажей (см. рис. 1.28). Пучины создают угрозу безопасности движения поездов, требуют больших расходов на устройство плавных отводов пути от пучинистых горбов и впадин, препятствуют внедрению прогрессивных конструкций пути (бесстыкового пути, железобетонных шпал), делают невозможным высокоскоростное движение поездов. Поэтому предотвращение образования пучин является очень важной задачей. В процессе эксплуатации земляного полотна бывают случаи, когда тело земляного полотна обладает достаточной прочностью и устойчивостью, а откосы деформируются. Наиболее распространенными повреждениями откосов являются: сплы-вы откосов насыпей и выемок; сползание балластных шлейфов на откосах насыпей; размывы поверхности откосов насыпей и выемок; вывалы отдельных камней и шелушение поверхностей выемок и полувыемок в легковы-ветривающихся скальных породах. Сплывами называют деформации откосов, охватывающие массивы грунта на глубину от 0,5 до 1,0 м. Сплывы откосов происходят главным образом на высоких насыпях и в глубоких выемках. 41 Сплывы откосов наиболее характерны для молодого земляного полотна (в первые 5 лет после постройки земляного полотна). Основной причиной сплывов является переувлажнение слабоуплотненных грунтов откосов. Грунты откосов насыпей, плохо уплотненные при строительстве, переувлажняются за счет атмосферных осадков, выпадающих на откосы. На устойчивость откосов отрицательно влияет сбрасывание на них старого балласта при ремонтах пути или образование шлейфов в результате подъемок пути на оседающих насыпях. Сплывы насыпей на косогорах (рис. 1.35) происходят вследствие увлажнения грунтов основания под насыпью поверхностными или грунтовыми водами, выходящими на поверхность склонов под насыпью. Этот вид деформаций возникает, когда при поперечном уклоне местности не была сделана необходимая подготовка основания насыпи: не вырезан дерн, не нарезаны уступы, не удовлетворительно содержатся водоотводы с нагорной стороны, не выполнено поддерживающее сооружение с низовой стороны при его необходимости. Расползание насыпей происходит, как правило, длительное время. Такие деформации возникают из-за недостаточного учета важных местных особенностей участка, на котором строится дорога или из-за нарушения правил производства строительных работ. Например, расползание насыпи происходит при недостаточном уплотнении грунтов при сооружении насыпи, что является нарушением правил производства работ. Обеспечение устойчивости нестабильных откосов и склонов производится путем устройства различных поддерживающих и удерживающих сооружений: контрбанкетов, контрфорсов, подпорных стен. Осыпи и обвалы распространенный вид деформаций крутых откосов глубоких выемок и полувыемок в скальных грунтах, в связи с потерей устойчивости отдельных частей или целого массива, а также обрывистый характер прилегающих к полотну железной дороги естественных горных склонов. Основными мероприятиями по предотвращению обвалов являются: упо-ложение откосов и склонов, укрепление неустойчивых скальных массивов подпорными поддерживающими стенками (рис. 1.36) Радикальной мерой защиты пути от скальных обвалов является укрытие его в галерею (рис. 1.37). Осыпи образуются на крутых горных склонах и откосах выемок и полувыемок, при выветривании скальных пород. Перемещение осыпного материала происходит под действием силы тяжести. Для защиты от осыпей применяют агролесомелиорацию, укрепление откосов выемки и полувыемки, устройство полок, траншей. На обвальных участках и участках с осыпями предусматривают надзор за состоянием земляного полотна и прилегающих к нему склонов, охрану пути, 42 проведение мероприятий по предупреждению произвольных обрушений, ликвидацию последствий горных обвалов. При трассировании новых линий скально-обвальные участки следует обходить. 1.2.8. Укрепление и защита земляного полотна Для защиты откосов насыпей, выемок и берм применяют посев семян многолетних злаковых и бобовых трав. Дерн способен защитить от размыва откосы земляного полотна на неподтопляемых участках. При больших высотах насыпей для предотвращения смыва семян и удержания их на откосе до образования корневой системы посев трав производится в деревянных или железобетонных обрешетках (рис. 1.38) или с использованием георешеток. 43 Посев многолетних трав в настоящее время осуществляется механизированным способом посева по слою растительной земли (специальными агрегатами) или способом гидропосева с добавлением в смесь семян с водой мульчирующих добавок (опилок, торфяной крошки и др.) без использования растительной земли. Если посев трав невозможен по климатическим или грунтовым условиям, производится обсыпка откосов скальными или крупнообломочными грунтами (галечниковыми, щебенистыми). При подтоплении откосов насыпей и берм пойменными водами применяются каменные наброски из сортированного и несортированного камня (рис. 1.39). При больших скоростях течения воды и волновом воздействии, для укрепления откосов насыпей, конусов у устоев мостов, берегов применяются железобетонные плиты и габионы. Габионы конструктивно представляют собой проволочный остов, заполненный камнем (рис. 1.40). Габионы бывают в виде габионных ящиков, га-бионных тюфяков и цилиндрические габионы. Габионные сооружения отвечают требованиям экологии, не препятствуют росту растительности. Уже выполнен ряд работ в России по сооружению берегоукреплений из габионов (берегоукрепление Саратовского водохранилища, облицовка канала в Нижегородской области и др.) При небольших скоростях течения воды бетонные и железобетонные плиты являются прочным и надежным укреплением. Применяются плиты сборные свободнолежащие размером 1,0x1,0x0,16 на гравийной или щебеночной подготовке. Открытые швы устраивают вразбежку. 44 При больших скоростях течения воды и при волновых воздействиях применяют железобетонные разрезные плиты, шарнирно соединенные в ковер размером 2,50x3,0x0,20 м, при необходимости плиты омоноличиваются заполнением швов бетоном или цементным раствором. 1.2.9. Полоса отвода Полосой отвода называется земельный участок, предназначенный для размещения земляного полотна со всеми устройствами, лесозащитными насаждениями, постоянными снегозащитными заборами, путевыми и другими зданиями, линией связи, энергоснабжения и другими сооружениями и устройствами железной дороги. Ширину полосы отвода устанавливают в соответствии с Инструкцией о нормах и порядке отвода земель для железных дорог в зависимости от высоты насыпи или глубины выемки, обустройств земляного полотна (кавальеров, резервов, укрепительных сооружений) наличия зеленых насаждений (для защиты от снега и песка) и других условий. Для насыпи или выемки с высотой Я до 12 м, когда не требуется устройство кавальеров, резервов, укрепительных сооружений, а также защитных насаждений, рекомендованы следующие нормы ширины полосы отвода L: Н,ы 1-4 5-8 9-12 L,m 28-37 40-49 52-61 Расстояние от подошвы откоса насыпи или бровки откоса выемки, а при наличии резервов или водоотводных канав - от их крайних точек до границы полосы отвода должно быть не менее 2 м, в исключительных случаях-не менее 1 м. Ширина полосы отвода в местах, где путь нуждается в специальных защитах, устанавливается с учетом размещения этих защит (например, лесозащитных насаждений). В пределах городов граница полосы отвода устанавливается на расстоянии не более 2 м от подошвы откоса насыпи или бровки 45 водоотводной канавы. На станциях и разъездах расстояние от оси крайнего пути до границы полосы отвода должно быть не менее 10 м, с уширением для размещения служебно-технических, жилых зданий и других устройств. Границы полосы отвода обозначаются знаками, установленными через каждые 250 м. Знаки обсыпаются землей на высоту 0,40 м, вокруг них устраиваются канавы глубиной 0,30 м. В охранные зоны выделяются площади земли, необходимые для обеспечения устойчивости и прочности железнодорожных сооружений. На этих землях не допускается уничтожение растительности и устанавливаются особые условия землепользования. 1.3. Искусственные сооружения Искусственные сооружения обеспечивают: · прокладку железнодорожных линий через реки, каналы, суходолы, гор ные хребты, глубокие ущелья, болотистые места; · пересечение с другими железнодорожными линиями, автомобильными дорогами, трамвайными и троллейбусными путями; · безопасный переход людей над или под путями: · устойчивость крутых и деформирующихся откосов земляного полотна; · регулирование водных потоков с целью предохранения железнодорож ных путей от переувлажнения и размывов. К искусственным сооружениям относят: мосты, трубы, тоннели, виадуки, акведуки, эстакады, пешеходные мосты, дюкеры, селеспуски, подпорные стенки, регуляционные сооружения, лотки, фильтрующие насыпи. Искусственные сооружения составляют менее 1,5 % общей длины пути, но доля их в общей стоимости железной дороги равна почти 10 %; стоимость одного погонного метра моста и тоннеля в десятки раз выше, чем обычного пути. Поэтому их строят капитальными, рассчитанными на длительный срок эксплуатации. Более 90 % всех искусственных сооружений составляют мосты и трубы. 46 Мост - это искусственное сооружение, которое сооружается для укладки железнодорожного пути через какие-либо водные препятствия. На небольших водотоках и суходолах устраивают малые мосты (рис. 1.41), но чаще трубы (рис. 1.42), над которыми сооружаются обычные насыпи. При невы- соких насыпях (до 2 м), где устройство труб невозможно, применяют железобетонные лотки. Выбор искусственного сооружения (мост, труба или лоток) определяется технико-экономическими расчетами. При этом нужно учитывать, что трубы предпочтительнее, чем мосты (ниже стоимость, проще эксплуатация). Поэтому их необходимо применять везде, где они могут обеспечить пропуск расчетного расхода воды и высота насыпи допускает их сооружение. При малых расходах воды и малой высоте насыпи применяют поперечные лотки. При пересечении ущелий, глубоких долин и оврагов строят высокие мосты (до 100 м и более), которые называются виадуками (рис. 1.43). Для пересечения с городской территорией строят эстакады (рис. 1.44) - мосты с равномерной и нечастой расстановкой опор для возможно меньшего стеснения улиц и более удобного прохода и проезда под ними. Эстакады часто строят и на подходах к большим мостам. Для пересечения железной дороги с автодорогами и улицами служат путепроводы (рис. 1.45). Для безопасного перехода людей через станционные пути устраивают пешеходные мосты (рис. 1.46) над путями. 47 В горных районах вместо сооружения глубоких выемок или сложных и многочисленных обходов строят тоннели (рис. 1.47). По заданной трассе и профилю удаляют горную породу, а образовавшуюся выработку закрепляют камнем, бетоном, железобетоном или металлическими тюбингами. По на- 48 значению тоннели бывают железнодорожные, автомобильные, метрополитены, гидротехнические, горнопромышленные и др. Тоннели применяются на станциях для прохода пассажиров, перевозки багажа и почты. Продольный профиль пути в тоннеле должен иметь уклон не менее 3 %о. Тоннели защищают от проникновения поверхностных вод водоотводами. Входы в тоннели укрепляют и оформляют в виде порталов. В тоннелях длиной более 1000 м при тепловозной тяге обязательно устраивают искусственную вентиляцию. На косогорах и в местах возможных горных обвалов сооружают галереи (рис. 1.48) - особый вид горных сооружений напоминающий тоннель, но открытый сбоку и сверху, а в местах возможных селевых грязекаменных потоков - се-леспуски (рис. 1.49). Для предотвращения обрушения грунта откоса или подмыва грунта у основания насыпей на крутых косогорах устраивают подпорные стенки (рис. 1.50). При необходимости пропуска через путь потока воды (водовода) устраивают дюкер (рис. 1.51), состоящий из двух колодцев, соединенных трубой. Водоток по нему следует по принципу сообщающихся сосудов от входного колодца с более высоким уровнем воды к выходному с низким уровнем. Дюкеры пропускают неболь- 49 шое количество воды под низкими насыпями или мелкими выемками. При пересечении водотока дорогой в достаточно глубокой выемке может быть устроен акведук - своеобразный мост над дорогой, по пролетному строению которого протекает вода (рис. 1.52). Фильтрующая насыпь, имеющая в своем теле прослойки из крупных камней (рис. 1.53). Разрешено сооружать в исключительных случаях на линиях III и IV категории при малом количестве протекающей воды и при незначительном количестве взвешенных частиц грунта в ней. 50 Мосты и трубы. Мост (рис. 1.54) состоит из пролетных строений 4, перекрывающих требуемое пространство и являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения в нужном положении. В зависимости от числа пролетов мосты бывают однопролетными, двухпролет-ными, трехпролетными и т.д., а в зависимости от числа путей на общих опорах - однопутными и двухпутными. Участки земляного полотна, примыкающие с обеих сторон к мосту, называют подходами. Концевые части подходов оформляют в виде конусов 1. Концевые опоры моста 2 называют устоями. Они одной стороной поддерживают конец пролетного строения, а другой - примыкающую к мосту насыпь, и служат для нее подпорной стенкой. В пределах устоев располагают обычно конусы подходов. Промежуточные опоры - быки поддерживают концы двух смежных пролетных строений. Пролетные строения опираются на опоры через опорные части (рис. 1.55), которые, передавая давление на опору, позволяют пролетному строению несколько поворачиваться, удлиняться или укорачиваться при изгибе под нагрузкой, а также изменять длину в зависимости от температуры. Под одним концом пролетного строения помещают неподвижные опорные части, которые допускают только его поворот. Они состоят из верхнего 4 и нижнего 2 балансиров и цилиндрического шарнира 3 между ними (рис. 1.55, а). Нижний балансир прикреплен к подферменнику 1 опоры, а верхний - к нижнему поясу фермы или балки. Под другим концом пролетного строения помещают подвижные опорные части (рис. 1.55, б), которые позволяют ему перемещаться вдоль пролета по каткам 5. Расстояние между центрами опорных частей называется расчетным пролетом L (см. рис. 1.54). Полная длина пролетного строения L - расстояние между его торцами. По длине мосты подразделяют на: большие свыше 100 м, средние от 25 до 100 м и малые до 25 м. По типу пролетных строений мосты бывают: с ездой поверху (рис. 1.56, а), с ездой понизу (рис. 1.56, 6) и ездой посередине (рис. 1.56, в). По роду строительных материалов различают мосты: деревянные, металлические, каменные и железобетонные, причем эта классификация определяется материалом пролетного строения. 51 Деревянные мосты сооружались в первые годы строительства железных дорог и в годы Гражданской и Великой Отечественной войн. Их преимущество - простота конструкции, дешевизна, возможность использования мест- ных материалов. Но они недолговечны, опасны в пожарном отношении, трудоемки в обслуживании. Поэтому сооружение деревянных мостов допускается только на малодеятельных линиях. Каменные мосты имеют важное преимущество - долговечность, которая измеряется иногда столетиями. Так как камень очень хорошо сопротивляется сжимающим усилиям и плохо работает на растяжение и изгиб, то каменным мостам придавалась сводчатая форма, при которой в конструкции возникают только сжимающие усилия. Каменные мосты имеют большую собственную массу, поэтому мало чувствительны к увеличению массы поезда и за многие десятилетия не исчерпали своей несущей способности. Однако большая трудоемкость строительства и ограниченность допускаемой длины 52 пролетов (не более 60 м) послужили причиной того, что каменные мосты в настоящее время не строят. Металлические мосты составляют около 70 % суммарной длины всех мостов на железных дорогах. Их достоинство: небольшая масса, высокая прочность, однотипные детали и элементы. Срок службы 60-70 лет. Металлические мосты особенно экономичны при расчетных пролетах более 33 м. В последнее время широкое распространение получили железобетонные мосты. Железобетон, особенно с предварительным напряжением арматуры, хорошо сопротивляется не только сжатию, но и растяжению. Железобетонные мосты - основной тип малых мостов. Длина типовых железобетонных пролетных строений от 2,25 до 15,8 м. При большей длине нагрузка от собственного веса пролетного строения оказывается значительной, что осложняет строительно-монтажные работы и устройство фундаментов опор. Для защиты моста и подходов от размыва паводком и повреждения ледоходом в необходимых случаях устраивают регуляционные сооружения (рис. 1.57), состоящие из струенаправляющих дамб и траверс и укрепленные каменной отмосткой или бетонными плитами. Мост, подходы, регуляционные сооружения и укрепления вместе с подмостовым руслом реки называют мостовым переходом. Трубы бывают каменные, металлические, бетонные и железобетонные. Каменные трубы строили из бутовой кладки или прочного кирпича. Многие старые трубы эксплуатируются 100 лет и более. Менее продолжительное время (50-70 лет) служат стальные трубы. Водопропускные трубы по форме сечения подразделяются на круглые и прямоугольные. Применяют следующие типы труб: круглые железобетонные диаметром от 1 до 2 м, круг- 53 лые из гофрированного металла, диаметром 1,5 м, прямоугольные железобетонные отверстием от 1 до 4 м и бетонные отверстием от 1,5 до 6 м. Чтобы уменьшить сопротивление потоку воды, на входах и выходах труб устраивают оголовки (рис. 1.58). Лотки закрытые и открытые прямоугольного сечения отверстием 0,50-0,75 м, преимущественно железобетонные, устраивают между шпалами для пропуска небольшого количества воды при высоте насыпи менее 1 м, недостаточной для укладки труб. 1.4. Верхнее строение пути 1.4.1. Назначение и составные элементы верхнего строения пути Верхнее строение пути - это верхняя, периодически заменяемая часть пути. Верхнее строение пути предназначено: для направления движения подвижного состава, восприятия нагрузки от колес движущегося поездов и передачи ее нижнему строению пути (земляному полотну и искусственным сооружениям). Верхнее строение пути работает в сложных условиях. Железнодорожный путь подвергается воздействию: подвижного состава, при этом воздействие локомотивов определяет прочность пути, а вагонов, как массовых нагрузок, - остаточные деформации; · природно-климатических факторов, из которых основные - темпера тура и атмосферные осадки; · собственных напряжений, возникающих в элементах верхнего строе ния пути, главным образом в рельсах при их изготовлении, укладке и эксп луатации. Верхнее строение пути должно удовлетворять следующим основным требованиям: · высокой надежности: обеспечивать безопасное и бесперебойное дви жение поездов; · долговечности - сохранять работоспособность достаточно длитель ное время при установленной системе текущего содержания и ремонтов; · ремонтопригодности - позволять обеспечивать ремонт элементов верх него строения пути и текущее содержание пути; допускать массовое изготовление всех элементов, а также применение высокопроизводительных средств механизации при сборке, замене и ремонте. 54 Верхнее строение пути (рис. 1.59) включает в себя: · стальные высокопроч ные рельсы 5 и стрелочные переводы, непосредственно воспринимающие нагрузку от колес подвижного состава; · рельсовые опоры-желе зобетонные или деревянные шпалы 3, а на мостах и стрелоч ных переводах - брусья мос товые и переводные, предназначенные для удержания рельсов на определенном расстоянии друг от друга и передачи давления на ниже расположенную часть пути; · металлические рельсовые скрепления 4 для соединения рельсов между собой и прикрепления их к шпалам или брусьям; балластный слой из щебня 2, гравия, песка, отходов асбестового производства; он должен равномерно распределять нагрузку от подвижного состава на поверхность земляного полотна, не допускать продольное и поперечное перемещение шпал и неравномерную вертикальную осадку рель-со-шпальной (путевой) решетки. На главных путях устраивается двухслойный балласт. На земляное полотно отсыпается песчаное основание (песчаная подушка) 1, а затем слой щебня. Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсо-шпальную решетку. 