КОМПЛЕКСНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫСОТЫ И ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ СПУСКНОЙ ЧАСТИ ГОРКИ

За расчетный трудный сортировочный путь принимается тот путь, на который по маршруту скатывания суммарная удельная работа всех сил сопротивления движению имеет наибольшее значение.

Высота сортировочной горки (рис. 5.1) в пределах расчетной длины в общем виде может быть определена как сумма трех про­фильных высот расчетных участков: головного участка (между вершиной горки и началом I ТП) h_1,среднего участка (между на­чалом I ТП и началом пучковой ТП) h_2,нижнего участка (между началом пучковой ТП и РТ) h₃.

Для сортировочных горок с одной тормозной позицией на спускной части высота горки определяется суммой профильных высот двух участков: головного h₁ и нижнего h₃.

Профильная высота головного участка горки h₁ (рис. 5.2, 5.3) должна определяться с учетом наиболее полного использования допускаемой скорости входа v_вх расчетного бегуна ОХ на замедли­тели I ТП при благоприятных условиях скатывания. В этом случае

где v_о — наибольшая начальная скорость скатывания ОХ (принимается 2,5 м/с);

Параметры профиля головного участка и участка I ТП (по­ложение вершины горки, длина и крутизна элементов) устанав­ливаются итерационными расчетами по условию обеспечения максимальных и по возможности равных значений расчетной скорости роспуска (но не менее указанной в табл. 4.6) для

разделительных элементов этих участков.

По требованию заказчика этот норматив может быть увеличен.

Для установления искомых параметров профиля варьируют положение вершины горки (ВГ) относительно плана горочной горловины L₀ и точки перелома профиля (см. точку А на рис. 5.2). Продольный профиль определяют для каждого варианта

шах конструкции головного участка, а значения v_op —для разде­лительных элементов этого участка. Крутизну элементов рас­считывают с учетом технических и технологических ограниче­ний, указанных в пп. 4.13 и 5.1.

Расчет v_op выполняется по условию обеспечения на каж­дом разделительном элементе достаточного интервала между расчетными бегунами, скатывающимися в расчетном сочетании (ОП-ОХ для ГБМ; ОП-Х для ГСМ) при неблагоприятных усло­виях скатывания.

Необходимость отступления в проекте от установленных парамет­ров профиля головного участка должна быть обоснована. Подобное отступление (увеличение длины этого участка) может потребоваться при установке путевых (напольных) устройств систем горочной авто­матики и телемеханики существующих конструкций. Тогда положение вершины горки и минимальная длина головного участка 1I будут опре­деляться условиями установки в путь указанных устройств, выбирае­мых в соответствии с настоящими Правилами и нормами или требова­ниями заказчика.

Вариантные значения профильной высоты среднего участка h₂ могут быть получены варьированием крутизны промежуточ­ного элемента (от конца IТП до начала пучковой тормозной позиции) в пределах Минимальная крутизна

промежуточного элемента принимается в соответствии с п.4.13, а значение /_Tj определяется при расчете профиля голов­ного участка.Начальное из числа возможных значение профильной высоты среднего участка h_2н (см. рис. 5.1) определяется при мини­мальной крутизне промежуточного элемента . Профильная высота нижнего участка спускной части горки h₃ определяется

главным образом конструкцией плана горочной горловины и принятой крутизной элементов этого участка.

Сумма профильных высот расчетных участков h₁ h₂ и h₃

представляет собой один из возможных вариантов значений расчетной высоты сортировочной горки (см. рис. 5.1), м,

При отсутствии программ имитационного моделирования конструктивные и технологические расчеты по проверке качест­ва запроектированного профиля спускной части горки выпол­няют анализом кривых скорости и времени скатывания очень плохого и очень хорошего бегунов при неблагоприятных и бла­гоприятных условиях скатывания.

