Что такое перелом уклона

Продольный профиль пути — проекция трассы железной дороги на вертикальную плоскость. На существующих линиях продольный профиль пути определяется уровнем головки рельса. Продольный профиль пути состоит из горизонтальных участков (площадок) и уклонов. Площадки и уклоны различной крутизны называют элементами профиля. При значительной разности уклонов смежных элементов (более 2—3 ‰) они сопрягаются вертикальной сопрягающей кривой.

Очертание продольного профиля пути влияет на безопасность и плавность движения поездов. Чем больше длина элементов профиля и меньше разность уклонов смежных элементов, тем меньше продольные усилия и ускорения, возникающие при движении поезда. Особенно неблагоприятны значительные изменения крутизны уклонов на тех участках пути, где изменяется режим работы локомотива (включение тормозов, сброс или набор тяги). К таким участкам относятся углубления профиля или уступы на крутых спусках, где согласно нормам проектирования принимается меньшая разность уклонов смежных элементов и большая их длина (так называемые рекомендуемые нормы). На участках, где поезда движутся в стационарном режиме, например на возвышениях профиля, ограниченных затяжными уклонами, допускается большая разность уклонов смежных элементов и меньшая их дина (так называемые допускаемые нормы).

Продольный профиль пути на перегонах

Длина элементов профиля, как правило, не должна быть менее половины полезной длины приемо-отправочных путей, принятой на перспективу, а на внутристанционных соединитель­ных и подъездных путях IV категории — поло­вины длины поезда или состава, передаваемо­го маневровым порядком, но не менее 100 м.

Алгебраическая разность уклонов смежных элементов не должна превышать значений Δiн, указанных в числителе таблице. При большей разности уклонов смежные элементы следует сопрягать посредством разделительных пло­щадок и (или) элементов переходной крутиз­ны, длина которых при указанных значениях Δiн должна быть не менее значений Iн, приведен­ных в знаменателе таблицы. При алгебраиче­ской разности уклонов менее Δiн длину разде­лительных площадок и элементов переходной крутизны допускается пропорционально уменьшать, но не менее, чем до 25 м. Умень­шенную длину элементов следует определять по формуле:

L = Lн(Δi1 + Δi2)/2Δiн,

где Δi1, Δi2 — алгебраические разности уклонов, ‰, по концам элемента профиля.

Допускаемые нормы, указанные в таблице, не следует применять:

а) в углублениях профиля (ямах), ограни­ченных хотя бы одним тормозным спуском;

б) на уступах, расположенных на тормозных спусках;

в) на возвышениях профиля (горбах), рас­положенных на расстоянии менее удвоенной полезной длины приемоотправочных путей (расчетной длины поезда) от подошвы тормоз­ного спуска.

Примечания:

1. Временные участки трассы проектируются по нормам железных дорог IV категории при полезной длине приемоотправочных путей 850 м.

2. При проектировании подъездных путей и временных участков в трудных условиях допускается увеличи­вать алгебраическую разность уклонов Δiн до 30 ‰ при длине элементов профиля Iн не менее 150 м.

В случае, когда использование указанных норм приводит к необходимости переустройст­ва существующего земляного полотна или ис­кусственных сооружений, допускается при со­ответствующем обосновании применять нор­мы, указанные в таблице для линии следующей более низкой категории.

При обращении на линиях грузовых поез­дов удвоенной длины в особо трудных услови­ях, когда использование норм, указанных в таблице, приводит к значительным работам по переустройству существующего земляного по­лотна или искусственных сооружений, допуска­ется, при соответствующем обосновании, про­ектировать сопряжение уклонов на основе рас­четов, выполненных применительно к услови­ям движения поездов на данном участке пути.

Продольный профиль в выемках дли­ной более 400 м и в выемках независимо от их длины, устраиваемых в вечномерзлых грунтах, следует проектировать уклонами одного на­правления, либо выпуклого очерта­ния. При этом крутизну уклонов следует принимать не менее, соответ­ственно, 2 и 4 ‰.

Продольный профиль железнодорож­ных линий в метелевых районах следует про­ектировать преимущественно в виде насыпей; высоту насыпи над уровнем расчетной толщи­ны снежного покрова следует принимать не менее 0,7 м на однопутных и 1,0 м на двухпутных линиях. На участках, располагаемых на насыпях, не удовлетворяющих указанным требованиям, а также на нулевых местах и в выемках, проек­том следует предусматривать средства защиты от снежных заносов.

Перед затяжными спусками, при соот­ветствующем обосновании, следует проектиро­вать участок пути с пологими уклонами длиной не менее 1,5 км для опробования тормозов в пути следования.
Длина спусков с крутыми затяжными укло­нами (более 20 ‰) не должна превышать длины, проходимой поездом без остановок по условиям нагрева тормозных колодок и колес подвижного состава и истощимости автотормо­зов. В случае превышения этих длин должна предусматриваться остановка поезда. В местах возможной остановки поезда, не совпадающей с площадкой раздельных пунктов, уклоны не должны превышать значений, установленных по удержанию поезда вспомогательным тормозом локомотива (локомотивов).

