623

Рис. 2.14. Поперечный разрез изолирующего стыка:

1 – рельс; 2 – накладка; 3 – прокладка боковая; 4 – планка из фибры или полиэтилена под болты; 5 – стопорная планка; 6 – втулка; 7 – нижняя изолирующая прокладка; 8 – подкладка; 9 – болт стыковой; 10 – гайка; 11 – шайба

При нераздельном и смешанном скреплениях для предотвращения угона пути применяют противоугоны. Стандартные противоугоны – пружинные, они представляют собой пружинную скобу, защемленную на подошве рельса и упирающуюся в шпалу. Самозаклинивающийся противоугон состоит из скобы и клина с упором,которыйприжимаетсяк шпалеиприперемещениирельса заклинивается все сильнее. Пружинные противоугоны (рис. 2.15) легчеклиновых,состоят изоднойдетали,хорошоработаюткакна однопутных, так и на двухпутных линиях, уход за ними требует меньших затрат рабочей силы. Противоугоны устанавливаются в количестве от 18 до 44 пар на 25-метровом звене.

Рис. 2.15. Пружинный противоугон

41

Наилучшим способом предотвращения угона пути является применение щебеночногобалласта и раздельных промежуточных скреплений, которые обеспечивают достаточное сопротивление продольному перемещению рельсов и не требуют дополнительных средств закрепления.

2.3.4.Шпалы

Кподрельсовым основаниям относятся шпалы, мостовые и переводные брусья, сплошные плиты и рамы. Они служат для передачи давления от рельсов на балластный слой, для прикрепления рельсов и сохранения установленной ширины колеи.

Шпалы должны быть прочными, упругими, дешевыми и обладать достаточным сопротивлением электрическому току. Материалом для шпал служит дерево, железобетон и металл.

Достоинствами деревянных шпал являются легкость, упругость, простота изготовления, обеспечение удобства содержания пути. Недостатки деревянных шпал – небольшой срок эксплуатации (15–18 лет), значительный расход деловой древесины. Для изготовления шпал обычно используются сосна, ель, пихта, лиственница, реже – кедр, береза.

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливаюттрех типов.ТипIпредназначендляглавныхпутеймагистраль- ныхжелезныхдорог,типII–длястанционныхиподъездныхпутей

итип III – для путей промышленных предприятий. Стандартная длина деревянных шпал 2 750 мм. В настоящее время выпуск деревянных шпал ограничен.

Металлические шпалы имеют ограниченное применение (в Германиии некоторыхтропическихстранах),таккак имприсущи такие недостатки, как подверженность коррозии, электрическая проводимость, большой расход металла.

Внастоящеевремя на железных дорогахРФ получилиширокое применение железобетонные шпалы с предварительно-напря- женной арматурой (рис 2.16). Их достоинствами являются долговечность (40–50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности движения поездов, что объясняется одинаковыми размерамииравнойупругостьюшпал.Крометого,применениежелезобетонных шпал позволяет сберечь древесину для других нужд народного хозяйства. Благодаря указанным качествам они уложеныуженаглавныхпутяхвсехосновныхнаправленийсети,втом

42

числе на участках скоростного движения поездов. К недостаткам железобетонных шпал относятся большая масса, токопроводимость, высокая жесткость, сложность крепления рельсов к шпале.

Рис. 2.16. Железобетонная шпала

Дляповышенияупругостипутинажелезобетонныхшпалахпод рельсы укладывают амортизирующие прокладки. Во избежание утечки электрического тока рельсовые скрепления имеют специальную конструкцию с электроизолирующими деталями.

Железобетонные шпалы изготавливают из тяжелого бетона с арматурой из стальной углеродистой холоднотянутой проволоки периодического профиля диаметром 3 мм.

Взависимости от типа рельсовогоскрепления железобетонные шпалы подразделяются на два типа: Ш1 – для раздельного клем- мно-болтового скрепления (типа КБ) с болтовым прикреплением подкладки к шпале и Ш2 – для нераздельного клеммно-болтового скрепления(типаБПУ)сболтовымприкреплениемподкладкиили рельса к шпале.