Расчетная высота сортировочной горки по условию докаты­вания расчетного бегуна до РТ, м эн. в.,

где 1,75 — коэффициент отклонения расчетного значения суммы (h_0CH + h_CK + h_ce) от ее среднего значения;

— средние значения потери удельной энергии при преодолении сопротивлений движению (основного, от стре­лок и кривых, воздушной среды и ветра), м эн. в.;

h_CH — потеря удельной энергии при преодолении сопротив­ления снега и инея, м эн. в.;

h_o — удельная энергия , соответствующая ус­тановленной скорости роспуска V_ор, м эн. в.

Расчетная высота горки Н_р определяется с учетом метеоро­логических данных, соответствующих расчетному месяцу не­благоприятных условий работы;

Значение h_CK определяется как сумма потерь удельной энер­гии при преодолении сопротивления движению от стрелок и кривых на отдельных расчетных участках горки

Определяют h_CKi по формуле (4.14) при средней скорости

скатывания, принимаемой для соответствующего участка по табл. 4.7.

При проектировании горок в районе со сложными метеоро­логическими условиями (сильными и постоянными ветрами преимущественно одного направления) выполняют расчет высо­ты горки по условию докатывания расчетного бегуна до РТ:

Где — среднее квадратичное отклонение величины об­щей потери удельной энергии при преодолении сопротивлений движению (основного, стрелок и кривых, воздушной среды и ветра), м эн. в.:

i-ro расчетного участка, кгс/тс;

li- —длина i-ro расчетного участка, м.

Расчет . выполняется с использованием распределения

вероятностей (повторяемости) скорости ветра в каждом румбе:

Расчет выполняется по формуле (4.2), причем значения учитываются только в румбах направлений ветра,

встречных направлению скатывания. За искомую расчетную вы­соту горки по условию докатывания вагонов Н_р принимается большее значение из рассчитанных по формулам (5.3) и (5.5). Возможные варианты расчетной высоты горки Н_к должны со­ответствовать условию Н_к > Н_р.

сли высота горки Н_к, полученная при начальном значении профильной высоты среднего участка h₂ (см. п. 5.1), меньше расчетной высоты по условию докатывания Нр , то необходимо

установить минимальную профильную высоту среднего участка по условию Н_к = Н_р.

Профильная высота

Полученный продольный профиль спускной части горки проверяют по условиям реализации установленной скорости роспуска. При соблюдении указанных условий продольный профиль принимается в качестве искомого. Если указанные условия не соблюдаются, то их обеспечение может быть достигну­то в результате:

увеличения профильной высоты h₂ и соответственно высоты горки;

повышения мощности парковой тормозной позиции;

оборудования сортировочных путей дополнительной (вто­рой) парковой тормозной позицией или применения других кон­структивных и технологических решений.

Вариантные значения профильной высоты среднего участка и следовательно, расчетных значений высоты гор­ки Н_к образуются за счет увеличения крутизны промежуточно­го элемента профиля (см. рис. 5.1) в пределах

Если расчетная высота горки Н_к установленная при на­чальном значении профильной высоты среднего участка h_2н больше расчетной по условию докатывания Н_р и при этом зна­чении Н_к соблюдаются условия реализации установленной скорости роспуска с избыточными резервами интервалов между расчетными бегунами на разделительных элементах, то могут рассматриваться варианты высоты и профиля, образуемые при уменьшении h₂ с учетом ограничения Вари­антные значения профильной высоты среднего участка бразуются за счет уменьшения крутизны участка I ТП (см. рис. 5.1) при /_т| > 12%о.

Дополнительные варианты высоты и профиля горки могут образовываться также за счет уменьшения профильной высоты головного участка h₁ При этом необходимо соблюдать условия

п. 4,9. Уменьшение h₁ приводит к изменению оптимизируемых параметров профиля головного участка и снижению расчетной скорости роспуска V_ор^мах определенной для разделительных элементов головного участка.

