Железнодорожные станции и узлы
Задача 1
Вычертить «в рыбках» схему технической
пассажирской станции поперечного типа. Перечислить устройства и
служебно-технические здания этой станции; операции, выполняемые на ней.
Решение:
На пассажирских технических станциях
осуществляют технический осмотр, очистку, обмывку, переформирование, ремонт и
экипировку пассажирских составов. Для этих операций проектируется путевое
развитие, вагономоечные машины, ремонтно-экипировоччное депо (РЭД), пункты
технического обслуживания вагонов, конторы по обслуживанию пассажиров (КОП),
устройства СЦБ, связи, энергоснабжения и др.
В зависимости от объема работы пассажирские
технические станции разделяются на станции и технические парки. Станции бывают
крупные, обрабатывающие в сутки более 15 составов и средние - от 8 до 15
составов. В технических парках обрабатывают до 6 - 8 составов в сутки.
Взаимное расположение отдельных устройств должно
соответствовать поточности обработки вагонов с учетом беспрепятственной и
одновременно выполняемой работы на них. Поэтому сортировочная работа, как это
было принято, всегда, производится методом перестановки и толчков, а не через
сортировочную горку, которая потребовала бы центрального расположения
подгорочных парков. Свободный спуск вагонов в некоторых случаях, правда, не
разрешается. Расположение отдельных устройств зависит далее от положения
соединений и наличия площади. Устройства при этом в большей мере желательно
располагать последовательно и, чтобы длина станции не была слишком большой,
также в известной степени параллельно друг другу.
Технических станций, которые отвечали бы всем
требованиям обработки и переформирования с наличием для этого всех специальных
отдельных устройств, нет. Такие сооружения требуют больших затрат и поэтому
могут рассматриваться как теоретические. Однако на основании такого
«академического» решения лучше всего может быть изучена идеальная программа,
которая устанавливает необходимость в следующих устройствах:
Путевое развитие станции состоит из путей приема
(грубой очистки), наружной обмывки составов, ремонтно-экипировочных, отстоя и
отправления готовых составов, стоянки пригородных составов, а также вытяжных,
ходовых путей, путей стоянки резервных и неисправных вагонов, выгрузочных у
складов топлива, а также путей для стоянки почтовых, багажных вагонов и
вагонов-ресторанов. На территории технической станции в ряде случаев
размещается и локомотивное депо.
На путях парка приема осуществляют сдачу белья
из вагонов, сухую уборку состава, уборку мусора и технический осмотр ходовых
частей, ударно-тяговых приборов, автотормозного оборудования,
электрооборудования и внутреннего оборудования, а также переформирование
составов, на путях моечного цеха - наружную обмывку вагонов (прохождение
состава через вагономоечную машину).
На путях РЭД осуществляют технический осмотр ,
ремонт ходовых частей, ударно-тяговых приборов, автотормозного оборудования,
электрооборудования и внутреннего оборудования, холодильных установок, осмотр и
зарядку аккумуляторных батарей, внутреннюю влажную уборку вагонов, снабжают
состав водой и бельем.
В парке отправления осуществляют снабжение
вагонов углем, приемку вагонов проводниками состава, начальником поезда и
постоянно действующей комиссией.
Для обмывки составов применяют стационарные и
передвижные вагономоечные машины. Стационарные машины устанавливаются на
станциях, обслуживающих свыше 200 вагонов в сутки. Машины для обмывки вагонов
размещают на открятых площадках, если температура наружного воздуха не ниже -
15
, и в закрытых помещениях при температуре ниже -15 .
Наибольшее распространение получили стационарные машины 116 и 178 м. скорость
подачи на такие машины составляет 0,8…1,0 км/ч, время обмывки 30…35 мин.
Размеры цеха обмывки составов представлены на рис. 1.
Рис. 1 - Схемы и размеры (в метрах) цеха обмывки
пассажирских составов на один путь (а) и на два пути (б)
Основной принцип размещения вагономоечных машин
- обеспечение поточности обработки составов. На многопарковых станциях моечные
машины целесообразно располагать после парка приема.
