Железнодорожный путь конспект лекций

Обновлено: 04.07.2024

1.1. Железнодорожный путь представляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, расположенных в полосе отвода и предназначенных для осуществления движения поездов. Железнодорожный путь состоит из верхнего строения (рельсы, стрелочные переводы, под рельсовое основание со скреплениями и балластная призма) и нижнего строения (земляное полотно, водоотводные и искусственные сооружения). Для пропуска через железнодорожные пути автотранспортных средств устраиваются переезды и путепроводы.

1.2. Сооружения, устройства, механизмы и оборудование должны соответствовать утвержденной проектной документации и техническим условиям. На основные сооружения, устройства, механизмы и оборудование должны быть технические паспорта, содержащие важнейшие технические и эксплуатационные характеристики, а также сертификаты в рамках Системы сертификации на федеральном железнодорожном транспорте.

1.3. Вновь построенные и реконструированные линии, сооружения, устройства и здания должны приниматься в постоянную эксплуатацию приемочными комиссиями в соответствии с правилами приемки в эксплуатацию законченных строительством объектов железнодорожного транспорта, метрополитенов и вводятся в действие только после утверждения нормативной документации, устанавливающей порядок их работы (ТРА, инструкции по работе).

1.4. Сооружения и устройства общей сети железных дорог и железнодорожных подъездных путей от станции примыкания до территории промышленных и транспортных предприятий должны удовлетворять требованиям габарита приближения строений С, установленного государственным стандартом.

Сооружения и устройства, железных дорог, находящиеся на территории между территориями промышленных и транспортных предприятий, должны удовлетворять требованиям габарита приближения строений СП.

Железнодорожные пути необщего пользования и расположенные на них сооружения и устройства должны обеспечивать маневровую и сортировочную работу в соответствии с объемом перевозок, ритмичную погрузку и выгрузку грузов, а также рациональное использование железнодорожного подвижного состава, его сохранность.

Конструкция и состояние сооружений и устройств, расположенных на железнодорожных путях необщего пользования, должны соответствовать строительным нормам и правилам и обеспечивать пропуск вагонов с допустимой на железнодорожных путях общего пользования нормой технической нагрузки, а также пропуск локомотивов, предназначенных для обслуживания железнодорожных путей необщего пользования.

Железнодорожные пути необщего пользования должны соответствовать утвержденной проектной и технической документации на данные пути необщего пользования.

Железнодорожные пути необщего пользования могут быть открыты для постоянной или временной эксплуатации.

На каждый железнодорожный путь необщего пользования по окончании строительства приема такого пути в эксплуатацию составляется инструкция о порядке обслуживания и организации движения на железнодорожном пути необщего пользования (далее инструкция)

В инструкции указывается характеристика путевого развития железнодорожного пути необщего пользования, весовая норма и длина состава (поезда), допускаемая к обращению на пути необщего пользования, максимально допустимая скорость движения, тип локомотива, порядок маневровых передвижений, положение стрелочных переводов, наличие и расположение устройств сигнализации, нормы закрепления вагонов и другие положения, связанные с обеспечением безопасности движения и эксплуатации железнодорожного транспорта.

При изменении технического оснащения железнодорожного пути необщего пользования или технологии его работы инструкция пересматривается в установленном порядке.

Работники организаций производственная деятельность которых связана с движением поездов и маневровой работой на железнодорожных путях необщего пользования, должны проходить аттестацию, предусматривающую проверку знаний правил технической эксплуатации железных дорог, инструкции по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах РФ и инструкции по сигнализации на железных дорогах РФ, а так же иных нормативных актов федерального органа исполнительской власти в области железнодорожного транспорта.

Работники, ответственные за погрузку, размещение, крепление грузов в вагонах, контейнерах и выгрузку грузов, должны проходить аттестацию, предусматривающую проверку знаний технических условий размещения и крепления грузов в железнодорожном подвижном составе.

Работники, не прошедшие аттестаций, не допускаются к выполнению работ.

Каждый железнодорожный путь необщего пользования должен иметь технический паспорт, план и продольный профиль, чертежи сооружений. В техническом паспорте указываются технические характеристики и состояние рельсов, шпал, балласта, земляного полотна, сооружений, весовых приборов, обустройств и механизмов, предназначенных для погрузки, выгрузки, очистки, промывки вагонов, маневровых устройств, лебедок, а также промышленные железнодорожные станции, горки, полугорки, вытяжные пути, устройства сигнализации, централизации, блокировки и связи, используемых при поездной и маневровой работе.

После ввода в эксплуатацию новых объектов, их закрытия или ликвидации владелец железнодорожного пути необщего пользования вносит в технический паспорт соответствующие изменения и один экземпляр технического паспорта передает владельцу инфраструктуры, сообщая ему о всех внесенных в паспорт изменениях с приложением соответствующих документов. Владелец инфраструктуры вносит изменения в ведомость железнодорожных путей необщего пользования – приложение к техническо-распорядительному акту станции примыкания.

При обслуживании железнодорожного пути необщего пользования локомотивом владельца или пользователя этого пути, с которым заключен соответствующий договор, вагоны подаются локомотивом, принадлежащим перевозчику, на предусмотренные договором выставочные железнодорожные пути. Дальнейшее продвижение вагонов, расстановка их на места погрузки, выгрузки и возврат на выставочные пути обеспечиваются локомотивом владельца или пользователя железнодорожного пути необщего пользования.