1.4.2. Рельсы Рельсы являются основным несущим элементом верхнего строения пути и к ним предъявляются следующие требования: · рельсы должны воспринимать без поломок и повреждений нагрузку от колес подвижного состава; · передавать нагрузку от подвижного состава на подрельсовое основание, распределяя ее на достаточно большую поверхность; · направлять движение колес подвижного состава. На участках с автоблокировкой и электрической тягой рельсы, кроме того, должны быть проводниками электрического тока. За историю существования железных дорог рельсы прошли долгую эволюцию от чугунных до железных, а потом стальных. Форма рельсов также претерпела изменения. В настоящее время на сети железных дорог мира применяют только широкоподошвенные рельсы. Тип рельса определяется массой рельса длиной 1 м, значение которой округляется до целого и проставляется рядом с буквой Р. На железных дорогах России применяют рельсы Р75, Р65, Р50, имеющие массу 1 м рельса 74,4; 64,7; 51,7 кг. На главных путях эксплуатируются рельсы типов Р65 (87,7 % протяжения путей), Р75 (2,9 %), Р50 (8,8 %), Р43 и легче (2,4 %). В настоящее время укладываются в основном рельсы Р65. При капитальных ремонтах и укладке и удлинении путей применяют старогодные рельсы Р65. Рельсы должны быть прочными, долговечными (рельсовая сталь должна быть твердой, износоустойчивой). Для того чтобы рельс под нагрузкой не изменял форму и не ломался, ему придают очертание в соответствии с рис. 1.60. За основу формы рельса принята двутавровая балка, так как она лучше всего работает на изгиб. Верхняя часть называется головкой рельса, нижняя - подошвой, соединяет головку рельса с подошвой - шейка рельса. Для центральной передачи нагрузки от колеса поверхность катания головки рельса имеет выпуклое криволинейное очертание. Средняя часть головки рельсов выполняется радиусом 500 мм, затем 80 мм и для соединения головки рельса с боковыми гранями применяется радиус 13-15 мм (близкий к выкружке гребней колес). Это обеспечивает плотное прилегание гребней колеса к рельсу. Боковые грани головок выполняют с уклоном 1:20. Сопряжение боковых граней головок рельсов с их нижними гранями и всех граней подошвы делают по кривым радиуса 2-4 мм. Нижние грани головки рельса и верхние грани подошвы служат опорными поверхностями для накладок, которые как клин входят между ними в пазуху рельсов, распирая головку и подошву рельса. Нижние грани головки и верхние грани подошвы рельса имеют уклон 1:4. Переход от головки и подошвы к шейке рельса делается возможно более плавным, и сама шейка имеет криволинейное очертание, для того, чтобы обеспечить наименьшую концентрацию напряжений. Подошве рельса придают достаточную ширину, чтобы обеспечить боковую устойчивость рельса на опорах и достаточную площадь для опирания накладок. Стандартная длина рельсов на сети железных дорог России принята 25 м. Для укладки на внутренних нитях кривых изготавливают укороченные рельсы длиной 24,92 и 24,84 м. Рельсы изготавливаются из рельсовой стали. В химический состав стали входят следующие добавки: углерод С для повышения прочности при изгибе, марганец Мп для увеличения износоустойчивости, твердости и вязкости рельсовой стали, кремний Si для повышения твердости и износоустойчивости. Для обеспечения большей износоустойчивости и долговечности рельсы Р75, Р65, Р50 подвергают термической обработке по всей длине путем объемной закалки в масле, с последующим печным отпуском. Объемнозакален-ные рельсы имеют срок службы в 1,3-1,5 раза выше, чем обычные. 56 Условия эксплуатации рельсов на дорогах Сибири и Дальнего Востока почти вдвое тяжелее, чем в Европейской части России. Поэтому в настоящее время созданы рельсы Р65 низкотемпературной надежности с добавками ванадия, ниобия и бора. Для этих рельсов используется электросталь. При температуре ниже 60° рельсы из электростали выдерживают нагрузки вдвое большие, чем из мартеновской стали. В настоящее время российские рельсы - одни из лучших в мире. Маркировка рельсов производится для правильной укладки их в путь и определения места и времени изготовления. На шейке рельса через 2,5-3 м указывается марка завода, год и месяц изготовления, тип рельса. Срок службы рельсов определяется количеством тонн груза, проследовавшего по ним до их перекладки. После истечения срока службы, рельсы снимают, сортируют, ремонтируют и вновь укладывают в путь, но на менее напряженные участки пути. Таким образом срок службы рельсов продлевается. Кроме того, для увеличения срока службы рельсов применяется шлифовка головки рельса рельсошлифовальными поездами для удаления неровностей на поверхности катания. 1.4.3. Рельсовые стыки и стыковые скрепления Стыком называется место соединения рельсов между собой. Основными элементами стыкового скрепления являются: накладки, болты с гайками и пружинные шайбы. За время существования железных дорог форма накладок претерпела существенные изменения от плоских, уголковых, фартучных до современных двухголовых, которые приняты в качестве стандартных. Двухголовые накладки (рис. 1.61) в лучшей степени сопротивляются изгибу. Для нормаль- ной работы стыка накладки должны быть достаточной длины. При длинных накладках в кривых участках легче обеспечивается плавность изгиба рельсовых нитей без образования резких углов в стыках. К рельсам типа Р75 и Р65 накладки изготавливают длиной 800 и 1000 мм, а к рельсам типа Р50 - длиной 820 мм Стыковые болты (рис. 1.62, а) для двухголовых накладок изготавливают с круглыми головками и овальными подголовками для того чтобы болты не проворачивались при завинчивании. Для размещения подголовков в накладках круглые и овальные отверстия чередуются. Болты вставляются поочередно гайками наружу или внутрь колеи (рис. 1.62, б). Болты изготавливаются из стали повышенной прочности и подвергаются термической обработке. Пружинные шайбы (рис. 1.62, в)являются очень важными деталями стыка. Их назначение - обеспечивать постоянное натяжение болтов. На участках, оборудованных электрической централизацией, а также на электрифицированных участках рельсовые нити являются токопрово-дящими. Стыки должны обеспечивать хорошую токопроходимость (токоп-роводящие стыки), а на границах рельсовых цепей стыки должны обеспечивать надежную электроизоляцию одной рельсовой нити от другой (изолирующие стыки). В токопроводящих стыках для уменьшения сопротивления прохождению сигнального тока через стык ставят стыковые соединители в соответствии с рис. 1.63. Они состоят из двух оцинкованных проволок диаметром 5 мм, концы которых входят в конические луженые штепсели, забиваемые в выс- а верленные в шейках рельсов отверстия диаметром 10,4 мм (по одному с каждой стороны накладки). Эти соединители помещают в пазуху стыковой накладки. Для пропуска сигнального тока вместо штепсельных соединителей применяют также короткие соединители в виде стального троса диаметром 6 мм и длиной 200 мм, приваренного к головке рельса. На электрифицированных линиях для пропуска обратного тягового тока ставят приварные соединители из медного троса общим сечением 70 мм при постоянном токе и 50 мм при переменном токе (см. рис. 1.63). Концы медного троса находят- 58 ся в стальных наконечниках или манжетах, привариваемых к рельсу электродуговым или термитным способом. Изолирующий стык устраивают таким образом, чтобы электрический ток не мог пройти от одного рельса к другому. На дорогах России наибольшее распространение получили изолирующие стыки с металлическими объемлющими накладками в соответствии с рис. 1.64. Изоляция рельсов обеспечивается постановкой специальных прокладок под накладки и подкладки, а также втулок на болты из фибры, текстиля или полиэтилена. В зазор между рельсами также вставляют изолирующую прокладку. В уравнительных пролетах бесстыкового пути получили широкое распространение клееболтовые изолирующие стыки с двухголовыми накладками в соответствии с рис. 1.65. В таких стыках используются типовые двухголовые накладки и специальные накладки, облегающие пазуху рельсов (полнопрофильные накладки). Изоляция обеспечивается стеклотканью, пропитанной эпоксидным клеем. 59 По расположению относительно шпал различают стык на шпале, на весу и на сдвоенных шпалах (рис. 1.66). Стык на шпале под колесной нагрузкой получается жестким. Кроме того, шпала может поворачиваться относительно продольной оси шпалы, поэтому такой стык быстро расстраивается. Наиболее распространенным является стык на весу. Преимущество такого стыка - большая упругость и более удобное расположение стыковых шпал для подбивки балласта. Недостатком такого расположения стыка является больший изгиб рельсовых концов и накладок, чем при стыке на опоре. Для снижения изгибающего момента расстояние между стыковыми шпалами делают меньше, чем между промежуточными (440-420, вместо 550-500 мм). На сдвоенных шпалах размещают лишь изолирующие стыки. Стык на сдвоенных шпалах обладает большей сопротивляемостью горизонтальным и вертикальным перемещениям. Основным недостатком стыка на сдвоенных шпалах является большая жесткость, трудность подбивки балласта под шпалы, дополнительный расход металла на стяжные болты. По взаимному расположению стыков на обеих рельсовых нитях различают стыки по наугольнику и вразбежку (рис. 1.67) Лучшими является стыки по наугольнику. Правильность расположения стыков проверяется шаблоном - наугольником (прямоугольным треугольником). Один катет прямоугольного треугольника прикладывается к боковой грани головки рельса, а на другом катете должны располагаться стыки обеих рельсовых нитей. Преимущества стыков по наугольнику по сравнению со стыками вразбежку следующие: · одновременность ударных воздействий колес при проходе стыков, что сокращает количество ударов вдвое, по сравнению со стыками вразбежку; · центральность ударов, что снижает раскачку подвижного состава; · возможность применения звеньевых путеукладочных кранов при смене рельсов со шпалами. Поэтому на дорогах России принят стык по наугольнику. 1.4.4. Промежуточные рельсовые скрепления Промежуточные рельсовые скрепления применяются для соединения рельсов с подрельсовым основанием (шпалами, брусьями). Они должны обеспечивать: 60 · установленную ширину колеи; · прижатие рельсов к основанию, исключающее отрыв рельсов и их про дольное перемещение; · препятствовать опрокидыванию рельсов под воздействием подвижно го состава; · допускать замену деталей без перерыва в движении поездов; · допускать регулирование рельсовых нитей по высоте в пределах 10-20 мм; · обеспечивать электроизоляцию рельсов от основания (при железобе тонных шпалах); · обеспечивать экономическую эффективность конструкции верхнего строения пути. Скрепления должны способствовать более продолжительным срокам службы всех элементов пути. Промежуточные рельсовые скрепления по своей конструкции делятся на подкладочные и бесподкладочные (без металлических подкладок под рельсами). Подкладка увеличивает площадь передачи давления от рельса на опору, обеспечивает подуклонку рельсов, объединяет все костыли при работе на сдвиг. Подкладочные скрепления подразделяются на раздельные, нераздельные и смешанные. При раздельном скреплении рельс к подкладке присоединяется отдельно, а подкладка к шпале отдельно с помощью шурупов или костылей. В нераздельном скреплении рельс вместе с подкладками соединяется с опорой одними и теми же костылями. При смешанном скреплении рельс через подкладку соединяется с опорой, а подкладка, кроме того, самостоятельно прикрепляется к опоре. Скрепления для деревянных шпал. Наиболее распространенным скреплением на дорогах России является смешанное скрепление (рис. 1.68). Достоинством этого скрепления являются малое число деталей, простота в изготовлении и эксплуатации, небольшой расход металла. К недостаткам следует отнести плохое сопротивление угону пути. Основными элементами этого скрепления являются: ребордчатая подкладка и костыли (рис. 1.68). Костыли подразделяются на основные и обшивочные. Основные костыли прижимают подошву рельса к подкладке и шпале, удерживают рельс от бокового сдвига и опрокидывания. Обшивочные костыли прижимают подкладку к шпале, уменьшая ее вибрацию. При применении смешанных скреплений ДО на прямых участках пути рельсы пришиваются к шпале четырьмя костылями, а на стыковых шпалах - пятью. В кривых радиусом 1200 м и менее, а также на мостах, в тоннелях и на скоростных участках на всех шпалах рельсы пришиваются пятью костылями. Для уменьшения износа шпал между подкладкой и шпалой укладывают прокладки тол- щиной 6-10 мм из резины, резинокор-да, интенсивность износа при этом снижается в 2,7-3,7 раза. Вторыми по распространению являются раздельные скрепления КД (рис. 1.69). Рельс прижимается к подкладке двумя клеммами, а подкладка к шпале четырьмя шурупами. Прижатие клеммы обеспечивает болт с гайкой и шайбой. Под подошву рельса укладывают упругую прокладку. Достоинствами раздельных скреплений являются: · отсутствие вибрации подкладки, а следовательно, увеличение сроков служ бы шпал; · сильное прижатие рельсов к под кладкам, что обеспечивает достаточное сопротивление угону пути; · возможность смены рельсов без вы винчивания шурупов. Недостатки этих скреплений: - большое количество деталей; - быстрое ослабление натяжения клеммных болтов, что вызывает их по стоянное подтягивание. Более совершенным раздельным скреплением является скрепление Д 4 с упругими клеммами. Оно позволяет регулировать положение рельсов по высоте до 14 мм за счет изменения толщины подрельсовых прокладок. Скрепления для железобетонных опор. Типовым промежуточным скреплением для железобетонных шпал является раздельное клеммно-болтовое скрепление КБ (рис. 1.70), в котором рельс к подкладке прижимается жесткими клеммами, надеваемыми на клеммные болты. Под гайки клеммных болтов ставят упругие шайбы. Металлические подкладки укладывают на наклонную (для обеспечения подуклонки рельсов), заглубленную в тело шпалы на 15- 25 мм подрельсовую площадку. На бетон под подкладку укладывают резиновую прокладку, чтобы обеспечить электро- и виброизоляцию. Подкладка крепится к шпале закладными болтами. Недостатками конструкции скреплений КБ является многодетальность (21 деталь в каждом узле скреплений), материалоемкость (общая масса металлических и полимерных деталей на 1 км пути составляет соответственно 41,6 и 2,1 т). На 1 км пути около 16 тыс. болтов, содержание которых (очистка от грязи, смазка, подтягивание гаек) требует больших затрат. Кроме типовых скреплений КБ на участках пути с железобетонными шпалами в России используют бесподкладочное скрепление ЖБ. 62 Нераздельное клеммно-болтовое скрепление ЖБ (рис. 1.71) имеет два закладных болта, которыми при помощи упругих клемм и упругих (резиновых) прокладок рельс прижимается к шпале. Пружинные клеммы должны быть высокой прочности и требуемой пружинности. Для электроизоляции закладных болтов от металлических частей скрепления на них надевают изолирующие втулки. 1.4.5. Угон пути и противоугонные устройства Угон железнодорожного пути представляет собой продольное перемещение рельсов по шпалам, как правило, в сторону движения поезда. Причинами, вызывающими угон пути, являются: сопротивление движению колес подвижного состава по рельсам, удары колес подвижного состава о рельсы в стыках, изгиб рельсов под движущейся нагрузкой, что является основной причиной угона пути. При изгибе рельса в сечении под нагрузкой верхние волокна сжимаются, а нижние растягиваются. Если рассмотреть сечение на некотором расстоянии от колеса (рис. 1.72), то видно, что сечение поворачивается таким образом, что нижние волокна оказываются передвинутыми на некоторую величину Ax. Колесо накатывается на это сечение и не дает ему вернуться в исходное поло- 64 жение, и весь рельс подтягивается за колесом, а перед колесом передвигается на эту величину Ах. Если двигается одно колесо, то оно не может сместить рельс. При движении большой группы колес, каждое из которых стремится сместить рельс, такое перемещение происходит. Угон проявляется обычно на горизонтальных площадках и особенно, на тормозных участках. Угон сильно расстраивает путь. При угоне рельсы сдвигаются со своих мест и увлекают за собой часть закрепленных шпал, в том числе стыковые. Шпалы перемещаются с уплотненных постелей на менее плотный балласт, рельсовый путь в этих местах проседает, образуются толчки, путь расстраивается. На звеньевом пути нарушаются размеры стыковых зазоров. При высокой температуре на участках с недостаточными зазорами может произойти потеря устойчивости рельсошпальной решетки (выброс пути). При низкой температуре на участках с увеличенными зазорами может произойти разрыв стыков со срезом болтов. Поэтому угон пути совершенно недопустим. Продольные силы, вызывающие угон рельсов, должны быть переданы от рельсов на шпалы и далее на балласт. Для этого на участках с деревянными шпалами на подошву рельсов ставят противоугоны. В качестве противоугонов применяются пружинные скобы, надеваемые на подошву рельсов специальной лапой или ударами молотка до тех пор, пока его правая реборда не защелкнет подошву рельса. Пружинные противоугоны состоят из одной детали (рис. 1.73). Их изготавливают на специальных автоматах с закалкой в масле. Один противо-угон к рельсам Р-65 и Р-75 весит 1,28 кг, к рельсам Р-50 - 1,15 кг. Противоугоны ставят симметрично относительно середины звена на обеих рельсовых нитях к одной и той же шпале. Сопротивление сдвигу противоугона должно быть не менее 8 кН. Количество противоугонов, устанавливаемых на одно звено зависит от интенсивности проявления угона. Для путей особогрузонапряженных линий, а также I и II категории устанавливают 44 пары противоугонов, для линий IV-V категории - до 40 пар на одно звено. На двухпутных линиях противоугоны ставятся только в одну сторону (в направлении движения). На однопутных участках противоугоны ставят со стороны преобладающего направления движения поездов, при появлении следов угона в противоположную сторону противоугоны в количестве 13 пар устанавливаются и с другой стороны шпал. На нетормозных участках однопутных линий устанавливают по 13 пар противоугонов в одном и другом направлении. 65 1.4.6. Подрельсовые опоры Назначение и требования к подрельсовым опорам. Назначение подрель-совых опор: · воспринимать вертикальные, боковые и продольные усилия и переда вать их на балластный слой; · обеспечивать стабильность ширины рельсовой колеи, подуклонки рель совых нитей и их электрическую изоляцию друг от друга на участках с авто блокировкой; · обеспечивать совместно с балластным слоем стабильное положение рельсовой колеи в плане и профиле. Требования к подрельсовым опорам. Подрельсовые опоры должны обладать: · прочностью, износоустойчивостью и долговечностью; · высокой сопротивляемостью продольным и поперечным смещениям опор в балласте; · дешевизной, иметь простую форму, удобную для изготовления и уп лотнения балласта под шпалой; - упругостью и электроизолирующими свойствами. Подрельсовые опоры устраивают в виде шпал и брусьев (на стрелочных переводах и металлических мостах). Кроме того, на искусственных сооружениях применяют блочные основания безбалластного типа из железобетона (в виде плит на мостах, малогабаритных рам - в тоннелях). Основные материалы для шпал и брусьев - дерево и железобетон. На некоторых зарубежных дорогах применяют металлические шпалы. Причины, вызвавшие применение металлических шпал: ограниченность лесных ресурсов, при развитом металлургическом производстве (Германия); очень короткий срок службы деревянных шпал в неблагоприятных климатических условиях (в Индии, Индонезии термиты поедают шпалы); большое протяжение кривых малого радиуса, в этом случае металлические шпалы лучше обеспечивают стабильность рельсовой колеи. Срок службы металлических шпал 20-40 лет. На отечественных железных дорогах металлические шпалы не применяются из-за имеющихся существенных недостатков. Металлические шпалы подвергаются коррозии, они проводят электрический ток, создают шум при движении поездов, большой расход металла. Количество шпал на 1 км устанавливается из условия обеспечения необходимой сопротивляемости рельсошпальной решетки продольному и поперечному сдвигу, а также из условия выравнивания давления в балластном слое по его глубине. В результате экспериментальных исследований и теоретических расчетов было установлено оптимальное количество шпал, которое и принято в качестве стандарта (табл. 1.4). Деревянные шпалы и брусья. Деревянные шпалы в настоящее время имеют наибольшее распространение на железных дорогах нашей страны. Протяжение главных путей на деревянных шпалах составляет примерно 70 % развернутой длины. По форме поперечного сечения шпалы подразделяются на три вида (рис. 1.74): обрезные - пропилены четыре стороны, полуобрезные - пропилены три стороны и необрезные-пропилены две противоположные стороны. Длина деревянных шпал 66 принята 275 см. Для линий с высокой грузонапряженностью поставляются шпалы длиной 280 см. Деревянные шпалы не имеют ограничений по зонам укладки. В первую очередь рекомендуется укладывать деревянные шпалы на участках: - звеньевого пути, особенно с кривыми малого радиуса (менее 300 м), где требуется уширение колеи до 1530-1535 мм; · новостроек с нестабилизированным земляным полотном, особенно в зонах вечной мерзлоты и на болотистых основаниях; · на участках, подверженных пучению; · засоряемых (угольно-рудные, торфяные маршруты и т.п.), где перио дичность ремонтов пути, связанных с очисткой щебеночного балласта, все го 2-3 года; · высокогрузонапряженных линий (свыше 80-100 млн т-км брутто/км в год), где применение бесстыкового пути с железобетонными шпалами явля ется малоэффективным. Достоинства деревянных шпал: упругость, легкость обработки, простота прикрепления рельсов, хорошее сцепление со щебнем, малая чувствительность к ударам и колебаниям температуры, сравнительно небольшая масса, обладают амортизирующими и электроизолирующими свойствами. Вместе с тем деревянные шпалы имеют и недостатки: сравнительно небольшой срок службы из-за гниения, растрескивания и механического износа (в среднем до 15 лет на отечественных железных дорогах), большой расход дефицитной и дорогой древесины, неоднородность упругих свойств пути по длине (из-за неодинаковых размеров шпал). Для повышения срока службы деревянные шпалы пропитывают масляными и водными антисептиками для защиты от гниения. Пропитка производится на специальных шпалопропиточных заводах. Для предупреждения появления и развития трещин, концы шпал стягивают обвязочной проволокой диаметром 6-7 мм на расстоянии 120-150 мм от концов. Наиболее эффективным является укрепление концов шпал деревянными пропитанными винтами. Железобетонные шпалы и брусья. Массовая укладка железобетонных шпал была начата в 1959 г. и в настоящее время протяженность пути на железобетонных шпалах составляет 48,8 тыс км, в т.ч. на главных путях 37,3 тыс. км или 30 % развернутой длины. Современная железобетонная шпала - цельнобрусковая из предварительно напряженного железобетона, армированная высокопрочной проволокой, должна соответствовать требованиям ГОСТа 10629-88. Серийно выпускается промышленностью шпала типа Ш-1 -1 для раздельного клемм-но-болтового скрепления КБ (рис. 1.75). Многолетний опыт эксплуатации шпал брускового типа из предварительно напряженного железобетона показал и
Значение железнодорожных станций и узлов
Станции имеют решающее значение в работе железнодорожного транспорта. Через них осуществляется непосредственная связь железных дорог с населением, промышленностью, строительным комплексом, сельским хозяйством.