Ремонтно-экипировочные устройства (РЭУ)
подразделяют на крытые, сооружаемые на станциях в северных и центральных
районах России, и открытые, размещаемые на южных дорогах европейской части страны,
где экипировочные работы в течение всего года выполняются на открытом воздухе.
При открытых РЭУ предусматриваются
соответствующие производственные здания. Ремонтно-экипировочное депо с крытыми
стойлами состоит из стойловой части и производственных мастерских со
служебно-бытовыми помещениями (рис. 2). При сооружении новых зданий РЭД в них,
как правило, следует предусматривать кладовые, базы вагонов-ресторанов и
помещения дезинфекции постельных принадлежностей и съемного оборудования.
Рис. 2 - Схема ремонтно-экипировочного депо (в
метрах): 1 - стойловая часть; 2 - мастерские; 3 - цех отцепочного ремонта
Длина экипировочного депо определяется по числу
вагонов в наиболее длинном экипируемом составе с добавлением 5 м с каждой
стороны до торцевых стен депо и 10 м на растяжку состава для удобства
проведения транспортных работ в средней части депо.
В пунктах формирования пассажирских поездов с
числом приписных вагонов не менее 400 сооружают вагонное депо (ВРД) для планового
и текущего ремонта не менее 1 500 пассажирских вагонов в год (рис. 3).
Рис. 3 - Схема вагонного депо для ремонта
пассажирских вагонов (в метрах): I, III, IV - ремонтные отделения; II -
сборочный цех; V - колесный парк
Пассажирские технические станции бывают
однопарковые и многопарковые. При обработке 4 - 10 составов в сутки обычно
проектируют однопарковые технические станции с общим приемоотправочным парком и
размещаемым параллельно ему РЭД.
Рекомендуемые и вновь сооружаемые крупные
пассажирские технические станции при наличии достаточной длины площадки
проектируют многопарковыми по схеме с последовательным расположением РЭД по
отношению к паркам приема и отправления (рис. 4).
Рис. 4 - Схема технической пассажирской станции
поперечного типа
Рассмотрим работу технической пассажирской
станции поперечного типа.
Составы с пассажирской станции по
соединительному пути прибывают в парк приема 1, где подвергаются техническому,
санитарному осмотру и при необходимости переформированию. Здесь выполняют
очистку вагонов, затем производится наружная обмывка составов в вагономоечном
цехе (стационарные вагономоечные машины) 4 и перестановка их в
ремонтно-экипировочное депо (РЭД) 5 для ремонта ходовых частей, внутреннего
оборудования и экипировки (снабжение вагонов водой, постельными
принадлежностями, топливом, снабжения вагонов-ресторанов). После этого составы
выставляют в парк отправления 2, где они ожидают подачи на перронные пути под
посадку пассажиров.
Задача 2
Вычертить в осях путей немасштабную схему
грузовой станции, расположенной на однопутной линии. Грузовой район изобразить
«рыбкой».
Описать достоинства и недостатки данной схемы.
Дано:
Тип станции - конечная;
Число путей в парках: ПО - 3;
С - 4;
Тип грузового района - тупиковый;
Место расположения грузового района
-последовательно паркам.
Решение:
Грузовые станции предназначены для приема к
перевозке, взвешивания, кратковременного хранения, погрузки, выгрузки,
сортировки и выдачи грузов, оформления перевозочных документов приема,
расформирования-формирования и отправления грузовых поездов и передач вагонов,
производства маневровой работы по подаче вагонов на грузовые фронты и уборке
их, обслуживания подъездных путей и организации транспортно-экспедиционного
обслуживания клиентуры. Схема устройства грузовых станций и место их
расположения выбирается на основе технико-экономических расчетов в результате
сравнения вариантов с учетом последующего развития, размеров и характера
работы, площади отводимой территории, топографических, геологических и прочих
местных условий, а при развитии станций - также с учетом наиболее полного
использования существующих устройств.
В зависимости от основного назначения и
характера работы различают следующие грузовые станции: неспециализированные и
специализированные общего пользования, необщего пользования для обслуживания
подъездных путей, перегрузочные станции, портовые, паромные и линейные грузовые
станции. Грузовые станции общего пользования бывают тупиковые и сквозные.
На рис. 5 представлена общая схема тупикового
типа с параллельным расположением парков и последовательном расположении
грузового района.
