Диссертация (792722), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

тон [104].Основные показатели железнодорожной линии «Кызыл-Курагино»представлены в таблице 4.15.5Данные по проекту были взяты из Пояснительной записки к проекту новой железнодорожной линии«Кызыл-Курагино» «Томгипротранс».76Таблица 4.1 – Основные показатели железнодорожной линии «Кызыл-Курагино»№Наименование показателейп/п1ПоказательКатегория дороги (по СТН Ц-01-95,IIIСП 237.1326000.2015)2Руководящий уклон / уклон кратной тяги, ‰3Минимальный радиус кривых в плане, м459.0/18.5300Род тяги и тип локомотиватепловозная2ТЭ70Полезная длина приемо-отправочных путей, мХарактеристики железнодорожного пути1050(поСП 238.1326000.2015):6Ширина земляного полотна, м:7,3- в обыкновенных грунтах6,3- в скальных грунтахР65Тип рельсовБалласт:40- гравийно-песчаный, см- щебеночный на песчаной подушке с толщиной30/20под шпалой, см7Весоваянормагрузовыхпоездоввобоих6000направлениях, тРазмеры перевозок в грузовом направлении(Кызыл – Курагино), млн.

т:8- в грузовом направлении на 1-й годэксплуатации;8.0- в грузовом направлении на 2-й и последующие;12.0- в негрузовом направлении3,077Трасса расположена в сложных природных условиях:1) резко континентальный климат с суровой продолжительной зимой (соктября по март) и непродолжительным летом, суточные колебаниятемператур от 10 до 200С;2) трудные топографические условия Саянской горной области,характеризуемые различными типами и формами рельефа; сложноеинженерно – геологическое строение региона;3) территория района проектирования относится к району повышеннойсейсмичности; сейсмическая активность предполагается до 8-10 баллов.Стоит также отметить, что помимо сложных условий изысканий,проектирования и строительства железной дороги проект отличаетсяналичием историко-археологических памятников, национальных парков изаповедных территорий, которые могут сдерживать строительство и требуютпристального внимания при реализации проекта.Таким образом, в разделе 4.1 были рассмотрены характеристики иусловия проектирования участка трассы новой железнодорожной линии«Кызыл-Курагино», на основе которых в дальнейшем апробированаметодика проектирования трассы железнодорожной линии на косогорныхучастках в условиях высокой сейсмичности.4.2 Применение технологии проектирования трассы железнодорожнойлинии на косогорных участках в условиях высокой сейсмичностиАпробация предлагаемой технологии была проведена на примерепроекта участка новой железнодорожной линии «Кызыл – Курагино»,расположенной между Красноярским краем и Элегестским угольнымместорождением республики Тыва (рисунок 4.1).78При исследовании был расмотрен участок трассы между разъездомКуртушибинским и станцией Аржаан протяжѐнностью 21 км.Участок характеризуется наличием Куртушибинского тоннеля, разъездаЧинжаш, наличие объектов культурного наследия – Долины царей, затяжныхспусков общей протяжѐнностью 13 км при руководящем уклоне кратной тяги18.5 ‰.Рисунок 4.1 - Схема железнодорожной линии «Кызыл – Курагино» [124]Технические параметры (исходные данные, блок 1, см.

рисунок 3.22)были ранее представлены в разделе 4.1.При анализе трассы были выявлены косогорные участки (блок 2,см. рисунок 3.22), на которых поперечный профиль трассы имеет видполунасыпи-полувыемки.Всеготакихучастков29.Ихсуммарнаяпротяжѐнность составляет 711 м, что составляет порядка 3,4 % от общейдлины рассматриваемого участка.Пример расчѐта границ коридора профиля по формулам (3.1), (3.3) и(3.4), его построение на выделенных участках (блок 3, см. рисунок 3.22) иоценка вариантов проектных решений в профиле (блок 4, см. рисунок 3.22)представлены на рисунке 4.2.79Рисунок 4.2 - Практическое применение метода. Корректировка проектной линии:зелѐный цвет – линия земли; красный цвет – проектная линия; жѐлтый цвет –откорректированная проектная линия; голубой цвет – коридор профиля; фиолетовый –участки полунасыпей-полувыемокПример расчѐта границ коридора плана по формулам (3.2), (3.5) и (3.6),его построение на выделенных участках (блок 5, см.

рисунок 3.22) и оценкавариантов проектных решений в плане (блок 6, см. рисунок 3.22) показаны нарисунке 4.3.Рисунок 4.3 – Практическое применение метода. Корректировка плана трассы:Жѐлтый цвет – горизонтали высот; синий цвет – линия трассы; фиолетовый цвет –коридор плана80При использовании метода проектирования трассы железнодорожнойлинии в условиях высокой сейсмичности из 29 выявленных участков на 9-тибыла выполнена корректировка трассы в продольном профиле и плане(таблица 4.2). Ввиду удалѐнности участков друг от друга применение методааппроксимации (блок 8, см. рисунок 3.22) не потребовалось.Таблица 4.2 - Характеристики трассы до и после применения метода№Показателип/п1 Длина рассматриваемого участкаКоличество косогорных участков2с полунасыпями-полувыемкамиСуммарная протяжѐнностькосогорных участков с3 полунасыпями-полувыемками (%от длины рассматриваемогоучастка)Докорректировки21 кмПослекорректировки21,1 км2920711 м (~4%)370 м (~2%)Таким образом, в разделе 4.2 было рассмотрено применение методикипроектирования трассы железнодорожной линии на косогорных участках вусловияхвысокойжелезнодорожнойсейсмичностилиниинаучасткеКызыл-КурагинопроектируемоймеждуразъездомКуртушибинским и станцией Аржаан.

В результате с 29 до 20 былосокращено количество косогорных участков с полунасыпями-полувыемками.До 2% сокращена суммарная протяжѐнность косогорных участков сполунасыпями-полувыемками. Их протяжѐнность уменьшилась примерно в2 раза (см. таблица 4.2).814.3 Эффективность решений в проектах железных дорог с учѐтомвероятности возникновения землетрясенийСтроительство грузовых железнодорожных линий в современныхусловиях и в перспективе во многих случаях осуществляется в районах свысокой сейсмичностью.Нормативныедокументы[108]предусматриваютприэтомвконструкциях постоянных устройств специальные мероприятия по защите ихот землетрясений. Например, в районах с расчѐтной сейсмичностью 9 балловнеобходимо уполаживать откосы земляного полотна; основная площадкадолжна быть однородной; заменять на более сильные слабые грунты илипроизводить их цементацию; возводить защитные скально-обвальныесооружения и подпорные стенки на косогорах круче 1:2.Очевидно, что реализация мероприятий по защите от землетрясенийприводят к удорожанию строительства железных дорог.

В связи с этимвозникает необходимость оценить их эффективность [58].Землетрясение в разных районах имеет вероятностную природу, котораяохарактеризована специальным комплексом вероятностных норм, чтоотражено в картах общего сейсмического районирования ОСР территорииРоссийской Федерации (ОСР-2012).При выборе проектных решений по железнодорожным устройствам исооружениямиспользованыметодыпринятиярешенийвусловияхнеопределѐнности исходной информации.Для условий рассматриваемой задачи подходят различные критериипринятия решений с учѐтом неопределѐнности. Учитывая одноразовыйхарактер реализации решения, а также наличие вероятностных карт порайонам проектирования, наиболее подходящим критерием для принятиярешений был принят критерий Байеса:82E 0   E i 0 E i 0  E  e i 0  maxinne ij q j j 1qj 1j 1где E0 – множество оптимальных вариантов проектных решений;Ei0 – варианты оптимальных проектных решений, которые принадлежатмножеству вариантов Е;E – множество вариантов проектных решений;ei0 – оптимальный результат варианта оптимального проектногорешения Ei0;eij – результат варианта проектного решения Ei при внешнем состоянииFj;qj – вероятность появления внешнего состояния Fj.Единственным фактором неопределѐнности в данной задаче являетсяфактреализацииземлетрясения.Возможныдвасценарияусловийэксплуатации линии:FI – землетрясение состоялось;FII – землетрясение не состоялось.При разработке проекта по постоянным устройствам и сооружениямвозможны два проектных решения:E1 – без учѐта мероприятий по защите от землетрясений;E2 – с учѐтом указанных мероприятий.Введены обозначения:K1 – стоимость строительства сооружений без учѐта мероприятий позащите от землетрясений;K2 – то же с учѐтом мероприятий;ΔK – затраты на восстановление устройств и сооружений послеземлетрясения в первом решении.Для участков км 294 – км 296 перегона разъезд Куртушибинский –станция Аржаан и км 298 – км 300 перегона ст.

Аржаан – ст. Арзаак проектастроительства новой железнодорожной линии Кызыл-Курагино определена83стоимость строительства сооружений с учѐтом мероприятий по защите отземлетрясений (K2) и без (K1).В качестве мероприятий приняты устройство однородной основнойплощадки и уположение откосов земляного полотна. Для устройстваоднородной основной площадки на участке км 298 – км 300 использованаметодика проектирования линий на косогорных участках в условиях высокойсейсмичности, представленная ранее в разделе 3.5, а уположение откосовземляного полотна на участке км 294 – км 296 произведено в соответствии сп.7.3.1 свода правил [108]: при высоте насыпей (глубине выемок) более 4 моткосы земляного полотна из нескальных грунтов должны быть положе на1:0,25 откосов, проектируемых для несейсмических районов.При расчѐте строительной стоимости [71] не учтены некоторыепостоянные слагаемые: стоимость устройства верхнего строения пути,стоимость сооружений и устройств, пропорциональных длине линии,стоимость раздельных пунктов, а также стоимость работ по искусственнымсооружениям.

Это сделано для упрощения процедуры расчѐта и сведения кминимуму повторяющихся операций.Приняты единичные стоимости по сооружению земляного полотна, каки в разделе 3.3 (1 м3 насыпи – 209 рублей, 1 м3 выемки – 120 рублей).В результате произведѐнных операций получены матрицы строительныхрасходов, представленные в таблицах 4.3 – 4.4.Таблица 4.3 - Матрица строительных расходов (общий вид)№проектногоВариант эксплуатационных условийFIFIIE1K1K1+ ΔKE2K2K2решения84Показателиобщегокритерияпринятиярешенийвусловияхнеопределѐнности Байеса:Э 1  К 1  P I  ( К 1   К )( 1  P I )Э2  К2 P I  К 2 (1  P I )илиЭ 1  ( К 1   К )   КP IЭ2  К 2,где PI – вероятность факта реализации землетрясения.Таблица 4.4 - Матрица строительных расходов (проект Кызыл-Курагино)№ проектногорешенияВариант эксплуатационных условийFIFIIучасток км 294 – км 296E1101.18122.59E2115.46115.46участок км 298 – км 300E17.717.97E27.887.88По графикам зависимостей Э1(PI) и Э2(PI), представленным нарисунках 4.4 и 4.5, видно, что при вероятности землетрясений менее 33.3%бóльшим эффектом обладает решение строительства сооружений без учѐтамероприятий по защите от землетрясений, однако при вероятности более33.3% эффективнее становится решение о строительстве с учѐтоммероприятий по защите.8514012010080Э60Э1(PI)40Э2(PI)200.33000.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91PIРисунок 4.4 - График зависимостей Э1(PI) и Э2(PI) участок км 294 – км 29687.957.97.85Э7.87.75Э1(PI)7.7Э2(PI)7.657.60.337.5500.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.91PIРисунок 4.5 - График зависимостей Э1(PI) и Э2(PI) участок км 298 – км 300Такимобразом,железнодорожнойвлинииразделе4.3наКызыл-Курагинопримеребыладвухучастковпроизведенаоценкаэффективности проектных решений с учѐтом вероятности возникновенияземлетрясений.

Сформированы матрицы строительных расходов и построеныграфики зависимостей общего критерия принятий решений в условияхнеопределѐнностиБайесаотвероятностиземлетрясений.Полученакритическая точка вероятности землетрясений (33.3%): при низших86значениях вероятности целесообразны решения без мероприятий по защитеот землетрясений, при бóльших – с учѐтом данных мероприятий.4.4 Рекомендации по построению коридора вариантов смещения впродольном профиле и плане трассыДля разработки рекомендаций по построению коридора вариантовсмещениявпродольномпрофилеипланетрассывыполненыэкспериментальные расчѐты с использованием ранее полученных формул(3.1 - 3.2), а также выводов раздела 3.3.4 и 3.4 при уклоне косогора от 1:10 до1:3.При видах грунта основания группы А (см. таблица 3.2) данырекомендации с дифференциацией по ширине основной площадки B,представленные в таблицах 4.5 – 4.8.Таблица 4.5 – Рекомендуемые границы коридоров плана и продольного профиля приB = 11.7 мЗаложениеоткосакосогора k109876543Ширинаосновнойплощадки B, м11.711.711.711.711.711.711.711.7КоридорпрофиляКоридорпланаУравнение оптимальных решенийhнас, мhвыем,мΔнас,мΔвыем,мПри смещениив насыпьПри смещениив выемку0.5850.650.7310.8360.9751.171.4631.95-0.585-0.65-0.731-0.836-0.975-1.17-1.463-1.955.855.855.855.855.855.855.855.85-5.85-5.85-5.85-5.85-5.85-5.85-5.85-5.85y=-0.1x+0.585y=-0.111x+0.65y=-0.125x+0.731y=-0.143x+0.836y=-0.167x+0.975y=-0.2x+1.17y=-0.25x+1.463y=-0.333x+1.95y=-0.1x-0.585y=-0.111x-0.65y=-0.125x-0.731y=-0.143x-0.836y=-0.167x-0.975y=-0.2x-1.17y=-0.25x-1.463y=-0.333x-1.9587Таблица 4.6 – Рекомендуемые границы коридоров плана и продольного профиля приB = 7.6 мЗаложениеоткосакосогора k109876543Ширинаосновнойплощадки B, м7.67.67.67.67.67.67.67.6КоридорпрофиляКоридорпланаУравнение оптимальных решенийhнас, мhвыем,мΔнас,мΔвыем,мПри смещениив насыпьПри смещениив выемку0.380.4220.4750.5430.6330.760.951.267-0.38-0.422-0.475-0.543-0.633-0.76-0.95-1.2673.83.83.83.83.83.83.83.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8-3.8y=-0.1x+0.38y=-0.111x+0.422y=-0.125x+0.475y=-0.143x+0.543y=-0.167x+0.633y=-0.2x+0.76y=-0.25x+0.95y=-0.333x+1.267y=-0.1x-0.38y=-0.111x-0.422y=-0.125x-0.475y=-0.143x-0.543y=-0.167x-0.633y=-0.2x-0.76y=-0.25x-0.95y=-0.333x-1.267Таблица 4.7 – Рекомендуемые границы коридоров плана и продольного профиля приB = 7.3 мЗаложениеоткосакосогора k109876543Ширинаосновнойплощадки B, м7.37.37.37.37.37.37.37.3КоридорпрофиляКоридорпланаУравнение оптимальных решенийhнас, мhвыем,мΔнас,мΔвыем,мПри смещениив насыпьПри смещениив выемку0.3650.4060.4560.5210.6080.730.9131.217-0.365-0.406-0.456-0.521-0.608-0.73-0.913-1.2173.653.653.653.653.653.653.653.65-3.65-3.65-3.65-3.65-3.65-3.65-3.65-3.65y=-0.1x+0.365y=-0.111x+0.406y=-0.125x+0.456y=-0.143x+0.521y=-0.167x+0.608y=-0.2x+0.73y=-0.25x+0.913y=-0.333x+1.217y=-0.1x-0.365y=-0.111x-0.406y=-0.125x-0.456y=-0.143x-0.521y=-0.167x-0.608y=-0.2x-0.73y=-0.25x-0.913y=-0.333x-1.217Таблица 4.8 – Рекомендуемые границы коридоров плана и продольного профиля приB = 7.1 мЗаложениеоткосакосогора k109876Ширинаосновнойплощадки B, м7.17.17.17.17.1КоридорпрофиляКоридорпланаУравнение оптимальных решенийhнас, мhвыем,мΔнас,мΔвыем,мПри смещениив насыпьПри смещениив выемку0.3550.3940.4440.5070.592-0.355-0.394-0.444-0.507-0.5923.553.553.553.553.55-3.55-3.55-3.55-3.55-3.55y=-0.1x+0.355y=-0.111x+0.394y=-0.125x+0.444y=-0.143x+0.507y=-0.167x+0.592y=-0.1x-0.355y=-0.111x-0.394y=-0.125x-0.444y=-0.143x-0.507y=-0.167x-0.59288Заложениеоткосакосогора k543Ширинаосновнойплощадки B, м7.17.17.1КоридорпрофиляКоридорпланаУравнение оптимальных решенийhнас, мhвыем,мΔнас,мΔвыем,мПри смещениив насыпьПри смещениив выемку0.710.8881.183-0.71-0.888-1.1833.553.553.55-3.55-3.55-3.55y=-0.2x+0.71y=-0.25x+0.888y=-0.333x+1.183y=-0.2x-0.71y=-0.25x-0.888y=-0.333x-1.183При видах грунта основания группы Б (см.

Характеристики

Список файлов диссертации