Получаемые варианты конструкции горки (высоты и соот­ветствующего ей продольного профиля) должны сравниваться в проекте на основании технико-экономических расчетов.

5.2. Высота и продольный профиль горки малой мощности должны обеспечивать пробег вагонов расчетной весовой катего­рии до РТ и соблюдение необходимых интервалов между отце­пами на разделительных элементах при установленной в п. 4.9 скорости роспуска. Положение РТ выбирается в соответствии с п. 5.1. При расчете горки, предназначенной для сортировки по­рожних вагонов (на станциях подготовки вагонов под погрузку и предналивных), расчетная точка принимается на расстоянии 100 м от выходного конца парковой тормозной позиции или от башмакосбрасывателя.

Расчетная высота горки малой мощности с тормозной пози­цией на спускной части по условию докатывания вагонов до РТ определяется в соответствии с изложенной методикой по фор­муле (5.3) с коэффициентом отклонения 1,5. В районах с особо сложными климатическими условиями расчет высоты горки ма­лой мощности по условию докатывания производится по фор­муле (5.5).

Продольный профиль горки малой мощности с тормозной позицией на спускной части представляется двумя профильны­ми высотами h₁ и h₃ расчетных участков (см. рис. 5.1). Грани­цы расчетных профильных участков устанавливаются в соответствии с п. 5.1.

Профильная высота нижнего участка h₃ определяется в со­ответствии с п. 5.1., а минимальная высота головного участка

Полученный продольный профиль проверяется на его соответ­ствие условиям, установленным в п. 4.9, при соблюдении которых он принимается в качестве искомого. Если указанные условия не соблюдаются, то их обеспечение может быть достигнуто измене­нием крутизны элементов головного участка горки и участка тор­мозной позиции с соблюдением требований п. 4.13. Если для обес­печения расчетной высоты горки или выполнения условий п. 4.9 потребуется устройство II ТП на спускной части горки, то расчет горки выполняют в соответствии с п. 5.1.

Горки малой мощности с единственной тормозной позицией (только на сортировочных путях), кроме указанных требований, рассчитываются также по условию технологического ограничения

скорости входа v_вх на эту тормозную позицию вагонов тяжелой

весовой категории при скатывании их в благоприятных условиях. Максимальная по этому условию профильная высота между вер­шиной горки и началом тормозной позиции должна определяться для расчетного легкого маршрута, м эн. в.,

где v₀ — установленная для ГММ скорость роспуска,

v₀ = 0.8 м/с;

h_OCHih_CK — средние значения потери удельной энергии ваго­нами тяжелой весовой категории на участке от вершины горки до начала тормозной позиции при преодолении сопротивлений (основного, от стрелок и кривых), м эн. в.

Скорость входа вагонов на парковую тормозную позицию при­нимается:

при механизированной тормозной позиции и ручном дистан­ционном управлении замедлителями — 4,5 м/с;

при торможении вагонов ручными тормозными башмаками — 3,5 м/с.

Максимальная конструктивная высота горки с учетом уста­новленного значения h_v м эн. в.,

где l_тп,l_сп — длины участков тормозной позиции и сортиро­вочного пути до РТ, м;

горки по условию пробега вагонов расчетной весовой категории до РТ равна

Среднее значение потери удельной энергии при преодолении основного сопротивления движению h_OCH определяется по фор­муле (4.9) при среднем значении , принимаемом для вагонов

расчетной весовой категории по табл. 4.1.

Среднее значение потери удельной энергии при преодолений

сопротивления от стрелок и кривых h_CK определяется по формуле

(4.14 ) при средней скорости его движения на расчетных участках (см. табл. 4.7).

Среднее значение потери удельной энергии при преодолении сопротивления воздушной среды и ветра h_ce определяется по методике, изложенной в п. 4.12. Энергетическая высота h_o определяется при скорости рос­пуска v₀ = 0,8 м/с.