Рис. 5 - Схема однопутной грузовой станции
тупикового типа с параллельным расположением парков и последовательном
расположении грузового района: 1 - станционное здание, совмещенное с постом ЭЦ
и технической конторой;, 2 - подъездной путь; 3 - пункт технического
обслуживания; 4 - экипировочные устройства для локомотивов ГД - грузовой двор,
СО - сортировочно-отправочный парк, С - сортировочный парк, ПО -
приёмоотправочный парк; ВВ - вагонные весы
Грузовые станции тупикового типа с параллельным
расположением путей (приёма поездов-передач, сортировочно-отправочных и
сортировочных) могут быть с грузовым районом (ГР), размещенным последовательно
станции или параллельно ей.
При последовательном расположении ГР
обеспечивается поточность движения вагонов при их подаче.
Однако такая схема имеет ряд недостатков:
не обеспечивается одновременность сортировки
вагонов и их подачи;
увеличивается пробег локомотивов при следовании
их из ГР в сортировочный парк С;
перегружается входная горловина станции из-за
концентрации в ней операций по приёму, отправлению, расформированию и
формированию поездов (передач).
Эта схема рекомендуется при узкой длинной
станционной площадке и небольшом объеме работы.
Рис. 6 - Итоговая схема грузовой тупиковой
станции с тупиковым грузовым районом, расположенном последовательно
параллельным паркам: 1 - станционное здание, совмещенное с постом ЭЦ и
технической конторой;, 2 - подъездной путь; 3 - пункт технического
обслуживания; 4 - экипировочные устройства для локомотивов ГД - грузовой двор,
СО - сортировочно-отправочный парк, С - сортировочный парк, ПО - приёмоотправочный
парк; ВВ - вагонные весы; Г - горка
Задача 3
Описать методы расчета пропускной способности
станции. Указать их достоинства и случаи применения.
Рассчитать пропускную способность
приемо-отправочных путей станции с использованием коэффициента использования
путей.
Дано:
Число путей в парке - m = 7;
Число сквозных поездов - ni = 62;
Число поездов, подлежащих расформированию - nj =
8;
Число поездов своего формирования, отправляемых
со станции - 
;
Время занятия путей поездами, tiр, мин
сквозными - 39;
подлежащими расформированию - 20;
своего формирования - 35;
Время занятия путей в течение суток для
выполнения постоянных операций, 
, мин - 2000.
Решение:
Пропускная способность участковой станции
определяется числом грузовых поездов (без переработки и с переработкой) и
заданным числом пассажирских поездов, которое может быть пропущено станцией за
сутки по всем направлениям при условии полного использовании имеющихся
технических средств и применения передовой технологии.
Пропускную способность подразделяют на наличную
и потребную. Наличная пропускная способность определяется возможностью
технических устройств (количеством путей, сортировочной горкой) принять
(переработать) определенное количество поездов (вагонов). Потребная пропускная
способность определяется количеством поездов (вагонов), которое требуется
пропустить (принять, переработать) с учетом заданного количества пассажирских и
пригородных поездов, внутримесячной неравномерности движения поездов и с учетом
резерва. Резерв для станций принимают в тех же размерах, что и для линий - 20%
для однопутных и 15% для двухпутных линий. Пропускная способность неузловых
участковых станций должна соответствовать пропускной способности подхода.
Движение пассажирских и сборных поездов
существенно влияет на использование станционных путей для грузового движения.
Коэффициент α, учитывающий потери
в использовании путей парка из-за движения пассажирских и сборных поездов, при
примыкании к парку приемному или приемо-отправочному со стороны прибытия, а к
отправочному - со стороны отправления одной однопутной или двух-
путной линии равен:
(1)
где 
-
заданное число пассажирских и сборных поездов
Для однопутного подхода с автоблокировкой:
= 0,33
+ 0,53
(2)
=
- период графика
пары поездов на ограничивающем перегоне;
ξ - коэффициент съёма
грузовых поездов сборным поездом.
