Водоотводные сооружения.

Для отвода поверхностных вод от земляного полотна предусматривается устройство кюветов, водоотводных канав, а земляному полотну придана форма, обеспечивающая беспрепятственный сток с него к водоотводам, однако во многих случаях приходится принимать дополнительные меры. Надежная защита откосов земляного полотна от действия поверхностных вод, солнца, ветра и мороза достигается укреплением их различными способами. Откосы выемок засеивают травой, реже закладывают дёрном и мостят камнем, покрывают глинобетоном, грунтобетоном, промазученным песком. Лучшим видом укрепления кюветов и канав является облицовка дна и откосов бетонными и асфальтобетонными плитами или укладка бетонных и асбоцементных лотков (скорлуп) полуцилиндрической формы. К нижнему строению пути относятся земляное полотно и искусственные сооружения. Искусственные сооружения – мосты, путепроводы, эстакады виадуки, тоннели, трубы.

Верхнее строение пути – состоит из рельсов, скреплений с противоугонами, рельсовых опор в виде шпал, балласта, мостового полотна, стрелочных переводов, башмакосбрасывателей и других специальных устройств. ВСП предназначено для восприятия нагрузок от подвижного состава, передачи их на земляное полотно и искусственные сооружения, а также для направления движения подвижного состава.

ЖД пути классифицируются в зависимости от сочетания грузонапряженности и максимальных допускаемых скоростей движения пассажирских и грузовых поездов. По грузонапряженности все пути подразделяются на 5 групп, обозначенных буквами. По допускаемым скоростям на 7 категорий, обозначенных цифрами. Классы, представляющие собой сочетание групп и категорий путей, обозначены цифрами. Принадлежность пути соответствующему классу, группе и категории обозначается сочетанием цифр и букв: первая цифра- класс пути, цифра после буквы – категория пути. Пути, на которых установлены максимальные скорости движения пассажирских поездов более 140 км/ч, относятся к внеклассным путям, содержащимся по специальным техническим условиям.

Рельсы.

Назначение рельсов – создать поверхности с наименьшими сопротивлениями для качения колес подвижного состава, непосредственно воспринимать давление и удары колес подвижного состава и направлять движение подвижного состава, проводить сигнальный и обратный тяговый ток на участках с автоблокировкой и электрической тягой. Их изготовляют из стали с содержанием углерода от 0,71 до 0,82 %. Для увеличения прочности их подвергают термической обработке (закалке).

Основные типы рельсов: р75, р65, р50. Буква «р» обозначает рельс, а число – округленную массу килограмм на погонный метр.

Таблица №4

Тип	Масса (кг/м)	Размеры (мм)
Высота рельса	Ширина подошвы	Ширина головки	Толщина шейки
Р-50	51,67
Р-65	64,72
Р-75	74,41

Рельсы характеризуются поперечным профилем, весом, качеством стали. в принципе они представляют собой двутавровую палку, так как она наиболее целесообразна при работе на изгиб. Тип рельса для определенных условий выбирается на основе технико-экономических расчетов. Рельсы Р-50 укладывают при сооружении пути нормального типа, Р-65 – тяжелого, Р-75 – особо тяжелого. Стандартная длина рельсов составляет 25 метров, кроме того есть рельсы 12,5 м и укороченные – 12,46, 12,42, 12,38. Укороченные рельсы применяются для укладки во внутренние нити в кривых, т.к. она по длине короче наружной нити. Срок службы рельсов зависит от грузонапряженности, качества рельсов и текущего содержания пути, а также состояния ходовых частей подвижного состава. Срок службы рельсов Р-75 на 20% больше продолжительности срока службы рельсов Р-65.

Рельсовые скрепления.

Рельсовые скрепления делятся на промежуточные и стыковые. Промежуточные служат для прикрепления рельсов к шпалам. Они должны сохранять установленную ширину колеи, не допускать продольного смещения и опрокидывания рельсовых нитей колесами подвижного состава.

