Проект провадження робіт по спорудженню контактної мережі на станції

Проект провадження робіт по спорудженню контактної мережі на станції

ВСТУП

Транспорт - одна з основних галузей економіки України, що містить залізничні, морські, річкові, автомобільні, трубопровідні й авіаційні шляхи сполучення.

Залізничному транспорту належить провідна роль у перевізних процесах, здійснюваних транспортною системою України. Його питома вага в загальному вантажообігу всіх видів транспорту Україні (без урахування трубопровідного) на сьогоднішній день становить 84%.

Експлуатаційна мережа залізниць України складає майже 22 тис.км, з яких 45% працює на електричній тязі.

У сучасних умовах, коли в Україні відчувається гостра нестача та подорожчання дизельного палива, поетапна електрифікація основних залізничних напрямків має дуже важливе значення.

Електрифікація залізниць - один з напрямків розвитку, які підвищують ефективність транспортного виробництва.

Досвід експлуатації залізниць з електричною тягою показав, що при електричній тязі собівартість перевезень нижче, а продуктивність праці вище, ніж при тепловозній тязі відповідно на 9,5 та 7,3%.

У дипломному проекті розглядаються питання організації будівельних та монтажних робіт, пов’язаних із введенням електричної тяги на ділянці Колосівка-Миколаїв Одеської залізниці. Складено проект організації будівництва та проект провадження робіт по спорудженню контактної мережі на станції.

. ХАРАКТЕРИСТИКА СУЧАСНОГО ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ДІЛЯНКИ КОЛОСІВКА - МИКОЛАЇВ

1.1 Загальна характеристика ділянки

Ділянка залізниці Колосівка - Миколаїв довжиною 105,2 км розташована на північному заході Миколаївської області Одеської залізниці.

Клімат району помірно-континентальний. Середньорічна температура +10° С. Середня температура січня -5° С, липня +23-25° С. Максимальна температура в липні 40° С, мінімальна в січні -29° С. Тривалість без морозного періоду 160-205 днів. Середня товщина снігового покрову складає 10 см. Максимальна швидкість вітру 28 м/с.

Ґрунти родючі, головним чином чорноземні та темно-каштанові на лесових породах.

Ділянка Колосівка - Миколаїв одноколійна, не електрифікована. У пасажирському і вантажному рухах обслуговується локомотивом 2ТЕ10М. Маса вантажного поїзда 4000 т. Загальна характеристика ділянки наведено в таблиці 1.1. На рисунку 1.1 - карта місцевості району тяжіння.

Таблиця 1.1 - Загальна характеристика ділянки Колосівка - Миколаїв

Рисунок 1.1 - Карта місцевості з ділянкою Колосівка - Миколаїв

1.2 Характеристика поздовжнього профілю і плану лінії

На напрямку Колосівка - Миколаїв преважними є ділянки з ухилами крутістю від 0 до 1,0‰. Їхня довжина складає 39,552 км (37,6%). Протяжність ухилів поздовжнього профілю приведена в табл. 1.2. Гістограма розподілу ухилів приведена на рисунку 1.2.

Аналіз плану показує, що криві складають 20,98% від загальної довжини лінії. Мінімальний радіус кривих складає 300 м. Протяжність кривих приведена в табл. 1.3. Гістограма розподілу довжин кривих приведена на рисунку 1.3.

Таблиця 1.2 - Протяжність ухилів поздовжнього профілю на ділянці Колосівка - Миколаїв

Рисунок 1.2 - Гістограма розподілу ухилів

Таблиця 1.3 - Протяжність кривих на ділянці Колосівка - Миколаїв

Рисунок 1.3 - Гістограма розподілу довжин кривих

1.3 Земляне полотно, штучні споруди і верхня будова колії

Переважним елементом земляного полотна є насип. Найбільша висота насипу біля 21 метра. Ширина основної площадки земляного полотна складає 7,0 м.

На ділянці розташовано 41 штучна споруда, із них 30 труб, 9 малих та 2 великих мости.

На головній колії покладені рейки типу Р65 на залізобетонних шпалах і щебеневому баласті, товщиною 35 см.

колія електричний тяга земляний

1.4 Роздільні пункти і СЦБ

На ділянці розташовано 13 роздільних пунктів, серед яких 2 - дільничі станції, 9 - проміжні станції, 2 - роз’їзди. Довжина приймально-відправних колій складає 850 м.

Міжстанційні перегони обладнані автоматичним блокуванням.

1.5 Наявна пропускна спроможність ділянки

Потужність залізниці визначається її пропускною спроможністю.

