Понятие об устройстве рельсовой колеи

Устройство рельсовой колеи тесно связано с конструкцией и разме­рами колесных пар подвижного состава.

Расстояние между внутренними гранями головок рельсов называют шириной колеи. Ширина складывается из расстояния между колесами (1440 мм), двух толщин гребней (от 25 до 33 мм) и зазоров между колесами и рельсами для свободного прохождения колесных пар. В Российской Федерации ширина нормаль­ной (широкой) колеи в прямых и кривых участках пути с радиусом более 349 м принята 1520 мм, с допусками в сторону уширения – 6 мм и в сторону сужения – 4 мм.

В соответствии с ПТЭ верх головок рельсов обеих нитей пути на прямых участках должен быть в одном уровне.

В кривых участках устройство пути имеет ряд особенностей, основ­ными из которых являются: возвышение наружного рельса над внутрен­ним, наличие переходных кривых, уширение колеи при малых радиусах, укладка укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити, усиление пу­ти, увеличение расстояния между осями путей на двух- и многопутных линиях.

Возвышение наружного рельса предусматривают при радиусе кри­вой 4000 м и менее для того, чтобы нагрузка на каждую рельсовую нить была примерно одинаковой, с учетом дейст­вия центробежной силы.

Известно, что при следовании подвижного состава по кривой радиу­сом R возникает центробежная сила:

,

где m – масса; G – масса единицы подвижного состава; g – ускорение силы тяжести.

При возвышении наружного рель­са на величину h появляется состав­ляющая сила веса Н, направленная внутрь кривой. На рис. 2.13 видно, что H/G = h/s_l, откуда Н= Gh/s_l.

Для одинакового давления на рель­совые нити необходимо, чтобы Н уравновешивала I, тогда равнодейст­вующая N будет перпендикулярна наклонной плоскости пути.

Учитывая, что угол α мал и при максимальном допускаемом возвы­шении наружного рельса 150 мм cos α = 0,996, то можно принять H ≈ I. То­гда

,

откуда искомое h = S₁v²/gR.

Подставляя S₁ = 1,6 м, g = 9,81 м/с² и выражая скорость v, км/ч, а ра­диус R, м, получим возвышение, мм:

.

Поскольку в реальных условиях по кривым проходят поезда разной массы Q_i и с различными скоростями V_i, то для равномерного износа рельсов в приведенную формулу принято подставлять среднюю квадратическую скорость:

.

При h = 12,5· v_cp²/Rв поездах, следующих со скоростями выше V_cp, на пассажиров будет действовать непогашенное ускорение, равное разнице между центробежным ускорением v ² /R и направленным к центру кривой ускорением gh/S₁.

На дорогах РФ допускаемое непогашенное ускорение составляет 0,7 м/с² и лишь в исключительных случаях – 0,9 м/с². При движении поездов со скоростью менее V_cp нагрузка на внутренний рельс будет больше, чем на наружный.

Устройство переходных кривых связано с необходимостью плавного сопряжения кривой с примыкающей прямой как в плане, так и в профиле во избежание возможных ударов колес о рельсы.

Уширение колеи производится в целях обеспечения вписывания подвиж­ного состава в кривые.

Установлены следующие нормы ширины колеи в кривых: при R > 350 м – 1520 мм; при R = 349 ÷ 300 м – 1530 мм; при R < 299 м – 1535 мм.

Дата добавления: 2015-07-15