Без железнодорожных станций невозможен перевозочный процесс. На них совершаются начальные и конечные операции этого процесса: посадка и высадка пассажиров, погрузка и выгрузка грузов, почты и багажа. Станции являются стыковыми пунктами железных дорог с другими видами транспорта.
На станциях выполняется основная работа по организации движения на железнодорожном транспорте: прием, отправление и пропуск поездов, расформирование, накопление и формирование составов, подача вагонов к местам погрузки-выгрузки, грузовые операции и уборка вагонов после их производства, техническое обслуживание, экипировка и ремонт подвижного состава, коммерческий осмотр грузовых вагонов, пограничный и таможенный досмотр на границе.
Около 3/4 времени оборота вагона (от погрузки вагона до следующей его погрузки) приходится на железнодорожные станции. Это означает, что здесь находятся основные резервы для ускорения перевозочного процесса.
На станциях размещаются производственные, служебно-технические и бытовые здания и сооружения: вокзалы и терминально-складские комплексы, посты дежурных по станциям, паркам и сортировочным горкам, станционные технологические центры, локомотивные и вагонные депо, пункты технического обслуживания и экипировки подвижного состава, эксплуатационно-ремонтные базы для обслуживания железнодорожного пути, устройств автоматики, телемеханики и блокировки, связи, энергоснабжения, водоснабжения и др.
Более 40 % стоимости новых железнодорожных линий приходится на станции. От их успешной работы зависит ритмичность и бесперебойность работы целых направлений и полигонов сети железных дорог общего пользования и железнодорожных путей необщего пользования, что способствует эффективному использованию технических средств транспорта, снижению себестоимости перевозок и повышению прибыли.
Огромное значение имеют станции в обеспечении обороноспособности страны.
Краткие исторические сведения о развитии станций и узлов
Первые железнодорожные станции появились в России в 1837 году при сооружении однопутной железной дороги Петербург-Царское Село протяженностью 27 км, на которой были построены две конечные и три промежуточные станции.
Спустя 14 лет, в 1851 году было закончено строительство крупнейшей для того времени железной дороги Петербург-Москва длиной 651 км, на которой имелось уже 34 станции. Они пропускали в каждом направлении в сутки 4 пассажирских и до 13 грузовых поездов.
Вскоре после магистрали Петербург - Москва была построена железная дорога Петербург - Варшава и начато строительство ряда линий от Москвы к другим городам: Москва-Нижний Новгород; Москва-Рязань-Козлов с разветвлением на восток Тамбов-Саратов и на юг Воронеж-Зверево; Москва-Тула-Орел-Курск- Харьков-Симферополь; Москва-Вологда-Архангельск.
Промышленное развитие потребовало сооружения железных дорог на Урале, Кавказе и Донбассе. В 1891 году было начато строительство крупнейшей в мире Транссибирской магистрали от Челябинска до Владивостока протяженностью 7500 км.
В первые годы строительства железных дорог в России пропускной способности станций не придавалось большого значения вследствие малых размеров движения. Месторасположение станций на линии определялось необходимостью посадки и высадки пассажиров, приема и выдачи грузов, набора воды и топлива паровозами, организации ремонта подвижного состава.
Станции располагались, как правило, на прямых участках линии и горизонтальных площадках, вблизи рек и озер, что создавало необходимые условия для безопасности движения и организации водоснабжения паровозов.
Полезная длина приемо-отправочных путей на станциях ранней постройки принималась по длине обращающихся поездов и составляла 220-270 м. Расстояния между осями смежных путей (междупутья) составляли первоначально 3,6 м, а затем, в конце 60-х годов XIX века были увеличены до 4,3 м.
В горловинах станций укладывались стрелочные переводы с маркой крестовины 1/11 на главных путях, а на остальных - с маркой крестовины 1/9. На запасных путях использовались переводы, снимаемые с главных путей. В стесненных условиях иногда применялись перекрестные стрелочные переводы.
Платформы для посадки и высадки пассажиров строились высокими, на уровне с полом вагона, высотой 0,9 м от уровня верха головки рельса. В дальнейшем, уже при строительстве Петербурге-Варшавской железной дороги начали переходить к низким платформам высотой 0,2 м над уровнем верха головки рельса, что объяснялось дороговизной высоких платформ и неудобствами для пассажиров при переходе с одной платформы на другую. Длина платформ доходила до 130 м, а ширина в зависимости от размеров станции составляла от 3,2 до 6,4 м.
Схемы станций первых железных дорог были несовершенны. На многих промежуточных станциях с одной стороны путей строили пассажирское, а с другой - водоемное здание или другие сооружения (см. рис. В1, а), что затрудняло развитие станций. Примыкание погрузочно-разгрузочных путей было неудобным для маневровой работы.
Промежуточные станции на некоторых двухпутных железных дорогах в начале эксплуатации имели тупиковые приемо-отправочные пути (см. рис. В1, б), на которые осаживали грузовые поезда для обгона их пассажирскими поездами. Такие схемы объяснялись боязнью укладывать противошерстные стрелочные переводы и были возможны лишь при небольших размерах движения. Тупиковые пути начали переустраивать в сквозные пути только после 1915 года.
В 70-х годах XIX века на двухпутных линиях иногда сооружали станции с обгонными путями, расположенными по одну сторону от главных путей (см. рис. В1, в). На таких станциях грузовые поезда
1 - пассажирское здание; 2 - пассажирские платформы; 3 - склад; 4 - погрузочно-выгрузочный тупик; 5 -
водоемное здание одного направления, принимаемые на обгонный путь, пересекали главный путь другого направления. Впоследствии такие станции были переустроены по улучшенной схеме.
На Петербурго-Московской магистрали и некоторых станциях, являющихся стыковыми для разных железных дорог (Дно, Смоленск, Новосокольники и др.) было принято островное расположение пассажирских зданий (вокзалов) между главными путями (см. рис. В2). Однако такое решение не нашло большого распространения из-за неудобств для местных пассажиров и искривления главных путей.
Паровозные здания (депо) на линии Петербург-Москва строились круглой формы. Позднее сооружались более дешевые и удобные в эксплуатации прямоугольные здания депо. Для поворота паровозов, а при необходимости - вагонов, применялись поворотные круги и треугольники. На конечных станциях устраивались сараи для осмотра, ремонта и стоянки пассажирских вагонов.
На участковых станциях паровозные депо сооружали с противоположной стороны пассажирского здания, причем так близко от него, что между этими сооружениями оставалось место для укладки лишь четырех-пяти путей. В начале 80-х годов XIX века депо стали располагать со стороны пассажирского здания (Тула I, Малоярославец и др.). При таком расположении не ограничивалось развитие парков, но возникали пересечения главных путей убираемыми и подаваемыми к поездам паровозами, что затрудняло работу станций, особенно на двухпутных линиях.
Первые крупные пассажирские станции строились в больших городах тупиковыми. Ими заканчивались железнодорожные линии. В Москве и Петербурге владельцы каждой дороги стремились иметь собственные пассажирские и грузовые станции. Так появилась в Петербурге станция Балтийской линии (1864 г.) рядом с ранее построенной станцией Варшавской линии (1853 г.), а в Москве - станция Москва-Бутырская Савеловской линии (1898 г.) на сравнительно небольшом расстоянии от уже существовавшей станции Москва-Ржевская (1891 г.).
До 70-х годов XIX века на железных дорогах не было специализации станций, они были общими для пассажирского и грузового движения, что объяснялось небольшими его размерами. Для пассажиров выделялись отдельные залы в служебном здании.
1 - вагонный сарай; 2 - мастерские; 3 - круглое здание паровозного депо; 4 - прямоугольное депо более поздней
постройки; 5 - пассажирское здание
Развитие капитализма в России после реформы 1861 г., рост промышленной продукции и экспорта хлеба вызвали резкое увеличение объема перевозок, для освоения которого потребовалось сооружение новых и развитие существующих станций. К ним стали предъявляться требования о пропуске определенного числа поездов в сутки. Возникла необходимость в увеличении количества путей и их удлинении. Полезная длина приемо-отправочных путей для грузовых поездов стала постепенно доводиться до 320 и 380 м, а в 90-х годах XIX века - до 480 м для пропуска поездов в составе 56 вагонов и двух паровозов. С 70-х годов XIX века для всех станций были установлены расстояния между осями главного и смежного с ним пути 5,3 м, а между осями прочих путей - 4,8 м.
В это время начала проявляться тенденция к отделению пассажирского движения от грузового и грузового от маневрового в пределах станций, а также специализации станций для выполнения определенного круга операций (например, только пассажирских, или только грузовых). Одновременно возник вопрос о специализации путей на станциях. Имелось в виду, что все это улучшит использование станционных устройств и подвижного состава и поможет освоить растущие перевозки.
В дореволюционное время (до 1917 года) станции обычно называли «малыми» (по нынешней терминологии - разъезды, обгонные пункты, промежуточные станции), «средней величины» (участковые станции) и «большими» (прототипы будущих сортировочных и пассажирских станций).
По характеру выполняемой работы начали выделяться пассажирские, грузовые и объединенные станции.
В период подъема строительства железных дорог в конце 60-х и начале 70-х годов XIX века промежуточные станции строились сквозными, исходя из требования увеличения пропускной способности. При этом применение противошерстных стрелочных переводов уже не вызывало препятствий вследствие совершенствования их конструкции. Для производства маневров без занятия главных путей стали предусматривать вытяжные пути.
При проектировании участковых станций деповское хозяйство начали размещать со стороны, противоположной пассажирскому зданию, за входными стрелками, что позволяло развивать станцию в ширину.
Начало формирования сортировочных станций на сети железных дорог относится к концу 70-х годов XIX столетия.
Первой в России была сортировочная станция Петербург-Сорти- ровочный, построенная в 1878 году (см. рис. ВЗ). Станция строилась двухсторонней: с двумя комплектами парков приема, сортировки и отправления, расположенными по обе стороны от главных путей. Оба сортировочных парка имели наклонные вытяжные пути со спуском 0,01, позволявшие производить передвижения сортируемых вагонов за счет их силы тяжести без помощи паровоза.
В 1881 году введена в эксплуатацию односторонняя станция Москва-Сортировочная на Московско-Рязанской дороге. В 1889 году на Рязано-Уральской дороге сооружена первая в России горочная сортировочная станция Ртищево. Здесь вместо наклонных вытяжных путей для сортировки вагонов были построены две сортировочные горки, откуда вагоны скатывались за счет силы тяжести на соответствующие пути сортировочного парка.
Последующее увеличение размеров пассажирских перевозок, концентрация их в крупных узлах, где сходилось несколько железнодорожных направлений (в больших городах и курортных местах), привели к созданию собственно пассажирских станций для обслуживания пассажиров и технических парков с паровозным и вагонным депо для экипировки и ремонта локомотивов и составов поездов, т.е. для подготовки их к перевозкам.
Особое внимание при сооружении пассажирских станций уделялось вокзалам, называемым воротами в город. Многие из них, помимо своей основной функции по обслуживанию пассажиров, становились прекрасными архитектурными памятниками, отвечающими неповторимому облику своих городов. Например, Московский вокзал в Петербурге, Ярославский и Казанский вокзалы в Москве.
В начальный период строительства железных дорог большинство станций, расположенных в пунктах примыкания разных дорог, не были соединены между собой рельсовой колеей, и связь между ними осуществлялась гужевым транспортом. Начало формирования первых железнодорожных узлов в России относится к 1853 году, когда между станциями Петербурге-Московской и Петербурго- Варшавской железных дорог была построена соединительная ветвь. В последующем такие ветви соединили между собой станции Бал-
I и II - парки для приема поездов; III и IV - парки для сортировки вагонов; V и VI - парки для отправления
поездов тийской и Варшавской железных дорог и станцию Петербург-Сор- тировочный-Московский.
Начало образования Московского узла относится к середине 60-х годов XIX века, когда были построены соединительные ветви между станцией Москва-Курская и постом Петербурго-Московской дороги (1866 г.) и станциями Москва-Западная и Москва Петербурго-Московской дороги (1870 г.). К 1908 г. в Московском узле все железнодорожные линии были соединены между собой Окружной железной дорогой. Таким образом, был создан первый железнодорожный узел кольцевого типа - наиболее крупный в стране.
В Петербурге в 1912-1913 гг. была построена соединительная Финляндская линия, которая явилась крупным инженерным со-
/ - Николаевский; 2 - Витебский; 3 - Варшавский; 4 - Балтийский; 5 - Финляндский; 6 - Новодеревенский; 7 - Охта оружением, включившим мосты через реки Неву, Охту и Порховку (современное название - Оккервиль) и 19 путепроводов в местах пересечения дорог и улиц. В результате соединения всех железнодорожных линий правого и левого берегов реки Нева в Петербурге был сформирован узел полукольцевого типа (см. рис. В4).
Начало формирования железнодорожных узлов в Южных регионах страны связано с постройкой в 1875 г. соединительной обводной ветви между станциями Ростов и Кизитеринка, обеспечившей следование поездов с Воронежской линии на юг и обратно (см. рис. В5).
/ - существовавшая линия; 2 , 3 - соединительные обводные ветви; 4 - подъездные пути
В 1875-1902 гг. были созданы железнодорожные узлы в Воронеже, Харькове, Курске, Бресте, Барановичах и других крупных населенных пунктах.
Бурное строительство в конце XIX века частных железнодорожных линий и конкуренция железнодорожных компаний вызывали во многих узлах необходимость сооружения нескольких дублирующих станций разных железных дорог. Примерами таких узлов являлись Пензенский, Рязанский, Ряжский и др.
Первая мировая война (1914-1918 гг.) вызвала большие разрушения на железных дорогах, особенно на станциях России. В первые послевоенные годы на железнодорожном транспорте развернулись восстановительные работы и одновременно разработка планов развития и технического оснащения железных дорог, в том числе размещения на ней сортировочных станций - опорных пунктов организации вагонопотоков.
В 1923 году приступили к объединению железнодорожных узлов (Батрацкого, Смоленского и др.) с передачей управления ими одной дороге. Для этого в некоторых узлах были уложены дополнительные соединения, переустроены отдельные парки станций и их горловины. К 1927 году было объединено около 70 железнодорожных узлов. В результате при сравнительно небольших строительных затратах удалось упорядочить работу узлов, ускорить формирование поездов, уменьшить простой вагонов и получить экономию на эксплуатационных расходах.
В 1930-х годах работы по усилению пропускной способности станций и узлов получили максимальный размах. Развитие промышленности потребовало сооружения ряда новых узлов - Магнитогорск, Карталы, Новокузнецк, Караганда и др., а также реконструкции действующих - Свердловск, Челябинск, Пермь и Тагил.
В 1934 году на станции Красный Лиман построена первая механизированная горка. Этим было положено начало работам по реконструкции сортировочных станций с механизацией сортировочных устройств. К 1940 году было механизировано около 40 сортировочных горок. Они оборудовались горочной автоматической централизацией стрелок и сигналов (ГАЦ), пневмопочтой, средствами информационной и оперативной связи.
В годы Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.) велись работы по усилению станций и узлов, связанных со строительством железнодорожных линий: Печерской, Акмолинск-Карталы, Казань-Иловая и др., а также по увеличению пропускной способности Челябинского, Новосибирского, Пензенского, Вологодского и других узлов. В ходе военных действий были разрушены многие железнодорожные узлы, 4100 станций, 2573 вокзала. После окончания войны были выполнены небывалые по своему объему работы по восстановлению разрушенных сооружений и зданий.
В дальнейшем развитие железнодорожных станций и узлов проходило на новой технической основе: механизировались трудоемкие работы, внедрялась электрическая централизация стрелок и сигналов, совершенствовались схемы путевого развития. На ряде грузонапряженных направлений полезная длина приемо-отправочных путей станций была увеличена до 850-1050 м. В связи с переходом железных дорог с паровой на электрическую и тепловозную тягу, осуществлялось переустройство паровозных депо в электровозные и тепловозные.
Большие работы по строительству станций велись при сооружении новых линий, особенно в 1970-х годах, когда строилась Байкало-Амурская магистраль (БАМ), протянувшаяся от Усть-Кута до Комсомольска-на-Амуре на 3150 км.