Если расчетная высота горки по условию пробега Н_р менее определенной по ограничению [см. формулу (5.11)] конструк­тивной высоты Н_к\Н_р <Н_К), то могут рассматриваться вари­анты конструкции продольного профиля, образуемые за счет увеличения высоты горки (не более чем до Н_к).

Если расчетная высота горки Н_р превышает конструктив­ную (Н_р > Н_к) или при высоте горки Н_к не соблюдается ус­ловие обеспечения достаточных интервалов между скатываю­щимися отцепами при установленной скорости роспуска, можно на немеханизированной горке механизировать тормозную пози­цию и повысить высоту горки или проектировать горку с тор­мозной позицией на спускной части.

Если и при механизации парковой тормозной позиции высота горки оказывается недостаточной, расчет и проектирование гор­ки выполняются в соответствии с п. 5.2.

В случае, когда район расположения горки малой мощности защищен от встречных ветров (застройкой, лесопосадкой, пар­ками путей и т.п.), возможно проектирование механизированной горки высотой Н_к без тормозной позиции на спускной части.

5.3. Конкурирующие варианты конструкции сортировочной горки должны быть также оценены путем имитационного моде­лирования¹ процесса расформирования потока составов на горке с помощью ЭВМ (включая накопление вагонов на сортировоч­ных путях) по основным эксплуатационным показателям:

максимально возможной скорости роспуска для каждого из ва­риантов;

вероятности неразделения маршрутов скатывания отцепов при данной расчетной скорости роспуска;

возможным объемам маневровой работы, определяемым расче­том вероятных длин «окон» между вагонами на подгорочных пу­тях и доли вероятных запусков вагонов на несоответствующие сортировочные пути;

достигаемому уровню наличной расчетной часовой перера­батывающей способности горки.

При технико-экономических сравнениях вариантов по изме­няющимся расходам необходимо учитывать затраты:

на механическую работу по торможению вагонов;

на маневровую работу по осаживанию (подтягиванию) ваго­нов на сортировочных путях и перестановке вагонов, не попав­ших на пути назначения при роспуске составов, на соответст­вующие пути;

связанные с изменением высоты горки, и потребной мощно­сти тормозных средств;

Окончательный выбор высоты и профиля спускной части сортировочной горки осуществляется на основании анализа ре­зультатов технико-экономических расчетов, выполняемых в со­ответствии с действующими методическими положениями по сравнению вариантов проектных решений по суммарным при­веденным строительным и эксплуатационным расходам.

6.2. Потребная расчетная мощность замедлителей тормозных позиций, соответствующая параметрам распределения погло­щаемой ими удельной энергии движущегося вагона, определя­ется применительно к выбранным режимам регулирования ско­рости на основании моделирования (расчетов). Наличная мощ­ность монтируемых в пути замедлителей устанавливается при использовании справочных данных о выбранном типе замедли­телей (см. раздел 8) и должна быть не менее потребной.

6.3. Потребная суммарная мощность тормозных средств спу­скной части горок большой и средней мощности (первой и вто­рой тормозной позиции) должна обеспечивать при благоприят­ных условиях скатывания отцепов остановку четырехосного ва­гона весом 100 тс и сопротивлением 0,5 кгс/тс на второй тор­мозной позиции.

Суммарная потребная расчетная мощность первой и второй тормозных позиций спускной части горки, м эн. в.,

где к_у — коэффициент увеличения потребной расчетной

мощности тормозных позиций спускной части горки, вызывае­мый требованиями совместного интервального и прицельного торможения, безопасной сортировки вагонов при занятии участка между второй (пучковой) и парковой тормозными позициями, компенсации погрешностей регулирования скорости скатывания вагонов и обеспечения живучести технологической системы. Значение к_у может быть 1,20-1,25 при двух тормозных позициях

и 1,15-1,20 при одной тормозной позиции в пределах спускной части горки: меньшие значение коэффициента к_у принимаются

для горок, сооружаемых в местностях с сухим климатом, где ред ки туманы при температуре, близкой к нулевой, а большие значе­ния — сооружаемых в местностях, где часто наблюдаются такие условия;

h_wox — удельная энергия, теряемая очень хорошим бегуном

при преодолении (в благоприятных условиях) сил сопротивле­ния движению на участке от вершины горки до конца последне­го замедлителя второй (пучковой) тормозной позиции, м эн. в.;

h_o- удельная энергия соответствующая ус­тановленной скорости роспуска V_ор м эн. в.