Для двухпутного подхода с автоблокировкой:
= 0,65*I + d (3)
=
(4)
где d - разность времени хода грузового и
пассажирского поездов между ближайшей возможной по путевому развитию станцией
обгона и рассчитываемой станцией (для парков приёмного и приeмо-отправочного со
стороны прибытия, для отправочного со стороны отправления).
При примыкании двух и более линий
(5)
За первую линию принимается та, на которой наибольшее
число пассажирских поездов, за вторую линию - со следующими по величине
размерами пассажирского движения и т.д. Для парков станций двухпутных линий
число линий берется по прибытию. Если к парку примыкают более двух линий, то
заданное для третьей и других линий число пассажирских (сборных) поездов
прибавляется к их числу на второй линии и суммарные величины используются для
определения коэффициента α (для средних
условий α=0,7
0,95
для не узловых станций и α=0,4 0,8
для узловых).
Влияние неравномерности, враждебности и других
факторов оценивается технически необходимой долей пропускной способности
(коэффициентом ρ). Техническая
доля пропускной способности r приемо-отправочных путей для парка: с одним
двухпутным подходом равна 0,2; с одним однопутным подходом - 0,3; с двумя и
более подходами - 0,4.
Наличную пропускную способность путей парка (без
ускоренных грузовых и сборных поездов) определяют по формуле:
н = (1440αл
βm
- 
)/tзан(1
+ ρ)
(6)
где m -наличное число путей (кроме ходовых) в
рассчитываемом парке, используемых для грузовых поездов; β
-коэффициент,
учитывающий влияние пассажирских и сборных поездов на использование путей
приемо-отправочных парков станции (при примыкании одной линии β=1,02,
при
примыкании двух и более линий β=1,09), для
приемоотправочного парка транзитных поездов без переработки β=1);
tстех - время выполнения работ по техническому
обслуживанию и плановым видам ремонта пути и контактной сети в среднем в
сутки;зан - средневзвешенное время занятия пути выполнением технологических
операций с поездами (кроме ускоренных грузовых и сборных). Для отправочных
парков при резерве ниток графика,обеспеченных локомотивами αл
= 25%, ρ
= 0,45.
Пропускная способность приемо-отправочных путей
может быть определена аналитически по средневзвешенному времени занятия пути
одним поездом (
):
N = 
(7)
где m - наличное число путей (кроме ходовых) в
парке;
- суммарное время
перерывов в использовании путей для приема поездов, включающее дополнительные
простои на них грузовых поездов из-за пропуска пассажирских поездов 
,
и время, необходимое для текущего содержания пути и контактной сети 
.
Средневзвешенное время занятия пути одним
поездом определяется как: 
(8)
где 
-
полное время занятия пути одним поездом каждой категории;
- заданная на
расчётный срок доля поездов различных категорий от общего числа поездов,
обслуживаемых парком (
).
Пропускная способность путей рассчитываемого
парка по отдельным категориям поездов будет:
Ni= N*βi (9)
Заметим, что для участковых, сортировочных и
грузовых станций рассчитывают также перерабатывающую способность, определяемую
числом грузовых вагонов (или поездов), которое может быть переработано станцией
за сутки при наилучшем использовании сортировочных устройств.
Также ВНИИЖТ разработана методика автоматизации
расчетов пропускной способности с применением специального программного
обеспечения с учетом влияния пассажирских поездов, загрузки горловин и других
факторов.
Определение пропускной способности по
коэффициенту использования
Пропускная способность путей в этом случае
определяется как:
= 
(10)
где 
-
число передвижений поездов (локомотивов, составов) j - i категории, прибывающих
с р-ого подхода, пропускаемых через i -ый элемент горловины;
- коэффициент пропускной
способности путей
= 
(11)
где 
-
время обработки поезда j - i категории, прибывающей с р-ой линии (транзитный,
разборочный, своего формирования, кроме сборных и вывозных, угловые передачи и
др.), мин;
ρ - коэффициент,
учитывающий влияние колебаний потоков, отказов технических устройств,
взаимовлияние смежных устройств и других объективных факторов ( ρ
= 0,2);
m - число путей в парке приёма (отправления);
- коэффициент,
учитывающий влияние движения пассажирских и сборных поездов на степень
использования путей (0,8);
β - коэффициент, равный
1;
- продолжительность
занятия пути постоянными, независящими от размеров движения, операциями за
сутки.