К середине 1970-х годов на сети железных дорог СССР было около 11 тыс. станций, в том числе 214 сортировочных, 617 участковых, 1121 грузовая и 61 пассажирская. Большинство сортировочных станций имели механизированные горки. Некоторые из них стали оборудовать системой автоматического регулирования скорости скатывания вагонов (АРС). В дальнейшем были разработаны новые системы горочной автоматики по управлению роспуском составов. К концу 1980-х годов на сети железных дорог уже было около 300 сортировочных горок, из них 140 механизированных и 6 автоматизированных.
Полезная длина приемо-отправочных путей на особо грузонапряженных линиях возросла до 1700 м, а для обращения длинносоставных поездов в отдельных случаях - до 2-3 км. Длина путей и платформ для пассажирских поездов доводилась до 600 м, а в пригородном движении в крупнейших узлах до 500 м для возможности следования сдвоенных электропоездов.
В 1990-е годы в связи с распадом СССР и образованием новых государств, а также падением производства в России объем работы железных дорог резко сократился, а инвестиции в развитие железнодорожного транспорта были явно недостаточны. В тот период имело место заметное несоответствие технического и технологического уровня отечественного железнодорожного транспорта лучшим мировым образцам. К 2007 году протяженность «узких мест» по пропускной способности достигла 8,3 тыс. км или около 30 % протяженности основных направлений сети железных дорог общего пользования, обеспечивающих около 80 % всей грузовой работы железнодорожного транспорта. В данном случае под «узким местом» понимается элемент инфраструктуры железнодорожного транспорта, коэффициент использования пропускной способности которого превышает следующие величины: для однопутных участков - 0,85; для участков с двухпутными вставками - 0,87; для двухпутных участков - 0,91; для приемо-отправочных путей и стрелочных горловин станций - 1.
В этой связи, распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р принята «Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года», предусматривающая, в том числе, приведение уровня качества и безопасности перевозок в соответствие с требованиями населения и экономики, лучшими мировыми стандартами на основе технологического и технического развития железнодорожного транспорта, снижения территориальных диспропорций в развитии инфраструктуры железных дорог.
В стратегии выделены 6 категорий строящихся и реконструируемых железнодорожных линий:
- - стратегические линии, предназначенные для укрепления транспортной целостности Российской Федерации;
- - социально значимые линии, предназначенные для улучшения транспортного обслуживания населения и регионов;
- - грузообразующие линии, предназначенные для транспортного обеспечения развития новых месторождений полезных ископаемых и промышленных зон;
- - технологические линии, предназначенные для оптимизации железнодорожной сети общего пользования, в целях развития хозяйственных и межрегиональных связей;
- - высокоскоростные линии, предназначенные для перевозки пассажиров со скоростью до 350 км/ч;
- - модернизируемые действующие линии, предназначенные для освоения прогнозных объемов перевозок и организации скоростного пассажирского движения.
Стратегия включает в себя 2 этапа - это этап модернизации железнодорожного транспорта (2008-2015 гг.), предусматривающий обеспечение необходимых пропускных способностей на основных направлениях перевозок и коренную модернизацию существующих объектов инфраструктуры и этап динамичного расширения железнодорожной сети (2016 - 2030 гг.), предусматривающий создание инфраструктурных условий для развития новых точек экономического роста в стране, выход на мировой уровень технологического и технического развития железнодорожного транспорта и повышение глобальной конкурентоспособности российского железнодорожного транспорта.
Становление и развитие науки о станциях и узлах
Начало формирования науки о станциях относится к периоду сооружения Петербурго-Московской дороги (1842-1851 гг.). Первые положения о проектировании станций были разработаны руководителем строительства дороги, впоследствии академиком, П.П. Мельниковым. Он установил принципы размещения раздельных пунктов. По его проектам строились первые станции, в том числе пассажирская и товарная в Петербурге. Им же представлены проекты станций четырех классов.
Созданный на Петербурго-Московской дороге станционный комитет для составления проектов предложил, учитывая возможность увеличения станций II класса, «... разъезды и насыпи... устроить такие же, как и для станций I класса с той целью, чтобы производство работ при увеличении станций не могло представить никаких препятствий». В этом заложена идея этапности в развитии станционных устройств, получившая в дальнейшем практическую реализацию.
В 1868 году инженер И.Ф. Рерберг, работавший главным инженером пути Нижегородской дороги, разработал «Правила расположения путей, зданий и прочих принадлежностей при проектировании железных дорог». Эти правила служили незаменимым пособием при проектировании станций. Вслед за этим опубликованы работы А.Н. Горчакова - о проектировании больших узлов
(1872 г.) и И.И. Рихтера - о пропускной способности и о маневрах (1873-1877 гг.).
Дальнейшее становление науки о станциях и узлах связано с созданием в Петербургском институте инженеров путей сообщения в 1882 г. кафедры железных дорог, на которой велась подготовка специалистов по дисциплине «Станции».
Значительные объемы железнодорожного строительства в конце XIX века требовали большого числа специалистов по проектированию, строительству и эксплуатации железных дорог, включая станции. Для решения этой задачи в 1886 г. было основано Императорское Московское инженерное училище (ныне Московский государственный университет путей сообщения), ставшее в 1913 г. вторым в России институтом инженеров путей сообщения.
В целях увеличения пропускной способности станций инженер Ф.А. Галицинский, работавший начальником Харьково-Николаевской железной дороги, предложил осуществить изоляцию поездного движения от маневрового при значительных размерах работы. Он писал: «Мы не раз утверждали и будем утверждать, что проведение принципа специализации парков... составляет основу хорошо проектированной станции и не увеличивает, а уменьшает и число путей, и территорию станций».
В 1898 году Съезд инженеров службы пути установил основные принципы проектирования железнодорожных станций с учетом специализации их работы и дальнейшего развития, возможности выполнения параллельных операций и сокращения длины маневрового рейса. Эти принципы и до настоящего времени находятся в числе важнейших при разработке проектов станций.
Много внимания отечественные специалисты уделяли исследованию сортировочных станций. В 1883 году вышла работа инженера В. Троицкого «Сортировка товарных вагонов с уклонных путей и устройство сортировочных станций», в которой обобщен опыт эксплуатации первых станций такого типа - Петербург-Сортиро- вочный и Москва Московско-Рязанской дороги, где применялись наклонные пути для сортировки вагонов.
Исследование маневровой работы на станциях Аткарск и Рти- щево провел инженер, а в дальнейшем профессор, А.Н. Фролов, создавший основы теории маневровой работы, которая не потеряла своего значения до настоящего времени.
Основы проектирования путевого развития и других устройств раздельных пунктов обогатились трудами о проектировании и расположении путей и зданий на железнодорожных станциях, опубликованными С.Д. Карейшей (1889 и 1902 гг.) и Ф.А. Галицинским (1901, 1902 и 1904 гг.). В начале XX века были опубликованы также труды А.В. Верховцева, Б.Д. Воскресенского и др., которые явились существенным вкладом в развитие науки о станциях и узлах.
При проектировании сортировочных горок возникла необходимость определения их параметров. В этой области большую теоретическую и практическую ценность имели труды профессоров Г.Д. Дубелира, В.А. Арнольда, Е.А. Гибшмана и др. В.А. Арнольд впервые разработал аналитический метод расчета профиля сортировочных горок, Г.Д. Дубелир - графический метод построения профиля и определения скорости скатывания вагона в каждой точке. Е.А. Гибшман на основе исследования сопротивления вагонов на станции Люблино в 1913-1914 гг. предложил нормы основного удельного сопротивления вагонов при скатывании с горки.
Развитию станционной науки способствовали труды инженера, а в дальнейшем академика В.Н. Образцова. В 1905 году он опубликовал работу «К вопросу о проектировании и расчете станций», которую проф. А.Н. Фролов расценил «как новую попытку пролить свет анализа на эту темную доселе сторону инженерного творчества». В.Н. Образцов создал ряд фундаментальных работ и учебников, которые легли в основу науки о станциях и узлах.
Большую ценность для проектировщиков, работников станций и студентов имели труды проф. С.Д. Карейши, автора проектов станций Казатин, Лосиноостровская, Рузаевка, Нижний Новгород и ряда других, работавшего в течение многих лет в службах пути и на постройке дорог, опытного педагога, владевшего многими иностранными языками. С.Д. Карейша представлял Россию на международных железнодорожных конгрессах, а также в американском и французском обществах гражданских инженеров, он является автором словаря по всем отраслям транспорта, вышедшего на четырех языках.
Таким образом, русскими учеными и инженерами путей сообщения были разработаны: первая классификация станций; основные принципы их проектирования и специализации путевого развития; первая методология расчета станционных устройств, в том числе и сортировочных горок.
В 1918 году был организован Экспериментальный институт путей сообщения (ныне Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта), объединивший видных уче- ных-железнодорожников страны для разработки фундаментальной науки о железнодорожном транспорте.
В 1920-х годах ученые и инженеры путей сообщения выполнили ряд важных исследований по реконструкции сортировочных станций и железнодорожных узлов и увеличению их пропускной способности. В 1921 году вышла в свет работа проф. А.Н. Фролова «К вопросу о взаимодействии сортировочных станций», в которой доказывалась необходимость при проектировании рассматривать работу сортировочных и участковых станций в совокупности и взаимодействии как составных элементов единого процесса.
В 1922 г. В.Н. Образцов разработал «Проект распределения узлов на русской железнодорожной сети и сортировочной работы узлов с целью сокращения маневровой работы и простоев вагонов».
В те же годы были выполнены значительные проектные разработки в связи с объединением узлов. Обобщение этих разработок послужило основой для создания проф. Л.Н. Бернацким теории проектирования железнодорожных узлов больших городов (1925 г.).
Рост размеров перевозок требовал изыскания рациональных путей увеличения пропускной способности станций, совершенствования методики их расчета. В 1924 г. была опубликована работа П.П. Леонова и А.Ф. Лютца «Опыт нахождения пропускной способности станций», в которой впервые излагался аналитический метод расчета максимальных размеров движения при существующем путевом развитии. В 1927 г. в журнале «Железнодорожное дело» была помещена статья М.В. Сеньковского «К вопросу об уточнении расчета пропускной способности станций». Этой же проблеме было посвящено исследование профессоров И.И. Васильева и В.В. Арнольда «Расчет пропускной способности станций».
Важнейшим вкладом в науку о станциях и узлах принято считать труды академика В.Н. Образцова «Основные данные для проектарования железнодорожных станций» (1929 г.) и «Транзитные узлы и техника их проектирования» (1933 г.).
В связи с технической реконструкцией существующих и строительством новых сортировочных станций возникла необходимость механизации сортировочных процессов. Решению этой задачи способствовала работа П.П. Леонова и П.П. Дахтурова «О механизации горочных устройств сортировочных станций».
Большую роль в развитии науки о станциях и узлах сыграли созданные в 1920-х годах в Московском, Ленинградском и Киевском институтах инженеров путей сообщения, а позже и в других транспортных вузах кафедры по станциям и узлам.
Важным этапом в развитии железнодорожных станций и узлов явилось создание первых технических условий проектирования станций (1926 г.) на основе предложений проф. С.Д. Карейши и инж. С.Н. Кульжинского.
С 1928 г. на железнодорожном транспорте начала осуществляться программа развития станций и строительства полуколец и соединительных путей в узлах. Проектирование станций было возложено на организованные в 1928-1930 гг. проектные институты в Москве, Ленинграде, Киеве и других городах страны. В 1932-1933 гг. в МИИТе и ЛИИЖТе на эксплуатационных факультетах были созданы отделения для специализации инженеров по проектированию станций и узлов.
Ученым транспорта и специалистам проектных институтов принадлежит заслуга в решении в начале 1930-х годов крупных инженерных проблем, связанных с развитием Ленинградского узла и железных дорог Кузбасса. Особо следует отметить работы по реконструкции железных дорог Сибири, которые по своим масштабам превосходили все, что до этого времени осуществлялось на железных дорогах мира.
Оригинальные и весьма ценные труды по типизации схем и отдельных элементов станций и узлов созданы проф. С. В. Земблиновым. В этой области многое сделал и проф. С. Г. Писарев.
Важное значение для подготовки специалистов имел фундаментальный труд «Станции и узлы» (1935-1938), написанный В.Н. Образцовым при участии В.Д. Никитина, С.П. Бузанова, М.В. Сень- ковского и Н.Р. Ющенко.
В послевоенное время велись научные исследования по совершенствованию схем путевого развития станций с учетом внедрения новой техники и прогрессивных технологий на железных дорогах. Успешному осуществлению этих работ способствовали труды уче- ных-транспортников. Проф. П.В. Бартеневым в 1946 г. были предложены технико-экономические показатели для оценки проектов и разработан ряд образцовых схем станций и конструкций их элементов. Результаты исследований ученого нашли отражение в его учебниках, вышедших в 1943, 1945, 1949 и 1953 гг. Кроме учебников по станциям и узлам им написано большое количество статей по вопросам проектирования станций и узлов и расчетов пропускной способности. В 1949 г. в ЛИИЖТе М.М. Уздиным было закончено исследование вопросов проектирования станций при электрической тяге, до того времени почти неизученных. Было показано, в частности, что в этом случае длина тяговой территории (длина путей локомотивного хозяйства) уменьшается в 1,8-2,2 раза, площадь ее - в 3 раза, а пробег электровозов при экипировке - в 3-4 раза по сравнению с паровой тягой.
С начала 1950-х годов стали проводиться исследования, связанные с электрификацией железных дорог по системе однофазного тока промышленной частоты. При этом для стыкования участков, электрифицируемых по системе постоянного и однофазного переменного тока, учеными и проектировщиками были разработаны специальные схемы станций, получившие практическое внедрение.
В то же время в вузах и проектных организациях велись работы, направленные на увеличение перерабатывающей способности сортировочных горок и автоматизацию торможения отцепов. Вопросы совершенствования сортировочных устройств были исследованы в работах проф. В.Д. Никитина. Теория расчета механизированных горок обогатилась трудами проф. А.М. Долаберидзе, А.А. Яблонского. Комплекс вопросов, связанных с развитием станций, рассмотрел в своих трудах проф. В.П. Парфенов. Проблеме автоматизации сортировочных горок посвятил свои исследования проф. В.Е. Павлов. Существенный вклад в науку о станциях и узлах внесли профессора В.М. Акулиничев, Е.В. Архангельский, Л.В. Абуладзе, В.Я. Болотный, А.М. Корнаков, С.И. Логинов, В.А. Персианов, Н.В. Прав- дин, И.Е. Савченко, К.Ю. Скалов, Н.К. Сологуб, Е.А. Сотников, Н.И. Федотов, Н.Н. Шабалин и многие другие ученые.
Научные разработки талантливых проектировщиков Г.З. Вер- цмана, К.К. Таля, Б.Д. Штанге, П.И. Пантелеева и других были положены в основу Технических указаний по проектированию станций и узлов.
В начале 1970-х годов ученые транспорта разработали рекомендации по схемам станций Байкало-Амурской магистрали с учетом ее специфических особенностей: тяжелого профиля, сложного плана линии, суровых климатических условий.
В последующие годы в вузах железнодорожного транспорта, научно-исследовательских и проектных транспортных институтах выполнялись крупные исследования по обоснованию развития сортировочных, пассажирских и грузовых станций в железнодорожных узлах с учетом пропуска и обработки соединенных грузовых и сдвоенных пассажирских поездов, а также вопросы размещения и схем раздельных пунктов специализированных высокоскоростных магистралей.
Характерным для научных исследований последнего времени в области железнодорожных станций и узлов является широкое использование современных экономико-математических методов, вычислительной техники и имитационного моделирования для обоснования мощности станционных устройств.
Таким образом, к настоящему времени в науке «Железнодорожные станции и узлы» достигнуты значительные результаты: сформированы типовые схемы станций всех видов, соответствующие современным требованиям; усовершенствованы методы расчета станционных устройств, определения их оптимальных параметров и технико-экономического обоснования проектных решений с использованием математических методов и вычислительной техники; разработана проблема этапности развития станций и узлов.
Вопросы устройства и эксплуатации железнодорожных станций и узлов получили фундаментальное теоретическое обоснование, подкрепленное практикой, что позволило науке о станциях занять достойное место среди отраслей транспортной науки. Указанные научные достижения широко используются при проектировании станций на железнодорожном транспорте России и других стран СНГ.
Приведенные выше сведения позволяют сформулировать характерные особенности науки «Железнодорожные станции и узлы».
Предметом этой науки является исследование методов расчета станционных устройств, основ их конструирования и взаимной увязки, принципов рационального размещения станций и узлов на отведенной территории с учетом интересов населенных пунктов, промышленности и других видов транспорта.
Эта наука носит комплексный характер. При проектировании станций и узлов решаются вопросы не только их размещения и путевого развития, но и организации движения и тягового обслуживания на прилегающих направлениях. Одновременно разрабатываются проекты локомотивного и вагонного хозяйств, устройств энергоснабжения, дистанций пути, сигнализации и связи и других хозяйств.
В связи с этим наука «Железнодорожные станции и узлы» приобретает комплексный аспект, она тесно связана с такими науками, как «Управление эксплуатационной работой», «Управление грузовой и коммерческой работой», «Устройство и эксплуатация пути», «Проектирование железных дорог», «Автоматика, телемеханика и связь», «Экономика транспорта» и др. Можно сказать, что наука «Железнодорожные станции и узлы» является в известной степени связующей для указанных транспортных наук в части, относящейся к станционным устройствам и сооружениям.
Задачи дальнейшего развития станций и узлов
Задачи развития железнодорожных станций и узлов основаны на Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года, в которой предусмотрена ликвидация ограничений в провозных способностях на железнодорожном транспорте общего пользования и создание соответствующего мировому уровню инфраструктурного базиса для развития новых точек экономического роста в стране, обеспечение современного уровня развития инфраструктуры и транспортное обеспечение разведанных новых месторождений полезных ископаемых.
Для обеспечения развития инфраструктуры железнодорожного транспорта предусмотрены:
- - создание нормативной базы содержания и эксплуатации объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта;
- - разработка комплексных решений реконструкции инфраструктуры железнодорожного транспорта для пропуска поездов с осевыми нагрузками до 30 т-сил на полигонах обращения тяжеловесных поездов;
- - применение малообслуживаемых конструкций инфраструктуры железнодорожного транспорта, оборудования железнодорожной автоматики, связи и системы электроснабжения;
- - сокращение удельных затрат на обслуживание инфраструктуры железнодорожного транспорта на 25-30 %;
- - увеличение наработки систем инфраструктуры железнодорожного транспорта на 30-40 %;
- - внедрение комплексных компьютерных систем на сортировочных станциях, включая автоматическое управление локомотивами.
Для обеспечения высокоскоростного движения предусмотрен ввод в эксплуатацию высокоскоростных электропоездов и инфраструктуры для скоростей движения до 350 км/ч, а также системы технического обслуживания скоростной и высокоскоростной инфраструктуры и подвижного состава.
В период до 2015 г. долгосрочной программой предусматривается:
- - строительство вторых путей протяженностью более 2,4 тыс. км, в том числе на основных направлениях - около 1,5 тыс. км;
- - строительство третьих и четвертых путей на основных направлениях протяженностью более 300 км;
- - строительство обходов Краснодарского, Омского, Саратовского, Читинского и Ярославского железнодорожных узлов;
- - электрификация участков протяженностью около 4 тыс. км (в том числе участки Сызрань-Сенная, Трубная-Аксарайская, Рти- щево-Кочетовка, Юровский-Темрюк-Кавказ-Тамань). Электрификация данных участков позволит увеличить протяженность электрифицированных полигонов с целью обеспечения прогнозируемых объемов грузовых перевозок, в том числе в направлениях Север-Юг, Кузбасс-Азово-Черноморский транспортный узел;
- - оборудование участков системой автоблокировки протяженностью около 2 тыс. км;
- - развитие станций и узлов.