Пропускною спроможністю залізниці (або окремої її дільниці) зветься найбільша кількість потягів установленої ваги, яку дана лінія може пропустити протягом доби. Пропускна спроможність одноколійної лінії визначається в парах потягів; пропускна спроможність двоколійної лінії - в потягах для кожного напрямку.

Наявна пропускна спроможність лінії, що реконструюється, встановлюється з урахуванням найбільш повного використання внутрішніх резервів дороги.

Наявна пропускна спроможність на одноколійних перегонах при паралельному непакетному графіку визначається за формулою (1.1)

                                 (1.1)

де tтех - тривалість технологічного “вікна” для виконання робіт по утриманню верхньої будови колії та контактної мережі (tтех=60 хв);

aн - коефіцієнт надійності, що враховує вплив відмов в роботі технічних засобів на пропускну спроможність перегонів (aн=0,9);

Тнеп - період непакетного графіка, хв.;

,       (1.2)

т, tо - час ходу вантажного поїзда по перегону туди й назад, хв;

t1+t2 - станційні інтервали,

при НАБ t1+t2=7 хв;

при АБ t1+t2=4 хв.рг - час на розгін і вповільнення (tрг= 3 хв);

Час ходу по перегону вантажного поїзда tт и tо, пропускна спроможність при паралельному непакетному графіку наведені у таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 - Графік пропускної спроможності на ділянці Колосівка - Миколаїв

               - 2ТЕ10м  = 98,07 хв.; =1346,4 ткм; А=1093 кг; =102,92 хв.; =1610,9 ткм; А=1312 кг;

               - ВЛ80  = 91,91 хв.; =1461,14 ткм; А=5261 кВтч.; =92,47 хв.; =1744,7 ткм; А=6288 кВтч.

Розрахунки виконані при локомотиві 2ТЕ10М для тепловозної тяги та ВЛ80к для електричної тяги. Для визначення часу ходу поїзда на ділянки виконані тягові розрахунки на ЕОМ програмою MoveRW.

Лімітуючим на ділянці являється перегін Новокатеринівка - Зелений Гай. Пропускна спроможність на ділянці - 35 пари поїздів за добу.

Пропускна спроможність при частково - пакетному графіку визначається формулою:

                                      (1.3)

де:  - інтервал між поїздами в пакеті (=10 хв).

Пропускна спроможність при частково-пакетному графіку наведена в таблиці 1.5.

Таблиця 1.5 - Пропускна спроможність при частково-пакетному графіку

Пропускна спроможність при тепловозній тязі буде складати 39,5 пар поїздів за добу.

При електрифікації ділянки пропускна спроможність при електровозі ВЛ80к і частково - пакетному графіку складає 40 пар поїздів за добу.

1.6 Варіанти реконструкції ділянки

Реконструкція лінії виконується для збільшення пропускної та провізної спроможності, швидкостей руху або для покращення експлуатаційних показників та зменшення експлуатаційних витрат. При реконструкції лінії вводять більш потужний локомотив, електрифікують ділянку, будують двоколійні вставки, другу головну колію.

В проекті розглянуто варіант введення на даній ділянці електричної тяги. Тип локомотиву приймається аналогічно типу локомотиву на станції примикання Колосівка - ВЛ80к.

Аналіз пропускної спроможності, розрахунки якої приведені у таблицях 1.4 та 1.5 показав, що з введенням електричної тяги пропускна спроможність збільшується лише на 2 пари поїздів.

Для рішення питання про електрифікацію даної ділянки в проекті виконані розрахунки техніко-економічної доцільності введення електричної тяги за рахунок поліпшення експлуатаційних показників та собівартості перевезень. За критерій оптимальності вводу електричної тяги прийняті капітальні затрати і щорічні експлуатаційні витрати.

Ефективність робіт по вводу електричної тяги визначаємо по строку окупності додаткових капітальних вкладень, необхідних для вводу електротяги, яка визначається за формулою (1.4):

                                            (1.4)

де: - капітальні вкладення при тепловозній і електричній тязі, тис.грн.

- річні експлуатаційні втрати при різних видах тяги, тис.грн / рік.

1.6.1 Капітальні вкладення

Капітальні вкладення визначаємо за формулою (1.5):

                                               (1.5)

де:  - капітальні вкладення в постійні пристрої, тис. грн.;

- капітальні вкладення в локомотивний парк, тис. грн.;

- вартість вагонного парку, тис. грн.

Капітальні вкладення в постійні пристрої при введенні електричної тяги визначена по укрупненим показникам за даними Київдіпротрансуі Укрзалізниці. У проекті прийнята вартість 1 км електрифікації - 6 млн грн.