При обслуживании железнодорожного пути необщего пользования локомотивом, принадлежащим перевозчику, вагоны подаются и убираются на (с) железнодорожный путь необщего пользования к местам погрузки, выгрузки.

Количество одновременно подаваемых вагонов на железнодорожный путь необщего пользования определяется по полезной длине путей, на которых расположены места погрузки, выгрузки грузов.

Погрузка грузов в вагоны и выгрузка грузов из вагонов производится в соответствии с техническими нормами.

2. План и профиль пути

2.1. Железнодорожный путь в отношении радиусов кривых, сопряжения прямых и кривых, крутизны уклонов должен соответствовать утвержденному плану и профилю линии.

2.2. Станции, разъезды и обгонные пункты в профиле для предотвращения самопроизвольного ухода вагонов располагаются на горизонтальной площадке; в отдельных случаях допускается расположение их на уклонах не круче 0,0015, а в трудных условиях более 0,0025, а в плане должны располагаться на прямых участках. В трудных условиях допускается размещение их на кривых радиусом не менее 1500 м, в особо трудных - до 600 м, а в горных - до 500 м. В необходимых случаях, когда план и профиль пути до реконструкции не обеспечивает расположение путей на горизонтальной площадке и на прямом участке пути, для предупреждения самопроизвольного выхода вагонов на другие пути и маршруты приема, отправления поездов должно предусматриваться соответственно устройство предохранительных тупиков, охранных стрелок, сбрасывающих башмаков, сбрасывающих остряков, сбрасывающих стрелок или стационарных устройств для закрепления вагонов.

Во всех случаях должно обеспечиваться условия трогания с места поездов установленной весовой нормы и условия удержания поездов вспомогательными тормозами локомотивов.

2.3. При возведении новых объектов или реконструкции действующих проводится инструментальная проверка с составлением плана и профиля путей с передачей владельцу пути и станции для внесения соответствующих изменений в технический распорядительный акт станции и местную инструкцию о порядке производства маневровой и поездной работы станции.

2.4. Для определения радиуса кривой методом хорд используются следующие формулы.

А-хорда, R -радиус

где: H -стрела прогиба, R -радиус

3. Земляное полотно

3.1. Железнодорожный путь предназначен для того, чтобы принять, упруго переработать и передать нагрузку на землю, т.е. земляное полотно. Ширина земляного полотна поверху на прямых участках пути должна соответствовать верхнему строению пути. На существующих линиях до их реконструкции допускается ширина земляного полотна не менее: на однопутных линиях - 5,5 м, двухпутных - 9,6 м, а в скальных и дренирующих грунтах не менее: на однопутных линиях - 5,0 м, двухпутных - 9,1 м. Минимальная ширина обочины земляного полотна поверху должна быть 0,4 м с каждой стороны пути. На кривых участках балластное плечо увеличивается до 0,45 м.

Земляное полотно высыпают любыми дренирующими грунтами, кроме торфа, растительных грунтов и солончака, и должно быть прочным и устойчивым к выветриванию и выщелачиванию за счет послойной укладки грунта при тщательном укатывании и утрамбовке каждого слоя.

Земляное полотно подвержено размыванию, но существуют способы защиты:

одерновка с деревянными спицами;
квадратная решетка из деревянных досок;
укладка камнем или плитами.

Текущее содержание земляного полотна заключается в устранении трещин, размывов, сплывов тела земляного полотна; расчистки лотков, кюветов и других водоотводных сооружений для обеспечения стока воды с верхнего строения пути и пропуска паводкового и дождевого стока через водопропускные сооружения, расположенные в теле земляного полотна.

Нижнее строение пути подразделяется на: насыпь, выемка, полувыемка, полунасыпь, полувыемка - полунасыпь, нулевое место.

3.2. В качестве балластных материалов используются: щебень, гравий, песок, смесь материалов, шлаки, ракушечник и др. Щебень получают из естественного камня твердых пород (гранит, базальт) путем дробления. В зависимости от крупности он подразделяется по фракциям: 5-25 мм, 25-50 мм, 25-60 мм.

Наилучший балластный материал, укладываемый в путь, должен удовлетворять следующим показателям: сопротивление удару (не менее 50 у.е.), истираемость (не более 30 %), водопоглощаемость (1,5 %), морозостойкость.

Балластный слой следует очищать от загрязнений - систематически и своевременно удаляя шлак, грязь, угольную пыль и другие загрязнители для обеспечения упругой работы балластного слоя при восприятии передаваемой нагрузки от шпал на земляное полотно. В местах появления выплесков проводится работа по их устранению - устраивается выход воде прогрохоткой загрязненного балласта на торцах шпал и после ухода воды в шпальных ящиках на глубину не менее 10 см ниже нижней постели шпал.

4. Содержание пути

4.1. Номинальный размер ширины колеи между внутренними гранями головок рельсов на прямых участках пути и на кривых радиусом более 350 м - 1520 мм. Ширина колеи на кривых радиусом до 300 м - 1530 мм, менее 300 м - 1535 мм. Возможны допуски + 8 - 4 мм, при скорости 50 км/ч и менее +10 - 4 мм. Ширина колеи менее 1512 мм и более 1546 мм не допускается.