В период 2016-2030 годов долгосрочной программой предусматривается:
- - строительство вторых путей протяженностью по минимальному варианту - около 2 тыс. км, по максимальному варианту - более 3 тыс. км;
- - обходы Иркутского, Пермского и Новосибирского железнодорожных узлов;
- - формирование глубокого обхода Московского узла (третье кольцо);
- - северный обход Свердловского узла;
- - электрификация участков протяженностью 3 тыс. км по минимальному варианту, по максимальному варианту - более 3,5 тыс. км (в том числе Кандры-Инза, Ульяновск-Сызрань, Сонково- Дно-Печоры-Псковские). Мероприятия по электрификации указанных участков позволят отклонить часть перспективного грузопотока с основных направлений на параллельные ходы);
- - оборудование участков системой автоблокировки протяженностью более 1 тыс. км по минимальному варианту, по максимальному варианту - более 3 тыс. км.
Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года предъявляет новые требования к станциям и узлам, которые должны обеспечить заданные размеры перевозок, пропуск и переработку тяжеловесных грузовых и высокоскоростных пассажирских поездов. В этой связи необходимы проектирование новых и реконструкция существующих станций и узлов по рациональным схемам, их комплексное развитие с учетом достижений современной науки, совершенствование технологии их работы на основе автоматизации производственных процессов.
- Первый в России институт инженеров путей сообщения. Основан в1809 г. Ныне Петербургский государственный университет путей сообщения.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Железнодорожные линии представляют собой совокупность перегонов, станций и других раздельных пунктов, оснащенных соответствующими техническими средствами для осуществления перевозок. Станции являются основными предприятиями транспорта, играющими важнейшую роль в обслуживании пассажиров, отправителей и получателей грузов, организации вагонопотоков и перевозочного процесса в целом, обеспечении безопасности движения.
На станциях размещается большой комплекс технических устройств, начиная от простейших сооружений из земли и заканчивая тончайшими механизмами и аппаратами, основанными на последних достижениях науки в области автоматики, телемеханики, связи, комплексной механизации, вычислительной и микропроцессорной техники.
Основу станций составляет их путевое развитие: земляное полотно, искусственные сооружения, верхнее строение пути, включающее балласт, шпалы, рельсы, стрелочные переводы и др., поэтому изучение станционного хозяйства немыслимо без знания устройств железнодорожного пути.
На станционной площадке, кроме земляного полотна и других путевых устройств, размещаются:
- наземные сооружения (служебно-технические здания, локомотивные и вагонные депо, устройства водо- и энергоснабжения и др.);
- подземные сооружения (трубы водоснабжения и канализации, кабельные сети, тоннели);
- воздушные сети (энергетические, телефонные, телеграфные, контактная сеть электрифицированных дорог).
Весьма велика доля станций в строительной стоимости новых железнодорожных линий: до половины затрат на сооружение железной дороги приходится на станции. Протяженность станционных путей составляет около 60 % эксплуатационной длины сети железных дорог.
Как показывает практика, при проектировании новых линий, вторых путей, электрификации железных дорог наиболее сложные проблемы возникают на станциях. Иногда их месторасположение влияет на направление самой трассы железнодорожной
линии. В связи с этим проектирование станций является одной из важнейших частей комплексных проектов строительства и реконструкции железных дорог.
Работа техника по организации перевозок и управлению движением на железнодорожном транспорте требует глубокого знания всего хозяйства железных дорог, в первую очередь устройств пути и станций.
В учебном плане специальности «Организация перевозок и управление движением на железнодорожном транспорте» предусмотрена дисциплина «Станции и узлы». В ней излагаются основы устройства, текущего содержания и ремонта пути, а также расчета, проектирования и эксплуатации станций. На практических занятиях студенты приобретают первые навыки в проектировании этих раздельных пунктов.
Оказать необходимую помощь студентам в изучении дисциплины «Станции и узлы» - цель настоящего пособия.
Предисловие
Глава I. Общие сведения о железнодорожном пути
1.1. Основные сведения о категориях железнодорожных линий, трассе, плане и продольном профиле
1.2. Понятие об изысканиях и проектировании железных дорог
1.3. Значение пути в работе железных дорог, его основные элементы
и требования к ним
Глава 2. Земляное полотно и искусственные сооружения
2.1. Поперечные профили земляного полотна. Водоотводные устройства
2.2. Деформации земляного полотна
2.3. Искусственные сооружения, их виды и назначение
Глава 3. Верхнее строение пути
3.1. Назначение и составные элементы верхнего строения пути
3.2. Балластный слой
3.3. Шпалы
3.4. Рельсы и рельсовые скрепления
3.5. Бесстыковой путь
Глава 4. Устройство рельсовой колеи
4.1. Общие сведения
4.2. Особенности устройства пути в кривых участках
Глава 5. Стрелочные переводы
5.1. Назначение и виды стрелочных переводов
5.2. Основные элементы и размеры стрелочных переводов
5.3. Взаимное расположение стрелочных переводов в горловинах станций
Глава 6. Переезды, путевые заграждения и путевые знаки
6.1. Назначение, классификация и оборудование переездов
6.2. Путевые заграждения и путевые знаки
Глава 7. Ремонт и текущее содержание пути
7.1. Задачи путевого хозяйства и его структура
7.2. Классификация путевых работ и организация их проведения
7.3. Защита пути от снега, песчаных заносов и паводков
Глава 8. Общие сведения о железнодорожных станциях и узлах
8.1. Классификация раздельных пунктов. Значение станций в работе железнодорожного транспорта
8.2. Краткие исторические сведения о развитии станций и узлов
Глава 9. Габариты и междупутные расстояния
9.1. Габариты на железных дорогах
9.2. Расстояния между осями путей на станциях
Глава 10. Станционные пути и их соединения
10.!. Классификация путей на станциях
10.2. Соединение двух параллельных путей
10.3. Стрелочные улицы, их виды и условия применения
10.4. Параллельное смещение, сплетение и совмещение путей. Глухие пересечения
10.5. Понятие о полной, полезной и строительной длине станционных путей
Глава 11. Парки путей и горловины станций
11.1. Назначение и виды парков
11.2. Горловины станций и основные требования к ним
11.3. Нумерация станционных путей и стрелочных переводов
11.4. Координирование элементов горловин и парков
Глава 12. Основы проектирования раздельных
пунктов
12.1. Общие принципы и стадии проектирования
12.2. Понятие станционной площадки. Требования к расположению станционных путей в профиле и плане
12.3. Земляное полотно и верхнее строение пути на станциях, разъездах и обгонных пунктах
!2.4. Общий порядок выбора варианта проектного решения
12.5. Состав капитальных вложений и эксплуатационных
расходов
12.6. Методика технико-экономического сравнения вариантов проектных решений
12.7. Этапы развития станций и узлов
Глава 13. Промежуточные раздельные пункты
13.1. Разъезды. Назначение, типовые схемы и условия
их применения
13.2. Обгонные пункты. Назначение, основные устройства
и схемы
13.3. Промежуточные станции
Глава 14. Участковые станции
14.1. Назначение и классификация участковых станций
!4.2. Размещение основных устройств на участковых станциях
14.3. Основные типовые схемы участковых станций
14.4. Схемы участковых станций на линиях с обращением сдвоенных грузовых поездов
14.5. Проектирование приемоотправочных парков
14.6. Особенности проектирования сортировочного парка участковых станций
14.7. Пассажирские и грузовые устройства на участковых
станциях
Глава 15. Локомотивное и вагонное хозяйства и другие устройства
на станциях
15.1. Состав локомотивного хозяйства
15.2. Расчеты и планировка устройств для ремонта и экипировки локомотивов
15.3. Схемы локомотивного хозяйства
15.4. Вагонное хозяйство. Другие устройства на станциях
Глава 16. Сортировочные станции
16.1. Назначение, классификация и размещение сортировочных станций на сети железных дорог
16.2. Основные схемы и технология работы сортировочных
станций
16.3. Выбор типа и схемы сортировочной станции и места се расположения
16.4. Определение путевого развития сортировочных станций
16.5. Проектирование основных парков сортировочных станций
16.6. Особенности схем и технологии промышленных сортировочных станций
16.7. Примыкание подъездных путей к сортировочным станциям
16.8. Основные направления дальнейшего развития и совершенствования схем и технологии сортировочных станций
16.9. Особенности сортировочных станций зарубежных железных дорог
Глава 17. Основы проектирования сортировочных устройств
17.1. Классификация сортировочных устройств
17.2. Основные элементы и параметры сортировочной горки
17.3. Основы динамики скатывания вагонов с горки. Понятие энергетической высоты
17.4. Сопротивление движению вагонов и удельная работа сил сопротивления
17.5. Проектирование плана горочной горловины сортировочного парка
17.6. Расчет высоты и профиля спускной части горки
17.7. Проектирование профиля надвижной и перевальной частей горки
17.8. Расчет тормозных средств. Выбор числа замедлителей на тормозных позициях
17.9. Расчет перерабатывающей способности горки и мероприятия
по ее увеличению
Глава 18. Пассажирские и технические пассажирские станции
18.1. Назначение, классификация и комплекс устройств пассажирских станций
18.2. Схемы пассажирских станций и основы технологии
их работы
18.3. Конструкция горловин пассажирских станций
18.4. Основные схемы и технология работы пассажирских технических станций
18.5. Расчет путевого развития пассажирских и технических пассажирских станций
18.6. Основные нормы и требования при проектировании пассажирских платформ
18.7. Остановочные пассажирские пункты, зонные и пересадочные станции
18.8. Станции высокоскоростных специализированных магистралей
Глава 19. Грузовые станции
19.1. Назначение и классификация грузовых станций
19.2. Основные устройства грузовых станций общего
пользования
19.3. Схемы грузовых станций общего пользования и технология
их работы
19.4. Число и полезная длина путей на грузовых станциях
19.5. Устройства для грузовых операций
19.6. Расчет грузовых устройств
19.7. Специализированные грузовые станции
19.8. Межгосударственные приграничные передаточные станции
Глава 20. Пропускная и перерабатывающая способность станций
20.1. Основные положения
20.2. Расчет пропускной способности горловин
20.3. Пропускная способность станционных путей
20.4. Перерабатывающая способность грузовых фронтов
20.5. Перерабатывающая способность вытяжных путей
20.6. Мероприятия по увеличению пропускной и перерабатывающей способности станции
Глава 21. Железнодорожные узлы
21.1. Понятие о железнодорожных и транспортных узлах. Классификация железнодорожных узлов
21.2. Принципиальные схемы узлов отдельных типов и условия их применения
21.3. Развязки подходов железнодорожных линий в узлах. Проектирование плана и продольного профиля путепроводной развязки
21.4. Промышленные железнодорожные узлы
21.5. Основные причины развития и реконструкции железнодорожных узлов
21.6. Общие принципы и требования по разработке генеральных
схем развития узлов
21.7. Основные проблемы развития и реконструкции железнодорожных узлов
Тема 7 Станции и узлы стр.6
ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ РАЗДЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ Разъезды
Разъездом называется раздельный пункт на однопутных линиях, имеющий путевое развитие, предназначенное для скрещения и обгона поездов. Кроме скрещения и обгона поездов на разъездах осуществляются посадка и высадка пассажиров, а в отдельных случаях – погрузка и выгрузка грузов в небольшом объеме. Для выполнения указанных операций на разъездах имеется главный путь, используемый в основном для безостановочного пропуска поездов, один или два приемо-отправочных пути, на которые поезда принимаются для скрещения или обгона, пассажирское здание (обычно совмещенное с помещением дежурного по станции) и платформы для посадки и высадки пассажиров, устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) и связи, освещения, стрелочные посты. На электрифицированных линиях, кроме того, имеется контактная сеть.
При наличии одного приемо-отправочного пути, кроме главного, можно организовать либо скрещение поездов противоположных направлений, либо обгон в одном направлении. При необходимости скрещения двух поездов с обгоном одного из них более срочным поездом требуется соответственно два приемо-отправочных пути. При двух путях возможно скрещение пакета из двух поездов с поездами встречного направления при частично-пакетном и пакетных графиках движения. Если же на линии предусмотрено скрещение пакетов из двух поездов со встречным поездом и обгоном его четвертым, то требуется уже не менее трех приемо-отправочных путей, помимо главного.
По схеме расположения приемо-отправочных путей различают разъезды с продольным , полупродольным и поперечным размещением путей. Кроме приемо-отправочных путей на разъездах может быть дополнительный тупиковый путь, предназначенный для погрузки-выгрузки грузов, стоянки служебных вагонов, путевых машин и др.
Схемы с продольным расположением путей обеспечивают бóльшую пропускную способность прилегающих перегонов за счет возможности скрещения и обгона удлиненных, в том числе соединенных грузовых поездов, что позволяет увеличить провозную способность участка. Кроме того, создаются лучшие условия для разгона поездов при отправлении и одновременного приема встречных поездов. Схема А, кроме того, обеспечивает максимальное использование существующих устройств при строительстве двухпутных вставок или второго главного пути. По этой схеме строят разъезды на линиях I и II категорий. Схема Б применяется при большом числе пассажирских поездов, пропускаемых с обгоном грузовых, а также при выполнении погрузочно-выгрузочных работ по обе стороны главного пути. Недостатками схем продольного типа являются большая потребная длина станционной площадки L пл = 2 l 0 + 350 м (l 0 – нормативная полезная длина приемо-отправочных путей).
Схему с полупродольным расположением путей применяют при недостаточной длине площадки или при наличии искусственных сооружений, ограничивающих длину разъезда. Смещение путей должно быть достаточным для установки пассажирского поезда в пределах полезной длины главного пути. Из-за большого расстояния между стрелочными переводами эта схема допустима лишь при централизованном управлении стрелками.
Схема с поперечным расположением путей требует минимальной длины площадки L пл = l 0 +400 м , обеспечивает компактное расположение устройств, а также независимость в использовании приемо-отправочных путей, когда занятие любого пути не препятствует использованию других из них. Однако при этом невозможно скрещение поездов повышенной длины, ухудшаются условия одновременного приема поездов встречных направлений и разгона поездов при размещении разъезда в яме. Поэтому схема этого типа применяется на линиях III и IV категорий, а также в трудных топографических условиях на линиях I и II категорий. Вторая пассажирская платформа может предусматриваться при скрещении на разъезде пассажирских поездов.
Разъезды поперечного типа, где стрелочные переводы, ведущие на приемо-отправочные пути, укладывают на минимальном расстоянии по схеме попутной укладки и по принципу правопутности (первая входная стрелка дает отклонение вправо), требуют меньших затрат на сооружение и обслуживание.
На грузонапряженных однопутных участках, оборудованных устройствами диспетчерской централизации, создаются благоприятные условия для безостановочного скрещения поездов с использованием двухпутных вставок . Для создания двухпутной вставки один из приемо-отправочных путей удлиняется в сторону одного или обоих перегонов. Длина двухпутной вставки должна обеспечить возможность скрещения поездов на ходу даже в случае неодновременного прохода ими раздельного пункта: она определяется специальным расчетом и составляет 4...6 км. При этом в 1,5 – 1,7 раза возрастает пропускная способность, на 40...60% увеличивается участковая скорость движения поездов, а, следовательно, сокращается потребный парк локомотивов и вагонов, число локомотивных бригад, снижается расход топлива и электроэнергии.
Обгонные пункты
Обгонным пунктом называется раздельный пункт на двухпутных линиях, имеющий путевое развитие, которое допускает обгон поездов и в необходимых случаях перевод поезда с одного главного пути на другой. Кроме того, на обгонных пунктах осуществляются посадка-высадка пассажиров, а в некоторых случаях и грузовые операции в небольших объемах.
Для обгона поездов на обгонных пунктах, как правило, имеется по одному приемо-отправочному пути в каждом направлении, а для перевода поездов с одного главного пути на другой между главными путями в горловинах укладываются диспетчерские съезды . Кроме того, на обгонных пунктах сооружают пассажирское здание или павильон, платформы и переходы между ними, служебное здание, устройства СЦБ и связи, освещения и контактной сети (на электрифицированных линиях), стрелочные посты.
Обгонные пункты бывают с поперечным , полупродольным и продольным расположением приемо-отправочных путей, а также с последовательным расположением пассажирских устройств и путей для грузового движения, причем первый тип является основным. Полупродольное и продольное расположение обгонных путей применяют в случаях, когда необходимо облегчить разгон поездов. Схема с последовательным расположением пассажирских устройств и путей для грузового движения целесообразна на участках с интенсивным пригородным движением.
Промежуточные станции
Из общего количества станций на железных дорогах основная доля приходится на промежуточные станции . В отличие от разъездов и обгонных пунктов, сооружаемых только для обеспечения необходимой пропускной способности линии, на каждую промежуточную станцию возлагается еще и задача удовлетворения потребностей народного хозяйства в перевозках грузов и пассажиров. Следовательно, для промежуточных станций основными операциями будут:
пропуск пассажирских и грузовых поездов через станцию, а при необходимости – их скрещение и обгон;
прием и отправление пассажирских или почтово-багажных поездов, имеющих остановку на станции;
прием и отправление грузовых сборных поездов, имеющих работу на станции;
маневровые операции по отцепке и прицепке вагонов к таким поездам, обслуживание грузовых пунктов и подъездных путей;
организация и обеспечение пассажирских, почтово-багажных и грузовых операций, а также взаимодействие с другими видами транспорта.
Кроме того, на некоторых промежуточных станциях по местным условиям могут производиться дополнительные операции :
формирование сборных или других местных поездов, когда на участковых или сортировочных станциях формировать их очень сложно или неэффективно;
соединение или разъединение соединенных поездов;
остановка транзитных поездов для полного опробования тормозов перед перегоном с затяжным спуском;
оборот пригородных моторвагонных поездов, когда станция одновременно является и концом зоны их обращения (зонная станция );
обеспечение работы подталкивающих локомотивов и др.
Для выполнения основных операций промежуточные станции должны иметь путевое развитие и устройства с соответствующим оснащением. Для организации пропуска, обгона и скрещения поездов (или других остановок, предусмотренных в графике движения в соответствии с особенностями линии), остановок пассажирских и почтово-багажных поездов, кроме главных , предусматриваются приемо-отправочные пути . Для организации работы с поездами, имеющими отцепку или прицепку вагонов по данной станции, устраиваются вытяжные пути . Для выполнения грузовых операций предусматриваются погрузочно-выгрузочные пути , склады или площадки для приема, хранения, выдачи грузов, машины и механизмы для погрузки и выгрузки грузов, а при необходимости и взвешивания вагонов при большой погрузке навалочных грузов, выставочные пути для вагонов, подаваемых на подъездные пути .
К пассажирским устройствам относятся пассажирское здание , платформы , переходы в одном или разных уровнях (пешеходные мостики или тоннели), почтово-багажные помещения и машины для перевозки почты и багажа, санитарно-бытовые и торговые помещения .
Промежуточные станции оборудуют устройствами СЦБ и связи, освещения и водоснабжения и водоотвода; на электрифицированных линиях приемо-отправочные пути оборудуют контактной сетью. Иногда на промежуточных станциях располагают и тяговые подстанции . К пассажирскому зданию и грузовым складам должны быть удобные автомобильные проезды с обеих сторон от станции с устройством переездов или путепроводных развязок.