Промежуточные сцепления подразделяются на костыльные и клеммные. Для пути на деревянных шпалах применяют оба вида креплений (костыльное сцепление может быть нераздельное и смешанное). При нераздельном скреплении рельс и подкладки прикрепляются к шпале одновременно. Оно состоит из клинчатой с уклоном 1 к 20, металлической подкладки и костылей, которые непосредственно соединяют рельс, шпалу и подкладку. Подкладки увеличивают площадь опоры рельса на шпалы. Придаёт рельсам наклон внутрь колеи, объединяют работу костылей. Забиваются костыли в предварительно просверленные отверстия. Недостатком нераздельного скрепления является вибрация подкладок, увеличивающая механический износ шпал.

Смешанное скрепление отличается от нераздельного тем, что подкладку для уменьшения вибрации прикрепляют к шпале дополнительными костылями. Из клеммных скреплений для пути с деревянными шпалами применяют раздельное скрепление типа К-4, при этом подкладки прикрепляются к шпалам шурупами, а рельс прижимается к подкладке клеммами, надетыми на болты. Между клеммой и гайкой болта помещают пружинную шайбу, обеспечивающую постоянное натяжение болта. К преимуществам этого скрепления относятся отсутствие значительной вибрации подкладки, возможность смены рельсов без вытаскивания шурупов, большое сопротивление силам, вызывающим угон рельсов. У клемм болтового скрепления плоская подкладка прикрепляется к шпале болтами, под гайки этих болтов ставят пружинные шайбы. Для уменьшения жесткости на подкладку под неё кладут упругие прокладки. Эти прокладки вместе со втулкой служат также электроизоляцией рельсов от шпал, которая необходима при электротяге и автоблокировке.

Стыковые скрепления соединяют рельсы в непрерывную и прочную нить. Места такого соединения называют рельсовыми стыками. Стыковые скрепления состоят из накладок и болтов с гайками и пружинными шайбами. У нас применяются массивные двухголовные накладки с одинаковым поперечным сечением по всей длине. Стыковые болты, соединяющие накладки и рельсы изготавливают из высокоуглеродистой стали и подвергают термической обработке. Гайки на болтах завинчивают так, чтобы дать рельсам возможность перемещаться в накладках при изменении длины рельсов, вследствие изменения температуры. Для этой же цели между концами рельсов оставляют зазор, а отверстия в рельсах делаются овальной формы или круглые, но большего диаметра, чем диаметр болтов. Конструкция стыка должна быть в принципе такой, чтобы прогиб рельсовой нити в стыке под действием поездов был не больше прогиба целого рельса.

В зависимости от расположения стыков по отношению к опорам различают стык на шпале, стык на весу и стык на сдвоенных шпалах. На наших дорогах в качестве типового принят стык на весу, имеющий сравнительно большую упругость. Рельсовый стык – наиболее напряженное и ответственное место пути. Стыки создают дополнительное сопротивление движению поездов и значительно увеличивают стоимость работ по содержанию пути. Количество стыков сокращают за счет увеличения длины выпускаемых рельсов и за счет без стыкового пути. Движения поездов вызывают угон – продольное перемещение рельсов, иногда вместе со шпалами. Обычно в направлении движения поездов, особенно на двухпутных участках. Угон возникает вследствие волнообразного изгиба рельсов под движущимся поездом, трения между колес и рельсами, ударов колес в концы рельсовых стыков. Особенно усиливается угон на участках, где производится торможение. Наилучшее средство борьбы с угоном – применение промежуточного скрепления, при котором рельс достаточно сильно прижат к каждой шпале. При костыльном скреплении используют специальные противоугоны. Их закрепляют на подошве рельса для передачи угоняющих сил через шпалы на баласт.

Балластный слой (балластная призма) распределяет нагрузки на основную площадку земляного полотна, оказывает сопротивление боковым и продольным смещениям шпал, смягчает удары подвижного состава, отводит воду от колеи, создает возможность выправки пути.

Материал для балласта должен быть прочным, не дробиться быть упругим летом и зимой, должен хорошо пропускать воду, не должен пылить, выдуваться ветром, вымываться водой.

В качестве балласта применяют щебень из твердых горных пород, из дробленных валунов и гальки – это лучшие балластные материалы. Размеры щебенок от 25 до 60 мм.

Кроме этих балластов применяют асбестовый балласт, представляющий собой отходы обогатительных фабрик у месторождений хризотиласбеста.