Расчёт:
= 
=
=
0,558641161= = 
=
137,8344551 поездов 
138 поездов.
Задача 4
грузовой пассажирский станция линия
Вычертить схему и описать особенности работы
железнодорожного узла полукольцевого типа.
Решение:
Железнодорожным узлом называется пункт слияния
или пересечения нескольких железнодорожных линий, в котором осуществляется
пропуск пассажирских и грузовых поездов с одной линии на другую, сортировка
вагонов по примыкающим направлениям, а также пересадка пассажиров.
Железнодорожные станции располагаются в пунктах
пересечения или примыкания не менее трех железнодорожных линий. Железнодорожные
узлы представляют собой комплексы технологически связанных между собой
железнодорожных станций, главных, соединительных, обходных и подъездных путей,
постов в пунктах примыкания, а также путепроводных развязок железнодорожных
линий между собой и с городскими магистралями и автодорогами. Они включают в
себя вокзалы, депо, тяговые подстанции и др. Железнодорожный узел, как правило,
является составной частью транспортного узла. Границами железнодорожного узла
являются внешние границы входящих в него раздельных пунктов.
Узел полукольцевого типа представлен на рис. 1.
Узлы полукольцевого типа называют также радиально-полукольцевыми, так как полукольцевых
узлов без ввода радиальных линий практически не существует.
Эти узлы образуются, когда существует
естественное препятствие для прокладки окружной железной дороги и устройства
узла кольцевого типа. Таким препятствием может служить море, большое озеро,
широкая река, государственная граница.
В узлах этого типа обычно имеются тупиковые
вводы в город, заканчивающиеся пассажирскими и грузовыми станциями. Развитие
таких узлов обычно начинается с постройки самостоятельных радиальных вводов,
затем магистральные линии соединяются между собой для обеспечения пропуска
поездов с одной линии на другую, а также для развоза местного груза.
На радиальных вводах в узлах полукольцевого типа
предусматривается размещение пассажирских и грузовых станций, а за пределами городской
черты - полукольцевая железная дорога, соединяющая все подходы к узлу.
Рис. 7 - Схема узла полукольцевого типа: Ст.1,
2, 3 - пассажирские станции; Ст 4 - входная грузовая станция; Ст 5, 7 - входные
сортировочные станции узла; Ст. 6 - станция, обслуживающая промышленный район;
Ст. 8, 9 - вспомогательные сортировочные и грузовые станции; ГД - грузовой
двор; ПР - промышленный район
Сортировочные станции размещаются либо на
нескольких подходах, на которых имеется значительный объем перерабатываемого
вагонопотока, либо на одном (например, станция 7) с организацией основной
сортировочной станции, а на других подходах возможно образование
вспомогательных сортировочных станций. Количество и типы сортировочных станций
определяются технико-экономическим сравнением вариантов на основе плана
формирования и объема местной работы на отдельных подходах.
На рис. 8 представлена схема
Санкт-Петербургского железнодорожного узла радиально-полукольцевого типа.
Рис. 8 - Схема Санкт- Петербургского
железнодорожного уз
Литература
1.
Проектирование железнодорожных станций и узлов. Справочное и методическое
руководство. - М.: Транспорт, 1981.
.
Сотников И.Б. Эксплуатация железных дорог (в примерах и задачах). - М.:
Транспорт, 1980.
.
Савченко И.Е. и др. Железнодорожные станции и узлы. - М.: Транспорт, 1980.
.
Железнодорожные станции и узлы (задачи, примеры, расчеты). Под ред. Н.В.
Правдина. М.: Транспорт, 1992.
.
Железнодорожные станции и узлы (задачи, примеры, расчеты). Под ред. В.М.
Акулиничева. М.: Транспорт, 1992.
.
Пособие к СНиП 2.05.07-85. Пособие по проектированию промышленных
железнодорожных станций.
.
В.Я. Болотный. Проектирование железнодорожных станций и узлов. Учеб. пособие
для дипломного проектирования в вузах. М.: Транспорт.1989.
.
ВСН 56-78. Инструкция по проектированию станций и узлов на железных дорогах
Союза ССР (действующая).