В зависимости от взаимного расположения приемо-отправочных путей, так же как разъезды и обгонные пункты, промежуточные станции подразделяются на станции поперечного , полупродольного и продольного типа.
На однопутных линиях чаще всего применяется схема с продольным расположением путей , обладающая преимуществами в сравнении с другими по обеспечению безопасности движения и пропускной способности линии, аналогично разъездам. применяется в случае невозможности из-за местных условий разместить пути по продольной схеме. Схема с поперечным расположением путей применяется на однопутных линиях III и IV категорий, а также в трудных топографических и климатических условиях на линиях I и II категорий.
Схемы продольного типа отличаются не только односторонним или разносторонним расположением приемо-отправочных путей относительно главного, но и разносторонним или односторонним расположением пассажирских и грузовых устройств относительно главного пути. Организация пропуска, скрещения или обгона транзитных поездов такая же, как и на разъездах этого же типа.
При проектировании промежуточных станций предусматривается изоляция маршрутов маневровой работы от поездной, т. е. чтобы работа по отцепке-прицепке вагонов со сборными поездами и обслуживание грузовых пунктов могли выполняться параллельно со скрещением или обгоном поездов по станции. Для этого пути, ведущие к грузовым устройствам, всегда должны примыкать к вытяжному пути за съездом, по которому осуществляется прием или отправление поездов.
При отсутствии скрещения пассажирских поездов на станциях предусматривают одну пассажирскую платформу, как правило, у пассажирского здания; при наличии скрещения вторая платформа устраивается между главным и приемоотправочным путем, который далее переходит в вытяжной.
На двухпутных линиях
также могут использоваться схемы с поперечным
, полупродольным
и продольным
расположением приемо-отправочных путей. Основной считается схема станции с поперечным расположением приемо-отправочных путей
(а)
, обеспечивающая компактность размещения устройств. Схема с полупродольным расположением путей
(б)
может применяться при пропуске пассажирских поездов с остановкой по одному из главных путей, а также при необходимости иметь дополнительный погрузочно-выгрузочный фронт или примыкание подъездного пути со стороны пассажирского здания. Схема с продольным расположением путей
(в)
используется, когда необходимо иметь дополнительный погрузочно-выгрузочный фронт и передачу вагонов (или поездов) с одного направления на другое, а также на скоростных линиях.
Поезда без остановки пропускают по главным путям, а для обгона поездов используются пути 3
(для нечетных) и 4
(для четных). Пассажирские поезда с остановкой пропускаются в схемах продольного и полупродольного типа по главным, а в схеме поперечного типа (а
) – четные по II
главному, а нечетные – по приемо-отправочному пути 3
.
Иногда в конкретных местных условиях разрешается устраивать пассажирскую платформу между главными путями. Сборные или другие поезда с работой на станции принимаются на путь 5
, а при его занятости – на путь 4
. При приеме и отправлении сборных поездов в нечетную сторону возникает враждебность с маршрутами по II
главному пути.
Промежуточные станции на многопутных участках (обычно на грузонапряженных линиях и подходах к крупным городам) могут быть с поперечным или полупродольным расположением приемо-отправочных путей. Схемы этих станций зависят от числа и специализации главных путей, размещения пассажирских и грузовых устройств, расположения приемо-отправочных путей станции до укладки дополнительных главных путей, длины станционных площадок и других местных условий на участке и на станции. На трехпутных участках два пути – одностороннего действия, как и на двухпутном перегоне, а третий – двустороннего, как на однопутном, причем этот третий двусторонний главный путь может располагаться либо сбоку, либо между главными путями одностороннего действия. На четырехпутных участках возможны различные варианты специализации главных путей для пропуска в разных сочетаниях и направлениях пассажирских, пригородных, пригородных «экспрессов» (имеющих небольшое число остановок в пределах четырехпутного участка) и грузовых поездов.
Техническое оснащение и проектирование промежуточных станций
Промежуточные станции сооружаются на однопутных и двухпутных железнодорожных линиях. Промежуточные станции бывают: обычные , опорные и для безостановочного скрещения поездов ; по расположению приемо-отправочных путей – продольного , полупродольного и поперечного типов. На промежуточных станциях проектируются главные , приемо-отправочные , вытяжные , выставочные и пoгpyзочно-выгpyзoчныe пути.
Приемо-отправочные пути имеют полезную длину 850 , 1050 ,1250 м. Для соединения путей применяются стрелочные переводы марок 1/9 , 1/11 , 1/18 и 1/22 . Число приемо-отправочных путей на промежуточных станциях однопутных линий принимается в зависимости от ее потребной пропускной способности: при 24 парах поездов и менее – два пути, кроме главного, а при пропускной способности однопутной линии более 24 пар поездов и на двухпутных линиях – от двух до трех. На предузловых и опорных станциях допускается увеличение числа приемо-отправочных путей на 1.
Вытяжные пути для маневровой работы по обслуживанию пунктов погрузки-выгрузки и в отдельных случаях для расформирования и формирования поездов сооружаются при размерах движения более 12 пар поездов в сутки. Полезная длина вытяжных путей устанавливается 450 - 500 м и соответствует примерно половине длины расчетного состава.
Выставочные пути предназначаются для стоянки вагонов в ожидании грузовых операций или после их производства. Количество путей определяется объемом работы грузового двора и подъездных путей.
На грузовом дворе выставочные пути размещаются параллельно погрузочно-выгрузочным, для подъездных путей – параллельно приемо-отправочным или последовательно за станционными путями со стороны предприятий. При отсутствии прямого участка в плане выставочные пути можно располагать на кривых радиусом не менее 600 м, а в трудных условиях – 500 м.
Погрузочно-выгрузочные пути , укладываемые на территории грузового двора, предназначаются для стоянки вагонов во время грузовых операций. Полезная длина этих путей определяется фронтом погрузочно-разгрузочных работ, но не должна быть менее 120 …150 м. Погрузочно-выгрузочные пути проектируются тупиковыми или сквозными по нормам, установленным для выставочных путей. Основное требование к их размещению – независимость подачи и уборки вагонов на каждый участок грузовых складов.
Пути для экипировки маневровых локомотивов размещаются вблизи путей грузового двора. Обычно это два тупиковых пути полезной длиной по 100 м: один содержит экипировочные устройства, а второй используется для выгрузки топлива, песка и смазочных материалов.
Путь для стоянки подталкивающего локомотива располагается вблизи приемо-отправочных путей, откуда отправляются поезда в сторону затяжного подъема. Полезная длина пути – 60 м.
Расстояние между осями смежных путей на станциях на прямых участках должно быть:
не менее 4800 мм (оптимально – 5300 мм ) – для главных, приемо-отправочных и сортировочных путей;
не менее 5300 мм (оптимально – 6500 мм ) – между вытяжным и смежным с ним путем;
не менее 4500 мм (оптимально – 4800 мм )– для второстепенных станционных путей (пути для отстоя и экипировки подвижного состава, пути грузовых дворов и т.п.);
не менее 3600 мм – для путей, предназначенных для непосредственной перегрузки грузов, контейнеров из вагона в вагон.
Длина станционных площадок L пл на новых линиях устанавливается в зависимости от полезной длины и взаимного расположения приемоотправочных путей и принимается для схем:
продольной – L пл = 2 l 0 + 800 м;
полупродольной – L пл = l 0 + 1150 м;
поперечной – L пл = l 0 + 600 м ,
где l 0 – нормативная полезная длина приемо-отправочных путей для грузового движения.
В продольном профиле главные и другие станционные пути промежуточных станций располагаются на площадке или уклонах, не превышающих 1,5 0 / 00 . B трудных условиях допускается увеличение уклонов до 2,5 0 / 00 . Вытяжные пути за пределами горловин проектируются на площадке или на спуске не круче 2,5 0 / 00 в сторону станции. В трудных условиях допускается их проектирование в уровне профиля главного пути.
Поперечные профили на промежуточных станциях всех типов проектируются, как правило, двухскатными с уклонами, направленными в разные стороны: на однопутных линиях – от оси главного пути, а на двухпутных – от оси междупутья между главными путями.
Величина уклона поверхности земляного полотна устанавливается в зависимости от вида грунта земляного полотна, климатических условий и от числа путей, располагаемых в пределах ската, и колеблется в пределах от 0,01 до 0,02 .
В плане станционные пути следует располагать на прямых участках. В трудных условиях допускается их размещать на кривых радиусом не менее:
2000 м – на скоростных линиях;
1500 м – на магистральных линиях I и II категорий;
м – на линиях особогрузонапряженных, III и IV категории.
В трудных топографических условиях допускается уменьшать радиус кривой до 600 м на линиях особогрузонапряженных, III и IV категории, а в горных условиях – до 500 м.
Если возникает необходимость устройства станции, разъезда или обгонного пункта с поперечным расположением путей на кривой, то это необходимо делать на кривой, направленной в одну сторону. Раздельные пункты с продольным и полупродольным расположением путей допускается в трудных случаях располагать на обратных кривых (две смежные кривые, обращенные выпуклостью в противоположные стороны). При этом пути каждого из направлений движения в пределах полезной длины следует располагать на кривых, обращенных в одну сторону, между этими кривыми устраивается прямая вставка не менее 75 м, в особо трудных условиях – не менее 30 м.
Вытяжные пути располагать на обратных кривых не допускается. В исключительных случаях допускается сохранять обратные кривые на вытяжных путях до переустройства станций. Во всех случаях при наличии обратных кривых должны быть обеспечены условия для безопасности маневровой работы.
Для предотвращения самопроизвольного ухода подвижного состава (без локомотива) за пределы полезной длины путей на станциях, разъездах и обгонных пунктах продольный профиль приемо-отправочных путей, на которых предусматривается отцепка локомотивов от вагонов и производство маневров, проектируется вогнутого (ямообразного ) очертания с одинаковыми отметками высот по концам полезной длины путей. В необходимых случаях для исключения самопроизвольного ухода вагонов должно предусматриваться устройство предохранительных тупиков, охранных стрелок, сбрасывающих башмаков или остряков, а также применение стационарных устройств для закрепления вагонов, включенных в электрическую централизацию.
Для обслуживания пассажиров сооружают пассажирские устройства: пассажирские здания (вокзалы ), пассажирские платформы и переходы между ними.
Пассажирские здания с помещениями для начальника станции и дежурного по станции строят на 25, 50, 100 или 200 пассажиров и располагают, как правило, со стороны населенного пункта на расстоянии не менее 20 м от оси ближайшего главного пути, а на новых линиях со скоростями движения более 120 км/ч – не менее 25 м .
Пассажирские платформы устраивают, как правило, низкими, высотой 0,2 м над уровнем головки рельсов. Высокие платформы высотой 1,1 м сооружают на станциях пригородных зон с интенсивным движением моторвагонных поездов. Длину платформ принимают по длине пассажирского состава, при этом на вновь сооружаемых станциях предусматривается возможность их удлинения до 600 м, а на станциях, обслуживающих только пригородное движение, – до 300 м . Ширина пассажирских платформ принимается: основной боковой в пределах вокзала – не менее 6 м (на остальном ее протяжении - не менее 4 м ), промежуточной – не менее 4 м , а при небольшом числе пассажиров (при посадке на один поезд не более 25 чел) – не менее 3 м .
Для прохода пассажиров и перевозки багажа и почты на промежуточные низкие платформы устраивают переходы (настилы) на уровне головок рельсов шириной 3…4 м. Один переход делается напротив пассажирского здания и два – примерно на 1 / 4 длины от концов платформы.
Грузовые устройства в соответствии с Правилами и техническими нормами проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм , как правило, следует располагать со стороны, противоположной пассажирскому зданию, что позволяет избежать пересечения главных путей при маневрах со сборными поездами. На линиях с трудными климатическими и топографическими условиями допускается размещение грузовых устройств со стороны пассажирского здания и населенного пункта, что позволяет уменьшить объем земляных работ, протяженность автодорог, инженерных сетей и улучшить условия труда работников грузового района. К недостаткам такого расположения следует отнести: занятие сборным поездом и маневровой работой пути у пассажирского здания, что осложняет пассажирские операции, угрожает безопасности пассажиров или требует устройства переходов в разных уровнях и других мер безопасности; необходимость прекращения маневров для перехода пассажиров к поездам или обратно. При приеме сборных поездов на противоположную от грузовых устройств сторону возникает пересечение главных путей при отцепке и прицепке вагонов, что вызывает задержки сборных поездов, особенно на двухпутных участках. При выборе места размещения грузовых устройств нужно также учитывать возможность увеличения числа путей в перспективе со стороны этих устройств, места примыкания подъездных путей, розу ветров и санитарные требования, затраты на автотранспорт, загрузку линии.
При небольшом грузообороте грузовые устройства включают в себя крытый склад и крытую платформу обшей длиной 40 м , а также площадку для навалочных грузов длиной 30 м . Размеры контейнерных площадок принимают в зависимости от объема работы и типа погрузочно-разгрузочного механизма. Основными механизмами на контейнерных площадках являются автопогрузчики и козловые краны .
Устройства автоматики и телемеханики состоят из входных , выходных , маршрутных и маневровых светофоров истрелочных электроприводов , управляемых дежурным по станции или поездным диспетчером (при диспетчерской централизации). При ручном управлении стрелками во входных горловинах строятся (с правой стороны по направлению движения поезда) стрелочные посты . На промежуточных станциях электрифицированных дорог располагаются также тяговые подстанции .
Устройства водоснабжения состоят из водозаборных и водонапорных сооружений , насосных станций , напорных и разводящих сетей , гидроколонок , пожарных и водоразборных кранов . Водонапорные сооружения располагаются на возвышенных местах, вблизи основного потребителя воды. При размещении их вне путевого развития пересечение путей производят под прямым углом. Для снабжения водой пассажирских устройств и технических нужд строятся водоемные здания , располагаемые на расстоянии не менее 150 м от оси пассажирского здания и 70 м от оси главного пути.
Осветительные линии размещаются вне путевого развития. В первую очередь освещаются горловины, пассажирские платформы и грузовые устройства.
Примыкание подъездных путей
В районе промежуточных станций, как правило, располагаются предприятия или базы, потребности в перевозках которых обеспечиваются железнодорожным транспортом. Такие предприятия имеют свою внутреннюю железнодорожную сеть, которую называют промышленным железнодорожным транспортом . На небольших предприятиях это могут быть один-два пути непосредственно у грузовых фронтов, а на крупных, например металлургических заводах, развернутая длина сети доходит до нескольких сотен километров с десятками внутренних станций, собственным локомотивным и вагонным парком.
Для связи железнодорожных станций с внутренней сетью предприятий проектируют подъездные пути , по которым осуществляется передача вагонов на предприятия и обратно. Подъездные пути примыкают к станции, а в особо трудных условиях с разрешения ОАО «РЖД» примыкание может быть на перегоне (вспомогательные посты ).
Примыкание подъездных путей усложняет работу станции и требует дополнительного путевого развития в зависимости от вагонооборота подъездного пути, характера поступающих и отправляемых вагонопотоков (маршрутами, группами, отдельными вагонами или смешанный), количества грузовых пунктов, системы тягового обслуживания (локомотивом станции или предприятия), характера движения по подъездному пути (поездное или маневровое), параметров подъездного пути (протяженность, уклоны, наименьшие радиусы и места расположения площадки предприятия относительно станции примыкания) и пр.
В среднем к промежуточным станциям примыкают один-два подъездных пути, обслуживающих мелкие и средние предприятия, для которых характерны небольшой разнородный или большой, но однородный грузопоток, концентрация грузовых устройств в одном месте и использование железнодорожного транспорта преимущественно либо для завоза грузов, либо для вывоза продукции. Один или несколько грузовых фронтов, сосредоточенных в одном месте предприятия с путевым развитием, складами, машинами и механизмами для грузовых операций, называют грузовым пунктом.
В зависимости от местных условий, от расположения предприятий по отношению к станции существуют различные варианты примыкания подъездных путей к путям станции. Подъездные пути должны примыкать к основной группе путей станции, расположенной с противоположной стороны от пассажирского здания, не пересекать главные пути при подаче вагонов на подъездной путь. Варианты примыкания подъездных путей со стороны пассажирского здания нежелательны.
Во всех случаях при примыкании подъездных путей к промежуточной станции укладываются предохранительные тупики или сбрасывающие стрелки, чтобы исключить выход подвижного состава на главные и приемо-отправочные пути станции.
Примыкание подъездных путей с маршрутизированным вагонопотоком осуществляется по возможности так, чтобы на станции примыкания не менялось направление движения маршрутов, следующих на подъездной путь и обратно, причем примыкать такие подъездные пути должны к горловине станции. Например, при следовании маршрутов на подъездной путь и с него в направлении А примыкание должно быть по варианту I или IV , а в направлении Б – по вариантам II или III . При обслуживании магистральными локомотивами через станцию осуществляется только пропуск маршрутных поездов на подъездной путь и обратно, а на станции дополнительно укладывается один приемо-отправочный путь (путь 7 для I и II вариантов, 6 – для III и IV вариантов) для ожидания отправления на подъездной путь или на участок в зависимости от занятости. Для любых типов станций примыкание таких подъездных путей будет аналогичным. Если на станции примыкания происходит изменение направления движения маршрутов, то требуется еще один путь для обгона локомотивов.
В большинстве случаев маршруты в адрес подъездного пути после прибытия на станцию примыкания доставляются на грузовые пункты подъездного пути по частям локомотивом предприятия или маневровым локомотивом станции. Если перевозки осуществляются локомотивом предприятия, то требуется три пути (один – для оставляемой части маршрута, второй – для выводимых с подъездного пути вагонов, третий – для обгона локомотива), как показано на рис. б в варианте I , пути 6, 7, 8 и тупик 9 со стороны, противоположной примыканию для устройства изолированных маршрутов передвижения локомотива подъездного пути.
Подъездные пути рассмотренного типа имеют предприятия добывающей промышленности (карьеры, разрезы) с поступающими маршрутами порожняка и отправительскими маршрутами на выходе, а также предприятия стройиндустрии и ТЭЦ, принимающие грузы маршрутами и отправляющие на линию порожняк.
При примыкании подъездных путей с немаршрутизированным вагонопотоком , поступающим на станцию со сборными или вывозными поездами, не играет особой роли направление, откуда он поступает или отправляется, поскольку на станции примыкания он перерабатывается.
Если вагонопоток небольшой, то при обслуживании подъездного пути локомотивом железной дороги на станции дополнительно укладывается сортировочно-выставочный путь в маневровом районе станции независимо от расположения предприятия, обычно рядом с существующим выставочным путем у грузовых устройств (путь 8 или 8`) или параллельно приемоотправочному пути.
Длина этого пути должна быть не меньше наибольшей группы вагонов, поступающих одновременно в адрес примыкающего промышленного предприятия. Если подъездной путь обслуживается локомотивом станции, то организация работы зависит от схемы грузового пункта, а примыкание в зависимости от расположения площадки предприятия может производиться по вариантам II , IIIa , III б, IVа и IV б .
При обслуживании подъездного пути локомотивом промышленного предприятия на станции примыкания осуществляется подборка вагонов в адрес подъездного пути и перестановка на выставочный путь. Пример такого примыкания – варианты Ia , II. Когда площадка расположена со стороны, противоположной основному маневровому району, количество выставочных путей зависит от порядка движения по подъездному пути, необходимости обгона локомотива и изоляции маршрутов передвижения локомотива промышленного предприятия.
Для обеспечения безопасности движения при примыкании подъездных путей в необходимых случаях предусматриваются предохранительные тупики (или охранные стрелки, сбрасывающие башмаки и т.п.).
