Кафедра «Железнодорожные станции и узлы»

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра «Железнодорожные станции и узлы»

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

«Схема сортировочной станции и проект сортировочной горки»

 

 

Выполнила:

 

Проверила:

 

 

Санкт-Петербург

2012г.

 

Содержание

 

	Введение………………………………………………………………………………
	Исходные данные…………………………………………………………………….
1.	Определение размеров работы станции…………………………………………….
2.	Выбор принципиальной схемы станции……………………………………………
3.	Определение путевого развития станции…………………………………………..
3.1	Парк приёма…………………………………………………………………………..
3.2	Надвижные, спускные и обходные пути……………………………………………
3.3	Сортировочный парк………………………………………………………………...
3.4	Вытяжные пути в конце сортировочного парка…………………………………...
3.5	Парк отправления…………………………………………………………………….
3.6	Приёмоотправочные парки для транзитных поездов……………………………...
4.	Рекомендации по масштабной укладке схемы станции…………………………...
5.	Проектирование плана головы сортировочного парка……………………………
5.1	Определение высоты горки и проектирование продольного профиля спускной части горки……………………………………………………………………………
5.2	Определение перерабатывающей способности горки……………………………..
	Список литературы………………………………………………………………......

 

 

 

 

Введение

Сортировочные станции предназначены для массового расформирования и формирования грузовых поездов в соот­ветствии с планом формирования поездов. Здесь перераба­тываются транзитные и местные вагонопотоки и формиру­ются сквозные, участковые, сборные, вывозные и передаточ­ные поезда. Кроме того, на сортировочных станциях произ­водится: техническое обслуживание и коммерческий осмотр составов транзитных грузовых поездов и поездов своего фор­мирования; отцепочный ремонт вагонов; техническое обслу­живание, экипировка и ремонт локомотивов; смена локомо­тивов и локомотивных бригад; обслуживание подъездных путей. На ряде станций организуется сортировка мелких от­правок и контейнеров, снабжение водой поездов с живностью и др.

Для выполнения операций с поездами на сортировочных станциях предусматривают парки приема поездов, поступа­ющих в переработку, парки отправления сформированных поездов, а также отдельные пути или парки для приема и отправления транзитных поездов. Для выполнения сортиро­вочной работы сооружают сортировочные парки, сортировочные горки и вытяжные пути. Парки приема, сортировки и отправления совместно с сортировочной горкой и вытяжными путями образуют сортировочную систему.

На станциях сооружаются также технические и служеб­ные здания, устройства локомотивного и вагонного хозяйств, водоснабжения, пути, электроснабжения, СЦБ и связи, мате­риальные склады, при необходимости сортировочные плат­формы, площадки сортировки контейнеров. Для посадки и высадки работников станции, следующих на смену и обратно, обычно предусматриваются пассажирские остановочные пункты.

Сортировочные станции оборудуются электрической цен­трализацией стрелок и сигналов, устройствами механизиро­ванной очистки стрелок, телевизионными установками, систе­мами автоматизации работы горок и другими устройствами новейшей техники. Эти станции включаются в автоматизиро­ванную систему управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ), в рамках которой решаются задачи планирования поездообразования, обработки информации о поездах, под­счета показателей работы и др.

В зависимости от значения в работе сети железных дорог сортировочные станции делят на основные (или опорные), районные и вспомогательные. Основные станции обычно рас­полагаются в узлах, где пересекаются важнейшие магист­ральные линии, и служат главным образом для формирова­ния сквозных поездов дальних назначений. На этих станциях в одной системе перерабатывается 3—5 тыс. вагонов в сутки, а на отдельных станциях до 6,5—7,5 тыс. вагонов в сутки и более. Районные сортировочные станции перерабатывают вагонопотоки, зарождающиеся или погашаемые в узлах и на участках между этими и смежными с ними сортировочными станциями. На них формируются в основном участковые, сборные, передаточные и вывозные поезда и в некоторых слу­чаях—сквозные поезда. Вспомогательные сортировочные станции сооружают в узлах в помощь основным или район­ным станциям.

В зависимости от схемы взаимного расположения парков в сортировочной системе различают станции с последователь­ным, параллельным и комбинированным расположением парков.

По числу сортировочных систем станции могут быть одно­сторонними и двусторонними. На односторонних станциях ва­гоны четного и нечетного направлений перерабатываются в одной сортировочной системе, а на двусторонних для каж­дого направления имеется своя сортировочная система.

В зависимости от типа сортировочных устройств разли­чают станции горочные и безгорочные. Для сортировки ваго­нов первые оборудуются горками повышенной, большой, средней или малой мощности, а вторые — вытяжными путя­ми со стрелочными горловинами на уклоне или на площадке.