6.4. Суммарная потребная мощность тормозных позиций, оп­ределяемая по формуле 6.1 распределяется между первой и вто­рой тормозными позициями так, чтобы обеспечивалась безопас­ность роспуска и наибольшая перерабатывающая способность горки.

На I ТП для всех горок необходимо устанавливать не менее двух замедлителей с целью обеспечения роспуска составов в пе­риод выключения для ремонта одного из замедлителей.

Минимальная потребная расчетная мощность первой тор­мозной позиции (мощность одного замедлителя) hj_T[1min долж­на соответствовать требованиям интервального регулирования, скорости скатывания вагонов, ограничениям скорости входа ва­гонов на вторую тормозную позицию и устанавливаться по ре­зультатам моделирования процесса роспуска составов.

Потребная расчетная мощность I ТП на горке большой мощ­ности может находиться в пределах 2,0-2,5 м эн. в., на горке средней мощности — 1,5-2,0 м эн. в.

Потребная мощность второй (пучковой) тормозной позиции на горке большой мощности должна обеспечить остановку очень хорошего бегуна при наибольшей допустимой скорости входа v_вх на эту позицию и составлять не менее 2,5 м эн. в. При

6.5. Суммарная потребная мощность тормозных средств го­рок малой мощности с числом тормозных позиций 1-2 (включая парковую тормозную позицию) должна обеспечивать при бла­гоприятных условиях скатывания остановку четырехосного ва­гона весом 100 тс и сопротивлением 0,5 кгс/тс на парковой тор­мозной позиции.

Потребная расчетная мощность единственной тормозной позиции (парковой) горок малой мощности с 4-6 подгорочными путями должна определяться по формуле (6.1), где относятся к парковой тормозной позиции. При этом к_у принимается равным:

1,2 — при однородном по весу вагонопотоке;

1,4 — если в перерабатываемом на горке вагонопотоке со­держатся отцепы, состоящие из чередующихся вагонов тяжелой и легкой весовых категорий.

6.6. Потребная расчетная мощность парковой тормозной по­зиции для горок большой и средней мощности (и горок малой мощности с двумя тормозными позициями на спускной части горки) устанавливается в ходе оптимизационных расчетов при комплексном проектировании высоты и продольного профиля горки (см. гл. 5) в зависимости от расчетной скорости роспуска. В этих расчетах высота горки, расчетная скорость роспуска и оптимальная потребная мощность парковой тормозной позиций являются взаимосвязанными величинами. В случае необходимо­сти повышения производительности горки за счет увеличения расчетной скорости роспуска при дальнейшем повышении мощ­ности парковой тормозной позиции может потребоваться соот­ветственно повысить горку и при необходимости — мощность тормозных позиций ее спускной части.

6.7. Потребная мощность парковой тормозной позиции на горках малой мощности с пучковой тормозной позицией проек­тируется равной 0,8 м эн. в.

6.8. На горках большой мощности и на четырехпучковых горках средней мощности следует на одном пути в каждом пучке устанавливать на механизированной парковой тормозной по­зиции вслед за основными замедлителями дополнительные тор­мозные средства с целью направления на эти пути вагонов, ско­рость которых не была снижена в необходимой мере на позици­ях спускной части горки из-за окраски ободьев колес, загрязне­ния их битумом, осевым маслом и др.

6.9. Расчетная мощность дополнительной (второй) парковой тормозной позиции на горках большой (и средней) мощности определяются в ходе оптимизационных расчетов, но должна быть не менее 0,4 (0,35) м эн. в.