Приемо-сдаточные операции выполняются, как правило, на путях станции примыкания при обслуживании перевозок локомотивом предприятия и, наоборот, на подъездном пути при обслуживании его локомотивом станции.
При обслуживании подъездного пути локомотивом станции ее путевое развитие упрощается, так как не нужно создавать изолированные районы для разных локомотивов, но может потребоваться усиление путевого развития на внутренних путях предприятий.
Опорные промежуточные станции
На линиях с интенсивным движением обращение сборных поездов оказывает отрицательное влияние на участковую скорость и пропускную способность участков, т.к. каждая остановка сборного поезда увеличивает продолжительность нахождения его на участке и приводит к съему с графика не менее одного поезда другой категории. Поэтому уменьшение числа остановок сборного поезда способствует увеличению участковой скорости и лучшему использованию пропускной способности участка.
На многих участках железных дорог имеется большое количество промежуточных станций, расположенных на расстоянии 7…10 км друг от друга, при этом объем грузовой работы на таких станциях незначителен. В целях интенсификации перевозочного процесса на участках с большими размерами движения организуют так называемые опорные промежуточные станции . Сборный поезд останавливается только на этих станциях, где вагоны отцепляются в адрес получателей, расположенных как на этой станции, так и на близлежащих промежуточных станциях, на которых он не останавливается. Отцепленные на опорной станции вагоны развозятся на близлежащие станции маневровым локомотивом. После выполнения грузовых операций маневровый локомотив собирает вагоны и доставляет на опорную станцию, где их прицепляют к сборному поезду.
При концентрации грузовой работы на опорных станциях остальные станции либо закрываются для грузовой работы и превращаются по сути в разъезды или обгонные пункты, либо остаются станциями примыкания подъездных путей, которые обслуживаются локомотивом опорной станции. Грузы малодеятельных станций доставляют на опорную станцию автомобильным транспортом, при этом достигается не только сокращение числа остановок сборного поезда, но и сосредоточение грузовой работы на меньшем числе станций.
Опорные станции с развитыми грузовыми устройствами располагаются на расстоянии 30...40 км друг от друга в зависимости от наличия и состояния автомобильных дорог.
Опорные станции имеют соответствующее развитие путевого и складского хозяйства, средства механизации. На опорных станциях предусматривается усиление путевого развития и грузовых устройств, которые превращаются в грузовые районы, подразделяемые в зависимости от суточной грузопереработки на четыре категории: I – 12, II – 22, III – 32, IV – 45 вагонов.
На грузовых районах опорных станций для переработки тарно-штучных грузов строят крытые склады, крытые и открытые платформы. Длину крытых складов принимают кратной 6, но не более 300 м, а ширину не менее 18 м. Расчетную длину фронта крытых складов с наружным расположением пути увеличивают до суммарной длины вагонов максимальной подачи (длина крытого вагона 14,73 м), чтобы при постановке вагонов их двери были напротив дверей склада.
На грузовых районах III и IV категорий строятся крытые склады с внутренним вводом путей шириной 24 или 30 м с вводом одного или двух путей и длиной 72 или 144 м. Пути у складов могут быть тупиковыми или сквозными.
Длину погрузочно-выгрузочных фронтов открытых платформ и площадок определяют так же, как и для крытых складов. Размеры контейнерной площадки принимают по типовым проектам.
Для непосредственной перегрузки грузов по прямому варианту вагон–автомобиль сооружают высокие платформы шириной 6 м, имеющие со стороны подъезда автотранспорта зубчатую форму, а в торце – пандус с уклоном 1:10 для въезда автопогрузчиков. Длина платформы принимается по типовым проектам из расчета переработки в сутки 8, 12, 16, 20 вагонов и составляет соответственно 38,6; 47,6; 65,6; 74,6 м.
Для погрузки–выгрузки самоходом различных колесных грузов устраивается высокая платформа с боковым и торцовым фронтом или только боковым длиной 27 или 54 м и шириной 6 м с уклонами пандусов не более 1:7.
Для выгрузки навалочных грузов, перевозимых в полувагонах, строятся повышенные пути высотой 1,5…2,4 м, с обеих сторон от которых размещаются площадки для хранения грузов. Иногда повышенные пути и площадки перекрывают козловым краном для погрузки грузов на автотранспорт, закрытия люков вагонов, выгрузки грузов зимой.
Для организации сортировочной работы по подборке вагонов на опорных станциях укладывают сортировочно-выставочные пути , количество которых зависит от объема работы, числа грузовых фронтов и грузовых пунктов или подъездных путей, вагонопотоков на них и системы обслуживания подъездных путей.
Переустройство промежуточных станций
Переустройство промежуточных станций производится в связи с введением новых видов тяги, строительством вторых путей, переходом на безостановочное скрещение поездов, развитием устройств для пассажирского или грузового движения, примыканием новых линий или подъездных путей, внедрением новых средств автоматики и телемеханики.
К основным видам переустройства промежуточных станций относятся: адаптация станции для скоростного движения ; удлинение приемо-отправочных путей для увеличения массы поездов; укладка дополнительных путей при увеличении движения; строительство новых и расширение существующих пассажирских платформ и грузовых дворов ; примыкание подъездных путей ; оборудование устройствами автоматики и телемеханики .
В связи с развитием скоростного движения на промежуточных станциях проводится:
спрямление главных путей и увеличение радиусов кривых;
вынос горловин на прямые участки пути;
снятие на главных путях некоторого количества стрелочных переводов и замена перекрестных переводов и глухих пересечений на обыкновенные переводы марок 1/11 с подуклонкой и непрерывной поверхностью качения в крестовинной части, 1/18 или 1/22 ;
переустройство горловин для замены коротких вставок между стрелочными переводами более длинными (не менее 25 м);
вынос пассажирских платформ на внешнюю сторону главных путей;
замена переходов и переездов тоннелями, пешеходными мостами и путепроводами;
модернизация устройств электрической централизации стрелочных переводов и сигналов.
Удлинение путей производится, как правило, в сторону более простой (по конструкции) горловины и пологого уклона. Для уменьшения объема земляных работ допускается удлинение путей в обе стороны.
Увеличение длины станционной площадки возможно путем изменения уклонов при подходе к станции или использования существующей площадки или части ее с уклоном 1,5 0 / 00 . Укладку дополнительных путей производят параллельно существующим или переустраивают станцию, меняя ее тип (например, поперечный на полупродольный или продольный).
Примыкание новых линий местного или магистрального значения в зависимости от заданных условий производится с любой стороны станции. Примыкание новой линии в горловине должно обеспечивать возможность одновременного приема поездов с существующей и вновь строящейся линии на все пути станции.
При развитии устройств для обслуживания пассажирского движения удлиняются существующие и строятся новые платформы, сооружаются переходы между платформами. При строительстве туннелей или пешеходных мостиков уширяются платформы, сдвигаются или перекладываются станционные пути, укладываются пути для отстоя составов пригородных поездов.
При переустройстве грузовых дворов расширяются и строятся новые складские площади, весы, укладываются дополнительные выставочные пути или удлиняются существующие вытяжные пути.
Внедрение новых средств автоматики и телемеханики (автоблокировки, электрической централизации стрелок и сигналов) требует уширения междупутий для установки выходных сигналов и перекладки стрелочных переводов для устройства между ними прямых вставок.
Оптимальный вариант переустройства станции определяется на основе технико-экономического обоснования с учетом перспектив развития, пропускной способности и других факторов.
10.1. Новые и реконструируемые железнодорожные станции и узлы следует проектировать в соответствии с потребной пропускной и перерабатывающей способностью на расчетные сроки (см. п. 3.7) с учетом оптимальной этапности дальнейшего их развития в течение расчетного периода 15-20 лет, а также перспективы нового железнодорожного строительства и усиления технического оснащения прилегающего полигона сети железных дорог.
Размещение участковых, сортировочных, грузовых и других крупных станций, а также распределение между ними работы при проектировании новых линий и усиления (реконструкции) существующих железных дорог следует проводить с учетом длины участков обращения локомотивов и технического обслуживания вагонов, оптимальной концентрации грузовой и сортировочной работы на меньшем числе технически оснащенных станций, обращения тяжеловесных (в пределах полезной длины путей) и соединенных поездов, необходимости установки приборов комплексного контроля технического состояния подвижного состава.
Для крупных железнодорожных узлов необходимо разрабатывать генеральные схемы их развития, а для сортировочных, грузовых, пассажирских и других крупных и сложных станций - технико-экономические обоснования (ТЭО).
Генеральные схемы развития железнодорожных узлов и ТЭО крупных станций следует разрабатывать в увязке с проектами планировки городов, в соответствии со СНиП 2.07.01-89, промышленных узлов (районов) и развития всех видов транспорта как составных частей единой транспортной системы, определяя взаимное расположение станций, распределение между ними вагонопотоков обслуживаемых направлений, соединительных путей и обходов с учетом перспективы роста прилегающих населенных пунктов, промышленных предприятий и сооружений, других видов транспорта. В узлах, обслуживающих крупнейшие города, следует предусматривать обходные железнодорожные линии для пропуска транзитных грузовых поездов без захода в город.
При проектировании станций следует предусматривать использование в первую очередь малоценных земель и учитывать требования по охране природной среды.
10.2. Разъезды, обгонные пункты, промежуточные и, по возможности, участковые станции следует проектировать однотипными для всей линии или в пределах отдельных участков обслуживания локомотивов бригадами.
При технико-экономическом обосновании разъезды, обгонные пункты и промежуточные станции могут быть разнотипными в пределах отдельных участков обслуживания локомотивов бригадами.
Схема путевого развития на станциях, где предусматривается смена локомотивов у транзитных поездов или техническое обслуживание локомотивов, должна проектироваться с учетом минимального времени занятия горловин и стрелочных улиц сменяемыми локомотивами. В обоснованных случаях, следует проектировать тупики в горловинах приемоотправочных парков для отстоя сменяемых локомотивов.
10.3. Разъезды и промежуточные станции новых однопутных линий II и III категорий, а также промежуточные станции и обгонные пункты на скоростных и особогрузонапряженных линиях и линиях I категории следует проектировать продольного типа.
Разъезды и промежуточные станции, размещаемые в трудных топографических, геологических и других природных местных условиях (в районах со снежными и песчаными заносами и т. п.) и на которых не предусматривается остановка соединенных поездов для скрещения или технического обслуживания вагонов, допускается проектировать поперечного типа.
Обгонные пункты и промежуточные станции проектируемых двухпутных линий могут быть поперечного, полупродольного и продольного типов в зависимости от топографических, геологических и других местных условий. с учетом их развития на перспективу.
Удлиненные приемоотправочные пути на разъездах, обгонных пунктах и промежуточных станциях, на которых предусматривается остановка соединенных грузовых поездов, следует укладывать по поперечной схеме; число и размещение таких раздельных пунктов определяется проектом.
Участковые станции новых однопутных линий на первую очередь строительства следует проектировать поперечного типа, при этом для линий III категории и выше надлежит предусматривать возможность дальнейшего развития станций по продольному или полупродольному типу, если увеличение длины станционных площадок не связано со значительным увеличением объемов строительных работ.
В обоснованных случаях, когда на следующем этапе усиления линии III категории и выше предусматривается организация постоянного обращения соединенных грузовых поездов, продольный и полупродольный типы участковых станций допускается применять для первой очереди строительства. Применение продольного и полупродольного типов участковых станций на линиях IV категории вобоснованныхслучаях допускается при примыкании подъездных путей и соединительных путей со стороны пассажирского здания.
На особогрузонапряженных линиях и при проектировании главных дополнительных путей следует применять продольный и полупродольный типы участковых станций. Поперечный тип допускается применять в трудных топографических, геологических и других местных условиях.
На участковых станциях, где предусматривается объединение и разъединение грузовых соединенных поездов, в обоснованных случаях следует проектировать на подходах к станции параллельно главным путям дополнительные главные входные и выходные пути необходимой длины, число которых устанавливается расчетом.
10.4. Для переработки вагонов на станциях надлежит проектировать сортировочные устройства (горки повышенной, большой, средней и малой мощности, вытяжные пути со стрелочными горловинами на уклонах либо площадках), тип и мощность которых устанавливаются проектом в зависимости от размеров и характера перерабатываемого вагонопотока на пятый, а для сортировочных станций - на десятый год эксплуатации, предусматривая применение устройств автоматизации и механизации процессов надвига, расформирования и формирования составов на горках, в т. ч. автоматическое разъединение автосцепки и соединительных рукавов тормозной магистрали.
При загрузках вытяжных путей формирования сортировочных станций более 0,6 и соответствующем обосновании для подборки вагонов по группам в составах многогруппных поездов и передач (включая при необходимости подборку вагонов по фронтам погрузки-выгрузки), по видам ремонта, вагонов с отсевных путей, следует проектировать горки малой мощности на вытяжных путях формирования и специально укладываемые парки (группировочные, сортировочно-группировочные).
10.5. Сортировочная работа, в железнодорожных узлах, за исключением узлов, обслуживающих крупнейшие и крупные города, должна выполняться на одной сортировочной станции. Проектирование для узла двух и более сортировочных станций допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.
Новые сортировочные станции сетевого значения следует размещать за пределами города.
При выборе пункта примыкания поездных путей при наличии технико-экономических обоснований допускается предусматривать развитие близ расположенной участковой или сортировочной станции общей сети для подборки вагонов проектируемому предприятию или по отдельным его районам, вместо развития станции примыкания.
10.6. Новые сортировочные станциина первую очередь строительства, как правило, следует проектировать односторонними с последовательным расположением парков. При размерах переработки на 10-й год эксплуатации на одной сортировочной горке более 4 тыс. вагонов в сутки и наличии благоприятной структуры вагонопотоков рекомендуется предусматривать возможность и проектировать устройства для параллельного роспуска составов.
При размерах переработки на 10-й-год эксплуатации более 6 тыс. вагонов в сутки следует проектировать двустороннюю сортировочную станцию, при меньших размерах переработки - резервировать территорию для второй сортировочной системы.
10.7. Пассажирские станции следует проектировать для обслуживания городов с большим числом пассажирских поездов, начинающих и заканчивающих движение на этой станции, с учетом обращения длинносоставных и сдвоенных пассажирских и пригородных поездов; при этом для всех примыкающих к узлу направлений, как правило, следует проектировать одну объединенную пассажирскую станцию, располагаемую вблизи селитебной части города, с учетом удобной транспортной связи с основными районами города и уличными магистралями.
В крупных городах с населением более 1,5 млн.человек и при соответствующем обосновании допускается проектировать две и более пассажирских станций.
Для посадки и высадки пассажиров, совершающих поездки внутри города (железнодорожного узла) и на подходах к нему, надлежит предусматривать пассажирские остановочные пункты.
10.8. Новые пассажирские станции, обслуживающиекак конечное,так и транзитное движение, следует проектировать со сквозными перронными путями и последовательным расположением технического парка (станции). При соответствующем обосновании допускается применять комбинированный тип станции с тупиковыми перронными путями, предназначенными, главным образом, для мотор-вагонных поездов, заканчивающих и начинающих свое следование на станции, и со сквозными перронными путями - для остальных поездов.
Станции с тупиковыми перронными путями для обслуживания конечного дальнего и местного сообщения допускается проектировать лишь в особо трудных условиях, когда применение сквозной схемы вызывает большой объем строительных работ.
Для переформирования, очистки, ремонта, экипировки и стоянки пассажирских составов и вагонов следует проектировать технические парки при обработке менее 5 составов в сутки или технические станции при большем числе составов, предусматривая необходимое техническое оснащение в зависимости от объема и характера выполняемой работы.
10.9. Грузовые станции общего пользования следует предусматривать для обслуживания крупных и крупнейших городов при значительном объеме грузовой работы.
Число грузовых станций общего пользования и грузовых районов в железнодорожных узлах и в городах, их размещение и специализация должны устанавливаться проектом с учетом планировки городской территории, рациональной технологии переработки грузов в узле во взаимодействии всех видов транспорта, концентрации грузовой работы на меньшем числе станций и создания единой транспортной сети для обслуживания города (населенного пункта), промышленных и других предприятий.
Приемо-сдаточныеоперации между железной дорогой и предприятием, имеющим подъездной путь, следует предусматривать, как правило, на станциях примыкания общей сети железных дорог.
В пунктах перегрузки грузов с железной дороги одной ширины колеи на другую при соответствующем обосновании следует проектировать перегрузочные станции, как правило, с раздельными сортировочными комплектами для каждой колеи, атакже пункты перестановки вагонов.
В пунктах перегрузки грузов с железнодорожного на водный транспорт следует проектировать предпортовые (портовые) станции или районные парки. В пунктах передачи вагонов с железнодорожного на морской транспорт следует проектировать специализированные станции паромных комплексов, как правило, с последовательным расположением парков.
Технические условия размещения пунктов перевалки и складирования взрыво- и пожароопасных грузов должны быть согласованы с местными компетентными органами.
10.10. Новые грузовые станции в крупнейших узлах и городах следует предусматривать, как правило, сквозными с последовательным расположением парков и с параллельным или последовательным расположением грузового района.
При небольших объемах местной работы (до 100-150 вагонов/сутки) допускается проектировать грузовые станции тупиковыми с параллельным или последовательным расположением парков и параллельным размещением грузового района. На грузовых станциях должны предусматриваться приемоотправочные пути и пути и устройства для сортировки вагонов по пунктам погрузки и выгрузки, расформирования и формирования поездов и составов, передаваемых маневровым порядком; на грузовых станциях при необходимости также проектируют пути для приема и отправления транзитныхпоездов, сортировочно-отправочные парки и выставочные пути.
10.11. Железнодорожные узлы, предусматриваемые в пунктах примыкания и пересечения новой линии с существующей, следует проектировать с одной объединенной станцией для обслуживания существующей и вновь строящейся линии. Проектирование в таких узлах двух и более раздельных станций допускается при соответствующем обосновании.
10.12. Развязки подходов существующих и намечаемых к строительству главных и соединительных путей, как правило, следует проектировать по направлениям движения с пересечениями в одном (с устройством при необходимости шлюзов) или в разных уровнях. При соответствующем обосновании допускается проектировать развязки по роду движения или по линиям.
Очередность сооружения отдельных путепроводных развязок устанавливается проектом в зависимости от размеров и характера движения поездов.
10.13. В крупных железнодорожных узлах следует предусматривать возможность пропуска транзитных грузовых поездов и угловых потоков без захода на загруженные станции, для чего в необходимых случаях надлежит проектировать железнодорожные обходы или угловые соединительные пути, которые, как правило, должны иметь длину (включая и путевое развитие на постах примыкания), обеспечивающую возможность установки поезда наибольшей длины без закрытия движения по соединяемым направлениям.
10.14. Новые пассажирские технические станции, парки резервного подвижного состава, пути, сооружения и устройства (перевалочные базы, крупные склады и т. п.), не имеющие прямой связи с обслуживанием населения города, должны размещатьсяза пределами селитебной территории. Развитие (расширение) существующих станций в пределах селитебной территории городов допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании и при условии подтверждения расчетами непревышения допустимого уровня шума.
10.15. Полезную длину приемоотправочных путей для грузового движения следуетустанавливать в соответствии с требованиями, приведенными в п. 3.7, с учетом унификации полезной длины путей на связанных направлениях и минимальное значение принимать равным 850 и 1050 м, а для части станционных путей при технико-экономическом обосновании - 5700 и 2100 м.