Капітальні вкладення в рухомий склад визначено за формулами

-        в локомотиви

-        в вагони

де:  - довжина ділянки, км;

 - ділянкова швидкість, км/год.;

 - час знаходження локомотива під технічними операціями;

 - число вантажних поїздів за добу на розрахунковий рік;

 - інвентарний коефіцієнт. Для електричної тяги - 1,2, тепловозної - 1,3, вагонів - 1,2;

 - середнє число вагонів у складі;

,  - вартості локомотиву.

При визначенні капітальних вкладень в локомотивний парк в варіанті з тепловозною тягою враховувалось тільки збільшення вартості локомотивного парку у зв’язку із збільшенням вантажопотоку до 10 року експлуатації.

Вартість локомотивного парку в варіанті з електричною тягою визначена з рахунком ліквідної вартості тепловозного парку, яка прийнята в розмірі 30 % від його загальної вартості.

Капітальні вкладення для тепловозної та електричної тяги наведено в таблиці 1.4.

Таблиця 1.4 - Капітальні вкладення для тепловозної та електричної тяги

1.6.2 Експлуатаційні витрати

При визначенні експлуатаційних витрат враховано витрати по пересуванню поїздів і витрати по утриманню постійних пристроїв:

                                             (1.6)

де:  - експлуатаційні витрати по пересуванню поїздів, тис. грн. / рік

 - експлуатаційні витрати на утримання постійних пристроїв, тис. грн. / рік.

Експлуатаційні витрати по пересуванню поїздів визначені за формулою (1.7):

                                     (1.7)

де:  - кількість поїздів за добу;

, - експлуатаційні витрати по пересуванню одного поїзда по ділянці за напрямками;

Витрати по пробігу одного поїзда визначається за формулою:

          (1.8)

де:  - механічна робота локомотива, ткм;

 - робота сил опору, ткм;

 - витрати електричної енергії (кВтгод) або палива (кг);

 - час руху поїзда на ділянці, год.;

 - витратні ставки, згруповані по відповідним вимірникам;

 - вартість 1 кВтгод електроенергії - 1,0 грн,
вартість 1 кг палива - 10 грн, які прийняті за звітними даними Укрзалізниці за 2014 рік.

Витратні ставки розраховані згідно [1, с.44-45] та наведені у таблиці 1.5.

Таблиця 1.5 - Витратні ставки

Витрати по пробігу одного поїзда без врахування вартості палива та електроенергії становлять:

при тепловозній тязі:

при електричній тязі:

Різниця невелика, тому доцільно враховувати витрати електроенергії та палива на пару поїздів.

При тепловозній тязі:

при електричній тязі:

Сумарні витрати по пробігу одного поїзда з урахуванням витрат електроенергії та палива для тепловозної та електричної тяги відповідно складають:

Експлуатаційні витрати по утриманню постійних пристроїв визначені через збільшений вимірник - утримання 1 км колії при відповідних умовах:

                                               (1.9)

де:  - експлуатаційна витрата по утриманню 1 км колії на рік, тис.грн;

 - довжина ділянки, км.

Результати експлуатаційних витрат по варіантах видів тяги наведено у таблиці 1.6.

Таблиця 1.6 - Експлуатаційні витрати по варіантам видів тяги

Строк окупності додаткових капітальних вкладень для введення електричної тяги визначимо за формулою (1.4):

Різниця в вартості палива на 1 пару поїздів складає:

За рік економія буде складати:

Висновки

Виходячи зі всього вище підрахованого можна зробити висновок, що електрифікація ділянки Колосівка - Миколаїв вигідна не стільки за рахунок підвищення пропускної спроможності ділянки, скільки за рахунок енергозбереження (економія на паливо складає 109,5 млн грн на рік), що призведе до зменшення собівартості перевезень. Окрім цього електрифікація ділянки дозволить зменшити шкідливі викиди в атмосферу.

Тому прийняте рішення про електрифікацію ділянки Колосівка - Миколаїв.

2. ОБСЯГИ ОСНОВНИХ РОБІТ ПРИ ЕЛЕКТРИФІКАЦІЇ

При електрифікації залізничної колії виконується великий комплекс основних робіт.

До основних робіт належать: будівництво і монтаж пристроїв електропостачання, перевлаштування і будівництво нових будівель локомотивного господарства, будівництво службово - технічних будівель, перевлаштування зв’язку і СЦБ, будівництво житлових будівель для робітників ділянок енергопостачання.

До супровідних робіт можна віднести перевлаштування станції, будівництво пасажирських платформ і перехідних мостів, усунення негабаритності при переході повітряних лінії через електрифіковані колії та інші.