Продольный профиль дополнительно­го главного пути, располагаемого на общем земляном полотне с существующим путем на прямых участках следует проектировать из ус­ловия обеспечения одинакового уровня головок рельсов обоих путей после капитального ремонта существующего пути. На участках пути в кривых на одном уровне должны быть головки внутренних рельсов.

Временная разность уровней головок рель­сов не должна превышать 10 см, а в отдель­ных точках — 15 см. В местах, где исключена возмож­ность заноса пути снегом или песком, временную разность уровней головок рельсов допускается в обоснованных случаях увеличи­вать до 25 см. На переездах, устраиваемых на прямом участке пути, разность уровней головок рель­сов не допускается.

Продольный профиль на раздельных пунктах

В пределах раздельных пунктов должно быть обеспечено беспрепятственное и безопасное проведение маневровых операций. Поэтому очертания продольного профиля пути должны исключать самопроизвольных уход с путей раздельных пунктов подвижного состава, оснащённого роликовыми подшипниками. Благоприятным является вогнутое очертание продольного профиля пути раздельных пунктов с глубиной понижения от 0,45 до 0,55 м на каждые 1000 м полезной длины приёмо-отправочных путей. В трудных условиях раздельные пункты, на которых не предусматриваются маневровые операции, размещают на уклонах не круче 10 ‰ при условии, что будут обеспечены удержание поездов вспомогательными тормозами локомотивов и трогание поездов с места.

При расположении раздельного пункта на переломном продольном профиле условия сопряжения элементов профиля должны соответствовать установленным нормам для главного пути на перегонах.

Площадки разъездов и обгонных пун­ктов, размещаемых в легких топографических условиях, следует, по возможности, распола­гать на возвышениях профиля (горбах), а уча­стки, предшествующие входным сигналам, на протяжении, равном полезной длине приемо-отправочных путей, — на уклонах, обеспечива­ющих трогание поезда с места. На раздельных пунктах новых линий, проек­тируемых с электрической тягой на постоянном токе, где предусматривается остановка полно­грузных поездов, в том числе соединенных, продольный профиль станционной площадки и участка выхода в сторону затяжного подъема с ограничивающим уклоном должен обеспечи­вать разгон поездов до расчетной скорости на этом подъеме.

Стрелочные горловины при невозможности их размещения на указанных уклонах допуска­ется располагать на уклонах не круче ограни­чивающего, уменьшенного на 2 ‰, а в особо трудных условиях, при соответствующем обос­новании в проекте, — и на ограничивающем уклоне. Диспетчерские съезды и отдельные стрелочные переводы на главных путях за пре­делами горловин допускается размещать на любом продольном уклоне до ограничиваю­щего включительно.

При переустройстве существующих разъездов и обгонных пунктов, на которых не предусматривается производство маневров, в тех случаях, когда размещение приемоотправочных путей в пределах полезной длины на горизонтальной площадке связано с перетрас­сировкой подходов, большими объемами зем­ляных работ, переустрой­ством искусственных сооружений и т. п., допускается проектировать удлинение приемо-отправочных путей на укло­нах до руководящего включительно; при этом должны обеспечиваться условия безопасности движения поездов.
При удлинении приемо-отправочных путей существующих станций, расположенных в осо­бо трудных условиях, по согласованию с заказчиком, допускается размещать пути на уклонах не более 10 ‰.

При переустройстве существующих станций, разъездов и обгонных пунктов допускается сохранять существующие уклоны и длины от­дельных элементов продольного профиля в не переустраиваемой части. Средний уклон пу­тей, на которых предусматривается соединение или разъединение соединенных поездов, как правило, не должен превышать 6 ‰.

Во всех случаях расположения приемо-отправочных путей в пределах полезной длины на уклонах следует предусматривать меры против самопроизвольного ухода вагонов (со­ставов) за пределы полезной длины путей, а величина среднего уклона в пределах полез­ной длины путей должна обеспечивать условия удержания поездов вспомогательными тормо­зами локомотивов, а также условия трогания поездов с места.

Развязки подходов в железнодорож­ных узлах и соединительные пути, предусмат­риваемые исключительно для движения поез­дов в одном направлении, допускается распо­лагать в трудных условиях на спусках круче ог­раничивающего уклона, но не более наиболь­шего значения уклона, установленного для ли­ний данной категории.

Пассажирские остановочные пункты разрешается располагать на уклонах, допуска­ющих трогание с места пассажирских поездов, в том числе повышенной длины и соединенных.

Пути у погрузочно-выгрузочных плат­форм и площадок, пути, предназначенные для стоянки составов или вагонов без локомотивов, а также пути экипировки и стоянки локомоти­вов следует располагать на горизонтальных площадках. В трудных условиях допускается распола­гать указанные пути на уклонах до 2,5 ‰.

Пути для стоянки пассажирских составов и отдельных вагонов на пассажирских и пасса­жирских технических станциях и пути в зданиях следует располагать на горизонтальных пло­щадках.

Во всех случаях надлежит предусматривать меры против самопроизвольного ухода ваго­нов, проектируя при возможности профиль вогнутого очертания.

Величину уклонов внутристанционных соединительных путей, а также путей для пе­рестановки составов, подачи вагонов к бунке­рам и складам следует принимать с учетом массы обращающихся по этим путям составов и силы тяги локомотивов, но не более величи­ны уклонов, установленных для данной категории линии.

Уклоны путей, предназначенных для пере­движения только локомоти­вов и моторвагонных секций, следует принимать не более 40 ‰.

При проектировании продольного профиля внутристанционных соединительных и ходовых путей разрешается применять допускаемые нормы, указанные для линий IV кате­гории.

Расстояние от ворот здания или начала грузового фронта до начала вертикальной кри­вой в профиле, а также до начала круговой кривой в плане должно быть не менее длины наиболее длинного вагона (секции локомоти­ва), подаваемого под погрузку, выгрузку или в ремонт. В трудных условиях для переустраиваемых путей это расстояние допускается уменьшать до 2 м.

Профиль сортировочных устройств (сортировочных горок, вытяжных путей со стрелочными горловинами на уклонах либо площадках) и обслуживаемых ими сортировоч­ных путей проектируется согласно нормам и правилам проектирования сортировочных уст­ройств. Сортировочные пути, на которых сортиров­ку вагонов производят с вытяжных путей, в пределах стрелочной зоны следует распола­гать по возможности на спуске в сторону сор­тировки вагонов; крутизна спуска не должна превышать 2 ‰; там, где маневровые опе­рации выполняются преимущественно с по­рожними вагонами, допускается располагать стрелочные горловины на спуске до 2,5 ‰.

Вытяжные пути за пределами стрелочной горловины станции следует располагать на го­ризонтальной площадке или на спуске (в сто­рону сортировки вагонов) не круче 2 ‰, а в трудных условиях допускается располагать на подъеме не круче 2 ‰ в сторону обслуживаемых путей.
На промежуточных станциях продольный профиль вытяжных путей, используемых для работы сборных и вывозных поездов, в труд­ных условиях допускается проектировать в со­ответствии с продольным профилем смежного участка главного пути.

Стрелочные переводы на главных и приемоотправочных путях следует распола­гать вне пределов вертикальной кривой. В трудных условиях на линиях со скоростями движения поездов до 120 км/ч допускается размещать стрелочные переводы в пределах вертикальной кривой, радиус которой должен быть не менее 10 км. На прочих путях, не предназначенных для прохода организованных поездов, а также при переустройстве сущест­вующих и строительстве новых станций, разъез­дов и обгонных пунктов на существующих ли­ниях, где не предусматриваются скорости дви­жения поездов более 120 км/ч, стрелочные переводы допускается размещать в пределах вертикальной кривой, радиус которой должен быть не менее 5 км.

При проектировании продольного профиля сортировочных горок радиусы вертикальных кривых следует определять расчетом по усло­вию обеспечения проходимости и предотвра­щения саморасцепа вагонов. При этом в пре­делах вертикальной кривой в виде исключения допускается располагать только переводную кривую стрелочного перевода; остряки и кре­стовины должны размещаться вне вертикальной кривой.

Для бесперебойного движения поездов ограничивающие уклоны при совпадении их с кривыми в плане уменьшаются на такое значение, которое эквивалентно дополнительному сопротивлению от кривой; в кривых малых радиусов может потребоваться дополнительное уменьшение ограничивающих уклонов вследствие снижения силы тяги из-за уменьшения коэффициента сцепления колёс локомотива с рельсами (смягчение уклонов в кривых). Смягчение ограничивающих уклонов производится также в тоннелях длиной 300 м и более и на подходах к ним со стороны подъёма, что компенсирует увеличение сопротивления воздушной среды в тоннеле и уменьшение коэффициента сцепления колёс локомотива с рельсами. В благоприятных топографических условиях участки, предшествующие входным сигналам раздельных пунктов, размещают на уклонах, обеспечивающих трогание поездов с места.

Влияние продольного профиля пути на строительную стоимость железной дороги обусловлено высотой насыпей и глубиной выемок, определяющих объёмы земляных работ и необходимость возведения искусственных сооружений. От очертания продольного профиля пути зависят эксплуатационные расходы, поскольку продольный профиль пути влияет на скорости поездов, расход электроэнергии (топлива), а также расходы по содержанию пути, так как высота, глубина и протяжённость насыпей и выемок определяют расходы на борьбу со снежными заносами.

При реконструкции существующих железных дорог и строительстве вторых путей на однопутных железных дорогах при проектировании продольного профиля пути стремятся максимально сохранить существующее земляное полотно и обеспечить минимум срезок и досыпок балласта.

Литература

• «Энциклопедия железнодорожного транспорта», научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 1995 год.
• Строительно-технические нормы Министерства путей сообщения Российской Федерации. Железные дороги колеи 1520 мм. Москва, 1995 год.