Для организации постоянного обращения соединенных поездов, на раздельных пунктах, где эти поезда объединяют и разъединяют, либо они останавливаются для скрещения, обгона или технического обслуживания вагонов, полезную длину части станционных путей следует принимать равной длине соединенных поездов, обращающихся на примыкающих к станции линиях. В зависимости от местных условий допускается для объединения и разъединения соединенных поездов проектировать параллельно главным путям дополнительные входные и выходные пути необходимой длины.
Полезная длина приемоотправочных путей на подъездных путях, а также путей для составов, передаваемых на грузовые станции (районы) и промышленные предприятия маневровым порядком, устанавливается проектом и должна соответствовать требованиям отправительской и технической маршрутизации.
10.16. При удлинении приемоотправочных путей на отдельных участках и направлениях железнодорожных линий станции, разъезды и обгонные пункты, на которых пути подлежат удлинению в первую очередь, а также число удлиняемых путей на каждом раздельном пункте должны устанавливаться проектом в зависимости от размера и характера движения поездов на расчетные сроки.
10.17. Полезную длину путей, специализируемых для пропуска, приема и отстоя пассажирских поездов, следует устанавливать в соответствии с наибольшей длиной поездов, намечаемой для данной железнодорожной линии на десятый год эксплуатации. При этом для новых станций сквозного типа (на линиях с большим пассажирским движением) следует предусматривать возможность увеличения длины приемоотправочных путей для размещения пассажирских платформ длиной до 1000 м, если эго обосновывается технико-экономическими расчетами на ближайшую перспективу.
Для организации постоянного обращения сдвоенных пассажирских поездов следует предусматривать на конечных станциях, как минимум, по одной пассажирской платформе необходимой длины (для размещения 32-40 вагонов). При невозможности удлинения пассажирских платформ посадка и высадка пассажиров в состав может предусматриваться на путях обычной длины, а соединение и разъединение сдвоенных поездов - на дополнительных входных и выходных путях необходимой длины, укладываемых параллельно главным путям, или на путях ближайшей станции.
10.18. Полезную длину сортировочных путей на сортировочных и участковых станциях следует устанавливать в зависимости от длины приемоотправочных путей, технологического процесса работы станции, суточного количества перерабатываемых загонов и характера вагонопотоков обслуживаемых предприятий. Полезная длина сортировочного пути должна соответствовать длине формируемого поезда (в трудных условиях - половины поезда) или группы загонов, увеличенной не менее чем на 10 %, при накоплении вагонов на целый состав - не менее длины приемоотправочных путей.
10.19. Полезную длину вытяжных путей на сортировочных, участковых, грузовых и пассажирских технических станциях следует устанавливать из расчета размещения на них поезда полной длины. На сортировочных и участковых станциях в трудных условиях полезная длина вытяжных путей должна быть не менее половины длины поезда. На промежуточных станциях на I очередь строительства полезную длину вытяжных путей допускается проектировать равной 200 м.
Полезная длина предохранительных тупиков должна быть не менее 50 м, а улавливающих тупиков определяется расчетом.
10.20. Число приемоотправочных путей (без главного) на разъездах, обгонных пунктах и промежуточных станциях следует устанавливать в зависимости от характера и размеров движения поездов в соответствии с принятой схемой раздельного пункта и должно быть не менее указанного в табл. 15.
При организации на одном из путей трехпутной линии двустороннего движения поездов в условиях пакетного графика число приемоотправочных путей на промежуточных станциях следует увеличивать на 1-2 пути Число дополнительных приемоотправочных путей, предусматриваемое в случаях примыкания подъездных путей и наличии большой местном работы, устанавливается расчетом.
Число приемоотправочных путей на раздельных пунктах при полосно-интервальном графике движения на однопутных линиях следует определять в проекте.
Таблица 15
Примечание: На предузловых раздельных пунктах допускается увеличивать число приемоотправочных путей на один путь.
10.21. На участковых и сортировочных станциях число путей в парках надлежит принимать по табл. 16-18.
В объединенном приемоотправочном парке, в парках приема или отправления потребное число путей определяется при суммарном расчетном числе четных и нечетных грузовых поездов, а при специализации путей по направлениям движения или подходам - отдельно для каждого направления или подхода. На станциях, принимающих поезда с затяжного спуска, потребное число приемоотправочных путей увеличивается на один путь.
10.22. Число путей в приемоотправочных парках для грузового движения на участковых станциях при отсутствии смены локомотивов у транзитных поездов должно соответствовать табл. 16, а при смене локомотивов - табл. 18. Однако, если смены локомотивов требуют менее 24 поездов в сутки, следует пользоваться табл. 16 с увеличением числа путей на 1 путь.
На участковых станциях поперечного типа при размерах движения 18 пар и более поездов в сутки со сменой локомотивов следует проектировать ходовой путь. На участковых станциях поперечного типа двухпутных железнодорожных линий при количестве сменяемых поездных локомотивов более 38 в обоснованных случаях допускается укладка двух ходовых путей.
Таблица 16
Примечания: 1. При размерах пассажирского движения на однопутных линиях более 5 поездов, а на двухпутных более 20 поездов в сутки число путей, установленное по табл. 16, следует увеличивать на один.
2. Если к станции примыкает более одной линии I-III категорий, то потребное число путей увеличивается на число дополнительных подходов.
3. Необходимость отступления от числа путей, указанного в табл. 16, надлежит обосновывать технико-экономическими расчетами.
Таблица 17
Расчетное число грузовых поездов (с учетом угловых и других передач) | Число путей (без ходовых и вытяжных) в парках приема сортировочных станций при загрузке горки до | ||
сутки | 70 % | 85 % | 95 % |
До 36 | |||
37-48 | 3-4 | 4-5 | 4-5 |
49-60 | 4-5 | 5-6 | 5-6 |
61-72 | 6-7 | ||
73-34 | 5-6 | 6-7 | 7-8 |
85-96 | 6-7 | 7-8 | 8-9 |
97-108 | 8-9 | 9-10 | |
109-120 | 7-9 | 9-10 | 10-11 |
121-132 | 8-9 | 10-11 | 11-12 |
Примечания: 1. При суммарных размерах пассажирского движения на примыкающих линия более 25 поездов в сутки число путей, принятое по табл. 17, следует увеличивать на один.
2. Если к парку приема примыкает более одной линии I-III категорий, то потребное число путей надлежит увеличивать на число дополнительных подходов.
3. Необходимость отступления от числа путей, указанного в табл. 17, следует обосновывать технико-экономическими расчетами.
Таблица 18
Расчетное число грузовых поездов в сутки | Число путей (без ходовых и вытяжных) в парках отправления или транзитных сортировочных станций, в приемоотправочных парках участковых станций при смене локомотивов и их резерве в размере | ||
5 % | 15 % | 25 % | |
До 36 | 5-7 | 4-5 | 4-5 |
37-48 | 7-8 | 5-6 | |
49-60 | 8-9 | 6-7 | 5-6 |
61-72 | 9-10 | 7-8 | 6-7 |
73-84 | 10-11 | 8-9 | 7-8 |
85-96 | 11-12 | 9-10 | 8-9 |
97-108 | 12-13 | 10-11 | 9-10 |
109-120 | 13-14 | 11-12 | |
121-132 | 14-15 | 12-13 | 10-11 |
133-144 | 15-17 | 11-12 | |
145-156 | 17-18 | 13-14 | 12-13 |
157-168 | 18-19 | 14-15 | 13-14 |
169-180 | 19-20 | 15-16 |
Примечания: 1. При суммарных размерах пассажирского движения на примыкающих со стороны прибытия к транзитному парку сортировочной станции либо к приемоотправочному парку участковой станции более 5 поездов в сутки в случае одного однопутного подхода, более 20 поездов в сутки в случае одного двухпутного подхода и более 25 поездов в сутки в случае двух и более подходов число путей, установленное по табл. 18, увеличивается на один.
2. Если расстояние между сортировочным и отправочным парками менее половины длины формируемых составов, то к установленному числу путей парка отправления добавляется требуемое число вытяжных путей.
3. Необходимость отступления от числа путей, указанного в табл. 18, следует обосновывать технико-экономическими расчетами.
10.23. Число сортировочных путей на участковых станциях надлежит устанавливать в зависимости от количества назначений по плану формирования поездов, суточного числа перерабатываемых вагонов, технологического процесса и местной работы станции с учетом выделения путей для вагонов с разрядными грузами, сжатыми и сжиженными газами.
10.24. На сортировочных станциях число путей в парках приема грузовых поездов, поступающих в расформирование, должно соответствовать табл. 17, а в парках отправления поездов своего формирования - табл. 18. При небольшом числе транзитных поездов без переработки и смене у них локомотивов они добавляются к расчетному числу поездов своего формирования и потабл. 18 определяется общее число путей для поездов своего формирования и транзитных без переработки. Если же транзитные поезда обрабатываются в отдельном транзитном парке или нет смены локомотивов, то число путей для таких поездов определяется соответственно по табл. 18 или 16. Для новых сортировочных станций резерв поездных локомотивов следует принимать 15 %.
Потребное число ходовых путей в парках сортировочных станций следует устанавливать в зависимости от схемы станции, принятой технологии и заданного объема работы.
10.25. Число сортировочных путей на сортировочных станциях следует устанавливатьв зависимости от количества назначений по плану формирования поездов (включая назначения порожних вагонов), суточного числа вагонов каждого назначения и технологии работы станции по формированию поездов. На каждое назначение плана формирования надлежит выделять, как правило, отдельный сортировочный путь, а для назначений с суточным вагонопотоком более 200 вагонов - два пути.
Дополнительно необходимо предусматривать не менее двух путей с уширенным междупутьем между ними, а также между ними и смежными путями для вагонов, поступающих в ремонт (с учетом переноса трудоемкого безотцепочного ремонта из отправочного парка), пути под выгрузку или погрузку, сортировку или перегруз, для вагонов углового потока (на двухсторонних станциях), для вагонов с разрядными грузами, сжатыми и сжиженными газами, для перестановки вагонов на время очистки станции от снега и других местных нужд. В зависимости от объема работы выделяются еще 1-3 пути для покрытия неравномерности вагонопотоков отдельных назначений, формирования соединенных поездов.
10.26. При организации параллельного роспуска составов на горках повышенной и большой мощности в сортировочном парке следует предусматривать два отсевных пути.
Число путей в сортировочно-отправочных парках сортировочных станций следует определять в проекте.
10.27. При техническом обслуживании соединенных поездов на длинных путях участковых и сортировочных станций без разъединения, потребное число путей в приемоотправочных парках определяется для заданного числа соединенных поездов по нормам табл. 16 или 18.
Если же соединенные поезда обслуживаются разъединенными, то число путей, полученное по нормам п. 10.21 для каждого заданного числа составов одинарной длимы, следует увеличивать на количество путей, указанное в табл. 19.
При выполнении операций по соединению и разъединению соединенных поездов на предузловой промежуточной станции число приемоотправочных путей на ней устанавливается проектом.
10.28. На станции примыкания подъездного пути, если ее путевое развитие недостаточно, следует проектировать в комплексе с промышленными предприятиями дополнительные пути, обеспечивающие переработку вагонопотоков предприятий с учетом перспективы их развития.
Таблица 19
Число дополнительных приемоотправочных путей для маршрутных и других поездов. поступающих на станцию примыкания с общей сети под погрузку или выгрузку на подъездных путях, надлежит принимать по табл. 20.
Таблица 20
Примечания: 1. При двух и более примыканиях подъездных путем количество путей следует увеличивать па один путь.
2. При обслуживании подъездного пути локомотивом ветвевладельца на станции следует предусматривать дополнительный ходовой путь.
На двухпутных линиях при примыкании подъездных путей с двух сторон станции дополнительные приемоотправочные пути проектируютсятакже с двух сторон станции; в обоснованных случаях допускается предусматривать строительство путепроводной развязки подъездного пути с главными путями в разных уровнях.
Полезная длина дополнительных приемоотправочных путей должна соответствовать стандартной величине, принятой на данном железнодорожном направлении, с удлинением, в случае необходимости, существующих путей станции.
10.29. На промежуточных, грузовых и участковых станциях для приема и отправления передаточных поездов в необходимых случаях (при невозможности укладки дополнительных приемоотправочных путей на станции, для организации приемо-сдаточных операций и др.) следует предусматривать выставочные пути (выставочные парки), число которых определяется в зависимости от вагонопотока и характера его переработки, числа примыканий подъездных путей и их плана и профиля из расчета одни путь на 6 пар поездов (передач), но не менее двух путей.
Полезная длина выставочных путей должна быть стандартной, установленной на данном железнодорожном направлении, или установлена по максимальной длине передаточного поезда, увеличенной на 10 %, но не менее 300 м.
10.30. На грузовых, участковых и сортировочных станциях, к которым примыкают подъездные пути, число дополнительных сортировочных путей для накопления вагонов по промышленным станциям, маневровым районам, обособленно расположенным грузовым фронтам следует принимать по одному пути на 50-100 вагонов каждого формируемого назначения подъездного пути.
При меньшем числе вагонов на назначение следует предусматривать неспециализированные сортировочные пути (пути со скользящей специализацией) из расчета один путь на каждые 25-50 вагонов в среднем в сутки.
При разветвленной сети грузовых фронтов на промышленных предприятиях надлежит принимать меньшее значение нормы съема вагонов с одного пути, но не менее 20 вагонов в сутки.
10.31. Полезную длину сортировочных путей следует принимать по длинемаксимальной многогруппной подачи, увеличенной на 10 %, но не менее 300 м и без сокращения полезных длин существующих сортировочных путей.
На грузовых станциях общего пользования число сортировочных путей для подборки вагонов по грузовым фронтам и погрузочно-выгрузочным пунктам следует устанавливать в зависимости от суточного объема местной работы и дробности вагонопотока; длина их должна быть не менее 300 м.
10.32. Расстояние между осями смежных путей на станциях, разъездах и обгонных пунктах в пределах прямых участков следует принимать по табл. 21. При расположении путей в кривых эти расстояния необходимо увеличивать согласно "Инструкции по применению габаритов приближения строений ГОСТ 9238-83".
Для пропуска поездов с негабаритными грузами на станциях смены локомотивов и на промежуточных станциях со стоянкой поездов для технических надобностей следует предусматривать не менее чем по одному пути в каждом направлении с расстоянием между осями смежных путей 5300 мм.
Таблица 21
Наименование путей | Расстояние между осями смежных путей на станциях, разъездах и обгонных пунктах, мм | |
нормальное | наименьшее | |
1. Главные пути при движении со скоростями: до 140 км/ч | ||
141-200 км/ч | Равно расстоянию между осями путей на прилегающих перегонах | |
2. Главный и смежные с ним пути при движении поездов со скоростями: до 140 км/ч | ||
141-200 км/ч | ||
3. Приемоотправочные пути и сортировочно-отправочные пути | 4800* | |
4. Второстепенные станционные пути: пути стоянки подвижного состава, пути грузовых дворов (кроме путей для перегрузки) и т. п. | ||
5. пути парков приема, отправления, где | Через один путь | |
предусматривается безотцепочный ремонт вагонов | 5600 и 5300 | 5600 и 5300 |
6. Пути для отцепочного ремонта | Через один путь | |
вагонов | 6000 и 7500 | 6000 и 7500 |
7. Вытяжной и смежный с ним путь |
* Если в ближайшие 10-15 лет предусматривается обращение подвижного состава габарита Т, это расстояние допускается применять только с разрешения министерства (ведомства) - заказчика.
Применения (к табл. 21): 1. Нормальные расстояния между осями смежных путей, приведенные в таблице, следует принимать при проектировании станций, разъездов и обгонных пунктов на новых линиях и при переустройстве существующих раздельных пунктов. Наименьшие расстояния допускается применять при соответствующем обосновании: для новых раздельных пунктов, располагаемых на существующих линиях в особо трудных условиях; для переустраиваемых существующих раздельных пунктов в трудных условиях; при проектировании раздельных пунктов на новых линиях, в виде исключения по согласованию с Министерством путей сообщения Российской Федерации.
2. Предельные столбики должны устанавливаться в том месте, где расстояние между осями сходящихся путей составляет 4100 мм.
3. На станциях через каждые 7-8путей должны предусматриваться уширенные не менее чем до 6500 мм междупутья, в которых следует размещать все устройства, препятствующие работе машин по текущему содержанию и ремонту пути (опоры, мачты, столбы и др.). На существующих станциях в необходимых случаях допускается установка опор, столбов и прожекторных мачт в междупутьях шириной менее 6500 мм. При этом расстояние между осями путей и краем столбов, опор, мачт следует принимать не менее 2450 мм. Расстояние от оси крайнего пути до края опор, столбов, мачт на перегонах и станциях должно быть не менее 3100 мм.
5. Расстояние между В трудных условиях с разрешения МПС России это расстояние допускается уменьшать до 2750 на перегонах и до 2450 на станциях.
4. Расстояние между осями смежных путей, предназначенных для перегрузки из вагона в вагон, должны определяться в каждом конкретном случае расчетом. осями путей для технического обслуживания или ремонта подвижного состава допускается увеличивать для свободного проезда используемых в технологическом процессе транспортных средств и механизмов.
6. При скоростях движения до 140 км/ч в трудных условиях на существующих станциях допускается сохранять расстояние между осями главных путей, равное расстоянию между осями путей на прилегающих перегонах с соблюдением требований безопасности работников во время прохода поезда.
10.33. Для обеспечения устойчивой работы станций зимой в районах с холодным климатом и со снегоприносом более 25 м 3 на пог. м пути в год необходимо предусматривать дополнительное техническое развитие.
В каждом парке станции к полученному по табл. 16-19 числу путей надо добавлять один путь для перестановки составов во время работы снегоочистительной техники.
Следует предусматривать повышенный (на 10-15 % сверх обычного) резерв перерабатывающей способности горок для обеспечения высоких темпов роспуска составов и предотвращения затруднений.
Конструкция горловин сортировочного парка должна обеспечивать эффективное использование скользящей специализации путей и осаживание вагонов со стороны горки с наименьшими перерывами в ее работе.
На станциях следует предусматривать специальные. пути для стоянки снегоуборочной техники, а также тупики для разгрузки снегоуборочных машин и снеговых поездов без выезда на перегон. Тупики для выгрузки снега рекомендуется располагать на насыпях. Число и длина выгрузочных тупиков, а также высота насыпей определяются из условия обеспечения складирования на прилегающих к ним площадках всего снега, вывозимого со станции в течение зимнего периода. Эти площадки должны иметь устройства для отвода талой воды в систему очистных сооружений. На разъездах и промежуточных станциях следует предусматривать тупики для стоянки снегоочистительной техники во время пропуска поездов.
Взаимное расположение путей и размещение технических устройств на станции не должно препятствовать механизированной уборке снега.
При необходимости сооружения через парки и отдельные пути станций переходов в разных уровнях, предпочтение следует отдавать закрытым пешеходным мостам и тоннелям.
В горловинах станционных парков должны сооружаться специальные помещения для кратковременного отдыха и обогрева работников станции (осмотрщиков и слесарей-ремонтников вагонов, электромехаников и монтеров устройств СЦБ, связи и пути, чистильщиков стрелок и др.).
10.34. В районах Северной строительно-климатическом зоны и 1 климатического района все сооружения и устройства станций, а также их техническое оснащение должны проектироваться в северном исполнении.
Для отстоя поездов и составов из-за неприема основными сортировочными станциями при затруднениях в работе в зимнее время следует предусматривать дополнительное путевое развитие предузловых станций.
10.35. На станциях следует предусматривать пути и другие необходимые обустройства для размещения восстановительных и пожарных поездов.