По расположению главных путей станции могут быть с объемлющим, односторонним и внутренним их расположением.

Сортировочные станции размещают в районах массовой погрузки и выгрузки грузов, а также в железнодорожных узлах со значительной корреспонденцией вагонопотоков ме­жду сходящимися линиями, где требуется переформирование большого числа поездов. В основу размещения и развития сортировочных станций на сети железных дорог положен принцип концентрации переработки вагонов на наиболее крупных станциях, оборудованных новейшими устройствами механизации и автоматизации сортировочного процесса.

 

Исходные данные

1. Схема подходов

Сортировочная станция с двумя подходами.

2. Размеры движения (с каждого подхода чет/нечет):

- N_пасс = 11 пар поездов в сутки

- N_гр(чёт) = 50 пар поездов в сутки

- N_гр(неч) = 52 пар поездов в сутки

3. Процент переработки: p_{пер(неч)} = 0,45 p_{пер(чёт)} = 0,50

4. Вес поезда 4000 т

5. Количество вагонов в составе: В_сост = 57 вагонов

6. Полезная длина путей: l_o = 1050 метров

7. Расположение главных путей: одностороннее

8. Расположение основных парков: последовательное

9. Число путей в СП: m_c = 28 путей

10. Горочный локомотив: ТЭМ-18

11. Расчётная температура воздуха:

- летняя 10^оС

- зимняя -15^оС

12. Скорость ветра:

- встречного 4,5 м/с

- попутного 5 м/с

13. Тип замедлителей:

- на спускной части КНП-5

- на сортировочных путях РНЗ-2

 

1. Определение размеров работы станции

Число транзитных поездов и вагонов, проходящих через станцию без переработки () и с переработкой (), а так же число местных передач и вагонов () определяются по каждому подходу из выражений:

; ; (1)

 

; ; . (2)

 

Суточный объём работы горки без учёта угловых вагонов определяется по формуле:

. (3)

 

Если полученная по формуле (3) величина превышает 6000 ваг., то станция должна проектироваться двусторонней, и тогда суммарный суточный объём работы горок будет равен:

 

, (4)

где число угловых вагонов, которое может приниматься в размере

.

Второй член формул (3) и (4) учитывает двойную переработку местных вагонов, а третий член формулы (4) – двойную переработку угловых вагонов на двусторонних станциях.

Приведённая работа станции вычисляется по формуле:

. (5)

Результаты расчёта сведены в таблицу 1.

 

Число поездов и вагонов проходящих через станцию

Таблица 1

Направление	Подходы	Поступает
Всего			В том числе
Поездов	Вагонов	Транзитный без переработки	Транзитный с переработкой	Местных
		Поездов	Вагонов	Поездов	Вагонов	Поездов	Вагонов
Чётное	А
	В
	Итого
Нечётное	Б
	Г
	Итого
Всего

 

Суточный объём работы горки без учёта угловых вагонов:

вагонов

вагонов, следовательно, проектируемая сортировочная станция является односторонней.

Приведённая работа станции:

 

вагонов.

 

Для последующих расчётов путевого развития станции по данным табл.1 рекомендуется выписать следующие размеры прибытия и отправления поездов:

ü поступающих в расформирование с нечётного направления для односторонних станций:

поездов; (6)

ü то же, с чётного направления:

поездов; (7)

ü своего формирования на нечётное направление:

поезда; (8)

ü то же на чётное направление:

поездов; (9)

ü транзитных поездов нечётного направления:

поезд;

ü то же, чётного направления:

поездов.

 

 

 

Парк приёма

Необходимое число путей в парках приема зависит от чис­ла подходов, расчетного интервала поступления перерабаты­ваемых поездов в парк, времени занятия пути одним поездом и расчетного интервала вывода составов на горку .

Прежде всего по расчетным формулам определяются расчетные интервалы поступления перерабатываемых поездов с четного и не­четного направлений, а для односторонних станций, кро­ме того, общий расчетный интервал поступления поездов в переработку .

Величина коэффициентов съема может приниматься в размере 1,3—1,5, а минимальный интервал попутного следо­вания поездов 8—10 мин.