Взависимости от трещиностойкости, точности геометрических параметров, качества бетонных поверхностей железобетонные шпалы подразделяются на два сорта: первый и второй.

Шпалы в пределах рельсового звена укладываются по эпюре (определенной схеме) перпендикулярно рельсам.

Взависимости от типа верхнего строения на 1 км пути укладывается 1 840, 1 600, 1 440 шпал; на некоторых кривых, на крутых уклонах и в тоннелях на 1 км пути укладывается 2 000 шпал.

43

2.3.5. Балластный слой

Балластный слой служит для равномерной передачи давления от шпал на поверхность основной площадки земляного полотна, чтобы не допустить его деформации. Материал для балласта должен быть прочным, упругим, устойчивым под влиянием нагрузки и атмосферных воздействий, дешевым. Он не должен дробиться и пылить. В качестве балласта используют сыпучие, хорошодренирующиеупругиематериалы:щебень, гравий, песок, отходы асбеста, ракушечник.

Лучшим материалом является щебень из твердых каменных пород, который изготавливается дроблением горных пород с размерами частицот 25до60мм и от25 до70 мм.Для балластировки станционных путей выпускают мелкий щебень размером от 5 до 25 мм. Щебень хорошо пропускает воду, не замерзает в зимнее время, оказывает большее сопротивление продольному сдвигу и имеет больший срок службы по сравнению с другими материалами. Однако щебень быстрее загрязняется различными материалами (углем, торфом, рудой), просыпающимися на путь при перевозке. Щебеночный балласт укладывают на песчаную подушку.

Гравийныйигравийно-песчаныйбалластполучаютврезульта- те разработки естественно образовавшихся отложений гравия и крупнозернистого песка. Такой балласт дешевле щебня, менее загрязняется, но вместе с тем менее устойчив к нагрузкам, хуже пропускает воду, может смерзаться в зимнее время.

Балластный слой укладывается в виде призмы (рис. 2.17), которая имеет откосы крутизной, как правило, 1 : 1,5, и верхнюю часть, ширина которой устанавливается техническими условиями. Так, расстояние e от конца шпалы до начала откоса балластной призмы (см. рис. 2.17) принимается в зависимости от класса пути от 25 до45 см, толщина щебня под шпалой на главных путях

– от 25 до 35 см при деревянных шпалах и от 30 до 40 см – при железобетонных шпалах. Толщина песчаной подушки b во всех случаях принимается не менее 20 см.

Все основные направления сети железных дорог РФ имеют на главных путях щебеночный балласт.

На линиях скоростного движения пассажирских поездов путь должен укладываться на щебеночный балласт с размерами призмы не менее установленных для путей 1А1.

44

Рис. 2.17. Поперечный профиль балластной призмы для главных путей двухпутной линии:

1 – щебень; 2 – песок

В процессе эксплуатации балласт загрязняется, что ухудшает его дренирующие свойства. В связи с этим щебеночный балласт периодически очищают, а гравийный и песчаный – заменяют и пополняют.

2.4. Соединения и пересечения путей

Соединения путей служат для перевода подвижного состава с одногопутинадругой,дляповоротаотдельныхединицподвижногосостава на 180°; пересечения дляпропуска подвижного состава по любому из пересекающихся в одном уровне путей без возможности перехода на другой путь. Основными видами пересечений являются: съезд, соединяющий два соседних пути; стрелочная улица,соединяющаярядпараллельныхпутей;петляитреугольник

(рис. 2.18).

Рис. 2.18. Соединения путей (в осях путей):

а– соединения двух путей в один; б – съезд; в – стрелочная улица;

г– петля; д – треугольник

Вместах пересечений путей применяются глухие пересечения

иперекрестные переводы. Указанные соединения и пересечения

45

осуществляются при помощи стрелочных переводов и глухих пересечений.

Стрелочные переводы и глухие пересечения различаются по количеству и расположению в плане соединяемых и пересекающихсяпутей,потипамрельсов,помаркамкрестовин,поконструкции.

Стрелочные переводы подразделяются на одиночные (рис. 2.19), двойные и перекрестные(рис. 2.20). Одиночныепереводы, в свою очередь, делятся на обыкновенные, симметричные, несимметричные.

Рис. 2.19. Схема одиночного (обыкновенного) стрелочного перевода

Рис. 2.20. Схема перекрестного стрелочного перевода: 1 – тупая крестовина; 2 – остряки; 3 – острая крестовина

46

В соответствии с назначением одиночные стрелочные переводы должны:

–обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с установленными скоростями;

–быть прочными;

–быть простыми, недорогими, удобными в изготовлении и содержании;

–иметь наибольший срок службы.

Одиночные стрелочные переводы имеют наибольшее распространение и представляют собой основу для ряда других видов соединений и пересечений рельсовых путей (например, съездов, стрелочных улиц и т.д.).

Главными элементами стрелочного перевода (см. рис. 2.19) являются стрелка, комплект крестовинной части, соединительные пути, переводные брусья (или другое основание).

Стрелка состоит из двух рамных рельсов, двух остряков, двух комплектов корневых устройств, комплекта переводного механизма, упорных иопорных устройств.

Комплект крестовинной части состоит из собственно крес-

товины,стыковыхустройств,двухконтррельсов,опорныхприспособлений.

Соединительные пути представляют собой: один путь – прямоугольный отрезок рельса, другой – криволинейный; они соединяют стрелку с крестовинной частью.

Подрельсовоеоснование,накотороммонтируютстрелку,рельсы соединительных путей и комплекс крестовинной части, может состоять из переводных брусьев или железобетонных плит.

Обыкновенный перевод имеет одно направление – прямое. Такие переводы бывают правые или левые в зависимости от того, в какую сторону ответвляется боковой путь, если смотреть по направлению разветвления. Стрелочные переводы этого вида имеют наибольшее распространение на сети отечественных и зарубежных дорог. Движение через стрелочный перевод от остряков к крестовине называют противошерстным, противоположное – пошерстным.

Остряки представляют собой отрезки рельсов, чаще короче рамных рельсов, остроганные на одном конце с целью плотного прилегания их к рамному рельсу для накатывания на них колес

47

подвижного состава. Передний острый конец остряка называется острием, а задний – корневой частью.

Острякимогутбытьпрямолинейнымиикриволинейными.Последние образуют меньший угол с рамным рельсом, что обеспечивает вписывание подвижного состава в переводную кривую.

Корневое устройство предназначено для закрепления остряка в егокорне и для обеспечения ему подвижности в горизонтальной плоскости.

Рамные рельсы являются продолжением путевых рельсов разветвляемого пути; их изготавливают из обычных путевых рельсов того же типа. Один рамный рельс – прямой, а другой (к которому примыкает прямой остряк) – слегка изогнут. Рамные рельсы имеют стандартную длину.

Рамные рельсы отличаются от путевых рельсов наличием дополнительныхотверстийдляприкрепленияупорныхболтовили упорных накладок, а также для прикрепления рамного рельса к башмакам-упоркам, при помощи которых он присоединяется к брусьям.

Крестовина (рис. 2.21) состоит из сердечника и двух усовиков. Она обеспечивает пересечение гребнем колес рельсовых головок, а контррельсы направляют гребни колес в соответствующие желоба при проходе колесной пары по крестовине. Точка пересечения продолжения рабочих граней сердечника крестовины называется математическим центром, а самое узкое место между усовиками – горлом крестовины. Угол , образуемый рабочими гранями сердечника, называется углом крестовины.

Рис. 2.21. Схема крестовины:

1 – усовики; 2 – желоба; 3 – сердечник; 4 – хвост крестовины

48

Крутизна крестовины стрелочного перевода характеризуется маркой или тангенсом угла , определяемым как отношение ширины сердечника в хвосте крестовины к ее длине. Марка крестовины выражается в виде дроби:

tg = 1 / K ,

где K – целое число, показывающее, во сколько раз длина сердечникабольшеегоширинывхвостовойчасти,измереннойпоперпендикулярук однойизрабочихграней.Угол выражаютвградусах, минутах и секундах.

На железных дорогах укладывают стрелочные переводы марок 1/6, 1/9, 1/11, 1/18, 1/22. Наибольшее распространение на дорогах получили стрелки марок 1/9 и 1/11. Симметричные переводы имеют марки 1/6, 1/9, 1/11; острые крестовины двойных перекрестных стрелочных переводов – 1/9; глухих пересечений –

2/11,2/9,2/6.

Соединительная часть, лежащая между стрелкой и крестовиной, состоит из прямого участка и переводной кривой. Радиус кривой зависит от угла крестовины:чем меньше угол, тем больше радиус.Переводы сменьшимиугламикрестовин допускаютбольшие скорости движения поездов. Стрелочные переводы крепятся с помощью специальных башмаков, подкладок, шурупови костылей к переводным брусьям или железобетонным плитам, которые укладываются на балластную призму.

Подрельсовым основанием стрелочных переводов могут быть деревянные или железобетонные переводные брусья, а также железобетонные плиты. Переводные брусья изготавливают длиной от 3 до 5,5 м и укладывают с интервалом 0,25 м, железобетонные плиты (ширина которых 1 625 мм) – от 2,8 до 5,2 м в зависимости от способа их укладки под стрелочный перевод.

Ширина рельсовой колеи – это расстояние между внутреннимигранямиголовокрельсов, измеряемоена 13ммнижеповерхности катания. Ширину колеи проверяют шаблонами, путеизмерительными вагонами и тележками.

СогласноПТЭ ширина колеи на прямых участках пути должна быть 1 520 мм. На существующих линиях допускается ширина колеи 1 524 мм. Ширина колеи на кривых при радиусе от 349 до 300 м должна быть 1 530 мм, а при радиусе 299 м и менее – 1 535 мм. Величины допускаемых отклонений от ширины на пря-

49

мых и кривых участках пути не должны превышать по уширению 8 мм и по сужению 4 мм.

Ширина ж.-д. колеи тесно связана с устройством и размерами ходовых частей подвижного состава. Колесная пара состоит из стальной оси и насаженных на нее стальных колес. Колеса насажены на ось так, чтобы расстояние между их внутренними гранями у ненагруженной колесной пары локомотивов и вагонов было 1 440 мм. Для свободного прохода колесных пар между рельсами

игребнями колес необходим зазор.

2.5.Бесстыковой путь

Бесстыковой путь (или бархатный) — условное наименование железнодорожного пути, расстояние между рельсовыми стыками которого значительно превосходит длину стандартного рельса (25 м). В России современный бесстыковой путь в основном представляет собой чередование 550–800-метровых рельсов с короткими участками звеньевогопути (уравнительными пролетами). Рельсы могут свариваться в плети длиной в перегон и достигать 30 км и более, иногда такие плети свариваются со стрелками и станционными путями в единое целое.

Данный вид пути рассчитан на воздействие значительных (по сравнению созвеньевымпутем) температурныхнапряжений, возникающих в рельсах при колебаниях температуры воздуха. Рельсовые плети изготавливаются из стандартных рельсов (25 м) методом сварки на рельсосварочных предприятиях (РСП) или непосредственно на месте укладки. Хотя укладка бесстыкового пути более дорогостоящая, чем звеньевого, он отличается высокими эксплуатационными качествами, обеспечивающими высокоскоростное движение поездов, комфортабельность проезда пассажиров и снижение расходов на содержание подвижного состава и пути.

На железных дорогах Российской Федерации эксплуатируется температурно-напряженная конструкция бесстыкового пути. Основное отличие работы бесстыкового пути от обычного звеньевого состоит в том, что в рельсовых плетях действуют значительные продольные усилия, вызываемые изменениями температуры. Дополнительное воздействие на бесстыковой путь оказывают силы, создаваемые при выправке, рихтовке, очистке щебня и других ремонтных путевых работах.

50