Визначення об’ємів основних робіт виконується в процесі проектування споруд та пристроїв, необхідних для введення електричної тяги на ділянці.

Основними керівними документами при розробці проекту електрифікації є ДБН В.2.3 - 19 - 2008[4] та ЦЕ - 0009 [5] і інші нормативні документи Укрзалізниці.

2.1 Контактна мережа

Обсяги робіт по контактній мережі визначаються за планами контактної мережі станцій та перегонів. У проекті складено план контактної мережі станції Ясна Зоря, який приведений на аркуші 5/?.

На головних коліях прийнята компенсована підвіска на гірляндах із чотирьох ізоляторів типу ПБСМ-95+МФ-100, на станційних коліях - напівкомпенсована підвіска типу ПБСМ-95+МФ-100 на гірляндах із чотирьох ізоляторів [7].

Габарит підвіски контактного проводу на головних коліях 6250 мм, на станціях 6600 мм.

Для підвіски проводу контактної мережі на перегонах прийнята пряма похила неізольована консоль. На станціях до 8 колій прийняті уніфіковані металеві жорсткі поперечини.

Основним типом опор контактної мережі прийняті залізобетонні конічні нероздільні опори типу СС довжиною 13,6 м [8].

На ділянках з агресивними ґрунтами або при наявності ґрунтових вод з рівнем залягання менше 3 м від рівня головки рейки застосовуються роздільні опори типу СС довжиною 10,8 м із фундаментом типу ТС.

Анкерні опори встановлюються з анкерами типу ТА та поздовжніми анкерними відтяжками типу А-1.

Розрахункова довжина прольотів між опорами визначена по номограмах Транселектропроекту (рисунок 2.1) в залежності від метеорологічних умов та плану лінії. В проекті довжина прольотів для прямих ділянок складає 70 м. В кривих ділянках колії довжина прольоту зменшується в залежності від радіусу кривої.

Габарити встановлення опор контактної мережі:

) насип на прямій 3100 мм;

) насип на кривих радіусом 1200-350 м 3200 мм;

) виїмка 4900 мм;

) виїмки на сильно заносимих ділянках 5700 мм.

Якщо опори розміщені у міжколійях, то мінімальний габарит складає 2450 мм.

Розрахункові метеорологічні умови визначаються відповідно до СНиП 2.01.01-82 [6]:

-      максимальна швидкість вітру 28 м/с;

-        розрахункова товщина стінки ожеледі 20 мм;

         швидкість вітру при ожеледі 15 м/с.

Рисунок 2.1 Номограма для визначення довжин прольотів контактної мережі

2.2 Тягові підстанції

Оптимальна відстань між тяговими підстанціями визначена по номограмах Транселектропроекту (рисунок 2.2). Ця відстань в проекті складає 45 км. Тягові підстанції запроектовані на станціях Новокатеринівка, Трихати, Інгул. Живлення контактної мережі запроектовано по двохсторонній схемі. Між тяговими підстанціями розташовані пости секціонування. Схема розташування тягових підстанцій наведена на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 - Схема розташування тягових підстанцій

Рисунок 2.3 - Номограма для визначення відстань між тяговими підстанціями

Для керівництва експлуатаційною роботою пристроїв енергопостачання лінії, що електрифікується, створюються дільниці енергопостачання. Експлуатаційна довжина дільниці енергопостачання при змінному струмі складає 200-300 км. Розміщують дільниці енергопостачання на великих станціях.

2.3 Виробничі та житлові будівлі

Для обслуговування контактної мережі передбачено будівництво трьох чергових пунктів контактної мережі, які розташовані на станції Новокатеринівка, Трихати і Інгул та суміщенні з тяговими підстанціями на цих станціях.

Обсяг будівництва жилих будинків встановлений у розмірі 70% від штатного контингенту на другий рік експлуатації.

В проекті передбачено будівництво:

- три чотирьох квартирні будинки на станції Новокатеринівка;

три чотирьох квартирні будинки на станції Трихати;

три чотирьох квартирні будинки на роз’їзді Інгул;

Розмір жилої площі прийнятий 21 м2 на одну людину.

2.4 Зв'язок та СЦБ

При електрифікації дільниці передбачено улаштування енергодиспетчерського зв’язку, кабелювання магістральних ліній зв’язку, реконструкція діючих станційних та перегінних пристроїв СЦБ з метою пристосування їх до роботи в умовах електричної тяги. Будівлі тягових підстанцій, чергових пунктів контактної мережі обладнуються електричною пожарною сигналізацією.

Обсяги основних робіт, які необхідно виконати на ділянці для введення електричної тяги приведені в табл. 2.1.

Таблиця 2.1 - Обсяги основних робіт