6.10. Механизацию торможения вагонов на спускной части и сортировочных путях рекомендуется осуществлять в первую очередь на сортировочных горочных устройствах любой мощ­ности, сооружаемых в экстремальных температурных зонах, прежде всего в холодных (V-V1 зоны) согласно приложению 2.

6.11. Механизированные тормозные позиции на спускной части горок большой и средней мощности следует проектиро­вать на прямых участках пути. На путях подгорочного парка тормозные позиции, оборудованные двухрельсовыми замедли­телями, можно располагать на прямых участках пути или пря­мых вставках внутри кривых, при оборудовании короткими ( не более 3,5 м) двухрельсовыми или однорельсовыми замедлите­лями — на наружном рельсе кривых радиусом 200 м и более.

6.12. Замедлители на тормозных позициях следует уклады­вать по утвержденным эпюрам; в необходимых случаях замед­лители разделяют изолирующими стыками.

6.13. При расчетах торможения на немеханизированной гор­ке следует предусматривать остановку очень хороших бегунов на тормозной позиции башмакосбрасывателей в начале подго-рочных путей с учетом торможения вагонов на протяжении 0,8 длины башмачной тормозной позиции спускной части.

Дополнительно при необходимости выполняется провероч­ный расчет остановки на парковой позиции отцепа из двух восьмиосных вагонов весом по 176 тс каждый с основным удельным сопротивлением 1 кгс/тс при полном использовании длины тормозной позиции на спускной части (20 м).

Если невозможно остановить расчетный отцеп на парковой позиции башмакосбрасывателей при укладке двух башмаков под первый вагон и одного под следующий вагон в отцепе при длине юза каждого башмака не более 20 м, то следует преду­сматривать оборудование вслед за основной также дополни­тельной тормозной позиции башмакосбрасывателей на пути на­копления восьмиосных вагонов.

Башмакосбрасыватели на подгорочных путях следует укла­дывать на расстоянии не ближе 25 м за предельным столбиком прямого пути или 25 м за концом закрестовинной кривой, в на­чале прямого участка пути, на каждой его рельсовой нити.

6.14. На немеханизированной горке малой мощности рекомен­дуется дополнительно предусматривать укладку двух башмакос­брасывателей: одного на расстоянии 5 м за ее вершиной и другого перед изолированным участком первой разделительной стрелки. Первый башмакосбрасыватель предназначается для использова­ния при отцепке восьмиосных вагонов (или длиннобазных четы­рехосных) после выхода части отцепа на ускоряющий уклон, ко­гда требуется снизить начальную энергетическую высоту отцепа при отрыве его от состава. Второй башмакосбрасыватель должен использоваться для торможения отцепа в случае экстренной не­обходимости уменьшения скорости его скатывания.

6.15. В связи с переработкой на сортировочных горках ваго­нов, требующих особой осторожности, которые нельзя соуда-рять с другими вагонами, следует для обеспечения сохранности вагонов и грузов на горочных механизированных сортировоч­ных устройствах любой мощности, с любым числом путей и ме­ханизированных тормозных позиций (на спускной части и в сортировочном парке) предусматривать торможение указанных вагонов башмаками в начале сортировочных путей и необходи­мые расходы на эти цели.

6.16. На горках с механизированными тормозными позиция­ми при временном оставлении в сортировочном парке башмач­ного торможения в качестве резервных средств следует преду­сматривать башмакосбрасыватели на каждом пути подгорочного парка не ближе 25 м за предельными столбиками. 6.17. Для немеханизированных горок сила тормозного дейст­вия тормозного башмака равна

где f_T — коэффициент тормозного действия башмака; q₀ — средняя нагрузка на ось вагона, тс

Коэффициент тормозного действия башмаков принимается 0,17 с возможным его изменением в реальных условиях в преде­лах ±0,03.