Розрахунок сортувальної гірки - Проектування залізничного вузла

В залежності від місцевих умов на сортувальній станції для переробки вагонопотоків проектують основні та допоміжні сортувальні пристрої.

Основні сортувальні пристрої (ОСП) проектуються на сортувальних станціях для формування та розформування составів, що поступають у поїздах.

Допоміжні сортувальні пристрої, при наявності основних, передбачають на станціях для формування багатогрупних поїздів і передач вагонів на вантажну станцію і вантажні пункти, а також для завершення формування составів.

Для виконання функції ОСП проектують сортувальні гірки підвищеної, великої, середньої та малої потужності, де для скочування вагонів використовується сила тяжіння. У якості допоміжних сортувальних пристроїв можуть проектуватися гірки середньої та малої потужності, а також не гіркові пристрої разом з сортувальними (сортувально-групувальними, групувальними) парками.

Тип і потужність основних і допоміжних сортувальних пристроїв встановлюється залежно від планових розмірів і структури вагонопотоків. Розрахункові вагонопотоки для сортувальної станції встановлюються на 10-й рік експлуатації.

Сортувальний пристрій - це технологічна система, що передбачає

- колійний розвиток відповідного профілю; - маневрові локомотиви; - ремонтну базу; - службово-технічні і службово-побутові споруди і приміщення з необхідним обладнанням; - пристрої освітлення; - автомобільні дороги та переїзди; - перехідні мости, тунелі і доріжки;

На станціях сортувальні гірки великої потужності (ГВП) проектуються для переробки, в залежності від структури вагонопотоку, від 3500 до 5500 вагонів за добу при кількості колій в сортувальному парку від 30 до 40. При проектуванні двох і більше колій насуву передбачається з'єднання цих колій перехресними з'їздами.

Розв'язка на різних рівнях з улаштуванням коліє проводу під гіркою для пропуску поїзних локомотивів в локомотивне господарство передбачається при техніко-економічному обгрунтуванні.

Висота сортувальної гірки - це різниця відміток головок рейок на вершині гірки (ВГ) і в розрахунковій точці (РТ). Розрахункова висота сортувальної гірки повинна забезпечувати збігання поганого бігуна при несприятливих умовах, по важкій колії до РТ.

За розрахункову важку колію приймаємо ту, по маршруту скочування якої загальна питома робота всіх сил опору руху вагона має найбільше значення. Згідно з заданим планом вхідної горловини сортувального парку важку колію визначимо по першому пучку колій сортувального парку. Розрахункові точку приймаємо на відстані 50 м від кінця гальмівної позиції. Результати розрахунків зводимо до таблиці 2.3.

Таблиця 2.3

Розрахунок важкої колії

№ колії	Розрахункова довжина (від ВГ до РТ)	Число стрілок	Число градусів повороту
На стрілках	На кривих	Всього
1	412,69	7	37°51'00''	45°25'30''	83°10'30''
2	418,87	7	37°51'00''	35°57'45''	73°48'45''
3	414,82	7	37°51'00''	35°57'45''	73°48'45''
4	410,72	7	37°51'00''	26°30'00''	64°21'00''
5	409,76	6	33°07'08''	37°41'37''	70°48'45''
6	403,02	6	33°07'08''	22°13'53''	55°21'01''
7	397,53	6	33°07'08''	22°13'53''	55°21'01''
8	395,77	6	33°07'08''	26°46'08''	59°53'16''

Згідно з таблицею 2.3 за розрахункову важку колію приймаємо першу, оскільки вона одна з найдовших і має найбільше число градусів повороту.

Розрахункова висота сортувальної гірки великої потужності за умови докачування розрахункового бігуна за розрахункову точку визначається за формулою

(2.3)

Де 1,75 - міра відхилення розрахункового значення суми від середнього значення;

- середнє значення втрати енергетичної висоти при подоланні основного опору, м. е.в;

- середнє значення витрати енергетичної висоти від опору

Повітряного середовища, м. е.в;

- середнє значення витрати енергетичної висоти при проходженні стрілок та кривих, м. е.в;

- втрата енергетичної висоти при зледенінні рейок, м. е.в;

- питома енергія, яка відповідає встановленій швидкості

Розпуску, м. е.в;

(2.4)

Де VO - швидкість розпуску вагонів з сортувальної гірки, м/с;

G - прискорення, яке відповідає силі тяжіння і залежить від

Відношення ваги частин, які обертаються у вагоні;

Конструкція та технічне оснащення сортувальної гірки (план, висота, профіль гірки та технічні засоби механізації та автоматизації) повинні забезпечувати безперервне та безпечне розформування составів при додержанні всіх технічних та технологічних умов зі швидкістю, не меншою, ніж вказана в таблиці 2 [1].

Згідно з таблиці 2 [1] швидкість розпуску вагонів з сортувальної гірки великої потужності становить 1,7 м/с.

Середнє значення втрати енергетичної висоти при подоланні основного опору визначається за формулою

(3.3)

Де LP - довжина розрахункової колії, м

- основний питомий опір руху вагонів, Н/кН

Згідно з таблиці 3 [1] = 1,4 Н/кН

Середнє значення втрати енергетичної висоти від опору повітряного середовища визначається за формулою

(3.4)

Де - питомий опір від повітряного середовища та вітру, Н/кН

(3.5)

Де - коефіцієнт повітряного одиночного вагона, або першого вагона у відчепі;

S - площа поперечного перетину вагона, м2;

- вага вагона, т;

- температура повітря, с°;

- відносна швидкість відчепу, м/с;

Коефіцієнт приймається в залежності від рода вагона та кута б між результуючим вектором відносної швидкості та направленням скочування відчепу відповідно до таблиці 7 [1].

Швидкість відчепу визначається за формулою

(3.6)

Де - швидкість вітру, м/с;

- середня швидкість скочування відчепу на всій протяжності

Спускної частини гірки, м/с;

(3.7)

Де - середня швидкість вагону на ділянці "вершина гірки - 1 гальмівна позиція", м/с (4,2 м/с)

- протяжність ділянки "вершина гірки - 1 гальмівна позиція", м (77,7 м);

- середня швидкість вагону на ділянці "1 гальмівна позиція - 2 гальмівна позиція", м/с (5,5м/с)

- протяжність ділянки "1 гальмівна позиція - 2 гальмівна позиція", м (65,96 м)

- середня швидкість вагону на ділянці "2 гальмівна позиція - 3 гальмівна позиція", м/с (5,0 м/с)

- протяжність ділянки "2 гальмівна позиція - 3 гальмівна позиція", м (200,28 м)

- середня швидкість вагону на ділянці сортувальних колій, м/с (2,0 м/с)

- протяжність ділянки сортувальних колій, м (50 м)

Значення середніх швидкостей руху вагонів на різних елементах сортувальної гірки прийнято з таблиці 8 [1].

Кут б між результуючим вектором відносної швидкості та напрямком сортування визначається за формулою:

(3.8)

Де - напрямок руху вітру;

Площу поперечного перерізу вагона приймаємо як для критого вагона S = 9,7 м2. Значення коефіцієнту визначаємо шляхом лінійної інтерполяції за даними таблиці 7 [1].