Общий курс железнодорожного транспорта Раздел № 2 Путь и путевое хозяйство Елена Николаевна Кузьмина Тел. : (8 921) 226 44 25 E-mail: en-kuzmina@yandex. ru
Путь и путевое хозяйство СОДЕРЖАНИЕ: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Общие сведения о железнодорожном пути и путевом хозяйстве Нижнее строение пути Верхнее строение пути Бесстыковой путь Устройство рельсовой колеи Соединения и пересечения путей. Стрелочные переводы Задачи путевого хозяйства Опрос 2
Значение пути в работе железных дорог, его основные элементы Железнодорожный путь – это комплекс инженерных сооружений, предназначенный для пропуска по нему поездов с установленной скоростью. К путевому хозяйству железнодорожного транспорта относятся путь, его сооружения и устройства, комплекс производственных подразделений и хозяйственных предприятий, предназначенных для обеспечения бесперебойной работы железнодорожного пути и проведения его планово-предупредительного ремонта. Путевое хозяйство – одна из наиболее важных отраслей железнодорожного транспорта, от которой в значительной мере зависит выполнение перевозочного процесса. Удельный вес путевого хозяйства в системе железнодорожного транспорта весьма значителен: на его долю приходится более 50 % всех основных средств железных дорог и свыше 20 % общей численности работников. 3
Значение пути в работе железных дорог, его основные элементы Железнодорожный путь Нижнее строение пути Верхнее строение пути включает в себя земляное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки, полунасыпи-полувыемки) и искусственные сооружения (мосты, тоннели, трубы, подпорные стены и др. ) балластный слой, шпалы, мостовые и переводные брусья, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, глухие пересечения. Согласно Правилам технической эксплуатации (ПТЭ) все элементы железнодорожного пути (земляное полотно, верхнее строение и искусственные сооружения) по прочности, устойчивости и техническому состоянию должны обеспечивать безопасное и плавное движение пассажирских и грузовых поездов со скоростями, установленными на данном участке. 4
Нижнее строение пути Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Земляное полотно должно быть прочным, устойчивым и долговечным, требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт и обеспечивающим возможность механизации работ Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна. В зависимости от формы поперечного профиля земляное полотно может представлять собой насыпь, выемку, полунасыпь, полувыемку или полунасыпь, полувыемку 5
Нижнее строение пути Верхняя часть, на которую укладывают балласт, шпалы и рельсы, называется основной площадкой. На однопутных линиях основная площадка имеет форму трапеции с шириной верхней части 2, 3 м и высотой 0, 15 м, а на двухпутных – форму равнобедренного треугольника высотой 0, 2 м. Полоса земли, на которую опирается насыпь, является ее основанием. Линия пересечения основной площадки с откосом называется бровкой земляного полотна, а откоса с основанием – подошвой откоса. Отвод поверхностных вод от насыпей, сооружаемых из привозного грунта, осуществляется с помощью продольных водоотводных канав шириной (по дну) и глубиной не менее 0, 6 м, которые при поперечном уклоне местности до 0, 04 сооружаются с обеих сторон, а при большем уклоне – только с нагорной стороны. Если насыпь возводится из местного грунта, находящегося рядом с ней, то для отвода воды от полотна используются образующиеся при этом спланированные углубления, называемые резервами. 6
Нижнее строение пути Основная площадка выемки имеет такие же размеры, как у насыпи. С каждой стороны основной площадки земляного полотна в выемках создают продольные канавы для отвода воды, называемые кюветами (0, 6 м, ширина (по дну) 0, 4 м и продольный уклон дна 0, 002) Удаленный при сооружении выемки грунт, не используемый для создания насыпи в другом месте, укладывают за откосом выемки с нагорной стороны в правильные призмы, называемые кавальерами. Типовой поперечный профиль выемки: 1 – нагорная канава, 2 – кавальер; 3 – забанкетная канава; 4 – банкет; 5 – кювет; 6 – бровка откоса; 6 – ширина обреза 7
Нижнее строение пути Дренаж представляет собой траншею, заполненную дренирующим материалом – крупным песком, гравием, щебнем, с нижней части которого обычно укладывается дрена – труба с отверстиями для поступления в нее воды. Для защиты от попадания поверхностной воды верхняя часть дренажа заполняется утрамбованной глиной, которая во избежание смешивания отделяется от дренирующего заполнителя двумя слоями дёрна. В последние годы применяется дренаж конструкции ВНИИЖТа с керамзитовым трубо-фильтром; для его сооружения создана специальная машина. Подкюветный дренаж: 1 – одиночное мощение, 2 – утрамбованный глинистый грунт, 3 - два слоя дерна, 4 – крупнозернистый песок, 5 - щебень или гравий, 6 – щебень или галька, 7 – дренажная труба; 8 – деревянная доска. 8
Нижнее строение пути Для предохранения земляного полотна от размыва водой и выдувания ветром его откосы и бермы укрепляют. Укрепление откоса насыпи железобетонными плитами: 1 – уровень высоких вол; 2 – железобетонные плиты; 3 – обратный фильтр; 4 – бетонный упор. Для обеспечения устойчивости насыпей на крутых косогорах, а также для закрепления неустойчивых откосов применяют подпорные стены, пригружающие контрбанкеты и контрфорсы, сооружаемые по индивидуальным проектам применительно к гидрологическим особенностям каждого объекта. 9
Нижнее строение пути Дефекты и деформации земляного полотна и борьба с ними Дефекты являются следствием недоработок при проектировании земляного полотна, его защитных и укрепительных сооружений, нарушении технологии строительного процесса и временной эксплуатации железнодорожных линий, неудовлетворительного текущего содержания и ремонтов железнодорожного пути. Деформации земляного полотна возникают в следующих случаях: Ø при недостаточной несущей способности грунтов, из которых оно возведено; Ø несоответствии мощности верхнего строения пути нагрузкам от обращающегося подвижного состава; Øпри недостаточной защите грунтов земляного полотна от неблагоприятных воздействий климатических и инженерно-геологических факторов (оползней, селей, наводнений). Группы деформации земляного полотна: Ø деформации основной площадки (углубления в основной площадке); Ø оползни и сплывы откосов; Ø оседания и провалы насыпей; Ø расползания насыпей; Ø сдвиги насыпей; Ø пучины; Ø обвалы, осыпи, лавины; Ø размывы и подмывы 10
Нижнее строение пути Деформации основной площадки земляного полотна К деформациям основной площадки относятся балластные корыта, ложа, мешки, гнезда и карманы. Они образуются из-за вдавливания балласта в глинистый грунт земляного полотна под основной площадкой. При этом образуются углубления в основной площадке, заполненные балластом и водой. Балластные корыта представляют собой замкнутые углубления, расположенные под каждой шпалой, глубиной 0, 1– 0, 2 м Балластные ложа могут образовываться из балластных корыт при их развитии. Длина составляет от нескольких метров до 100 м и более Балластные мешки образуются на участках насыпей, имеющих развившиеся балластные ложа. 11
Нижнее строение пути Пучины – неравномерные поднятия поверхности земли (железнодорожного пути) в продольном и поперечном направлении, вызванные пучением грунтов Поперечная дренажная прорезь: а) поперечный разрез; б) вид сбоку; 1 – балластный мешок; 2 – прорезь, заполненная гравелистым песком; 3 – утрамбованный щебень, слой 0, 05– 0, 08 м 12
Нижнее строение пути Пучины, возникающие в углублениях основной площадки земляного полотна или загрязненном балласте, называются поверхностными (верховыми), а образующиеся под основной площадкой – коренными (грунтовыми). Поверхностные пучины можно предупреждать заменой загрязненного балласта, осушением балластных корыт и лож, устройством прорезей. Коренные пучины ликвидируют понижением уровня грунтовых вод ниже глубины промерзания, устройством подкюветных дренажей, мелиорацией грунтов, а также отеплением земляного полотна укладкой противопучинных шлаковых или асбестовых подушек. Поперечный разрез противопучинной шлаковой подушки: 1 – шлакогрунтобетон; 2 – щебень; - 3 шлак 13
Нижнее строение пути Повреждение откосов бывает в виде смывов грунта атмосферными водами, сплывов, т. е. местных смещений части грунта откоса при сохранении общей его устойчивости, оползаний, при которых происходит отслоение откосной части с захватом основной площадки. Смывы и сплывы устраняются планировкой откосов и дополнительным их укреплением, а оползания— уполаживанием откосов или сооружением контрфорсов или контрбанкетов. Повреждения и разрушения тела и основания земляного полотна бывают в виде оползней, сдвигов (сползаний) насыпей по наклонному основанию, расползания и оседания насыпей при стабильном основании. Для предупреждения этих видов деформаций производится осушение земляного полотна и прилегающих откосов с помощью дренажей, а также сооружаются подпорные стены и контрбанкеты. Повреждения и разрушения земляного полотна вследствие слабости основания бывают в виде провалов, оседания целой насыпи, выпирания грунта у подошвы насыпи или основной площадки в выемках. Уменьшение крутизны (а) и террассирование (б) откосов выемки 14
Нижнее строение пути Искусственные сооружения, их виды и назначение Искусственные сооружения обеспечивают возможность пересечения железной дорогой водных преград, других железнодорожных линий, автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также безопасный переход людей через пути и устойчивость земляного полотна в сложных геологических и гидрологических условиях. К искусственным сооружениям относятся мосты, трубы, тоннели, подпорные стены, регуляционные сооружения, галереи, селеспуски и др Мост состоит из пролетных строений, являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения и передающих давление на грунт. 1 – береговая опора (устой); 2 – неподвижная опора; 3 – подвижная опора; 4 – пролетное строение; 5 – промежуточная опора (бык); L – полная длина моста; l 1 +l 2 + l 3 – отверстие моста; ГВВ – горизонт высоких вод; ГМВ – горизонт меженных (средних) вод 15
Нижнее строение пути Конструкции железнодорожных мостов С ездой поверху С ездой понизу Смешанное расположение Основными параметрами моста является длина, высота, отверстие моста, грузоподъемность Длиной моста называется расстояние между задними гранями его устоев Высотой – расстояние от подошвы рельса до горизонта низких вод Отверстием железнодорожного моста называется расстояние в свету между внутренними гранями его устоев однопролетного моста Грузоподъемностью моста называется наибольшая нагрузка, которую он может выдержать при условии обеспечения безопасности движения поездов по железнодорожным линиям 16
Нижнее строение пути Железнодорожные мосты по классификационным признакам можно подразделить на: По числу пролетов – одно, двух и трехпролетные По числу главных путей – одно-, двух- и многопутные По материалу – каменные, металлические, железобетонные, деревянные По длине – малые (до 25 м), средние (25 -100 м), большие (100 -500 м), внеклассные (более 500 м) а) – балочные, б) – арочные, в) – рамные, г) – висячие, д) - вантовые 17
Нижнее строение пути Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады Путепроводы строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Виадуки сооружают вместо обычной высокой насыпи при пересечении железной дорогой глубоких долин, оврагов и ущелий Эстакады создают вместо больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и обеспечивают проезд и проход под ними, а также возводят на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами при разливе воды 18
Нижнее строение пути Трубы применяют при пересечении железной дорогой небольших водотоков или суходолов. По виду материала различают каменные, металлические, бетонные и железобетонные трубы При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок сооружают тоннели. Их создают и для безопасного перехода людей через железнодорожные пути на станциях и остановочных пунктах пригородных поездов. Тоннель представляет собой искусственное сооружение для прокладки пути под землей. Транспортные тоннели по их месторасположению подразделяют на горные, подводные и городские. Пространство, образовавшееся после удаления породы при сооружении тоннеля, называется тоннельной выработкой, а конструкция, служащая для ее закрепления, – обделкой. 19
Нижнее строение пути Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей служат подпорные стены, а при подходах к большим мостам для защиты их опор от подмыва при паводках и повреждения льдом – регуляционные сооружения, состоящие из водонаправляющих грушевидных и шпоровидных дамб и траверс, откосы которых со стороны реки укрепляют каменным мощением или бетонными плитами. 2 1 3 4 1 - грушвидная дамба; 2 – траверсы; 3 – шпоровидная дамба; 4 – голова дамбы 20
Верхнее строение пути (ВСП) служит для направления движения подвижного состава, восприятия силовых воздействий от его колес и передачи их на нижнее строение. Верхнее строение пути представляет собой комплексную конструкцию, включающую в себя балластный слой, шпалы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, глухие пересечения, мостовые и переводные брусья. Элементы верхнего строения пути: 1 – рельс; 2 – промежуточные рельсовые скрепления; 3 – шпала; 4 – балласт; 5 – дорнит 21
Верхнее строение пути Рельсы непосредственно воспринимают нагрузку от подвижного состава, которая через шпалы и балластный слой передается на земляное полотно. Толщина балластного слоя и расстояние между шпалами должны быть такими, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсошпальную (путевую) решетку. При этом шпалы заглубляются в балластный слой, укладываемый на основную площадку земляного полотна, покрытую строительным иглопробивным материалом (геотекстиль) дорнит. Верхнее строение пути, подверженное воздействию неблагоприятных факторов (проходящие поезда, атмосферные осадки, ветер, колебания температуры), должно быть достаточно прочным, устойчивым, долговечным и экономичным. Распределение напряжений между элементами ВСП 22
Верхнее строение пути Группа пути Грузонапряже нность млн. ткм брутто/км в год Тип верхнего строения пути зависит от класса путей, определяемой на основе двух основных критериев – грузонапряженность и допускаемой скорости движения пассажирских и грузовых поездов. По грузонапряженность все пути делятся на 6 групп, обозначаемых буквами А, Б, В, Г, Д, Е, а по допускаемым скоростям – на 7 категорий, обозначаемых буквой «С» (скоростные) и цифрами (1, 2, 3, 4, 5, 6) Категория пути – допускаемые скорости движения поездов, км/ч (числитель – пассажирские, знаменатель – грузовые) С 141 -200 До 140 А Б В Г Д Е Более 80 51 – 80 26 – 50 11 – 25 6 – 10 5 и менее 1 121 -140 До 100 2 101 -120 До 90 3 80 -100 До 80 4 60 -80 До 60 5 40 -60 До 60 6 40 и менее 1 1 2 2 3 1 1 1 2 2 3 3 4 1 2 2 4 4 1 2 3 4 4 - - - 4 4 5 5 23
Верхнее строение пути Слой из геотекстиля дорнит раскатывают в продольном направлении по всей ширине земляного полотна и укладывают внахлест Основой для производства геотекстиля дорнит служит полиэфирное волокно. В настоящее время насчитывается около пятидесяти видов геотекстильного полотна, отличающегося физико-химическими, а следовательно, и эксплуатационными характеристиками. Рабочая температура геотекстиля дорнит составляет от – 60 до + 100° С, что позволяет применять его на всей территории нашей страны 24
Верхнее строение пути Дорнит – это нетканое (реже тканое) геотекстильное полотно Геотекстиль дорнит выполняет функцию разделения слоев и позволяет перераспределить напряжение в основании насыпи, увеличить несущую способность основания, устойчивость откосов, улучшить условия уплотнения земляного полотна. Также в данном применении геотекстиля дорнит выполняется функция армирования при проектировании насыпей из грунта повышенной влажности Увеличение несущей способности основания «Геотекстиль» переводится с латыни как наземная ткань. Сам же «дорнит» имеет уже русские корни. Название этого материала можно разложить на составляющие части: «дор» – сокращение от слова «дорога» , «нит» – сокращение от слова «нити» 25
Верхнее строение пути Назначением балластного слоя: üвосприятие давления от шпал и равномерное распределение его по основной площадке земляного полотна; üобеспечение устойчивости шпал, находящихся под воздействием вертикальных и горизонтальных сил, упругости подрельсового основания и возможности выравнивания рельсошпальной решетки в плане и профиле; üотвод от нее поверхностных вод. В качестве балласта используют сыпучие, хорошо дренирующие упругие материалы: щебень, гравий, песок, ракушечник. Путевой щебень, применяемый на железных дорогах России, выпускают в виде двух основных фракций с размерами частиц 25. . . 60 и 25. . . 50 мм. Для балластировки станционных путей и применения в качестве строительного материала стандартом предусмотрен также мелкий щебень с размерами частиц 5. . . 25 мм. 26
Верхнее строение пути Балластный слой укладывают в виде призмы, которая имеет откосы крутизной, 1: 1, 5. Ширина ее верхней части устанавливается техническими условиями. Размеры балластной призмы должны обеспечивать устойчивость рельсо-шпальной решетки и напряжения на поверхности земляного полотна не выше допускаемых 27
Верхнее строение пути Шпалы являются основным видом подрельсовых оснований и служат для восприятия давления от рельсов и передачи его на балластный слой. Шпалы должны быть прочными, упругими и обладать достаточным сопротивлением электрическому току. Материалом для шпал служит дерево (сосна, ель, пихта, лиственница, кедр, бук, береза), железобетон и металл. Около 90% всех шпал на железных дорогах составляют деревянные По форме поперечного сечения деревянные шпалы делятся на обрезные, полуобрезные и необрезные. Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют эпюрой шпал. На железных дорогах России применяют четыре эпюры, соответствующие укладке 1440, 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути 28
Верхнее строение пути В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливают трех типов: Тип I - для главных путей первого и второго классов магистральных железных дорог, и для путей 3 класса при грузонапряженности более 50 млн. т-км брутто /км или скорости движения более 100 км/ч; Тип II – для главных путей 3 и 4 классов, станционных и подъездных путей с интенсивной работой; Тип III – для любых путей 5 класса, в том числе станционных малодеятельных подъездных и прочих путей. Тип шпалы Толщина h Высота пропиленных боковых сторон h 1 Ширина Верхней части b b/ Нижней части b 1 Средней части b 2 I 180 150 180 210 250 280 II 160 130 150 195 230 260 III 150 105 140 190 230 250 29
Верхнее строение пути На железных дорогах России наряду с деревянными получили широкое распространение железобетонные шпалы с предварительно напряженной арматурой. Их достоинствами являются долговечность (40… 50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности хода поездов, что обусловлено одинаковыми размерами и равной упругостью шпал. К недостаткам железобетонных шпал относятся большая масса, наличие электропроводности, высокая жесткость и сложность крепления рельсов к ним. Железобетонная шпала Ш-1 -1 30
Верхнее строение пути Рельсы предназначены для направления движения колес подвижного состава, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы. На участках с автоблокировкой рельсы служат проводниками сигнального тока, а при использовании электротяги – проводниками обратного тягового тока. В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяют на несколько типов: Р 50, Р 65 и Р 75. Рациональной формой рельса считается двутавровая Поперечное сечение рельса: 1 – головка рельса; 2 – шейка; 3 – подошва; hp – высота рельса; hг – высота головки; hш – высота шейки; hпод – высота подошвы; – ширина нижней части головки; bпод – ширина подошвы; – ширина верхней части головки; Sш – толщина шейки; – толщина подошвы у края 31
Верхнее строение пути Основные размеры рельсов разных типов даны в таблице Размеры, мм Тип рельса Масса, кг/м Р 75 высота Ширина головки понизу Толщина шейки Ширина подошвы рельса головки подошвы 74, 41 192 55, 3 32, 3 75 20 150 Р 65 64, 72 180 45 30 75 18 150 Р 50 51, 67 152 42 27 72 16 132 Повышение сроков службы рельсов достигается комплексом взаимосвязанных мероприятий: - увеличение массы рельсов; - повышение качества рельсовой стали, ее термоупрочнением и легированием; - совершенствованием поперечных профилей; - улучшением условий работы рельсов за счет бесстыкового пути; - шлифовка поверхности катания и смазки боковой рабочий грани головки в кривых и др. 32
Верхнее строение пути Выбор того или иного типа рельсов зависит от грузонапряженности линии, нагрузок и скоростей движения поездов. На линиях скоростного движения пассажирских поездов укладывают рельсы Р 65. Рельсы выпускают стандартной длины 25 м. Кроме того, для укладки в кривых изготавливают укороченные рельсы длиной 24, 92 и 24, 84 м. В качестве уравнительных рельсов для бесстыкового пути, а также при укладке стрелочных переводов используют рельсы прежней стандартной длины (12, 5 м) и укороченные (12, 46; 12, 42 и 12, 38 м). Срок службы рельсов, измеряемый числом тонн брутто проследовавшего по ним груза. До их перекладки в среднем составляет для термически упрочненных рельсов Р 65 – 500 млн т, а для Р 50 – 350 млн т. Срок службы рельсов Р 75 примерно на 30 % больше, чем у рельсов Р 65. 33
Верхнее строение пути Рельсовый путь представляет собой две непрерывные рельсовые нити, расположенные на определенном расстоянии одна от другой благодаря креплению рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев друг к другу. Существуют три основных типа нераздельные, смешанные и раздельные промежуточных скреплений: Рельсовые скрепления: а – нераздельное; б – смешанное; в – раздельное скрепление типа КБ для железобетонных шпал; 1 – рельс; 2 – костыль; 3 – подкладка металлическая; 4 – шпала; 5 – клеммный прижимной болт; 6 – клемма, 7 – изолирующая втулка; 8 – закладной болт; 9 – анкерная шайба; 10 – прокладка; 11— резиновая подкладка; 12 –плоская шайба; 13 – шайба пружинная 34 двухвитковая
Верхнее строение пути При нераздельном скреплении рельс и подкладки, на которые он опирается, крепят к шпалам одними и теми же костылями или шурупами. Достоинство являются простота конструкции, небольшая масса, сравнительная легкость зашивки, перешивки и разборки пути. Недостатки - такое скрепление не гарантирует постоянства ширины колеи и способствует механическому изнашиванию шпал При раздельном скреплении рельс соединяют с подкладками жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки крепят к шпалам болтами или шурупами. Достоинства возможность смены рельсов без снятия подкладок, большое сопротивление продольным усилиям, обеспечение постоянства ширины колеи. Недостатки –оно дороже и сложнее по конструкции скреплений других видов. Вв настоящее время началось активное внедрение нового бесподкладочного пружинного раздельного скрепления пониженной жесткости – ЖБР-3 -65, у которого масса и число деталей уменьшены более чем в 1, 5 раза 35
Верхнее строение пути Рельсовые звенья соединяют друг с другом с помощью стыковых скреплений, основными элементами которых являются накладки, болты с гайками и пружинные шайбы. Стыковое скрепление рельсов: а – общий вид; б – схема крепления; 1 – подкладка; 2 – путевой болт; 3 – двухголовая накладка; 4 – пружинная шайба; 5 – гайка Стыковые накладки предназначены для восприятия в стыке изгибающих и поперечных сил. Двухголовые накладки изготавливают из высокопрочной стали и подвергают закалке. Болты, как и накладки, должны обладать высокой прочностью. Под их гайки для обеспечения постоянного натяжения подкладывают пружинные шайбы 36
Верхнее строение пути Под действием сил, которые возникают при движении поездов, особенно при торможении на затяжных спусках, может происходить продольное перемещение рельсов по шпалам или вместе со шпалами по балласту, называемое угоном пути. Для предотвращения угона пути применяют противоугоны Стандартные пружинные противоугоны представляют собой пружинную скобу, защемляемую на подошве рельса и упирающуюся в шпалу. На 25 метровом рельсовом звене устанавливают от 18 до 44 пар противоугонов 37
Бесстыковой путь В настоящее время на железных дорогах широкое распространение получил наиболее совершенный – бесстыковой путь Благодаря устранению стыков ослабляется динамическое воздействие на путь, существенно уменьшаются износ колес подвижного состава и сопротивление движению поездов, что снижает расход топлива и электроэнергии на обеспечение тяги поездов. Достоинства: значительно сокращается число стыковых скреплений посредством сварки отдельных рельсовых звеньев в плети, что позволяет сэкономить до 1, 8 т металла на каждый километр пути, снизить расходы на его содержание и ремонт. Срок службы рельсов бесстыкового пути возрастает примерно на 20 %. Затраты труда на текущее содержание пути снижаются на 10. . . 30 %. 38
Бесстыковой путь Для бесстыкового пути рельсовые плети изготавливают, как правило, из термически упрочненных рельсов Р 65 или Р 75 стандартной длины, не имеющих болтовых отверстий Применение бесстыкового пути особенно эффективно на участках скоростного движения поездов. На этих участках к верхнему строению пути предъявляют повышенные требования, уделяя особое внимание предотвращению и устранению волнообразного износа поверхности катания рельсов, который ликвидируется их обработкой, осуществляемой специальными рельсошлифовальными поездами. Однако из-за сложности восстановления дефектных рельсовых плетей и большой жесткости железобетонных шпал укладка бесстыкового пути на участках с неустойчивым земляным полотном, подвергающимся неравномерному пучению зимой, просадкам, с интенсивным засорением щебеночного балластного слоя. Балластный слой должен быть щебеночным или из асбестовых отходов, толщина его во всех случаях не менее 45 см, ширина плеч за концами шпал не менее 25 см, а откосы балластной призмы не круче 1: 1, 5. Для грузонапряженных линий желателен бесстыковой путь на деревянных шпалах. 39
Устройство рельсовой колеи тесно связано с конструкцией и размерами колесных пар подвижного состава. Колесная пара включает в себя стальную ось, на которую наглухо насажены колеса, имеющие для предотвращения схода с рельсов направляющие гребни. Колесные пары соединяют по две и более жесткой рамой тележек Расстояние между крайними осями колесных пар, соединенных рамой, называется жесткой колесной базой, а между крайними осями вагона или локомотива – полной колесной базой. Жесткое соединение колесных пар обеспечивает их устойчивое положение на рельсах, но в то же время затрудняет прохождение в кривых малого радиуса, где возможно их заклинивание. Для облегчения вписывания в кривые современный подвижной состав выпускают на отдельных тележках с небольшими жесткими базами 40
Устройство рельсовой колеи Расстояние между внутренними гранями головок рельсов называется шириной колеи. Эта ширина складывается из расстояния между колесами (1440 мм ± 3 мм), двух толщин гребней (от 25 до 33 мм) и зазоров между колесами и рельсами, необходимых для свободного прохождения колесных пар. Номинальный размер ширины колеи на прямых и кривых участках пути с радиусом более 350 м, принятый в России, составляет 1520 мм с допуском в сторону уширения 8 мм, а на участках со скоростью движения до 50 км/ч — 10 мм. Допуск в сторону сужения равен 4 мм. В соответствии с ПТЭ верхние части головок рельсов обеих нитей пути на прямых участках должны находиться на одном уровне. 41
Устройство рельсовой колеи Особенности устройства пути в кривых участках 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, применение укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити, усиление пути, увеличение расстояния между осями путей в круговых кривых двух- и многопутных линий в соответствии с требованиями габарита. Возвышение наружного рельса предусматривается при радиусе кривой 4000 м и менее для того, чтобы нагрузка на рельсовые нити была примерно одинаковой с учетом действия центробежной силы. 42
Устройство рельсовой колеи При взвешивании наружного рельса на величину h появляется составляющая сила веса H, направленная внутрь кривой. Для одинакового давления на рельсовые нити необходимо, чтобы H уравновешивала I, тогда равнодействующая N будет перпендикулярна наклонной плоскости пути. Уширение колеи необходимо для обеспечения вписывания подвижного состава в кривые. В пределах жёсткой базы колёсные пары всегда параллельны между собой и в тележке только одна колёсная пара может расположиться по радиусу, а остальные будут находиться под углом. Во избежание заклинивания колёсных пар необходимо уширение колеи. В ПТЭ 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 43
Соединения и пересечения путей. Стрелочные переводы Соединение и пересечение путей. Переход подвижного состава с одного пути на другой обеспечивают устройства по соединению и пересечению путей, относящиеся к их верхнему строению. Соединение путей друг с другом осуществляют стрелочными переводами, а пересечение путей – глухими пересечениями. Соединение путей: а – обыкновенный съезд; б – перекрестный съезд; в – стрелочная улица 44
Соединения и пересечения путей. Стрелочные переводы. В зависимости от назначения и условий соединения путей различают одиночные, двойные и перекрестные стрелочные переводы Одиночные переводы подразделяют на обыкновенные, симметричные и несимметричные Обыкновенный стрелочный перевод, служащий для соединения двух путей, может быть право- или левосторонним. Он применяется при отклонении бокового пути от прямолинейного в ту или иную сторону. Обыкновенный стрелочный перевод: 1 – рамные рельсы; 2 – остряки; 3 – переводной механизм; 4 – контррельс; 5 – усовики; 6 – сердечник 45
Соединения и пересечения путей. Стрелочные переводы Распространенными устройствами для соединения путей являются съезды. В зависимости от расположения соединяемых путей съезды бывают обыкновенные, перекрестные и сокращенные Обыкновенный съезд состоит из двух одиночных стрелочных переводов и соединительного пути, укладываемого между корнями их крестовин Перекрестный, или двойной, съезд представляет собой пересечение двух одиночных съездов. При устройстве перекрестных съездов, а также в местах, где пути пересекаются, но перевод подвижного состава с одного из них на другой не осуществляется, выполняют глухие пересечения под прямым или острым углом. 46
Задачи путевого хозяйства Основную задачу путевого хозяйства составляет содержание пути и путевого хозяйства в постоянной исправности, обеспечение безопасного и плавного движения поездов с наибольшими скоростями, установленными для данного участка Капитальный ремонт пути подразделяется на: усиленный капитальный ремонт и капитальный ремонт Средний ремонт пути подразделяется на: усиленный средний ремонт и средний ремонт. Текущее содержание пути - это один из основных видов путевых работ. Контроль состояния пути Оценка состояния пути 47
Благодарю за внимание!
Скачать презентацию Общий курс железнодорожного транспорта Раздел 2 Путь
2. Общие сведения о путевом хозяйстве.ppt