Ширина колеи более установленных допусков разрешается на величину фактического бокового износа рельсов, но не более 15 мм. Кривые участки пути радиусом от 350 до 250 м укладываются только на деревянные шпалы, а радиусом менее 250 м - на деревянные шпалы с применением контррельсов.

4.2. Верх головок рельсов обоих нитей пути на прямых участках должен быть в одном уровне. Разрешается на прямых участках пути содержать одну рельсовую нить на 6 мм выше другой.

Независимо от радиуса кривой возвышение наружного рельса с учетом допусков не должно превышать 150 мм.

На приемо-отправочных путях и прочих, расположенных на кривых, а также на закрестовинных кривых, где установленные скорости движения менее 25 км/ч, возвышение наружного рельса не устраивается. Отводы возвышения наружного рельса кривой и кривизны при переходе от кривых к прямым и наоборот устраиваются на протяжении переходных кривых.

5. Рельсы

5.1. Рельсы служат для приема упругой переработки рассредоточенному распределению нагрузки от подвижного состава на рельсовые опоры и дальше на землю, для направления движения и передачи слаботочного кодированного тока.

Рельсы по мощности и состоянию должны соответствовать условиям эксплуатации, а именно -грузонапряженности, осевым нагрузкам и скоростям движения поездов. Существующие рельсы на подъездных путях предприятий подразделяются по типу: Р43, Р50, Р65, Р75, 1А соответствует Р43, 2А - Р38, 3А - Р33, 4А - Р28, немецкие 1 U , 2 U , 3 U . Рельс в сечении представляет собой двутавр, состоящий из 3-х элементов: головка, шейка, подошва. Нормы износа рельсов устанавливаются в соответствующей инструкции МПС России.

Допускается перекладка рельсов с боковым износом из кривых в прямые, с наружной нити кривой на внутреннюю, в том числе с переменой рабочего канта.

Цель: Изучить основные элементы верхнего строения пути и их назначение.

1. Назначение верхнего строения пути.

2. Элементы верхнего строения пути

Верхняя периодически заменяемая часть пути называется его верхним строением. Верхнее строение пути воспринимает давление колес подвижного состава, передает его на нижнее строение и направляет колеса локомотивов и вагонов при их движении.

Рисунок 31 – Железнодорожный путь

Верхнее строение пути является единой комплексной конструкцией, состоящей из рельсов, скреплений с противоугонами, рельсовых опор (чаще всего в виде шпал), балластной призмы, а также других специальных устройств.

Рельсошпальная решетка состоит из рельсов, стыковых и промежуточных скреплений, шпал или других рельсовых опор, противоугонов, некоторых других специальных устройств. Рельсы соединяются в непрерывную рельсовую нить двумя способами: при бесстыковой конструкции пути – за счет сварки в плети длиной до нескольких десятков километров, а при звеньевом пути – за счет соединения рельсов стыковыми скреплениями.

Рисунок 32 – Верхнее строение пути

Основной несущий элемент верхнего строения пути - рельсы. Рельсы непосредственно воспринимают нагрузку от колес подвижного состава, передают ее на лежащие ниже элементы и направляют движение колес. Рельсы изготовляют из особой стали, в состав которой входит железо, химически соединенное с углеродом, кремнием и марганцем.

Назначение рельсов:

– создать поверхности с наименьшими сопротивлениями для качения колес подвижного состава;

– непосредственно воспринимать и упруго передавать нагрузки от колес на шпалы и брусья;

– направлять движение колес подвижного состава;

– проводить сигнальный и обратный тяговый ток на участках с автоблокировкой и электрической тягой.

В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяются на несколько типов: Р50, Р65, Р75. Буква Р обозначает рельс, цифровая часть – округленное значение массы (кг) одного погонного метра рельса. Длина стандартного рельса 25 м, в кривых используются укороченные рельсы длиной 24,92 м и 24,84 м. Для бесстыкового пути в качестве уравнительных используют рельсы прежней стандартной длины 12,5 м и укороченные (12,46 м; 12,42 м; 12,38 м).

Выбор типа рельсов зависит от грузонапряженности линии, нагрузок и скоростей движения поездов.

В рельсах различают три основные части: 1 головку, 2 шейку и 3 подошву. Основной характеристикой рельсов служит вес 1 м рельса в кгс.

Рисунок 33 - Рельс

Рельсовый путь представляет собой две непрерывные рельсовые нити, расположенные на определенном расстоянии благодаря креплению рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев между собой.

Рисунок 34 – Рельсовая нить

Рельсовые скрепления разделяют на стыковые и промежуточные.

Стыковые скрепления прочно соединяют рельсы в непрерывную нить. Места соединения называютрельсовыми стыками. Концы рельсов перекрываются накладками, которые через имеющиеся отверстия стягивают стыковыми болтами. Под гайки болтов ставят пружинные или тарельчатые шайбы.

Рисунок 35 - Стыковое скрепление: 1 – рельс; 2 – двухголовая накладка;

3 – болт путевой; 4 – шайба пружинная; 5 – гайка

С изменением температуры длина рельсов меняется, поэтому между торцами рельсов в стыках оставляют зазор. Величина зазора зависит от температуры рельса, его климатической зоны, района железной дороги.

Рисунок 36 - Боковой вид стыка

Рельсы соединяют со шпалами с помощью промежуточных скреплений, которые должны обеспечивать неизменную ширину колеи, не допускать продольного смещения и опрокидывания рельсов.

Промежуточные рельсовые скрепления служат для прочного соединения рельсов со шпалами и брусьями, чтобы исключить поперечное и продольное перемещение и опрокидывание рельсовых нитей колесами подвижного состава. Эти скрепления подразделяются на костыльные и клеммные.

Рисунок 37 - Промежуточное смешанное костыльное скрепление ДО:

1 – рельс; 2 – подкладка; 3 – костыль; 4 – шпала деревянная

Шпалы служат опорами для рельсов. Шпалы выполняют две основные задачи. Во-первых, они воспринимают нагрузку от рельсов и передают ее балластному слою, распределяя на значительные площади. Во-вторых, шпалы прочно соединяют рельсовые нити, обеспечивая постоянство ширины колеи и устойчивость пути. На один километр прямого участка пути укладывают 1840 шт. шпал; в кривых – 2000 шт. шпал.

Применяют деревянные и железобетонные шпалы.

Деревянные шпалы. Их изготовляют из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра и березы, причем, лучшими являются сосновые шпалы. В путь их укладывают только после пропитки масляными антисептиками. По форме поперечного сечения деревянные шпалы подразделяются на три вида: обрезные, полуобрезные и необрезные.

Рисунок 38 - Поперечные профили обрезных (а), полуобрезных (б) и необрезных (в) деревянных шпал; h – высота шпалы; b, b / – ширина верхней постели; b1 – ширина нижней постели

Размеры деревянных шпал

Каждый вид шпал делится на три типа в зависимости от их толщины и ширины верхней и нижней постели. Тип I предназначен для укладки на главных путях, тип II – на станционных и подъездных путях, тип III – на малодеятельных подъездных путях промышленных предприятий.

Длина шпал 2,75 м. На особо грузонапряженных участках укладывают шпалы длиной 2,80 м.

Достоинствами деревянных шпал являются их хорошая упругость, простота в эксплуатации, небольшая стоимость. Их недостатки – сравнительно недолгий срок службы (12-15 лет) и большой расход древесины на шпалы. Для предохранения деревянных шпал от гниения их пропитывают креозотом или другими антисептиками.

Основными достоинствами железобетонных шпал являются долговечность (до 50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности хода поездов. Основные недостатки: большая масса, наличие электропроводности, высокая жесткость, сложность крепления к рельсам.

Рисунок 39 – Железобетонная шпала

Балластный слой - это слой сыпучих материалов (щебня, гравия, песка) в виде трапеции на основной площадке земляного полотна.

Балластный слой служит для равномерной передачи давления от шпал на возможно большую поверхность основной площадки земляного полотна, чтобы избежать его деформации. Балластный слой является упругой подушкой, он препятствует возникновению пыли, закрепляет путь в продольном и поперечном направлениях, способствует отводу атмосферных осадков от рельсов и шпал. Балласт должен не размываться, не выветриваться и быть морозоустойчивым. На дорогах применяются следующие балластные материалы: щебень из естественного камня, щебень из валунов и гальки, гравий карьерный, песчаный и песчано-гравийный балласт, ракушечник.

Наилучший материал для балласта – щебень размером от 25 до 60 мм.

Рисунок 40 - Распределение нагрузки от подвижного состава в верхнем строении пути: 1 – рельс; 2 – шпала; 3 – балласт; 4 – нижнее строение пути

Движение поездов вызывает угон пути – продольное перемещение рельсов, иногда вместе со шпалами, обычно в направлении движения поездов. Причины угона – волнообразный изгиб рельсов под поездом, трение между колесами и рельсами, удары колес в стыках, торможение поездов. Угон расстраивает путь и может привести к выбросу пути.

При костыльном скреплении приходится применять противоугоны. Наиболее простыми являются пружинные противоугоны.

Лекция к занятию № 1 Устройство, текущее содержание и ремонт железнодорожного пути. Профессия: Монтер пути 2,3 разряда.

Вложение	Размер
Лекция к занятию № 1 Устройство, текущее содержание и ремонт железнодорожного пути	62.9 КБ

Предварительный просмотр:

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПРЕДМЕТА

(2 часа обучения)

Монтер пути 2-3 разряд. Профессиональная подготовка

Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии Калининградского подразделения Октябрьского учебного центра профессиональных квалификаций.

Автор: Трофимова И.П. - преподаватель Калининградского подразделения Октябрьского учебного центра профессиональных квалификаций.

Лекция к занятию № 1. Тема: Устройство железнодорожного пути.

Железнодорожный путь. Верхнее и нижнее строение пути.

Железнодорожный путь- комплекс инженерных сооружений и устройств, расположенных в полосе отвода и предназначенных для осуществления движения поездов с установленными скоростями. Состоит из верхнего строения пути и нижнего строения пути.

Установленная скорость- скорость на определенном перегоне, километре, пикете, пути станции, стрелочном переводе, установленная приказом начальника дороги.

Полоса отвода – границы, в пределах которых размещены: земляное полотно, ИССО, лесонасаждения, путевые здания, линии связи, линии электроснабжения и др. ж.д. устройства. Границы обозначаются знаками “Граница полосы отвода”. Наблюдение и уход за полосой отвода осуществляет дистанция пути (ПЧ).

Дистанция пути осуществляет текущее содержание пути, задачей которого является систематический надзор за комплексом сооружений пути, круглосуточное и круглогодичное содержание их в состоянии, гарантирующем безопасное и бесперебойное движение поездов с установленными скоростями.

Для контроля за состоянием пути применяются технические средства контроля и натурные осмотры пути по утвержденным руководителями графикам, соответствующие нормативной документации, в зависимости от класса пути, конструкции и сроков проведения ремонтов пути.

Верхнее строение пути.

Верхнее строение пути – конструкция, состоящая из рельсов, элементов скреплений, противоугонных устройств, шпал, балластной призмы и мостового полотна, стрелочных переводов и других специальных устройств.

ВСП – воспринимает и упруго передает на основную площадку земляного полотна динамическое воздействие от подвижного состава.

Рисунок 1.1. Верхнее строение пути: 1-песчаная подушка; 2 - балластный слой; 3 - рельсы; 4 - шпалы.

Требования к конструкции ВСП устанавливаются в зависимости от класса пути, который определяется грузонапряженностью линии Г (млн. т.бр./ км в год) и скоростью движения поездов V (км/ч).

В соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации, все железнодорожные пути классифицируются в зависимости от грузонапряженности и допускаемых скоростей движения поездов.

По грузонапряженности все пути разделяют на 6 групп, обозначаемых буквами (А, Б, В, Г, Д, Е), а по допускаемым скоростям — на 9 категорий, обозначенных (В,С,1,2,3,4,5,6,СП). Классы путей, представляющие собой сочетание групп и категорий, обозначаются цифрами, например, путь 1Б2 — относится к 1 классу, группе Б, 2-й категории. (Таблица 1.)

Конспект лекций по дисциплине: "Устройство железнодорожного пути" для специальности 08.02.10 "Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство"

методическая разработка

Автор: Хорошайлова Ирина Георгиевна, преподаватель первой категории, Железнодорожный техникум Нижегородского филиала МИИТ, город Нижний Новгород, Нижегородская область

Тема: Устройство рельсовой колеи

1) Взаимодействие пути и подвижного состава
Путь и подвижной состав представляют собой единую механическую систему. Состав и части которой работают взаимосвязано и взаимозависимо. Силы, которые действуют от колеса на путь, в такой же степени действуют на колесо, а через него на другие элементы подвижного состава, для того чтобы взаимодействия пути и подвижного состава было наилучшим, существуют особенности устройства ходовых частей подвижного состава и особенности устройства рельсовой колеи.
Устройство ходовых частей подвижного состава
Колесные пары
Рис. 1
Тележки крепятся к кузову вагона с помощью шкворневого (коленчатого) соединения, благодаря которому тележки могут поворачиваться относительно кузова вагона, при вписывании в кривые участки пути. Колесные пары 1акрепляяются в тележках неподвижно, и сохраняют параллельность на протяжении всего движения в рельсовой колие. Жесткая база Полная база
Рис. 2
Расстояние между крайними осями экипажа, которые сохраняют параллельность при движении в прямых и кривых участках пути, называют
жесткой базой.
Чем длинее жесткая база, тем труднее экипаж вписывается в кривую, особенно малого радиуса. Расстояние между крайними осями подвижного состава, независимо от того закреплены в основной раме кузова или в рамах тележки, называют
полной

базой
экипажа.
Кроме

особенностям

состава относят:
Тележка Кузов вагона
1. Наличие колесных пар 2. Насадку колесных пар на ось 3. Наличие гребней колес 4. Расчетный уровень 5. Коничность колес 6. Наличие зазоров Два колеса, глухо наложенных на одну ось называют
колесной

парой.
Глухая насадка колес на оси обеспечивает неизменность расстояния между колесами, глухая насадка колес необходима для того чтобы колесо не смогло принять наклонное к вертикале положение. Насадка обозначается (Т) – это расстояние между внутренними гранями колес. Величина насадки составляет 1440 ± 3 мм. Колеса подвижного состава имеют коническую форму поверхности катания. Коничность необходима для того чтобы обеспечить плавность движения колес и уменьшить их износ. Однако из-за коничности колес, рельс приходиться устанавливать в путь с подуклонкой.
Рис. 3 Очертание и основные размеры колес:
а – локомотивного, б – вагонного (штриховой линией показаны предельные износы колес) Гребень колеса сопрягается с поверхностью катания по кривой радиусом 15 мм у вагонов и 13,5 мм у локомотивов. Этот радиус близок к радиусу сопряжения поверхности и боковой грани головки рельсов. Это сделано для того, чтобы не допустить вкатывания колёс на рельсы. Далее идет коническая поверхность с уклоном 1/20, затем — 1/7 Переход коничности колёс от 1/20 к 1/7 сделан для облегчения их перекатывания с остряка на рамный рельс и с сердечника на усовик и обратно. У края колеса имеется фаска шириной и высотой 6 мм, необходимая для обеспечения свободного перекатывания колёс с одного элемента стрелки и крестовины на другой. При определении взаимного положения колёсных пар и рельсовой колеи устанавливается расчётный уровень, на котором измеряются необходимые размеры колёсных пар. Расчётный уровень принят на расстоянии 10 мм ниже поверхности катания, так как на этом уровне неизношенный гребень локомотивного колеса упирается в боковую грань головки рельса. По мере износа фактическое положение поверхности контакта меняется
незначительно, так как величина радиусов закругления головки рельса и сопряжения гребня с поверхностью катания колеса при износе мало меняется. Толщину гребней определяют также на расчётном уровне. От вершины гребня (как это принято в шаблонах для проверки гребней) уровень, на котором измеряют толщину гребня, отстоит на 18 мм для моторвагонного подвижного состава и пассажирских вагонов на 20 мм для локомотивов. При скоростях движения поездов до 120 км/ч толщина гребней не допускается более 33 мм и менее 25 мм, а при скоростях от 121 до 140 км/ч — более 33 мм и менее 28 мм.
Рис. 4 Соотношение размеров колесной пары и рельсовой колеи
g – толщина гребня. Гребни необходимы для того чтобы колеса не смогли сойти с рельсов и направлялись в своем движении рельсами. К – ширина колесной пары – это расстояние между рабочими гранями гребней колес. К min – 1489 мм. К max – 1511 мм. – это зазор между рабочей гранью гребня колеса и рабочей гранью головки рельса. Зазор δ необходим для уменьшения сопротивления движению поездов и износа рельсов и колёс, для предотвращения заклинивания экипажей при движении и вкатывания гребня колеса на головку рельса. При излишних размерах δ ухудшаются условия взаимодействия пути и подвижного состава; увеличивается угол удара при набегании колёс в прямых и при входе в кривые участки пути; ухудшаются условия комфортабельности езды (при больших значениях δ больше качка и виляние экипажей); быстрее расстраивается путь; требуется больше затрат на его техническое обслуживание. Зазоры между гребнями колес и рельсами могут меняться не только из-за наличия допусков в содержании колёсных пар и ширины колеи. В процессе движения гребни колёс вызывают упругие отжатия рельсов, которые доходят до 2. 4 мм. Величина отжатия зависит от типа рельса, состояния скреплений и шпал, нагрузки на ось и скорости движения и т.п.
S – ширина рельсовой колеи – это расстояние между внутренними гранями головок рельса, измеренное на расстоянии 13 мм ниже поверхности катания. S = 1520 (+8 -4 мм)
СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ПУТЬ.
1. Вертикальные силы – к ним относятся собственный вес, вес экипажа (эти силы постоянны), а также дополнительные вертикальные силы, возникающие от колебаний на рессорах от неровности пути и неровности на колесах, при движении подвижного состава. 2. Горизонтальные, поперечные и продольные силы. Горизонтальные и продольные силы – это силы участка пути. Горизонтальные и поперечные – это силы возникающие из-за виляния подвижного состава.
2) Устройство рельсовой колеи в прямых участках пути
Рельсовой колеей называют две геометрические линии, проходящие вдоль пути по внутренним граням головок рельса, на уровне их катания с гребнями колеи. Условно считают, что эти линии проходят по внутренним (рабочим граням) головок рельса на уровне, находящимся на 13 мм ниже их поверхности катания. При устройстве и содержании рельсовой колеи руководствуются основными параметрами колеи:
1.

установлены

рихтовочной нити:
1. При скорости до 120 км/ч – стрела изгиба не должна превышать более 8 мм. 2. При скорости 121-140 км/ч – более 6 мм. 3. При скорости 141 – 160 км/ч – более 4 мм
Стрела изгиба f
– это перпендикуляр от середины 20-ти метровой хорды до рабочей грани половины рельса рихтовочной нити.

колеи
– это расстояние между внутренними рабочими гранями рельса, измеренное ниже поверхности катания на 13 мм. Норма ширины колеи составляет 1520 мм. Допуск по ширине колеи по уширению и сужению соответственно +8, -4 мм. А при скорости 50 км/ч и менее, согласно +10, -4 мм.
При следующей ширине колеи запрещается движение поездов:
 При ширине мене 1512 мм т.к происходит заклинание колесных пар;  При ширине колеи более 1548 мм т.к начинается процесс проваливания колесных пар. Колесо сначала движется, опираясь на уклон 1: 7, при дальнейшем уширении переходит на фаску 6 на 6 мм. А при ширине колеи 1574 мм наступает плавное проваливание.
3.

Положение рельсовых нитей по уровню
Норма – верх головок рельсов обеих нитей пути на прямых должен быть в одном уровне. Допуск составляет +- 6 мм. Причем если сначала правый рельс выше левого на 6 мм, а затем левый выше правого на 6 мм, то минимальное расхождение между этими превышениями должно быть не менее 20 м. При меньшем расстоянии образуется перекос пути. При перекосе пути происходит обрушивание одного из колес вагона, что в сочетании с боковыми силами, может привести к сходу.
4.

Устройство и содержание рельсовых нитей по подуклонке
Для лучшего опирания колеса, основная поверхность катания которого имеет уклон 1/20, рельсы также ставят с подуклонкой 1/20 по отношению к верхней постели шпал. В прямых участках пути подуклонка достигается укладкой рельсов на металлические клинчатые подкладки. При железобетонных шпалах подуклонка рельсов обеспечивается соответствующей формой верхней постели шпалы. Подуклонка рельсов в прямых и наружной нити в кривых участках пути должна быть не менее 1/60 и не более 1/12, а внутренней нити в кривых при возвышении наружного рельса свыше 85 мм — не менее 1/30 и не более 1/12. Подуклонка существенно влияет на работу рельсов в пути. При переуклонке и разуклонке рельсов образуются сплывы металла головки и появляются сначала краснота, а затем и продольные трещины в местах сопряжения головки с шейкой, которые могут служить причиной излома рельсов легких типов. Если изменение подуклонки происходит медленно и головка рельса "приработалась" к очертаниям колес подвижного состава, то разрешается подуклонку рельсов не исправлять. Исключение составляют лишь наружные нити кривых, где подуклонка менее 1/60 не допускается.
3) Устройство рельсовой колеи в кривых участках пути

Ж/д путь кривых имеет следующие особенности:
1. Уширение колеи при радиусе менее 350 м. 2. Возвышение наружного рельса 3. Переходные кривые
4. Укороченные рельсы по внутренней рельсовой нити 5. Увеличение междупутных расстояний 1. На ж/д РФ установлена следующая ширина рельсовой колеи на кривых участках пути, мм:  при радиусах 350 м и более 1520 мм  при радиусах 349-300 м 1530 мм  в т.ч. на железобетонных шпалах 1520 мм  при радиусах 299 м и менее 1535 мм Переход от одной ширины колеи к другой должен быть плавным – 1 мм на 1 м пути, что соответствует уклону i = 0,001. При больших уклонах, ограничиваются скорости движения поездов, а при уклоне более 3 ‰ , путь закрывается для движения поездов. 2. Если в кривой установить обе рельсовые нити в одном уровне, то равнодействующая центробежной силы и силы веса будет отклоняться к наружному рельсу, перегружая его и соответственно разгружая внутренний рельс. Чтобы снизить боковое воздействие на рельсы наружной рельсовой нити, уменьшить перегрузку рельсов наружной нити, добиться равномерности износа рельсов обеих нитей и обеспечить пассажиров от неприятных воздействий, устраивают возвышение наружного рельса в кривой h. В этом случае экипаж на пути несколько наклоняется к горизонту: часть силы веса Н будет направлена внутрь кривой, т.е. в сторону, противоположную действию центробежной силы. Таким образом, наклон экипажа приводит к уровновешиванию центробежной силы. Это выравнивает воздействие на оба рельса. Возвышение определяется по следующей формуле:
h = 12,5
ср
,
мм где 12.5 – коэффициент, учитывающий комфортабельность езды пассажиров. v ср 2 – среднеквадратичная скорость поездов по данной формуле: v ср = пас ∗ пас ∗ пас ск ∗ ск ∗ ск гр ∗ гр ∗ гр пас ∗ пас ск ∗ ск гр ∗ гр где пас ск гр − вес N – их количество, V – их скорости Максимальное возвышение в кривой составляет 150 мм. Начальником ж/д предоставляется правил изменять полученные расчетом возвышения до 15 %, с учетом местных условий. Переход от одного возвышения к другому ( от возвышения наружного рельса) должен быть плавным с таким же уклоном как и отвод ширины колеи (т.е уширения) Отвод ширины колеи – это переход от одной нити колеи к другой.
3.

Переходные кривые
Если соединить непосредственно прямую с круговой кривой, то в точке их сопряжения внезапно возникнет центробежная сила, проявляясь в виде
резкого бокового толчка. Поэтому между прямыми и кривыми участками пути устраивают переходные кривые, которые должны обеспечить плавный постепенный переход от прямой к кривой, не допускающий возникновения внезапных сил. В пределах переходных кривых должен быть осуществлен плавный отвод возвышения наружного рельса и уширения колеи в круговой кривой. Допустимые уклоны отводов возвышения наружного рельса в кривой зависят от максимально допускаемой скорости движения поездов. При уклонах отвода возвышения более 3,2 мм/м движение поездов по кривой должно быть закрыто.
УСТРОЙСТВО РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕИ В КРИВЫХ

ПО НАПРАВЛЕНИЮ В ПЛАНЕ
Рельсовая колея не должна иметь резких изменений стрел изгиба – это норма. Допуск определяется разностью смежных стрел изгиба, измеренных от середины 20-ти метровой хорды на круговых кривых в зависимости от радиуса: 1. При радиусе более 650 м – разность должна быть не более 8 мм 2. При радиусе 650 – 401 м – 10 мм 3. При радиусе 400 м и менее – 12 мм 4. В переходных кривых – 6 мм
f

f
– смежные стрелы изгиба
рис. 5

УСТРОЙСТВО ОТВОДОВ УШИРЕНИЯ КОЛЕИ И ВОЗВЫШЕНИЕ

НАРУЖНОГО РЕЛЬСА
При устройстве пути, при сопряжении прямых и кривых участков, устраивают отводы уширения колеи и возвышения наружного рельса. Но существуют случаи когда по местным условиям невозможно устроить переходную кривую или соединить две круговые кривые. Рассмотрим наиболее частые случаи сопряжения двух круговых кривых одного или разных направлений и устройство отводов в этих случаях: 1. Соединение двух круговых прямой вставкой: При отсутствии переходных кривых на близко расположенных кривых одинакового направления, нормальные отводы возвышения делают только в тех случаях если на прямой вставке укладывается длина обоих отводов и кроме того между концами этих отводов остается прямой участок длиной не менее 25 м без возвышения. Если длина прямой вставки для отвода
возвышения крутизной 0,001 недостаточен, отвод возвышения делают более крутым, но не круче 0,003. 2. Если прямого участка без возвышения не получается, на возвышении делается на всем протяжении прямой вставкой, причем оно должно быть равно возвышению на кривых если радиусы обеих кривых одинаковы. Если же радиусы различны, то большие возвышения уменьшаются с уклоном не более 0,001 на всем протяжении прямой вставки до меньшего возвышения. 3. Если две кривые одного направления и разного радиуса соединяются сопрягающей переходной кривой, то уклоны отвода ширины колеи и возвышения наружного рельса делают в пределах этой кривой от большего к меньшему. 4. Если сопрягающую кривую не удается устроить из-за стесненности условий, то отводы возвышения и уширения колеи делают в пределах кривой большего радиуса. Устройство отводов возвышения и уширения колеи при сопряжении кривых одного направления и разных радиусов без прямой вставки и сопрягающей переходной кривой. 5. Устройство отводов возвышения, при сопряжении обратных кривых при достаточной прямой вставки между ними. 6. Устройство отводов возвышения при сопряжении обратных кривых и недостаточной прямой вставкой между ними Если при сопряжении обратных кривых, длина прямой вставки недостаточная, то между концами отводов оставляют прямой участок длиной 15 м без возвышения, а отводы делают с уклоном до 0,003, так чтобы в начале круговой кривой возвышение было не менее половины полного. Во всех случаях, когда между кривыми одного или разных направлений, прямая вставка недостаточна, отвод возвышения и удлинения устанавливается начальником службы пути по предоставлению начальника дистанции.
ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВА ПУТИ В КРИВЫХ

ДВУХПУТНЫХ УЧАСТКАХ
В круговых кривых на двухпутных линиях увеличивают расстояние между осями путей по габаритным нормам. Это увеличение осуществляется разными способами. Один из способов заключается в том, что междупутное расстояние увеличивают с 4,1 м до 4,1+А 0 на прямых перед каждой переходной кривой введением дополнительных S-образных кривых. Этот способ применяют редко, так как на отодвигаемом пути появляется по две кривые с каждой стороны основной кривой. Другой способ (способ разных сдвижек) состоит в том, что принимают разные параметры С для переходных кривых наружного и внутреннего путей. Переходную кривую наружного пути устраивают обычным порядком, а параметр С переходной кривой внутреннего пути подбирают таким образом, чтобы сдвижка внутренней круговой кривой была равна.

Увеличение расстояний между осями в кривых:

Рис. 6
а — устройством S-образных кривых на примыкающих прямых; б — устройством переходных кривых разных параметров.
УСТРОЙСТВО ПУТИ В КРИВЫХ МАЛЫХ РАДИУСОВ
Если радиус настолько мал что максимально допустимая ширина колеи 1530 мм оказывается меньше минимально необходимой для вписывания подвижного состава, то в таких кривых резко появляется сопротивление движению и увеличивается интенсивность износа. Для обеспечение работы наружной нити, в таких кривых укладывают контррельсы, внутри колеи вдоль внутренней нити. В этом случае колесо упирается в контррельс, не распирая наружную нить. Желоб между контррельсом и внутренней нитью кривой должен быть не менее 60-85 мм, но из-за укладки контррельсов увеличивается сопротивление движению, поэтому практически их укладку применяют лишь в кривых радиусом 160 м и менее.
ОСОБЕННОСТИ

УЧАСТКАХ
К таким участкам относят то, где скорость движения превышает 140 км/ч. Рельсы на таких участках должны быть Р65 или тяжелее. Эпюра шпал должна быть в прямых и кривых 2000 м. – 1840 шт/км, а в кривых радиусом 2000 м и менее – 2000 шт/км. Земляное полотно перед введением скоростного движения – оздоровляется, на нем не должно быть просадок и пучин. При появлении пучин отводы на них делают не круче 1мм на 1,5 м пути. Отвод уширения колеи и возвышение наружного рельса должен быть плавным на всей переходной кривой, но не круче 1 мм на 1,5 м пути. Возвышение наружного рельса в кривых определяют по формуле: h = 12.5 ср ∗ К где, К – коэффициент увеличения возвышения, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону по отношению к оси кривой, принимаемой равной 1/2. В данном случае при сопряжении круговых кривых с параллельными участками или со смещением круговых кривых разных радиусов, обязательно устройство переходных кривых.
Длина переходной кривой определяется по формуле: L = 1500*h
Износ рельсов не должен превышать следующих значений:
 Приведенный износ – 8 мм.  Боковой износ – 6 мм.  Стружка в стенке – 1 мм.  Проваливание концов – 1,5 мм. В сварном стыке, местная неровность на поверхности катания и боковой рабочей грани после шлифовки не должно превышать 0,3 мм., что проверяется наложением металлической линейки длиной 1 м.

Читайте также: