Подготовка профиля пути для выполнения расчетов

При выполнении тяговых расчетов, связанных с движением поезда, число элементов действительного (заданного) продольного профиля пути уменьшают за счет группировки небольших по длине элементов и эквивалентной замене каждой группы элементов профиля одним суммарным. Одновременно все кривые, находящиеся на пути, спрям­ляют в плане, заменяя их фиктивными подъемами.

Помимо сокращения объема вычислений, такая под­готовка профиля (спрямление) в ряде случаев позволяет уменьшить неизбежные погрешности тяговых расчетов. Представим, при движе­нии грузового поезда его вагоны одновременно могут находиться на нескольких коротких элементах профиля (рис. 1.а). В этом случае нет смысла учитывать самостоятельное влияние сопротивления движению поезда каждого из этих элементов, а целесообразно объединить их в один суммарный (рис. 1.б).

Крутизна уклона суммарного профиля i’_c представляет собой отношение разности отметок высот (Н_к – Н_н) крайних точек к его длине S_с (см. рис. 1), увеличенное в 1000 раз, %₀:

,

(1)

где Н_к – Н_н - разность отметок высотголовки рельса в конце и нача­ле суммарного (спрямленного) участка над уровнем моря, м;

S_с – суммарная длина спрямляемых элементов профиля, м;

%о - промилле (тысячная часть числа), т. е. 1 %о = 0,001.

Рис. 1. Замена группы элементов (а) одним спрямленным (б) участком

При отсутствии отметок высот крутизна суммарного профиля определяется по следующей формуле, %о:

,

(2)

 

где 1, 2, … n – номера спрямляемых элементов.

Для избежание больших погрешностей при тяговых расчетах, например, при определении времени хода поезда по участку, необхо­димо провести проверку допустимости замены группы элементов действительного профиля одним суммарным. Данная проверка прово­дится для каждого (i-ого) в отдельности элемента действительного профиля, входящего в спрямляемый участок по формуле, м:

 

.

(3)

 

При анализе профиля пути все кривые участки пути заменяют фиктивными подъемами по формуле, %о:

(4)

а при задании их центральными углами a°:

(5)

где 1, 2, … n – номера кривых участков пути, находящихся на спрямляемом участке;

S_кр – длина кривой в пределах спрямленного участка, м;

R – радиус кривой, м;

a - центральный угол кривой радиусом R_i, град.

Окончательная крутизна уклона спрямленного участка с учетом кривых (приведенный уклон), %о:

(6)

Знак перед величиной  определяется характером уклона спрямленного участка: подъем - "+", спуск - "-".

Величина фиктивного уклона , заменяющего действие дополнительного сопротивления от кривых, всегда положительна.

Основные правила спрямления:

1. Спрямлению подлежат рядом лежащие элементы профиля, имеющие одинаковый знак и относительно небольшую длину. Площадки (0%о) могут быть спрямлены с уклоном любого знака.

2. Расчетный и проверяемые подъемы, а также раздельные пунк­ты (станции) спрямлению не подлежат.

3. Проверка возможности спрямления производится по (3) для каждого элемента действительного профиля, входящего в спрямляе­мый участок.

4. Дополнительное сопротивление, возникающее при движении поезда в кривых, учитывается фиктивными подъемами, величина которых определяется по (4).

Пример 2. Подготовить профиль пути, приведенный в примере 1, для выполнения тяговых расчетов.

Решение:

1) анализ профиля пути показывает, что возможна группировка и замена суммарным лишь трех элементов: 0/900; -1,8/1000; -4,0/600; на двух последних из них и на элементе +7/2700 расположены кривые;

2) определим суммарный уклон без учета кривых по (2):

3) проверяем по (3) возможность спрямления для каждого дейст­вительного элемента профиля:

Во всех трех случаях условия проверки выполняются;

4) определим величину фиктивного подъема от кривых для суммарного участка по (4):

 

5) величина приведенного уклона суммарного участка:

6) аналогично поступаем с кривой на элементе +7/2700:

7) результаты расчета заносим в таблицу 1.

Таблица 1

Расчет спрямления профиля

№ п/п	Действительный профиль				Спрямленный профиль			Проверка
	S, м	I, %0	R, м	Sкр, м	I, %0	S, м	№ п/п
1	1250	0			0	1250	1	Ст. А
2	500	+2,0			+2,0	500	2
3	2700	+7,0	1400	1100	+7,2	2700	3	расчетный
4	900	0			-1,4	2500	4	900<1190
5	1000	-1,8	1200	800				1000<20000
6	600	-4,0	1000	500				600<862
7	700	-7,5			-7,5	700	5
8	500	0			0	500	6
9	1000	+8,0			+8,0	1000	7	проверяемый
10	1050	0			0	1050	8	Ст. В

Порядок выполнения подготовки продольного профиля пути для выполнения тяговых расчетов:

- выбрать расчетный и проверяемые подъемы на заданном продольном профиле пути;

- сгруппировав смежные элементы профиля, подлежащие спрямлению, определить по (2) суммарные уклоны без учета сопротивления от кривых;

- используя (4) и (6), определить величины фиктивных подъе­мов от кривых и приведенных уклонов;

- результаты расчетов занести в таблицу, аналогичную табл. 1.