Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог


ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008



жүктеу 5.31 Mb.
Pdf просмотр
бет8/48
Дата27.03.2017
өлшемі5.31 Mb.
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   48

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
41
Абая  и  далее  до  проспекта  Гагарина,  периферийные  участки  трассы - станция 
Райымбек, Ветка в депо и Алатау - мелкого заложения /2/. 
 
 
 
Рисунок 1 - Схема метро в г.Алматы 
 
Строительная длина первой очереди - 8,56 км, эксплуатационная 7,61 км, количество 
станций 7. Среднее  расстояние  между  станциями 1,27 км,  наибольшее 1,52 км, 
наименьшее 0,99 км. Наименьший радиус кривых в плане на перегоне Алмалы - Абая 
-Байконур - 300м.  Максимальный  уклон  трассы  по  перегонам - 40 %о.  Криволинейные 
участки трассы по отношении ко всей длине составляет 23%. Станция Алатау с боковым 
расположением  платформ,  остальные  станции с платформами островного типа, длина 
которых рассчитана на прием пятивагонных составов. 
Станции глубокого заложения связаны с поверхностью наклонными эскалаторными 
тоннелями, в которых располагается четырехленточный эскалатор. 
Подземные  вестибюли  эскалаторных  тоннелей,  соединенные  с  подуличными 
пешеходными переходами. 
 Особенности  Алматинского  метрополитена  определяются  комплексом  особо 
сложных геотехнических факторов: 
1.Сложная региональная геодинамика Северного Тянь-Шаня; 
2. Высокая сейсмичность территории в 9-10 баллов по шкале MSK. 
3. Предгорная зона с наклонным рельефом, представляющая межгорную падину. 
4.  Грунты  разнообразные,  слабоустойчивые,  галечниковые  с  ключениями  валунов 
значительных размеров до трех метров в диаметре. 
5.  Разные глубины заложения перегонных и станционных тоннелей от 1м мелкого 
до 60м глубокого. 
Район  строительства  первой  очереди  метрополитена  расположен  на  северном 
склоне Заилийского Алатау в пределах выноса конуса рек Большая и Малая Алматинка. 
Это хорошо видно, при взгляде на общую схему метро  вид сверху (рисунок 2) 
 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
42
 
 
Рисунок 2 - План г.Алматы  – космическая съемка 
 
Участок  строительства  сложен  галечниковыми  грунтами  с  включением  валунов 
размером от 200 до 300м преимущественно с песчаным заполнителем (рисунок 3) 
 
 
 
Рисунок 3 -  Валуны 
 
Заполнитель  представлен  разнозернистыми  песками  кварцполевошпатового 
состава. 
Петрографически  галечниковые  грунты  представлены  обломками  гранитов, 
гранодиоритами,  реже  диоритов,  сиенитов,  кварцитов,  преобладающего  серого 
цвета,  прочных,  крепких,  хорошо  окатанных,  иногда  встречаются  выветрелые  до 
состояния рухляка. 
Грунтовые  воды  по  трассе  залегают  ниже  уровня  выработок  метрополитена 
на  глубине  от 4 до 100 метров.  На  рисунке 4 приведен  профиль  трассы  первой  очереди 
метрополитена.  Общая  оценка  инженерно - геологических  условий  принята  как  условно 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
43
благоприятная  для  сооружения  метрополитена.  Алматинский  метрополитен  один  из 
немногих, где строительство ведется без применения рельсового транспорта. 
 
808.990
80
70
60
50
40
1 пускового участка)
369.000
(до конца строительства
(до конца оборота)
ст. Алатау
330.000
1490.045
1209.000
1490.045
ст. Тулпар
1209.000
1526.426
ст. Байконур
ст. Абай
1526.426
1216.800
990.000
1216.800
ст. Алмалы
ст. Жибек Жолы
990.000
1177.000
ст. Райымбек
1177.000
293.236 (до конца оборота)
546.071 (до портала)
0
30
20
10
Депо
ПК
 5+5
8
ПК
 17
+
3
5
ПК
 27
+
2
5
ПК
 39+4
1
.8
ПК
 55+
9
1
ПК
 67+
3
0
ПК
 85+
90
810.400
814.500
827.500
860.140
814.810
784.900
756.290
0.003
0.003
 78
+
2
8.
6
КП
 56+
02
КП
 00
+
0
5.
5
КП
 26
+
4
8.
0
КП
 29+
8
2.5
КП
Проходка
Проходка
перегонных
перегонных
тоннелей
тоннелей
(
(
в
в
двухпутном
двухпутном
исполнении
исполнении
):
):
до
до
200
200
7
7
г
г
.
.
200
200
7
7
г
г


-
-
6
6
9
9
7
7


п
п
.
.
м
м


-
-
1726
1726
п
п
.
.
м
м
.
.
Всего
Всего
по
по
проекту
проекту
-
-
8270 
8270 
п
п
.
.
м
м
. (
. (
в
в
т
т
.
.
ч
ч
. 7610 
. 7610 
п
п
.
.
м
м


эксплуатационная
эксплуатационная
длина
длина
)
)
Остаток
Остаток
на
на
2008
2008
г
г
.
.
-
-
527 
527 
п
п
.
.
м
м
. (
. (
в
в
однопутном
однопутном
исполнении
исполнении


ТРАССА
ТРАССА
ПЕРВОЙ
ПЕРВОЙ
ОЧЕРЕДИ
ОЧЕРЕДИ
МЕТРОПОЛИТЕНА
МЕТРОПОЛИТЕНА
 
 
Рисунок 4 -  Профиль трассы первой очереди метрополитена 
 
Все  работы  по  вывозке  грунта,  доставке  материалов  производятся  самоходной 
техникой - КамАЗами,  малогабаритными  автомобилями-самосвалами  ТСШ-4Б, PAUS и 
погрузочно-доставочными  машинами  ПД-2,  ЛК-1,  мультисервисной  машиной  ТПМК. 
Доставка  и  укладка  бетона  осуществляется  бетонотранспортными  машинами  на  базе 
ТСШ-46 (рисунок 5). 
 
Бетонотранспортная
Бетонотранспортная
машина
машина
на
на
базе
базе
ТСШ
ТСШ
-
-
4
4
б
б
 
 
Рисунок 5 - Бетонотранспортная машина на базе ТСШ-46 в работе 
 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
44
  Несмотря  на  все  особенности  и  сложности  строительства  метро  в  г.Алматы, 
строительство  идет  достаточными  темпами  и  коллектив  «Алматыметрокурыс»  обещает 
сдать первую очередь метро в строй в июле 2009 г. Мы будем свидетелями этого события. 
Выводы 
Строительство  метро  во  многих  городах  мира  определяет  экономический  уровень 
развития государства. Наше Правительство уделяет внимание этому событию, хотя такие 
геологические,  сейсмические  условия  строительства  метро  в  г.Алматы  несколько 
усложняют такой процесс. 
ЛИТЕРАТУРА 
 
1. Храпов В.Г., Демешко Е.А., Наумов С.Н. Тоннели и метрополитены:  М., Транспорт, 1989, 
380 с. 
2.  Иконников А. Свет в конце тоннеля //Континент, Алматы, 2000, №10, с.28-34. 
 
 
УДК 625.14.1 
 
Каипова Асем Адаевна - ассистент  (Алматы, КазАТК) 
 
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕРОВНОСТЕЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ ПОД 
ПОДВИЖНЫМ  СОСТАВОМ 
 
Достоверность результатов теоретических исследований процессов взаимодействия 
подвижного состава и пути в большой степени зависит от достоверности представления   в 
расчетной  модели  возмущающих  воздействий,  которые  определяются  конфигурацией 
поверхностей  катания  колес  подвижного  состава  и  рельсов  железнодорожного  пути. 
Определение  очертания  рельсовой  нити  под  подвижным  составом  распадается  на    две 
самостоятельные задачи: определение вертикальных неровностей железнодорожного пути 
(получение  «профиля»)  и  измерение  очертания  пути  в  горизонтальной  плоскости 
(неровности пути в «плане»). 
 
Задача  определения  очертания  профиля  рельсового  пути  кроме  научно- 
исследовательских  имеет  также  чисто  эксплуатационные  аспекты.  Используемые  в 
настоящее время методы оценки состояния нагруженного рельсового пути в вертикальной 
продольной  плоскости  путеизмерителем  по  просадкам  позволяют  хорошо  оценивать 
короткие  вертикальные  неровности  и  вызываемые  ими толчки,  что  особенно  характерно 
для  стыкового  пути.  Поскольку  измерение  «просадок»  путеизмерителем  равносильно 
численному  дифференцированию  траектории  движения  центров  колес  с  шагом,  равным 
базе  тележки,  то  пологие  неровности  на  бесстыковом  пути  для  высокоскоростного 
движения  этим  методом  контролировать  сложно  (передаточная  функция  «просадок» 
имеет  вид 
L
a
Sin
π
,  где  а – база  тележки  путеизмерителя, L –длина  вертикальной 
неровности пути /1/. 
При  определении  состоянии  пути,  предназначенного  для  высокоскоростного 
движения,  представляет  интерес  выявление  неровностей  с  длиной  волны  от 20 до 50м, 
частоты  воздействия  которых  при  скорости  движения 140-180 км/час  могут  оказаться  в 
полосе  собственных  частот  колебаний  рессорного  подвешивания  экипажей,  а  такие 
неровности  в  настоящее  время  не  регистрируются  серийными  путеизмерителями. 
Основная  трудность  получения  данных  о  пути  заключается  в  том,  что  требуется 
определять    величины  параметров  не  в  точке,  а  на  достаточно  длинном  отрезке,  когда 
каждая  реализация  является  частью  единого  стохастического  процесса.  Методы 
геодезической  съемки  очертания  рельсовых  нитей  не  эффективны  как  вследствие  своей 
чрезвычайной  трудоемкости,  так  и  потому,  что  конфигурация  пути  под  нагрузкой    и  в 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
45
ненагруженном состоянии может не совпадать в первую очередь из-за наличия случайно 
распределенных люфтов в подрельсовом основании. 
 
Для  проведения  расчетов  с  помощью  упрощенной  модели  взаимодействия 
подвижного  состава  и  пути  в  настоящее  время  используют  гипотезу  о  воздействии  на 
экипаж «силовых» неровностей пути. В этом случае в модель взаимодействия в качестве 
внешних  возмущений  вводят  траекторию  центра  колеса  экипажа,  которая  эквидистанта 
конфигурации  пути  под  медленно  перемещающейся  нагрузкой  (наличие  коничности 
бандажей приводит к погрешностям порядка 1 мм). 
 
Основанием  для  применения  такого  предположения  служит  то,  что  жесткость 
рельсовой нити намного меньше жесткости пути в целом и, следовательно, после выбора 
люфтов в подрельсовом основании очертания профиля пути под экипажами одного типа 
/2,3/  меняется  незначительно.  Несмотря  на  то,  что  данная  гипотеза  требует  еще 
экспериментального  установления  границ  своей    применимости  (отсутствуют  точные 
данные  о  величинах  скоростей  движения  и  сил  взаимодействия,  при  которых  она  имеет 
место), усилия исследователей в настоящее время направлены на создание аппаратуры для 
получения  реализации  траектории  центра  колеса,  которую  можно  определять  по 
траекториям букс колесной пары, используя простые геометрические соотношения. 
Непосредственное  измерение  траектории  с  помощью  вибрографа  широко 
применяется для регистрации установившихся гармонических колебаний  с частотой в 3-5 
раз превышающих частоту собственных колебаний сейсмической массы приборы. Так как 
нижняя граница частот перемещений буксы, которые оказывают ощутимое воздействие на 
экипаж  с  современным  двухступенчатым  подвешиванием,  составляет 0,7-0,8 Гц,  для 
работы  зарезонансной  области  собственная  частота  у  такого  вибрографа  должна  быть 
порядка 0,2 Гц,  а  величина  статического  прогиба  его  упругого  подвеса - 6000 мм. 
Реализация  такого  достаточно  работоспособного  подвеса  в  приемлемых  габаритах 
является весьма сложной задачей, но основной недостаток вибрографа в том, что записи 
колебаний  буксы,  которые  являются  случайным  полигармоническим  процессом, 
существенно  искажаются  наложением  собственных  колебаний  сейсмической  массы 
прибора (при регистрации же чисто гармонических процессов эти колебания имеют место 
только в первый момент и затем затухают)/4,5/. 
 
Для  анализа  погрешностей  регистрации  случайных  неровностей  пути  рассмотрим 
амплитудную 
A
δ  и фазовую 
t
δ
 погрешности /6/ регистрации вибрографом импульсивного 
воздействия 
                                                         
им
им
м
A
у
y
y

=
δ
,                                                           (1) 
                                                         
им
им
м
t
t
t
t

=
δ
,                                                            (2) 
где  у
им 
и  у
м
 – максимумы  импульса  при  идеальной  и  действительной  записях; t
им 
 ,t
м
 – 
время нарастания первого максимума при идеальной и действительной записях. 
Следует учитывать, что значения погрешностей, вычисляемых по формулам (1)  и 
(2), зависят от формы рассматриваемого сигнала. В  работе /6/ рекомендуется в качестве 
тестовых  принимать  сигналы,  ограниченные  гладкой  кривой,  имеющей  хотя  бы  две 
непрерывные производные в рассматриваемом промежутке времени. Это кроме удобства 
анализа  оправдывается  еще  и  тем,  что  исследуемые  реальные  процессы  также 
описываются гладкими кривыми. 
 
У нормализованного по пиковому значению и частоте импульса пиковое значение 
равно  единице,  а  время  нарастания  от  нуля  до  максимума-четверти  периода 
эквивалентной  синусоиды.  Следовательно, «нормализованная  угловая  частота»  равна 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
46
им
н
t
2
π
ω
=
.  Рассмотрим  погрешность  регистрации  вибрографом  процесса,  описываемого 
выражением 
                                                                 
t
е
х
t
10
sin
10

=
.                                                            (3) 
 
Этим  выражением  можно  описать  прохождение  на  скорости 20м/с  отдельной 
несимметричной неровности длиной порядка 6 м. Пусть собственная частота вибрографа 
1
0
4

cек
ω
,  а  затухание
1
3
,
0

=
сек
β
.  Амплитудная  погрешность  регистрации- 
синусоидального  процесса  данной  частоты  таким  вибрографом  составляет 15%. 
Погрешность  же  регистрации  процесса  определим,  используя  методику  и  графики, 
приведенные  в  работе /6/. При 
10
=
ω
,  время  импульса 
40
π
=
им
t
  и  погрешности  
регистрации  указанной    отдельной  неровности  составляют  соответственно 
%
14
=
A
δ
  и 
%
11
=
t
δ
, что можно было бы считать приемлемым. Однако вследствие малого затухания 
реакция  вибрографа  на  данный  сигнал  будет  искажать  последующую  запись  по  крайней 
мере еще в течении секунды. 
 
Избавиться  от    собственных  колебаний  сейсмической  массы  можно  введением 
дополнительного демпфирования. Если затухание вибрографа равно 0,8, то погрешность 
регистрации синусоидального процесса с частотой 
1
10

сек
ω
 уменьшается до 5% и резко 
сокращается время затухания паразитных колебаний сейсмической массы. Однако в этом 
случае  увеличиваются  погрешности  регистрации  отдельных  неровностей.  Для 
рассматриваемого воздействия будем иметь: 
%
25
=
A
δ
 и 
%
27
=
t
δ

 
Чтобы  уменьшить  величину  пиковых  высокочастотных  ускорений  при 
использовании    первичных  вибропреобразователей  с  динамическим  диапазоном 
измерений  порядка 1000, ускорениемер  устанавливают  на  достаточно  массивное 
упругоподвешенное  основание,  перемещение  которого  относительно  буксы  измеряют 
отдельным датчиком. 
 
Для  определения  очертания  рельсовой  колеи  в  плане  с  помощью  современных 
путеизмерительных  устройств  в  настоящее  время  используются  в  основном  методы, 
основанные на косвенном определении кривизны пути посредством измерения стрелы от 
хорды  или  углов  между  двумя  хордами,  что  сопряжено  как  с  аппаратурными,  так  и  с 
принципиальными  погрешностями.  В  этом  случае  задача  сводится  к  определению 
кривизны  линии,  проходящей  через  точки  контакта  измерительных  устройств  с  боковой 
гранью  головки  рельса,  что  соответствует  некоторой  осредненной  кривизне  участка  на 
базе измерения и может существенно исказить действительную форму колеи. 
 
Даже  при  непрерывном  измерении  пути  хордой  фиксированной  длины 
передаточная  функция  от  фактической  амплитуды  неровности  к  стреле,  замеренной  у 
середины  хорды,  составляет 
( )
L
l
2
sin
2
2
π
  где 
l
-длина  хорды  измерения.  Поэтому  для 
определения средней кривизны пути на участке меньше, чем длина измерительной хорды, 
предложен  метод    обработки  результатов  промеров,  основанный  на  определении 
отклонения положения рельсовой нити относительно базовой кривой. 
 
Взаимодействие  подвижного  состава  и  пути  рассматривается  в  криволинейной 
системе  координат,  где  в  качестве  координатных  линий  принята  некоторая  базовая 
окружность  и  нормали  к  ней.  Радиус  базовой  окружности  принимается  равным 
паспортному  значению  радиуса  рассматриваемого  участка  кривой  или  среднему  его 
радиуса  кривизны  (значение  стрелы  изгиба  базовой  кривой  соответствует  ординате 
средней  линии  графика  замеренных  стрел  участка).  В  общем  случае,  в  качестве 
координатной  линии  можно  рассматривать  окружность  с  примыкающими  переходными 
кривыми.  Обозначив  отклонения  (сдвижки)  рассматриваемой  кривой  относительно 

ҚККА Хабаршысы № 4 (53), 2008 
 
 
47
базовой  через 
Δ     (см.  рисунок 2), можно  записать  соотношение  между  сдвижками 
рельсовой нити (натурной кривой) в окрестностях i-той точки  и стрелами изгиба в этой 
точке  
                                                    
(
)
i
i
i
i
i
f
f

=
Δ
+
Δ

Δ
+

1
1
5
.
0
                                                     (4) 
 
Величины  с  индексами i-1  и i+1 лежат  на  расстоянии  половины  длины  измерительной 
хорды от i-й точки замера. 
 
Если обозначить разность стрел натурной 
i
f
 и базовой кривой 
i
 через 
i
i
f
f

=
ξ

то  для  всего  рассматриваемого  участка  кривой  можно  на  основании  измерений  стрел 
изгиба  определить  дискретно  координаты  рельсовой  нити 
i
Δ   в  принятой  системе 
координат как результат решения системы линейных уравнений 
 
                                   
1
0
1
0
5
.
0
5
.
0

Δ
+
=
Δ

Δ
ξ
;        
1
2
1
0
5
.
0
5
.
0
ξ
=
Δ

Δ
+
Δ


                                       ……………………..           
1
1
1
5
.
0
5
.
0
ξ
=
Δ

Δ
+
Δ

+

i
i
i
;                     (5) 
                            
1
1
2
5
.
0
5
.
0



=
Δ

Δ
+
Δ

k
k
k
k
ξ
;    
1
1
5
.
0
5
.
0
+

Δ
+
=
Δ
+
Δ

k
k
k
k
ξ
 
Поскольку выбор положения базовой окружности в известной мере произволен, ее 
можно  считать  проведенной  через  точки « к-1»  и  «к+1».  В  этом  случае 
0
1
1
=
Δ
=
Δ
=

k
k
,  
возможно точное определение сдвижек на основании. 
 
 
i
f
- стрела натурного участка пути; 
i
f
- стрела изгиба базовой кривой 
Рисунок 1 - Натурная и базовая кривые 
 
В общем случае наличие дополнительного слагаемого в правых частях крайних уравнений 
системы (3.5) обуславливает систематическую погрешность 
δ  в определении сдвижек. На 
рис.3.3.  приведены  результаты  анализа  изменения  абсолютной  величины  погрешности  в 
определении каждой сдвижки при числе уравнений в системе от 4 до 12 при 
мм
8
1
=
Δ

, а 
0
1
=
Δ
+
к

 
Так  как  система  уравнений  линейна  и  симметрична,  абсолютная  погрешность  в 
вычислении неизвестной 
i
Δ , вызываемая наличием отличных от нуля величин 
1

Δ
 и 
1
+
Δ
к

может быть определена по формуле: 
                                                     
(
)
[
]
i
i
k
k
k
i
1
1
1
+

Δ
+

Δ
=
δ
                                                          (6) 
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   48


©emirsaba.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет