поперечной                                  L_пол+1350 (м)                                   (2.10)
Таким образом, на основании формул 2.8, 2.9, 2.10 определяем тип станции:
продольной=2*1050+1900=4000 (м);
полупродольной=2*1050+750=2850 (м);
поперечной=1050+1350=2400 (м).
На основании произведённых расчётов принимаем к проектированию продольный тип участковой станции.
2.5 Размеры работы станции
При определении размеров работы станции подсчитываем общие размеры движения поездов на прилегающих участках по категориям, устанавливаем число поездов с переработкой и своего формирования. Определяем объёмы работы в вагонах по расформированию поездов на вытяжных путях, устанавливаем итоговые размеры пассажирского движения. Результаты расчётов сводим в таблицу  2.2.
Таблица 2.2
Размеры движения грузовых и пассажирских поездов

3. РАСЧЁТ ПУТЕВОГО РАЗВИТИЯ
3.1 Число приёмоотправочных путей для пассажирских поездов
На узловой участковой станции для приёма и отправления пассажирских поездов используются главные и специальные приёмоотправочные пути (ПО), укладываемые рядом с главными.
Число пассажирских приёмоотправочных путей, включая главные, принимаем не менее числа прилегающих к станции направлений. Общее их количество должно обеспечивать одновременный приём поездов со всех примыкающих к станции подходов. При этом для обеспечения возможности пропуска пассажирских поездов пачками или пакетами необходимо иметь дополнительный путь сверх числа главных путей, также дополнительный путь может быть использован для пропуска грузовых поездов.
Из этих соображений минимальное число путей для пассажирского движения составит:
m_пас=m_под+m_доп (путей)                 (3.1)
где m_под – число примыканий подходов железнодорожных линий, по заданию принимаем 3;
m_доп – число дополнительных пассажирских приёмоотправочных путей, принимаем для схем продольного типа  - 2.
На основании формулы 3.1 определяем минимальное число приёмоотправочных путей для пассажирского движения:
m_пас=3+2=5 (путей).
3.2 Определение числа путей в приёмоотправочных парках для грузового движения
Для расчёта числа путей в приёмоотправочных парках, производим распределение поездной работы между парками, выясняем, какие категории поездов и в каких количествах пропускаются через рассматриваемый парк. При распределении работы между парками учитываем следующее:
-равномерную загруженность парков и горловин;
-приём поездов, поступающих в расформирование, на пути парка, ближайшего к сортировочному;
-отправление поездов своего формирования из парков специализированного направления;
-отправление угловых поездов из тех парков, в которые они прибыли. Особое внимание в курсовом проекте уделяем назначению парков для угловых поездов. При этом анализируем пробеги поездов и локомотивов, враждебность при приёме и отправлении, безопасность движения поездов и проблемы, которые могут возникнуть при подготовке поезда к отправлению.
Распределение поездной работы заносим в таблицу 3.1.
Таблица 3.1
Распределение поездной работы между парками станции
Парк станции должен обеспечивать приём поездов со всех прилегающих к нему участков без задержек у входных сигналов.
Потребное число путей в парке зависит от размеров и неравномерности грузового и пассажирского движения, продолжительности и неравномерности обработки составов бригадами ПТО и ПКО, своевременного обеспечения составов локомотивами и локомотивными бригадами.
В курсовом проекте расчёт числа путей выполняем по интервалу прибытия. Данный метод расчёта применяется для парков, обслуживающих преимущественно одну категорию поездов (в курсовом проекте – это категория транзитных поездов), а количество других категорий по сравнению незначительно.
Расчёт производим в целом для парка по формуле:
m=t_зан/J_р+1 (путей)                                       (3.2)
где m – число путей в приёмоотправочном парке;
J_р – расчётный интервал прибытия поездов в данный парк, мин;
t_зан – время занятия пути одним поездом, мин;
1 – дополнительный путь для обгона.
Для определения числа путей необходимо определить время занятия пути, которое определяется как средневзвешенное значение времени занятия пути поездами разных категорий:
t_зан=t_зан^тр*N_тр+t_зан^рф*N_рф+t_зан^сф*N_сф/(N_тр+N_рф+N_сф) (мин)             (3.3)
где N_тр, N_рф, N_сф – число поступающих в парк соответственно транзитных,  в расформирование и своего формирования поездов;
t_зан^тр, t_зан^РФ, t_зан^сф – время занятия пути соответственно транзитным, поступившим в расформирование и своего формирования поездом.
Время занятия пути в зависимости от категории поезда определяется:
-для транзитных поездов:
t_зан^тр=t_пр+t_ож^пто+t_пто^тр+t_лок+t_ож^отпр+t_отпр (мин);                   (3.4)
-для поездов, поступивших в расформирование:
t_зан^РФ=t_пр+t_ож^пто+t_пто^РФ+t_лок+t_ож^выв+t_выв (мин);                  (3.5)
-для поездов своего формирования:
t_зан^сф=t_выст+t_ож^пто+t_пто^сф+t_лок+t_ож^отпр+t_отпр (мин).               (3.6)
где t_пр – время занятия пути прибывающим поездом, мин.;
t_выст – время занятия пути в процессе перестановки состава с вытяжного пути в парк для отправления, мин.
t_пто^тр, t_пто^сф, t_пто^РФ – продолжительность обработки поездов бригадами ПТО соответственно транзитных, своего формирования и поступивших в расформирование, мин., принимаем соответственно 20, 30 и15 мин.;
t_ож^пто – время ожидания обработки состава ПТО, мин.;
t_лок – время на прицепку локомотива, оформление документов и опробование тормозов, мин., принимаем 10 мин.;
t_ож^отпр – время ожидания поездом отправления на участок, мин.;
t_ож^выв – время ожидания составом перестановки на вытяжной путь для расформирования, мин. Принимаем равным половине среднего времени расформирования состава на вытяжном пути, 20 мин.;
t_отпр – время занятия пути отправляющимся поездом, мин.;
t_выв – время занятия пути в процессе перестановки состава на вытяжной путь для расформирования, мин.
Время занятия пути прибывающим поездом в зависимости от способа связи по движению определяем по следующим формулам:
-при автоблокировке:
t_пр=t_м+(L_бл^///16,7*V_х)+(L_бл^/+L_г+L_пол/16,7*V_вх) (мин);         (3.7)
-при полуавтоматической блокировке
t_пр=t_м+t_в+(L_т+L_г+L_пол/16,7*V_вх) (мин)                     (3.8)
где t_м – время приготовления маршрута, мин. (принимаем 0,2 мин.);
t_в – время на восприятие машинистом показания сигнала, мин., принимаем 0,1 мин.;
L_бл^//, L_бл^/ - длины соответственно второго и первого блок-участков, м, принимаем соответственно 800 и 1200 м;
L_г – длина входной горловины, расстояние от входного сигнала до предельного столбика на пути приёма, м , принимаем при электрической тяге 650 м;
L_т – длина тормозного пути, м, принимаем 800 м;
L_пол – полезная длина приёмоотправочного пути, м, принимаем 1050 м;
V_х – скорость хода по второму блок-участку, км/час, принимаем 60 км/час;
V_вх – средняя скорость хода по первому блок-участку, горловине и пути до остановки, км/час, принимаем 30 км/час;
16,7 – коэффициент перевода скорости из км/час в м/мин.
Таким образом на основании формул 3.7 и 3.8 определяем время занятия пути прибывающим поездом:
-при автоблокировке:
t_пр^{Д-Б, Д-А}=0,2+(1200/16,7*60)+(800+650+1050/16,7*30)=6,39 (мин)
-при полуавтоматической блокировке:
t_пр^Д-В=0,2+0,1+(800+650+1050/16,7*30)=5,29 (мин)
Время занятия пути при отправлении поезда исчисляется с момента приготовления маршрута до момента освобождения поездом пути и разделки маршрута и определяется по формуле:
t_от=t_м+t_о+(L_го+L_пол/16,7*V_вых) (мин)                         (3.9)
где t_о – время от приготовления маршрута до трогания поезда, мин., принимаем 0,5 мин.;
L_го – длина горловины отправления, м, принимаем 350 м;
V_вых – скорость отправления поезда с учётом разгона, км/час, принимаем 30 км/час.
На основании формулы 3.9 определяем время занятия пути при отправлении поезда:
t_от=0,15+0,5+(350+1050/16,7*30)=3,45 (мин)
Продолжительность различных маневровых передвижений, в том числе по выводу состава из парка на вытяжку для расформирования t_выв и перестановке состава своего формирования в приёмоотправочный парк для отправления t_выст, определяем по формуле:
t_ман=t_м+(L_ман/16,7*V_ман) (мин)                               (3.10)
где L_ман – длина полурейса с учётом длины маневрового состава, м;
V_ман – скорость маневровых передвижений, км/час.
Длина полурейса определяется по формуле:
L_ман=L_пол+L_уч (м)                                    (3.11)
где L_уч – длина участка от предельного столбика вытяжного пути до предельного столбика приёмоотправочного пути, м, в курсовом проекте принимаем 150 м;
Скорость маневровых передвижений не должна превышать значений, указанных в ПТЭ: 15 км/час при движении вагонами вперёд на занятый путь, 25 км/час при движении вагонами вперёд на свободный путь и км/час при движении локомотивом вперёд. Среднюю скорость с учётом этих ограничений принимаем 25 км/час.
Руководствуясь формулой 3.11 определяем длину полурейса:
L_ман=1050+150=1200 (м)
Далее мы можем определить продолжительность маневровых передвижений по формуле 3.10:
t_ман=0,15+(1200/16,7*25)=3,02 (мин)
Время ожидания технического осмотра определяем по следующей формуле:
t_ож^пто=ρ²_пто*(ν^2пто_вх+ν^2пто_обсл)/(*λ_пто*(1-ρ_пто))*60 (мин)            (3.12)
где ρ_пто – загрузка системы ПТО, определяется отношением интенсивности входящего потока системы ПТО λ_пто к интенсивности обслуживания данной системы μ_пто по формуле:
ρ_пто=λ_пто/μ_пто                                       (3.13)
Загрузка системы ПТО должна быть строго меньше 1 и для станционных систем составлять 0,75-0,85. Если загрузка системы ПТО ρ_пто больше 0,85, что будет приводить к значительным простоям составов в ожидании обработки, или меньше 0,75, в результате чего будут непроизводительно использоваться работники ПТО.
ν_вх^пто – коэффициент вариации интервалов входящего в систему ПТО потока, принимаем равным 1;
ν_обсл^пто – коэффициент вариации интервалов обслуживания в системе ПТО, принимаем равным 0,33.
Интенсивность поступления составов в систему технического осмотра определяем по формуле:
λ_пто=N_гр/24                                              (3.14)
где N_гр – общее число поездов, поступающих в парк для обслуживания бригадами ПТО, его составляет сумма транзитных, разборочных и сформированных на станции поездов, поступающих в рассматриваемый парк. Принимаем для парка ПО-1 – 61 поезд, для ПО-2 – 90 поездов.
На основании формулы 3.14 определяем интенсивность поступления составов в систему для каждого парка:
λ_пто^по-1=61/24=2,54=3 (поезда);
λ_пто^по-2=90/24=3,75=4 (поезда).
Интенсивность технического осмотра определяем, как величину обратную средней продолжительности обработки t_пто одного состава бригадами ПТО по формуле:
μ_пто=60/t_пто                                  (3.15)
Средневзвешенное время технического обслуживания составит:
t_пто=t_пто^тр*N_тр+t_пто^РФ*N_рф+t_пто^сф*N_сф/N_тр+N_рф+N_сф (мин)      (3.16)
Далее определяем загрузку системы ПТО на основании формулы 3.13 для каждого парка:
ρ_пто^по-1=2,54/2,84=0,89, принимаем 0,85;
ρ_пто^по-2=3,75/3,03=1,24, принимаем 0,85.
На основании формулы 3.12 определяем время ожидания технического осмотра для каждого парка
t_ож^{пто по-1}=(0,85)²*(1+(0,33)²)/2*2,66*(1-0,85)*60=60,15 (мин);
t_ож^{пто по-2}=(0,85)²*(1+(0,33)²)/2*3,75*(1-0,85)*60=42,66 (мин).
Время ожидания поездом отправления на участок находим отдельно для каждого подхода (А,Б,В) по следующей формуле:
t_ож^от=ρ_от²(ν_вх^2от+ν_обсл^2от)/2*λ_от*(1-ρ_от) (мин)         (3.17)
где ρ_пто – загрузка системы по отправлению, определяем аналогично загрузке системы ПТО, то есть ρ_от=λ_от/μ_от                                                 (3.18)
ν_вх^от – коэффициент вариации входящего в систему отправления потока поездов;
ν_обсл^от – коэффициент вариации интервалов обслуживания для системы отправления, принимаем 0,33;
λ_от – интенсивность отправления грузовых поездов на каждый участок находим делением общего числа отправленных на участок поездов N_гр^от на суточный период по следующей формуле:
λ_от=N_гр^от/24                       (3.19)
На основании формулы 3.19 определяем интенсивность отправления грузовых поездов на каждый участок:
λ_от^{Д-А, Д-Б}=4/24=0,16;
λ_от^Д-В=3/24=0,13.
Интенсивность, с которой каждый участок могут обслуживать отправляемые грузовые поезда определяем по формуле:
μ_от= (1440/Т_пер)-(ε*N_пасс)/24                             (3.20)
где Т_пер – период графика соответствующей линии, принимаем на основании таблицы 2.1;
ε – коэффициент съёма грузовых поездов пассажирскими, принимаем для двухпутного участка 1,2;
N_пасс – число пассажирских поездов отправляемых на участок.
На основании формулы 3.20 определяем интенсивность, с которой каждый участок могут обслуживать отправляемые грузовые поезда:
μ_от^Д-А=(1440/10)-(1,2*3)/24=5,85;
μ_от^Д-Б=(1440/10)-(1,2*6)/24=5,70;
μ_от^Д-В=(1440/15)-(1,2*6)/24=3,70.
По формуле 3.18 определяем загрузку системы по отправлению:
ρ_от^Д-А=0,16/5,85=0,03, принимаем 0,75;
ρ_от^Д-Б=0,16/5,70=0,028, принимаем 0,75;
ρ_от^Д-В=0,13/3,70=0,035, принимаем 0,75.
На основании формулы 3.17 определяем время ожидания поездом отправления на участок отдельно для каждого подхода:
t_ож^отД-А=(0,75)²*((0,4305)²+(0,33)²)/2*0,16*(1-0,75)*60=124,1 (мин);
t_ож^отД-Б=(0,75)²*((0,4305)²+(0,33)²)/2*0,16*(1-0,75)*60=124,1 (мин);
t_ож^отД-В=(0,75)²*((0,4305)²+(0,33)²)/2*0,13*(1-0,75)*60=152,4 (мин).
Определив, время ожидания поездом отправления на участки определяем, средневзвешенное время технического обслуживания по формуле 3.16:
t_пто^по-1=(20*54+15*0+30*7)/54+7=21,14 (мин);
t_пто^по-2=(20*75+15*11+30*4)/75+11+4=19,83 (мин).
Далее, руководствуясь формулой 3.15 определяем, интенсивность технического осмотра:
μ_пто^по-1=60/21,14=2,84;
μ_пто^по-2=60/19,83=3,03.
Составы, выходя из системы технического осмотра, образуют поток требований в систему отправления. Неравномерность, с которой они покидают систему ПТО, определяет коэффициент вариации входящего в систему потока поездов, который с достаточной степенью точности определяем по эвристической формуле:
ν_вх^от=ρ_пто*ν_обсл^пто+(1-ρ_пто)*ν_вх^пто                    (3.21)
Определяем неравномерность, с которой покидают составы систему ПТО по формуле 3.21:
ν_вх^{от по-1}=0,85*0,33+(1-0,85)*1=0,4305;
ν_вх^{от по-2}=0,85*0,33+(1-0,85)*1=0,4305.
Определив время ожидания поездом отправления для каждого примыкания, находим средневзвешенное значение t_ож^ср.от. для парка отправляющего поезда на два направления:
t_ож^ср.от.=t_ож^{от. Б}*N_гр^{от. Б}+t_ож^{от. В}*N_гр^{от. В}/N_гр^{от. Б}+N_гр^{от. В} (мин)       (3.22)
где t_ож^{от. Б}, t_ож^{от. В} – время ожидания отправления соответственно на участки Б и В;
N_гр^от.Б, N_гр^от.В – количество грузовых поездов, отправляемых соответственно на участки Б и В.
Таким образом, на основании формулы 3.22 определяем средневзвешенное значение для парка отправляющего поезда на два направления:
t_ож^ср.от.=124,11*56+152,4*5/56+5=126,42 (мин)
Руководствуясь формулами 3.4, 3.5, 3.6 определяем время занятия пути для транзитных поездов, для поездов, поступивших в расформирование, для поездов своего формирования соответственно для каждого парка в отдельности:
t_зан^{тр ПО-1}=6,39+60,15+20+10+124,11+3,45=224,1 (мин);
t_зан^{тр ПО-2}=6,39+42,66+20+10+126,42+3,45=208,92 (мин);
t_зан^{рф ПО-1}=6,39+60,15+15+10+20+3,02=114,56 (мин);
t_зан^{рф ПО-2}=6,39+42,66+15+10+20+3,45=97,5 (мин);
t_зан^{сф ПО-1}=3,02+60,15+30+10+124,11+3,45=230,79 (мин);
t_зан^{сф ПО-2}=3,02+42,66+15+10+126,42+3,45=200,55 (мин).
Далее на основании формулы 3.3 определяем средневзвешенное значение времени занятия пути поездами разных категорий для каждого парка в отдельности:
t_зан^ПО-1=224,1*54+114,56*0+230,79*7/54+0+7=224,86 (мин);
t_зан^ПО-2=208,92*75+97,5*11+200,55*4/75+11+4=194,93 (мин).
Расчётный интервал прибытия поездов в парк с двухпутного участка находим по формуле:
J_р=J_ср+J_min/2 (мин)                                        (3.23)
где J_min – минимальный интервал следования поездов на участке по условиям автоблокировки;
J_ср – средний интервал следования поездов, для двухпутных линий определяем по следующей формуле:
J_ср=1440/β*N_гр+ε*N_пасс (мин)                       (3.24)
где β – коэффициент увеличения расчётных размеров движения вследствие внутримесячной неравномерности, принимаем 1,1.
На основании формулы 3.24 определяем средний интервал следования поездов, для двухпутных линий:
J_ср^А=1440/1,1*4+1,2*3=180 (мин);
J_ср^Б=1440/1,1*4+1,2*6=124,1 (мин);
J_ср^В=1440/1,1*3+1,2*6=137,1 (мин).
Далее определяем расчётный интервал прибытия поездов в парк с двухпутного участка по формуле 3.23:
J_р^А=180+10/2=95 (мин);
J_р^Б=124,1+10/2=67,05 (мин);
J_р^В=137,1+15/2=76,05 (мин).
При примыкании  к парку двух подходов, в данном случае Б и В, в качестве расчётного используют средневзвешенное значение расчётных интервалов на участках по формуле:
J_р^{ср. вз.}=J_р^Б+J_р^В/J_р^Б+J_р^В (мин)                        (3.25)
На основании формулы 3.25 определяем средневзвешенное значение расчётных интервалов на участке Б – В:
J_р^{ср. вз Б-В}=67,05*76,05/67,05+76,05=36,13 (мин)
На основании произведённых расчётов рассчитываем количество путей для каждого парка в отдельности по формуле 3.2:
m^ПО-1=224,86/95+1=4 (пути), принимаем 5 путей;
m^ПО-2=194,93/36,13+1=7 (путей).
Таким образом, на основании произведённых расчётов мы получили необходимое количество путей в парке ПО-1 равное 5, в парке ПО-2 равное 7 путям.

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОРТИРОВОЧНОГО ПАРКА
4.1 Расчёт числа сортировочных и вытяжных путей
Сортировочные пути служат для распределения вагонов расформируемого состава по отдельным назначениям и для стоянки этих вагонов под накоплением с целью формирования нового состава. Число сортировочных путей зависит от количества назначений по плану формирования и количества перерабатываемых вагонов. На участковых станциях число сортировочных путей должно быть не менее:
а) одного – для каждого примыкающего участка для накопления и формирования сборных поездов;
б) одного – для каждого примыкающего участка для накопления и формирования участковых поездов;
в) одного – для вагонов, поступающих в адрес станции;
г) одного – для постановки различных вагонов, отцепляемых на станции, в том числе и неисправных;
д) одного – для постановки вагонов с разрядными грузами, сжиженными и сжатыми газами со сквозным выходом на главный путь в обоих направлениях.
Число путей, выделяемое в сортировочном парке на отдельное направление для накопления вагонов на участковые и сборные поезда, зависит от вагонопотока. Предусматриваем выделение двух путей для раздельного накопления сборных и участковых поездов.
Число путей для местных вагонов зависит от местного вагонопотока. Для местного вагонопотока выделяем по одному пути.
Полезная длина сортировочных путей для накопления сборных и участковых поездов проектируется на 10% больше полезной длины путей. Длина остальных сортировочных путей определяется в зависимости от числа вагонов, намеченных под накопление, и принимается равной 300 – 500 м.
Вытяжные пути на участковых станциях служат для производства маневровой работы по расформированию – формированию поездов, подборке местных вагонов по фронтам погрузки – выгрузки, отцепки неисправных вагонов из составов поездов, для перестановки составов из парка в парк и др. Для нормальной работы станции принимаем два вытяжных пути – по одному с каждой стороны сортировочного парка.
Вытяжные пути имеют полезную длину, равную длине формируемых поездов. Кроме того в курсовом проекте во входной горловине смещённого приёмоотправочного парка предусматриваем вытяжной путь с полезной длиной, равной половине длины приёмоотправочного пути, для отцепки вагонов от транзитных поездов, а также для смены части вагонов групповых поездов.
Для установления потребности в сортировочных путях составляем таблицу определения числа сортировочных путей, в которой отражаем количество необходимых сортировочных путей.
Таблица 4.1
Определение числа сортировочных путей

4.2 Сортировочные устройства
Сортировочные устройства на участковых станциях предназначены для расформирования и формирования участковых, сборных и передаточных поездов и подборки местных вагонов по пунктам выгрузки. К сортировочным устройствам относятся сортировочные и вытяжные пути, стрелочные горловины на уклонах, вытяжные пути специального профиля, полугорки, горки малой мощности. В курсовом проекте проектируем горку малой мощности на основном вытяжном пути.
Горки малой мощности сооружаются при числе путей в сортировочном парке до 16 включительно и суточной переработке 250 – 1500 вагонов. Сортировка вагонов на горке выполняется за счёт использования их силы тяжести.
Стрелочные горловины сортировочного парка и участок вытяжного пути за последним стрелочным переводом располагаем на спуске до 1,5‰ в сторону сортировочной горки, чтобы создать благоприятные условия для маневровой работы толчками.
Голова сортировочного парка от разделительной стрелки до предельных столбиков проектируется более короткой за счёт группировки путей в пучки и применения симметричных стрелочных переводов марки 1/6.
4.3 Определение расчётной высоты горки малой мощности
Высотой горки называют разность отметок головок рельсов путей на вершине горки и в расчётной точке. Высота горки должна обеспечивать добегание расчётного бегуна при неблагоприятных условиях по наиболее трудному пути до расчётной точки. При такой высоте горки основная масса бегунов будет проходить вглубь сортировочного парка, освобождая стрелки горочной горловины для прохода отцепов на другие пути.
За расчётный бегун в курсовом проекте принимаем 4-осный крытый вагон на роликовых подшипниках, вес принимаем согласно задания.
Расчётная высота горки малой мощности определяется по формуле:
H_р=1,5*(∑h_w0i+∑h_wсвi+∑h_wскi)-h₀ (м)                4.1)
где 1,5 метра – величина отклонения расчётного значения суммы от её среднего значения;
∑h_w0i,∑h_wсвi,∑h_wскi – суммарные значения потерь энергии при преодолении сопротивлений движению (основного, среды и ветра, стрелок и кривых), метры энергетической высоты (м.э.в.);
h₀ – удельная энергия, соответствующая скорости роспуска.
Расчёт элементов выше приведённого выражения выполняем по следующим формулам:
∑h_w0i=∑w₀*l_i*10^-3 (м.э.в.);                                  (4.2)
∑h_wсвi=∑w_свi*l_i*10^-3 (м.э.в.);                                (4.3)
∑h_wскi=∑(0,56*n_i+0,23*∑α)*ν_i²*10^-3 (м.э.в.).       (4.4)
где w₀ – основное удельное сопротивление движению расчётного бегуна, кгс/тс, принимаем 1,54 кгс/тс;
l_i – длина i – го расчётного участка, м;
w_свi – удельное сопротивление движению расчётного бегуна от воздушной среды и ветра на i-ом участке, кгс/тс;
n_i, ∑α_i – соответственно число стрелочных переводов и сумма углов поворота в градусах в пределах данного участка;
ν_i – средняя скорость движения расчётного бегуна на соответствующем расчётном участке, м/с, принимаем 3,0 м/с.
На основании формулы 4.2 определяем основное сопротивление движению:
∑h_w0i¹=1,54*25*10^-3=0,0385 (м.э.в.);
∑h_w0i²=1,54*178,48*10^-3=0,2748 (м.э.в.);
∑h_w0i³=1,54*66,1*10^-3=0,1018 (м.э.в.).
Удельное сопротивление движению от воздушной среды и ветра для одиночных вагонов определим по формуле:
W_св=(17,8*С_х*S/(273+t)*q)*ν²_от (кгс/тс)          (4.5)
где S – площадь поперечного сечения вагона, м²;
С_х – коэффициент воздушного сопротивления одиночных вагонов;
t – температура наружного воздуха холодного месяца в году, принимаем по заданию, °С;
q – вес расчётного отцепа, тс;
ν²_от – относительная скорость вагона с учётом направления ветра, м/с, которую определяем по формуле:
ν²_от=ν²+ν²_в+2*ν*ν_в*cos β (м/с)                         (4.6)
где ν – средняя скорость скатывания отцепа на участке, м/с;
ν_в – скорость ветра, м/с;
β – угол между направлением ветра и осью участка пути, по которому движется отцеп.
На основании формулы 4.6 определяем результирующую скорость вагона с учётом направления ветра:
ν²_отц¹=(3,5)²+(5,3)²+2*3,5*5,3*cos 35=78,24 (м/с);
ν²_отц²=(3,0)²+(5,3)²+2*3,0*5,3*cos 35=63,14 (м/с);
ν²_отц³=(1,4)²+(5,3)²+2*1,4*5,3*cos 35=42,25 (м/с).
Далее на основании формулы 4.5 определяем удельной сопротивление движению от воздушной среды и ветра для одиночных вагонов:
w_св¹=(17,8*1,64*9,7/(273-32)*30)*78,24=3,06 (кгс/тс);
w_св²=(17,8*1,79*9,7/(273-32)*30)*63,14=2,70 (кгс/тс);
w_св³=(17,8*1,60*9,7/(273-32)*30)*42,25=1,61 (кгс/тс).
Теперь мы можем определить суммарные значения потерь энергии при преодолении сопротивлений среды и ветра, стрелок и кривых на основании формул 4.3 и 4.4 соответственно:
∑h_wсвi¹=3,06*25*10^-3=0,076 (м.э.в.);
∑h_wсвi²=2,70*178,48*10^-3=0,48 (м.э.в.);
∑h_wсвi³=1,61*66,1*10^-3=0,11 (м.э.в.);
∑h_wскi²=(0,56*3+0,23*17,29)*63,14*10^-3=0,05 (м.э.в.)
На основании формулы 4.1 мы можем определить расчётную высоту горки малой мощности:
H_р=1,5*(0,42+0,666+0,05)-0,061=1,6 (м)
Таким образом, высота горки составила 1,6 м.
На основании полученных данных составляем таблицу величин удельных работ сил сопротивления движению расчётного бегуна.
Таблица 4.2
Определение величин удельных работ сил сопротивления движению расчётного бегуна
Удельная энергия, соответствующая скорости роспуска вагонов определяется по формуле:
h₀=ν²₀*1,2/2*g^/                                            (4.7)
где g^/ - ускорение свободного падения с учётом инерции вращающихся масс для расчётного бегуна:
g^/=9,81/1+(0,42*n/q) (м/с²)            (4.8)
где 9,81 – ускорение силы тяжести, м/с²;
n – число осей расчётного отцепа.
На основании формулы 4.8 определяем ускорение свободного падения с учётом инерции вращающихся масс для расчётного бегуна:
g^/=9,81/1+(0,42*4/30)=9,29 (м/с²)
Определяем удельную энергию на основании формулы 4.7:
h₀=1,2/2*9,81=0,061

4.4 Проектирование продольного профиля спускной части горки
Высота сортировочной горки в пределах расчётной длины может быть определена, как сумма трёх профильных высот расчётных участков:
-h_г – головного (между вершиной горки и 1 тормозной позицией(ТП));
-h_ср – среднего (между началом 1ТП и началом парковой тормозной позиции (ПТП));
-h_н – нижнего (между началом ПТП и расчётной точкой (РТ)).
На ГММ с одной ТП нм спускной части высота горки определяется суммой профильных высот двух участков: нижнего и головного.
Профиль высоты горки проектируем так, чтобы профильная высота её не превышала расчётную H_р. Для этого расчётный путь (от ВГ до РТ) разделяем на профильные участки – скоростной (l_ск), промежуточный (l_пром), участок стрелочной зоны (l_сз) и участок до расчётной точки (l_рт).