Реже применяют гравийный, гравийно-песчаный, песчаный балласт, ракушку и металлургические шлаки.

Щебеночный балласт отсыпают не на земляное полотно, а на слой песка, называемый песчаной подушкой, на плиты пенополистирола или на слой из геотекстиля.

Размеры балластной призмы в зависимости от класса пути приведены в таблице:

Класс пути	Толщина слоя балласта в рельсовой зоне (в кривых – по внутренней нити) без учета песчаной подушки	Ширина плеча призмы	Толщина песчаной подушки	Наименьшая ширина обочины земляного полотна
1,2	35/40	40/45
	25/30	35/40
	20/25	25/35
		20/25

В числителе указаны значения для звеньевого пути при деревянных шпалах; в знаменателе – для бесстыкового пути при железобетонных шпалах. Плечо балластной призмы – это ширина балласта поверху за торцами шпал.

Бесстыковой путь.

Бесстыковой путь по сравнению со звеньевым является более прогрессивной конструкцией. Отсутствие в рельсовых плетях стыков позволяет улучшить плавность движения поездов, продлить сроки службы элементов верхнего строения пути, снизить расходы на содержание пути, ремонт подвижного состава и на тягу поездов, повысить надежность электрических рельсовых цепей, снизить уровень шума из-за отсутствия ударов колес в стыках. Отсутствие стыковых креплений и рельсовых соединений дает экономию металла до 4 т на 1 км.

Применение в бесстыковом пути железобетонных шпал позволяет, кроме того, экономить древесину.

Основным отличием бесстыкового пути от звеньевого является то, что рельсовые плети не могут изменять свою длину при изменений температуры, кроме небольших перемещений концевых частей бесстыковых плетей. Это вызывает дополнительные сжимающие или растягивающие температурные напряжения в рельсовых плетях, равные 2,5 Мпа на каждый градус повышения или понижения температуры рельсовой плети по сравнению с температурой её при укладке (закреплении).

Невозможность изменения длины плети при изменении её температуры объясняется тем, что накладками по концам плети и клеммами на каждой шпале плеть зажата настолько, что температурные силы не могут преодолеть сопротивления указанных скреплений. Плети сваривают из рельсов типа Р-65 без болтовых отверстий. Длина рельсовых плетей зависит от расположения изолирующих стыков, больших металлических мостов, переездов, стрелочных переводов и других местных условий и, как правило, равна 950 м (но не менее 200 м).

При клеммных промежуточных скреплениях на щебеночном и асбестовом балластах бесстыковой путь укладывают в прямых участках и в кривых радиусом не менее 350 м; крутизна уклонов не ограничивается. Шпалы, как правило, железобетонные в количестве 1840 шт. на 1 км в прямых участках с увеличением в кривых до 2000 шт. Земляное полотно перед укладкой бесстыкового пути должно быть оздоровлено.

На искусственных сооружениях с мостовым полотном на балласте бесстыковой путь укладывают без ограничений; на металлических мостах с мостовыми брусьями – по проекту. Концы плетей должны быть за пределами шкафной стенки устоя на расстоянии 50-100 м. При колебаниях температуры возможно изменение длины концевых участков плетей. Для того, чтобы это изменение длины было возможно, между смежными плетьми укладывают уравнительные рельсы, образующие уравнительный пролет. Число уравнительных рельсов не зависит от длины плетей (две или три пары рельсов длиной 12,5 м). В конце блок-участка при автоблокировке в зоне уравнительных рельсов размещают изолирующий стык, как указано на схеме.

Укладка уравнительных рельсов обеспечивает также проведение в случае необходимости разрядки температурных напряжений в плетях при ремонтных и других работах. Для этого ослабляют скрепление плетей со шпалами, предварительно снимая уравнительные рельсы. В результате плеть укорачивается или удлиняется. После этого плеть закрепляют и укладывают уравнительные рельсы нужной длины.

Следует отметить, что чем длиннее плети, тем очевиднее преимущества бесстыкового пути. На ряде дорог имеется опыт укладки плетей длиной блок-участок или даже на целый перегон.

За рубежом есть плети длиной 30-40 км, когда пути перегона, стрелочные переводы и станционные пути сварены в единое целое.

Дата добавления: 2015-08-13