автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Реконструкция и спрямление трассы железных дорог для введения скоростного пассажирского движения

Введение.

1. Обзор методов реконструкции трассы.

1.1. Характеристики плана существующих линий и их влияние на качество функционирования железной дороги.

1.2. Практика реконструкции плана линии с целью введения скоростного движения пассажирских поездов.

1.3. Методы реконструкции трассы.

1.4. Постановка задачи исследования.

2. Методы реконструкции плана для введения скоростного движения пассажирских поездов.

2.1. Классификация задач и реконструкции плана и подходов к их решению.

2.2. Задачи улучшения параметров плана при двух смежных кривых.

2.3. Задачи улучшения параметров плана при трёх и более смежных кривых.

2.4. Выводы по главе 2.

3. Тонные аналитические методы определения расстояния между существующим и проектным положением линии.

3.1. Аналитическая модель плана линии.

3.2. Технико-экономическая оценка вариантов реконструкции трассы на базе цифровой модели рельефа (ЦМР) в полосе проектирования.

3.3. Выводы по главе 3.

4. Спрямление трассы с целью существенного улучшения параметров плана.

4.1. Опыт спрямления трассы на значительном протяжении с целью радикального улучшения параметров плана и качества функционирования железной дороги.

4.2. Сфера технико-экономической рациональности спрямления трассы с целью введения скоростного движения пассажирских поездов.

4.3. Выводы по главе 4. 102 5Л1рактическая реализация методов реконструкции трассы.

5.1. Примеры решения реальных задач реконструкции плана.

5.2. Выводы по главе 5.

В последние десятилетия во всем мире вводится скоростное пассажирское движение на эксплуатируемых железных дорогах, что продиктовано велением времени, как средство выживания железных дорог в конкуренции с другими видами транспорта, в первую очередь с авиационным.

Переход к скоростному движению сопряжен с рядом проблем, главными из которых являются задачи переустройства плана железных дорог, и в первую очередь увеличение радиусов круговых кривых до величин 1200 и более метров, удлинением прямых вставок и переходных кривых.

Отечественная и зарубежная наука железнодорожной отрасли уделяла достаточное внимание этим вопросам, но в настоящее время жизнь выдвигает новые, более жесткие требования.

Практика проектирования реконструкции плана показывает, что переустройству подвергаются большей частью одиночные кривые малого радиуса, в то время как сложные участки, состоящие из двух, трех и четырех смежных кривых остаются в прежнем виде, так как не существует достаточно наглядных и доступных методов проектирования их реконструкции.

Но все же в весьма сложных условиях плана, реконструкция блоков, включающих три и более кривых, становится сложной и крайне дорогой, тем более что строительные работы по реконструкции выполняются на действующей линии и становится целесообразным рассмотрение вариантов радикального спрямления трассы на достаточно большом протяжении, что позволяет улучшить не только параметры плана, но и эксплуатационные показатели участка за счет сокращения его длины.

Настоящая работа посвящена решению некоторых вопросов реконструкции плана трассы железных дорог, а также радикального ее спрямления при вводе скоростного движения пассажирских поездов на действующих железных дорогах.

Общие выводы.

1. В настоящее время конкуренция с другими видами транспорта требует от железной дороги повышения скоростей в пассажирском движении. Одной из трудностей при введении скоростного пассажирского движения является сложный план трассы железных дорог, который, нередко требует радикальной реконструкции;

2. Сложные участки плана при реконструкции предлагается рассматривать в составе единого модуля, в который включают близкорасположенные смежные кривые. Все изменения происходят в пределах модуля, не выходя за его пределы, В работе представлена классификация модулей, включающих до четырех смежных кривых;

3. Улучшение характеристик плана в пределах модуля можно добиться путем смещения ВУ по тангенсам или биссектрисам, при этом уменьшаются величины углов поворота и увеличиваются расстояния между смежными ВУ, что позволяет применить требуемый по условиям скорости движения радиус. Величины смещения ВУ целесообразно находить методами прямого решения, полного перебора с заданным шагом или методом статистических испытаний (метод Монте-Карло). Наиболее эффективным способом реконструкции модулей является исключение ВУ или модернизация трассы за счет ее спрямления на значительном протяжении.

4. Для модуля, состоящего из двух смежных кривых, установлена линейная зависимость между радиусами, что позволяет варьировать их величинами, то есть производить уравнивание в случаи, когда один из них существенно больше другого;

5. Величины смещения оси пути, получаемые в результате реконструкции, точно определяются на основе разработанной аналитической модели плана, которая определяет на участке большого протяжения положение оси пути в плане в системе прямоугольных координат, хорошо корреспондирует с современными методами съемки плана и с внедряемой реперной системой. Применение распространенного метода угловых диаграмм для подсчета смещений приводит к существенным погрешностям, так как при реконструкции изменяется длина;

6. Варианты реконструкции оцениваются по приведенным показателям, главными составляющими которых являются строительная стоимость и эксплуатационные расходы. Подсчет объемов земляных работ предлагается выполнять на основе ЦМР, которая представлена в виде снятых поперечников в точках деления аналитической модели. На изменение эксплуатационной составляющей влияют такие факторы, как снятие ограничение, уменьшение длины и вследствие этого уменьшение времени хода поездов;

7. На предварительной стадии эффективность спрямления трассы на значительном протяжении предлагается оценивать по таким предложенным в работе показателям, как удельное протяжение участков реконструкции существующей линии. Окончательное решение должно приниматься по критерию суммарных приведенных расходов, а при необходимости чистым дисконтированным доходом;

8. Предложенные в настоящем исследовании подходы к реконструкции и модернизации плана трассы открывают возможность принятия рациональных решений при вводе скоростного движения на существующих железных дорогах.

1. Афанасьева Л.М. Проектирование реконструкции плана железных дорог для введения скоростного пассажирского движения. Статья депонирована в ЦНИИТЭИ МПС за № 6317 - жд 01.

2. Афанасьева Л.М. Спрямление трассы железных дорог при вводе скоростного пассажирского движения. //Межвузовский сборник. Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта. -Вып. 20. Часть 1.Самара: СамИИТ, 2000. стр. 183 186.

3. Афанасьева Л.М. Улучшение параметров плана при введении скоростного движения пассажирских поездов. //Межвузовский сборник. Повышение надежности и долговечности зданий и сооружений на железнодорожном транспорте. Самара: СамИИТ, 1999.стр. 91 -95.

4. Баумгартнер Ю.П. Новые железнодорожные линии в Европе. //Железные дороги мира. 1978, № 1. стр. 12 -19.

5. Бучкин В.А. Координатные модели в расчетах плана реконструируемых железных дорог. //Транспортное строительство. 2000, № 1. стр.16 19.

6. Вентцель Е.С. Исследование операций, задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1988,-208 стр.

7. Вермишев Ю.Х. Методы автоматического поиска решений при проектировании сложных технических систем. М.: Радио и связь, 1982. -152 стр.

8. Верцман Г.З. Зарубежный опыт проектирования железных дорог для скоростного движения поездов. М., 1970. 40 стр.

9. Воробьев В.Б., Матвеев С.И., Коугия В.А., Журов Ф.Ф., Цвелиховский Д.В. Реперная система как геометрическая основа геоинформационных систем железных дорог.//Труды научно-практической конференции «Неделя науки 94». М.: МИИТ. 1994. стр. VII - 4.

10. Ю.Высокоскоростная линия Ганновер Берлин. //Железные дороги мира.1992, №10. стр. 2-7. 11 .Высокоскоростная линия Кельн Рейн/Майн.//Железные дороги мира. 1997, №5. стр. 3-5.

11. Высокоскоростная магистраль Санкт-Петербург Москва. //Железнодорожный транспорт. 1993, №11. стр. 56 - 59.

12. Высокоскоростное движение. //Железные дороги мира. 1991, № 10. стр. 8-14.

13. Высокоскоростное пассажирское движение. /Под ред. Н.В. Колодяжного. М.: Транспорт, 1976. -416 стр.

14. Гурин С.Е. Создание реперных систем контроля плана и профиля железнодорожных путей на основе спутниковых навигационных систем. //Сборник научных трудов. Геодезия и геоинформатика в транспортном строительстве. Вып. 924. М.: МИИТ. 2001. стр. 14 27.

15. Железнодорожный путь. /Т.Г. Яковлева, Н.И. Карпущенко, С.И. Клинов, Н.Н. Путря, М.П. Смирнов; Под ред. Т.Г. Яковлевой. М.: Транспорт, 2001. 407 стр.

16. Железные дороги Италии. //Железные дороги мира. 1981, № 6. стр. 75 -80.

17. Железные дороги Италии. //Железные дороги мира. 1994, № 8. стр. 53 -59.19.3алевски Е. Железнодорожная магистраль Берлин Варшава - Минск -Москва. //Железные дороги мира. 1996, № 5. стр. 3-6.

18. Изыскания и проектирование железных дорог. / И.В. Турбин, А.В. Гавриленков, И.И. Кантор и др.; Под ред. И.В. Турбина. М.: Транспорт, 1989,-479 сгр.

19. Иоаннисян А.И. Улучшение трассы существующих железных дорог. М.: Транспорт, 1972. 176 стр.

20. Каваньяро М., Маринис П. Проект высокоскоростного движения на железных дорогах Италии. //Железные дороги мира. 1988, № 9. стр. 51 -56.

21. Калла Бишоп П.М. Современные Итальянские железные дороги. //Железные дороги мира. 1976, № 7. стр. 21-28.

22. Кардини Е., Каваньяро М. Планы развития высокоскоростного движения на Государственных железных дорогах Италии. //Железные дороги мира. 1987, № 9. стр. 7-10.

23. Козлов В.Ю., Миронов B.C. Расчеты ограничений скоростей движения поездов и установления нормативных параметров плана при реконструкции эксплуатируемой железной дороги. Методические указания. М.: МИИТ, 1989. 44 стр.

24. Курган Н.Б. Вопросы реконструкции трассы существующих железных дорог. Автореферат диссертации. М.: МИИТ, 1976.

25. Линия «Птичьего полета» между Западной Германией и Скандинавией. //Железные дороги мира. 1964, № 3. стр. 37-43.

26. Линкенхенгер В., Моор К. Реконструкция железнодорожных линий Государственных железных дорог ФРГ (DB) для организации движения с высокими скоростями. //Железные дороги мира. 1978, № 10. стр. 23 -29.

27. Матвеев С.И., Лях Р. Алгоритм расчета выправки кривой в координатной форме.// Труды научно-практической конференции «Неделя науки 94». М.: МИИТ. 1994. стр. VII - 6 - VII - 7.

28. Матью Ж. Программа развития сети высокоскоростных линий во Франции. //Железные дороги мира. 1991, № 10. стр. 6-8.

29. Методические указания по использованию проектирующих программ плана вторых путей. Часть II. М.: Мосгипротранс, 1985. 61 стр.

30. Мировые тенденции развития железнодорожного транспорта. //Железные дороги мира. 1996, № 2. стр. 3-11.

31. Носков А.В., Шейдвассер Д.М., Струченков В.И. Автоматизация проектирования реконструкции плана железных дорог. //Транспортное строительство. 1990, № 3. стр. 10- 12.

32. Орлов Г.Г. О реконструкции плана железнодорожного пути при организации высокоскоростного движения. //Транспортное строительство. 1999, № 2. стр. 22-23.

33. Правила тяговых расчетов для поездной работы. М.: Транспорт, 1985. -287 стр.

34. Прасов JI.3. К вопросу о технико-экономическом выборе величины радиуса железнодорожных кривых (результаты исследований). JI.: ЛИИЖТ, 1965.-32 стр.

35. Прасов JI.3., Кетлер В.О. Проектирование реконструкции железных дорог и вторых путей. Л.: ЛИИЖТ, 1975. 113 стр.

36. Проект скоростной линии Ганновер Берлин. //Железные дороги мира. 1991, №8. стр. 35-42.

37. Проектирование вторых путей. Справочное и методическое руководство. Под ред. Г.З. Верцмана и А.П. Володина. М.: Транспорт, 1970.-359 стр.

38. Проектирование высокоскоростных специализированных железнодорожных магистралей. /И.И. Кантор, В.А. Копыленко, В.Ю. Козлов, Л.В. Элькина; Под ред. И.И. Кантора. М.: МИИТ, 1996. 67 стр.

39. Проектирование, строительство и реконструкция железных дорог. /В.А. Бучкин, Ю.А. Быков, В.А. Копыленко, Б.В. Яковлев; Под ред. Б.В. Яковлева. М.: Транспорт, 1989. -263 стр.

40. Проектирование путевого развития железнодорожных станций. Справочное и методическое руководство. /Под ред. Г.З. Верцмана и К.Г. Гусевой. М.: Транспорт, 1973. 127 стр.

41. Рабчук С.А., Чикин В.Н. Геоинформационные технологии на службу путейцам.//Сборник научных трудов. Геодезия и геоинформатика в транспортном строительстве. Вып. 924. М.: МИИТ. 2001. стр. 11-12.

42. Развитие высокоскоростных сообщений на железных дорогах Западной Европы. //Железные дороги мира. 2000, № 3. стр. 5-13.

43. Развитие инфраструктуры железных дорог Германии. //Железные дороги мира. 1997, № 9. стр. 51-53.

44. Развитие стратегии высокоскоростного движения . //Железные дороги мира. 1994, №11. стр. 37 40.

45. Реконструкция магистрали западного побережья в Великобритании. //Железные дороги мира. 1997, № 2. стр. 69 70.

46. Рельсовый транспорт Израиля. //Железные дороги мира. 2000, № 12.

47. Ризотти С., Конти-Пуорджер А. Скоростные железнодорожные линии в Италии. //Железные дороги мира. 1985, № 7. стр. 7-12.

48. Руопполо Дж. Строительство двух дополнительных путей на линии Рим Флоренция. //Железные дороги мира. 1988, № 9. стр. 51-56.

49. Руководство по проектированию вторых путей. Техн. ред. П.А. Хитров. М.: Трансжелдориздат, 1948. 343 стр.

50. Рыжик Е.А. Этапность реконструкции существующих железных дорог для введения скоростного пассажирского движения. Диссертация. М.: МИИТ, 1998.

51. Скоростные железные дороги Японии: Синкансен. /Татэмацу, Тосихико, Исахара Есио и др.; перевод Музамедзянова М.И.; Под ред. В.Т. Альбрехта. М.: Транспорт, 1984. - 199 стр.

52. Скоростные пассажирские сообщении на железных дорогах Китая. //Железные дороги мира. 1998, № 7. стр. 42-45.

53. Скоростные трассы: настоящее и будущее. //Железнодорожный транспорт. 1991, № 4. стр. 24-42.

54. Строительно-технические нормы МПС РФ. Железные дороги колеи 1520 мм. /СТН Ц 01 - 95. М.: Транспорт, 1995 - 86 стр.

55. Техническое задание на разработку программы развития скоростного пассажирского движения на железных дорогах Российской Федерации и этапности ее реализации на период до 2010 г., 1996.

56. Турбин И.В., Афанасьева Л.М. Увеличение радиусов смежных кривых при реконструкции под скоростное движение пассажирских поездов. //Транспортное строительство. 2001, № 2. стр. 10-12.

57. Турбин И.В. Практические расчеты при проектировании трассы железных дорог. М.: Транспорт, 1987. 199 стр.

58. Хайниш Р. Высокоскоростное движение в Германии. //Железные дороги мира. 1992, № 12. стр. 14-17.

59. Хайнц X. Проект модернизации железных дорог в Австрии. //Железные дороги мира. 1991, № 8. стр. 45 47.

60. Хансльмайер В. Скоростное сообщение Ганновер Берлин. //Железные дороги мира. 1992, № 3. стр. 4-6.

61. Хекни Т.П. Организация скоростного пассажирского движения. //Железные дороги мира. 1985, № 8. стр. 2-6.