Скоростной элемент спускной части горки проектируем наиболее крутым для получения интервалов на вершине горки при свободном скатывании отцепов. Что касается нижнего ограничения крутизны скоростного участка на горках малой мощности она должна быть не менее 25-30‰.
Промежуточный участок проектируем на уклоне i_пр=7-15‰.
По условиям минимизации мощности парковой тормозной позиции стрелочная зона должна располагаться на не ускоряющемся уклоне. Крутизна участка стрелочной зоны проектируется в пределах 1,5-2‰. Парковая тормозная позиция при оборудовании её замедлителями и расположении в кривой проектируется на уклоне до 2‰, на прямой – до 1,5‰.
Сортировочные пути располагаются на не ускоряющем уклоне. Их проектируем на равномерном спуске крутизной от 1-1,5‰.
Для определения длин перелома профиля намечаем точки перелома профиля. В точках перелома профиля нельзя располагать замедлители, остряки и крестовины стрелочных переводов. Переломы профиля разрешается делать в любом месте горизонтальной кривой, а также внутри стрелочного перевода между остряками крестовиной. Для этого точка перелома профиля отодвигается на 2-3 метра от центра стрелочного перевода в сторону крестовины.
Профильная высота промежуточного участка определяется по формуле:
h_пром=H_р-h_cк-h_сз-h_рт (м)                                   (4.9)
Определяем высоту головного участка:
h_ск=i_ск*l_ск*10^-3 (м)                                          (4.10)
На основании формулы 4.10 определяем высоту головного участка:
h_ск=30*25*10^-3=0,75 (м)
Далее определяем высоту среднего участка:
h_сз=i_сз*l_сз*10^-3 (м)                                          (4.11)
На основании формулы 4.11 определяем высоту среднего участка:
h_сз=2*139,82*10^-3=0,279 (м)
Определяем высоту нижнего участка на основании следующей формулы:
h_птп=i_птп*l_птп*10^-3 (м)                                     (4.12)
На основании формулы 4.12 определяем высоту нижнего участка:
h_птп=1,5*66,1*10^-3=0,099 (м)
Далее определяем высоту промежуточного участка на основании формулы 4.9:
h_пром=1,6-0,75-0,099-0,279=0,47 (м)
Необходимо определить крутизну уклона:
i_пром=h_пром*10³/l_пром (‰)                                (4.13)
На основании формулы 4.13 определяем крутизну уклона промежуточного участка:
i_пром=0,47*10³/38,5=12,2 (‰)
проектирование продольного профиля сортировочной горки выполняем в масштабах: вертикальной – 1:20 и горизонтальной – 1:100.
4.5 Определение потребной мощности и выбор числа тормозных средств
Суммарная мощность тормозных средств на спускной части сортировочной горки малой мощности с числом тормозных позиций 1 – 2 ( включая парковую тормозную позицию) H_m должна обеспечивать при благоприятных условиях скатывания остановку 4-осного вагона весом 100 тс и сопротивлением 0,5 кгс/тс на парковой тормозной позиции.
Минимальная мощность тормозных средств по маршруту скатывания вагона от вершины горки до первой разделительной стрелки пучка определяется по формуле:
H_Т^min=H_г+h₀-h_w^ox-h_пр                                     (4.14)
где H_г – высота сортировочной горки, м.э.в.;
h₀ – удельная энергия, соответствующая скорости роспуска 2,5 м/с;
h_w^ox – работа сил сопротивления, преодолеваемая ОХ в благоприятных условиях на участке от ВГ до конца последнего замедлителя пучковой тормозной позиции, м.э.в.;
h_пр – профильная высота участка от конца последнего замедлителя пучковой тормозной позиции до расчётной точки, м.э.в.
Работа сил сопротивления, преодолеваемая ОХ бегуном в благоприятных условиях на участке от ВГ до конца последнего замедлителя пучковой тормозной позиции:
h_w^ox=(w₀^ox+w_св^ox)*l_АБ+ν²_ПТП*(0,56*n_ПТП+0,23*∑α_ПТП)                       (4.15)
где w₀^ox – основное удельное сопротивление ОХ бегуна, кгс/тс;
l_АБ – расстояние от вершины горки до конца парковой тормозной позиции, м;
ν_1ТП – среднее значение скорости движения ОХ бегуна на указанном участке, м/с;
n_1ТП – число стрелочных переводов на маршруте следования отцепа от ВГ до парковой тормозной позиции;
α_1ТП – сумма углов поворота на данном участке.
На основании формулы 4.15 определяем работу сил сопротивления, преодолеваемую ОХ бегуном в благоприятных условиях на участке ВГ до конца последнего замедлителя пучковой тормозной позиции:
h_w^ox=(0,5+0,08)*203,48+4²*(0,56*3+0,23*17,29)*10^-3=0,208
Профильная высота участка от конца последнего замедлителя пучковой тормозной позиции до расчётной точки, м:
h_пр=i_рт*l_сп (м)                                               (4.16)
где  i_рт – крутизна уклона начальной части путей сортировочного парка до расчётной точки по проекту, ‰;
l_сп – расстояние от парковой тормозной позиции до расчётной точки, м
По формуле 4.16 определяем профильную высоту участка от конца последнего замедлителя пучковой тормозной позиции до расчётной точки:
h_пр=1,5*50*10^-3=0,0075 ‰
Руководствуясь формулой 4.14, определяем минимальную мощность тормозных средств по маршруту скатывания вагона от вершины горки до первой разделительной стрелки пучка:
H_Т^min=1,6+0,14-0,208-0,0075=1,52 (м)
Суммарная потребная мощность тормозных позиций спускной части горки определяем по формуле:
H_Т=k_у*H_Т^min                                              (4.17)
где k_у – коэффициент увеличения потребной расчётной мощности тормозных позиций спускной части горки, вызываемой требованиями совместного интервального и прицельного торможения, безопасной сортировки вагонов, компенсации погрешности скорости скатывания вагонов. Принимаем 1,20 при двух тормозных позициях.
На основании формулы 4.17 определяем суммарную потребную мощность тормозных позиций спускной части горки:
H_Т=1,20*1,52=1,824 (м)
Принимаем 2 замедлителя КНП – 5 и 3 замедлителя РМЗ – 2.
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНО-СКЛАДСКОГО КОМПЛЕКСА (ТСК)
5.1 Грузовые устройства и их размещение на территории ТСК
Основными устройствами грузового района являются склады, крытые и открытые площадки, которые специализируются по родам грузов и способу их перевалки. В их состав входят крытые склады для тарных и штучных грузов, контейнерные площадки для средне- и крупнотоннажных контейнеров, площадки для тяжеловесных грузов, металлов, навалочных грузов, платформы для колёсных и самоходных грузов, крытые площадки для сыпучих грузов, боящихся атмосферных осадков. Также на территории ТСК для выполнения грузовых операций имеются выставочные, погрузочно-выставочные пути, машины и погрузочно-разгрузочные механизмы и другие устройства.
Крытые склады для тарных и штучных грузов проектируем с внешним расположением погрузочно-разгрузочных путей по типовым проектам. Ширину крытых грузовых складов с внешним расположением  путей ангарного типа принимаем 30 м.
Для переработки контейнерных и тяжеловесных грузов предусматриваем специальные покрытые асфальтом площадки, оборудованные двухконсольными козловыми кранами КК-05.
Навалочные и сыпучие грузы выгружаются из саморазгружающихся вагонов на повышенных путях высотой 2,0-2,5 м. На станции вблизи грузового двора в районе вытяжного пути размещаем вагонные весы грузоподъёмностью до 150 т длиной 15,5 м. Весовой путь проектируем сквозным и горизонтальным с прямыми участками с каждой стороны весов не менее 20 м.
Кроме грузовых устройств и сооружений на ТСК проектируем служебно-технические здания с бытовыми помещениями, зарядная станция для электропогрузчиков, автомобильные весы, асфальтовые проезды, площадка для стоянки автомобилей в ожидании грузовых операций, водопровода, канализации, телефонной и громкоговорящей связи.
5.2 Расчёт основных параметров складов
Площади крытых складов, крытых и открытых платформ, а также площадок для контейнеров, тяжеловесов и навалочных грузов определяем в зависимости от объёма погрузки и выгрузки, расчётных сроков хранения грузов и средней погрузки на 1 м² площади склада.
Площади перечисленных складов рассчитываем по категориям грузов отдельно по прибытию и отправлению по формуле:
F=Q_г*k_н*t_x*β/365*P (м²)                                      (5.1)
где Q_г – расчётные размеры прибытия или отправления грузов данной категории за год, т, принимаем по заданию;
k_н – коэффициент неравномерности прибытия или отправления грузов, для ориентировочных расчётов в средних условиях принимаем 1,1;
t_х – срок хранения грузов на складе, принимаем по заданию, сут.;
β – коэффициент, учитывающий размеры дополнительной площади на проходы для людей и проезды для погрузочно-разгрузочных механизмов, принимаем по заданию;
Р – нагрузка на 1 м² полезной площади складских помещений, принимаем по заданию, м².
В курсовом проекте склад проектируем общим для прибывающих и отправляемых грузов, поэтому потребная площадь принимается суммарная по прибытию и отправлению для каждого рода грузов, кроме навалочных.
На основании формулы 5.1 определяем площади складов.
для тарно-штучных грузов по прибытии:
F=115000*1,1*2,0*2,0/365*0,35=3961 (м²)
для тарно-штучных грузов по отправлению:
F=60000*1,1*2,5*2,0/365*0,35=2583 (м²)
для контейнеров по прибытии:
F=85000*1,1*2,0*1,9/365*0,8=1217 (м²)
для контейнеров по отправлению:
F=85000*1,1*1,5*1,9/365*0,8=913 (м²)
для тяжеловесных грузов по прибытии:
F=80000*1,2*2,5*1,6/365*1,0=1052 (м²)
для тяжеловесных грузов по отправлению:
F=110000*1,2*1,0*1,6/365*1,0=579 (м²)
Площадь склада для навалочных грузов определяем только по отправлению.
для навалочных грузов по отправлению:
F=180000*1,2*2,5*1,5/365*2,0=1110 (м²).
Потребная длина склада для каждого рода груза определяется по формуле:
L_ск=F/B (м)                                                  (5.2)
где B – ширина склада, используемая для размещения груза, м.
Длину крытого склада с наружным расположением путей принимаем не более 300 м, как правило кратной 6 м, а длину открытых площадок кратной 5 м.
На основании формулы 5.2 определяем потребную длину складов для каждого рода груза.
для тарно-штучных грузов:
L_скл=6544/30=218=222 (м)
для контейнеров:
L_скл=2130/16=133=135 (м)
для тяжеловесных грузов:
L_скл=1631/16=102=105 (м)
Длина повышенного пути для навалочных грузов по прибытию определяется по числу выгружаемых вагонов за сутки по формуле:
L_пп=n_ваг*l_ваг/n_под (м)                                             (5.3)
где n_ваг – число вагонов, выгружаемых за сутки, принимаем 27 вагонов;
l_ваг – длина вагона, принимаем 14,7 м;
n_под – число подач на грузовой двор за сутки, в смену принимаем две подачи.
Длина повышенного пути должна быть кратна 6 м – длине панелей железобетонных элементов.
На основании формулы 5.3 определяем длину повышенного пути для навалочных грузов:
L_пп=27*14,7/4=100=102 (м)
Расчёт параметров основных устройств ТСК своди в таблицу.
Таблица 5.1
5.3 Требования к проектированию ТСК
Транспортно-складские комплексы в зависимости от местных условий, объёма грузовой работы и принятых схем механизации могут быть сквозного, тупикового и комбинированного типа. Принимаем в курсовом проекте тупикового типа.
Грузовой район проектируем тупикового типа и размещаем со стороны противоположной пассажирскому зданию рядом с сортировочным парком, таким образом, чтобы не препятствовать развитию парков станции и обеспечивать пробеги вагонов при подаче под грузовые операции и обратно.
Планировка ТСК обеспечивает поточность движения автомашин. Ширина дорог при одной полосе движения автомашин проектируется не менее 4 м. Расстояние между параллельно расположенными складами составляет 35 м
Путь, на котором располагаются весы, проектируем прямым и горизонтальным. Прямой участок пути с каждой стороны весов составляет не менее 20 м.
Погрузочно-разгрузочные пути располагаются у складов и площадок, а выставочные – параллельно погрузочно-разгрузочным. Расстояние между осями путей принимается равным 4,8 м.
Повышенные пути для угля располагаем от складов тарных и штучных грузов, контейнерных пунктов на расстоянии не менее 50 м.
Накладку плана начинаем с примыкания первой стрелки к вытяжному пути и укладки весового пути. Стрелочные переводы в горловинах ТСК укладываем марки 1/9 с минимальными вставками между переводами. При накладке стрелочной улицы используем углы поворотов для набора необходимых расстояний при размещении складов и других устройств.
Служебно-техническое здание проектируем у главного въезда на грузовой двор.
По периметру ТСК ограждаем постоянным забором. Расстояние от оси железнодорожного пути до забора проектируем не менее 3,1 м и от края автопроезда до забора не менее 1,5 м.

6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛОКОМОТИВНОГО ХОЗЯЙСТВА
6.1 Основные устройства локомотивного хозяйства
В зависимости от роли станции в тяговом обслуживании поездов на участковых станциях предусматривают один из двух видов локомотивного хозяйства: основное депо или пункт оборота.
На данной узловой участковой станции проектируем основное локомотивное депо, где предусматриваем: ремонтную базу (РБ); экипировочные устройства (ЭУ) для технического обслуживания (ТО-2) и экипировки локомотивов; пути стоянки локомотивов в периоды снижения размеров движения и в ожидании работы.
В данном курсовом проекте проектируем электровозное локомотивное депо. Устройства локомотивного хозяйства сооружаем для поездных и маневровых локомотивов.
В основном депо производятся текущие виды ремонта и технического обслуживания приписного парка: техническое обслуживание ТО-3, ТО-4, ТО-5, малый периодический (ТР-1), большой периодический (ТР-2) и подъёмочный (ТР-3) ремонты. При этом ТР-3 производится в отдельных хорошо оснащённых депо.
6.2 Состав ремонтной базы и расчёт её устройств
Ремонтная база включает в себя локомотивное депо (ЛД) с мастерскими, цехами для ремонта и технического обслуживания локомотивов и с административно-бытовым корпусом. ЛД проектируем по типовым проектам в зависимости от годовой программы ремонтов, определяемой годовым пробегом приписных локомотивов и нормами пробега между ремонтами.
Расчёт устройств основного депо производим только для локомотивов приписанных к проектируемой станции. В курсовом проекте принимаем 60% локомотивов от общего их числа с прибывающими и отправляющимися поездами.
Годовой пробег локомотивов, приписанных данному депо, определяем по формуле:
S=365*∑2NL*p_лок (км)                                        (6.1)
где p_лок – доля локомотивов приписанных к депо, принимаем равной 0,6;
∑2NL – суточный пробег поездных локомотивов на обслуживаемых ими участках, определяем по формуле:
∑2NL=2*(N^А*L^А+N^Б*L^Б+N^В*L^В) (лок/км)            (6.2)
где N^А,N^Б, N^В – число пар поездов соответственно на участках А-Д,Б-Д,В-Д;
L^А, L^Б, L^В – протяжённость участков соответственно А-Д, Б-Д, В-Д, в проекте принимаем для электрифицированных участков 550, 600, 500 км.
На основании формулы 6.2 определяем суточный пробег поездных локомотивов:
∑2NL=2*(55*550+68*600+17*500)=159100 (лок/км)
Далее определяем годовой пробег локомотивов на основании формулы 6.1:
S=365*159100*0,6=34842900 (км)
Годовое число ремонтов поездных локомотивов определяем по формулам:
А_ТР3=S/L_ТР3-S/L_СР (шт.)                                      (6.3)
А_ТР2=S/L_ТР2-S/L_ТР3 (шт.)                                     (6.4)
А_ТР1=S/L_ТР1-S/L_ТР2 (шт.)                                     (6.5)
А_ТО3=S/L_ТО3-S/L_ТР1 (шт.)                                    (6.6)
где L_СР, L_ТР3, L_ТР2, L_ТР1, L_ТО3 – нормы пробега локомотивов между средними, текущими (ТР-3, ТР-2, ТР-1) ремонтами и техническими обслуживаниями (ТО-3), км.
На основании формул 6.3, 6.4, 6.5, 6.6 определяем годовое число ремонтов локомотивов:
А_ТР3=34842900/400000-34842900/800000=44 (шт.)
А_ТР2=34842900/200000-34842900/400000=88 (шт.)
А_ТР1=34842900/14000-34842900/200000=2315 (шт.)
А_ТО3=0
Годовое число ремонтов для маневровых и вывозных локомотивов определяем по следующим формулам:
А_ТР3^м=12*М/Т_ТР3-М/Т_КР1 (шт.);                            (6.7)
А_ТР2^м=М/Т_ТР2*(1-Т_ТР2/Т_ТР3) (шт.);                             (6.8)
А_ТР1^м=М/Т_ТР1*(1-Т_ТР1/Т_ТР2) (шт.);                             (6.9)
А_ТО3^м=365*М/Т_ТО3-(12*М/Т_ТР1) (шт.).                    (6.10)
где М – количество маневровых локомотивов, приписанных к данной станции, в проекте принимаем 6 локомотивов;
Т_КР1, Т_ТР3, Т_ТР2, Т_ТР1, Т_ТО3 – периоды между капитальным, текущими ремонтами и техническим обслуживанием маневровых локомотивов соответственно.
На основании формул 6.7, 6.8, 6.9, 6.10 определяем годовое число ремонтов для маневровых, вывозных локомотивов:
А_ТР3^м=12*6/30-6/7,5=1,6=2 (шт.);
А_ТР2^м=6/15*(1-15/30)=0,2=1 (шт.);
А_ТР1^м=6/7,5*(1-7,5/15)=0,4=1(шт.);