Расчётные интервалы поступления перерабатываемых поездов приведены в таблице 2

 

Полученное значение общего расчетного интервала поступления поездов в переработку (при проектировании односторонних станций) необходимо сопоставить с расчётным интервалом вывода составов на горку:

(10)

где время пропуска состава, мин;

=1020/16,7*5 =12,22 (мин), (11)

=12,22+3 = 15,22 (мин)

здесь длина состава, м;

скорость роспуска состава; 5 км/ч;

L_c = 15*68 = 1020 (м) (12)

средний интервал между роспусками составов, мин. При одном горочном

локомотиве будет равен сум­ме времени заезда за составом ,

надвига его на горку , среднего времени на окончание формирова­ния

осаживание вагонов с горки приходящихся на один состав. При

двух горочных локомоти­вах и может приниматься 3—6

мин. Принимаю 3 мин.

Если для односторонней станции , то число путей для приема поездов определяется отдельно в каждом направлении по формулам:

 

ü для четного направления

; (13)

ü для нечетного направления

, (14)

в которых время занятия пути парка приема одним поездом, мин;

, (15)

где время занятия пути при приеме поезда, мин;

продолжительность операций в парке приема по тех­нологическому

процессу; 15 мин;

среднее время ожидания подачи составов на горку, мин;

время вывода состава на горку до момента прохода за маршрутный

сигнал с данного пути, мин.

 

Значения и можно подсчитать согласно расчетной схеме (рис. 1) по формулам:

Рис. 1. Расчетная схема для определения времени на прием поезда и вывод состава на горку

 

 

(16)

(17)

 

В этих формулах время на приготовление маршрута и открытие сигнала; при

маршрутно-релейной централизации 0,15 мин;

длины блок-участков, принимаемые в размере 1000 м;

расстояние от входного сигнала до первого стрелочного

перевода; при электрической тяге можно прини­мать

равным 300 м,

длины соответственно входной и вы­ходной горловин парка

приема, кото­рые можно принимать по 400 м;

норма полезной длины путей, прини­маемая по заданию, м;

длина пути надвига; 200 м;

ходовая скорость поезда; 60 км/ч;

средняя скорость поезда при приеме; 35 км/ч;

скорость надвига состава на горку; 15 км/ч;

скорость роспуска состава; 5 км/ч.

 

Величину можно определить методами теории массового обслуживания по формуле:

, (18)

где коэффициент загрузки горки;

 

; (19)

 

количество составов (с учетом местных и угловых передач),

расформированных с горки за сутки;

коэффициент вариации горочного интервала; 0,25;

коэффициент, учитывающий повторную сортировку некоторой части

вагонов из-за недостатка в перио­ды сгущенного поступления составов

числа и длины сортировочных путей. Можно принимать 1,05;

коэффициент, учитывающий возможные перерывы в работе горки из-за

враждебности маршрутов. При расположении транзитных парков

параллельно пар­ку отправления для двусторонних станций и

односторонних станций с петлевым подходом к парку приема

0,95.

время занятия горки в течение суток выполнением постоянных

операций, которое можно принимать равным 120 мин.

 

Определение (расчётным путём) количества путей в парке прибытия:

На двусторонней станции общее число путей в парках приема четной и нечетной сортировочных систем определяется из выражений

(20)

где число ходовых путей, принимаемое = 2.

 

Интервал вывода состава на горку и сравнение с общим расчётным средневзвешенным интервалом поступления поездов в переработку

 

 

Определение (расчётным путём) количества путей в парке прибытия:

мин

 

принимаем 2 пути;

принимаем 2 пути.

 

Определение (по СНиПу) количества путей в парке прибытия:

 

По СниП П-39-76 и Инструкции ВСН-56-78 при:

при поездов/сутки пути

 

 

при поездов/сутки пути

 

Общее число путей в парке приёма:

 

путей

 

 

Сортировочный парк

Число сортировочных путей устанавливается в зависимо­сти от числа назначений по плану формирования поездов, су­точного количества вагонов каждого назначения с учетом дли­ны и рода формируемых поездов (одногруппные, многогруппные, сборные). Если на назначение приходится более 200 ва­гонов в сутки, то для него необходимо выделять два сорти­ровочных пути. Число путей для накопления вагонов по на­значениям плана формирования в проекте задается препода­вателем. Помимо этих путей, необходимо предусмотреть вспо­могательные пути по одному для вагонов, требующих отцепочного ремонта, порожних, с разрядными грузами, сжатыми и сжиженными газами, с негабаритными грузами, для пере­становки составов во время ремонта и очистки путей от снега. Кроме того, следует предусмотреть 2—4 пути для местных вагонов, сортировки и перегруза.

Полезная длина сортировочных путей для накопления и формирования составов одногруппных поездов, а также для соединения составов групповых поездов должна соответствовать длине этих поездов, увеличенной не менее чем на 10 %. В курсовом проекте длину вспомогательных путей можно принимать в размере 300-500 м.

Парк отправления

Число путей в парке отправления зависит от времени за­нятия пути одним поездом и интервала ввода сформиро­ванных поездов и определяется отдельно для четного и нечетного направлений по формулам:

; . (24)

Величина определяется по формуле:

, (25)

где продолжительность операций в парке отправления по технологическому

процессу; 30мин;

 

время ожидания отправления, мин; при закреплении секций парка

отправления за определенными на­правлениями ; принимаю 15 мин;

время занятия пути при отправлении поезда, мин;

, (26)

 

где средняя скорость поезда при отправлении; 35 км/ч.

Расчетный интервал ввода сформированных составов в парк отправления на двусторонних станциях считается от­дельно для каждой системы по формулам:

; , (27)

где общее число расформировываемых с горки со­ставов;

число формируемых поездов данного направ­ления.

Подсчитанные значения и должны быть сопоставлены с данными прил.1 [1]. Окончательное число путей в проекте следует принять по результатам сопоставления, но не менее данных прил.1 [1].

Общее число путей в парке отправления:

= + + + (28)

число ходовых путей для пропуска поездных локо­мотивов; .

Время занятия пути при отправлении поезда:

мин

мин.

Расчётный интервал ввода сформированных составов в парк отправления:

мин; мин.

 

Число путей в парке отправления (расчёт):

пути; пути.

Количество путей в парке отправления в чётном направлении по приложению 1 методических указаний составляет 5 путей, в нечётном направлении составляет 4 пути. Количество путей принимается по большему значению, итого окончательно принято путей в чётном направлении 5 путей, в нечётном 4 пути. С учётом ходовых и вытяжных путей:

= 5+4+2+1=12 путей

Рекомендации по масштабной укладке схемы станции

Схема сортировочной станции вычерчивается в осях путей в масштабах: продольном 1:5000 и поперечном 1:2000. Со­оружения локомотивного и вагонного хозяйств, а также ремонтно-эксплуатационных подразделений служб пути, сигна­лизации и связи и других можно показывать в «рыбках».

Предварительно составляется немасштабная схема всей станции или отдельных парков в путях. При этом можно ис­пользовать схемы горловин парков, приведенные в прил. 2—8 [1].

При последовательном расположении парков приема и сортировки их продольные оси следует проектировать на од­ной прямой.

Длина участка надвига от предельного столбика послед­него стрелочного перевода предгорочной горловины до вер­шины горки должна быть, как правило, 150 м.

При последовательном расположении сортировочного и отправочного парков расстояние между их крайними стрелка­ми на вытяжных путях целесообразно принимать 400—500 м в целях обеспечения возможности увеличения в дальнейшем числа и длины парковых путей.

Участки путей от горловин приемных и отправочных пар­ков до места примыкания к главным путям рекомендуется проектировать прямыми на длину 200—400 м.

После вычерчивания схемы станции на ней необходимо нанести основные здания и сооружения: посты дежурных по станции и по отправлению, горочный, ПТО, помещения для обогрева вагонников и др., а так же указать наименование подходов и парков станции, междупутные расстояния, номера путей и стрелочных переводов.

 

5. Проектирование плана головы сортировочного парка

 

Основные требования к плану горочной горловины (головы) сортировочного парка сводятся к обеспечению:

· наименьшей расчётной длины;

· одинаковой (по возможности) удельной работы сил

сопротивлений при скатывании вагонов на любой путь;

· возможности размещения на прямых участках пути тормозных позиций и увеличения в перспективе количества путей в сортировочном парке.

Соблюдение указанных основных требований обеспечивает высокую перерабатывающую способность и безопасность роспуска, а также минимальные затраты на строительство и эксплуатацию за счёт меньшей проектной высоты горки и потребной мощности тормозных средств.

Выполнение первого требования достигается укладкой компактных стрелочных переводов марки 1/6 и глухих пересечений марки 2/6; устройством кривых сразу за хвостом крестовины; применением радиусов кривых 200м с допустимым уменьшением их за крестовинами последних переводов до 180м; укладкой минимально допустимых вставок между стрелочными переводами.

Выполнение второго требования обеспечивается объединением путей сортировочного парка в пучки от 3 до 8 путей в каждом. Расстояние между осями путей в подгорочном парке принимается 5,3м, между пучками – 6,5м. С крайних 2-4 путей внешних пучков предусматривают выход в обход горки.

Для установки замедлителей на спускной части горки выделяются прямые участки, длина которых зависит от типа и числа замедлителей. В курсовом проекте на спускной части горки используются замедлители типа ВЗПГ-5, на сортировочных путях – РНЗ-3. Перед тормозными позициями предусматриваются прямые участки для размещения контррельсов, после ТП – для укладки направляющих башмаков, предохраняющих вагоны от схода с рельсов.

Точность масштабной укладки головы сортировочного парка проверяется расчетом координат центров переводов и вершин углов поворота, который выполняется для двух крайних путей.

 

(31)

(32)

Для каждой кривой необходимо подсчитать их элементы и составить таблицу кривых по формулам

; (33)

(34)

Углы поворота последних на каждом пути кривых определяются как алгебраическая сумма всех предыдущих углов поворота на стрелках и кривых, считая от начала координат. Для каждой из этих кривых необходимо проверить соблюдение условия

(35)

где

l – расстояние от центра последнего стрелочного перевода до вершины угла поворота на пути, м;

b - расстояние от центра стрелочного перевода до корня крестовины, b = 10,56м;

T - тангенс кривой.

 

Таблица для расчёта координат основных точек плана (верхний крайний путь)

									Таблица 3
Номер точки	Наименование точки	Расстояние между точками	Угол поворота альфа, град	Угол поворота к базису бета, град	sin бета	cos бета	Приращение координат	Координаты
дельта х	дельта у	хn	yn
		16,12		9,4625	0,164402	0,986393	15,9	2,65
	ЦСП		-4,73125						15,9	2,65
		41,92		4,73125	0,082482	0,996593	41,78	3,46
	ВУ								57,68	6,11
		13,96		8,73125	0,1518	0,988411	13,8	2,12
	ЦСП		4,73125						71,48	8,23
		17,54		13,4625	0,232809	0,972523	17,06	4,08
	ВУ								88,54	12,31
		60,66		17,4625	0,300082	0,953914	57,86	18,2
	ЦСП		4,73125						146,4	30,51
		15,8		22,19375	0,37774	0,925912	14,63	5,97
	ВУ								161,03	36,48
		15,8		25,19375	0,425681	0,904873	14,3	6,73
	ЦСП		-4,73125						175,33	43,21
		19,22		20,4625	0,349594	0,936901	18,01	6,72
	ЦСП		4,73125						193,34	49,93
		57,39		25,19375	0,425681	0,904873	51,93	24,43
	ВУ								245,27	74,85

 

Таблица для расчёта координат основных точек плана (нижний крайний путь)

									Таблица 4
Наименование точки	Расстояние между точками	Угол поворота альфа, град	Угол поворота к базису бета, град	sin бета	cos бета	Приращение координат	Координаты
дельта х	дельта у	хn	yn
	16,12		9,4625	0,164402	0,986393	15,9	2,65
ЦСП		-4,73125						15,9	2,65
	41,92		4,73125	0,082482	0,996593	41,78	3,46
ВУ								57,68	6,11
	13,96		8,73125	0,1518	0,988411	13,8	2,12
ЦСП		-4,73125						71,48	8,23
	77,42			0,069756	0,997564	77,23	5,4
ЦСП		-4,73125						148,71	13,63
	23,85		-0,73125	-0,01276	0,999919	23,85	-0,3
ЦСП		-4,73125						172,56	13,33
	14,05		-5,4625	-0,09519	0,995459	13,99	-1,34
ВУ		-1,5						186,55	11,99
	10,47		-6,9625	-0,12122	0,992626	10,39	-1,27
ЦСП		-4,73125						196,94	10,72
	34,37		-11,6938	-0,20268	0,979245	33,66	-6,97
ВУ								230,6	3,75

 

 

5.1 Определение высоты горки и проектирование продольного профиля спускной части горки

 

 

Различают расчётную H_p и конструктивную H_k высоту сортировочной горки.

Расчётная высота определяется из условия докатывания бегуна расчётной весовой категории до расчётной точки при неблагоприятных условиях по формуле:

 

H_p = 1.75 (h_w0 + h_wс.в + h_wс + h_wк) + h_wсн - h_v0, (36)

 

где 1,75 – мера отклонения расчётного значения суммы в скобках от её среднего значения;

h_w0, h_wс.в, h_wс, h_wк – средние значения потерянной энергетической высоты на преодоление сопротивлений движению соответственно основного, воздушной среды и ветра, стрелок и кривых на участке от вершины горки (ВГ) до расчётной точки (РТ), м;

h_wсн – потерянная энергетическая высота на преодоление сопротивления от снега и инея в стрелочной зоне и на подгорочных путях, м;

h_v0 – энергетическая высота, соответствующая расчётной скорости роспуска.

 

Величина h_w0 зависит от весовой категории вагонов, от типа бегуна и условий скатывания и определяется