VT Farm - шаблон joomla Форекс

10.4.3. Верхнее строение железнодорожного пути

Назначение, устройство и распределение нагрузок. Верхнее строение пути – это единая комплексная конструкция, непосредственно воспринимающая воздействие колес подвижного состава и передающая это воздействие на земляное полотно и направляющая движение подвижного состава.

Верхнее строение пути состоит из перечисленных ранее элементов: рельсов со скреплениями, шпал и балласта (см. рис. 10.4).

К верхнему строению относится не только путь, но и стрелочные переводы, переводные и мостовые брусья и др.

img10 11

Рис. 10.11. Распределение нагрузки на элементы верхнего строения пути:

1 – колесо; 2 – рельс; 3 – подкладка; 4 – шпала; 5 – балласт; Р0 – нагрузка на ось; δ1…δ5 – давление в точках Т1…Т5, в кг/см2

Работу верхнего строения пути как единого целого могут характеризовать происходящие в ней распределения вертикальных нагрузок по элементам строения от колес подвижного состава до земляного полотна.

Так, в месте контакта колеса с рельсом (точка Т1, рис. 10.11) напряжение в рельсе достигает σ1=10000 кг/см2; давление рельса на подкладку (точка Т2) уже будет σ2=250…300 кг/см2; давление на шпалу (точка Т3) – σ3=35…40 кг/см2; давление на балласт (точка Т4) – σ4=5…6 кг/см2; а на земляное полотно – меньше 1 килограмма на 1 см2.

Рельсы. Рельсы воспринимают нагрузку от колес подвижного состава и передают ее через подкладки на шпалы и направляют колеса при движении. На участках автоблокировки рельсовые нити являются проводниками сигнального тока.

На промышленном транспорте применяют стандартные рельсы типов Р 43; Р 50; Р 65; Р 75. Есть рельсы типа Р 100. Стандартные длины нормального рельса L=25 м. Литера Р обозначает слово «рельс», число 43, 50 и т.д. – округленную массу 1 погонного метра рельса.

Рельс (рис. 10.12) имеет головку 1, шейку 2 и подошву 3. Основные характерные размеры рельса следующие: Н – высота рельса; В – ширина подошвы; а – ширина головки; h – высота головки; – толщина шейки.

img10 12

Рис. 10.12. Поперечное сечение рельса

Техническая характеристика рельсов приведена в табл. 1.1.

Т а б л и ц а 1.1 Показатели типов рельс

Показатели     Типы рельсов
Р 43 Р 50 Р 65 Р 75
Масса 1 пог. м, кг 44,65 51,67 64,72 74,44
Высота рельса, Н, мм 140 152  180 192  
Ширина подошвы, В, мм 114   132   150  150 
Ширина головки, а, мм 70   72   75   75 
Толщина шейки, δ, мм 14,5 16 18  20 
Диаметр болтовых отв., d, мм  29  34  36  36

При укладывании рельсов в путь между их торцами оставляют температурный зазор 00…21 мм.

Шпалы. Шпалы служат для скрепления рельсов и обеспечения ширины колеи, а также передачи давления от рельсов на балластный слой.

Вместо шпал в некоторых местах пути укладываются железобетонные рамы, лежни, плиты и др.

Шпалы бывают деревянные, железобетонные и металлические. Деревянные шпалы изготовляются длиной 2750 мм. (есть 2800 и 3000 мм).

По форме поперечного сечения эти шпалы (см. рис. 10.13) бывают двух видов: обрезные, обозначающиеся буквой А, и необрезные (брусковые) – обозначающиеся буквой Б. Оба вида имеют по три типоразмера – I, II и III.

Полное обозначение шпал – IА, IIА… IIIБ.

Размеры типов шпал приведены в табл. 1.2.

Применяемый материал – в основном мягкая древесина: сосна, ель, пихта и т.п. и реже – твердые породы дерева: бук, береза, лиственница.

Шпалы пропитывают масляным антисептиком.

Срок службы – 8-10 лет.

Достоинства этих шпал – высокая упругость, большие силы трения о балласт, возможность расширения рельсовой колеи на кривых участках.

Железобетонные шпалы изготовляются длиной 2700 мм четырех типов: ШС1, ШС1у, ШС2 и ШС2у.

Т а б л и ц а 1.2

Размеры типов деревянных шпал 

Параметры      Шпалы 
IA IIA IIIA IIБ IIIБ
Ширина нижней постели, В 250  243  230  250  230  230 
Ширина верхней постели, в 165   160   150   165    160   150  
Высота шпалы, Н 180  160  150 180  160  150 
Высота широкой части шпалы, h  150  130   105   - - -
 Ширина необрезной части шпалы, В -  -  -  280  260  250

img10 13

Рис. 10.13 Поперечные сечения деревянных шпал

На рис. 10.14 приведена шпала типа ШС1.

К шпалам ШС1 и ШС1у рельсы крепятся с применением плоской подкладки клеммно-болтовым раздельным скреплением; к шпалам ШС2 и ШС2у – без подкладок клеммно-болтовым нераздельным скреплением. 

Применяют материал – бетон М500, тяжелый морозостойкий; арматура – 44 напряженные стальные проволоки диаметром 3 мм. 

Шпалы из бетона более долговечны, обеспечивают повышенную устойчивость рельсовой колеи и равноупругость основания. 

Срок службы на металлургическом предприятии – 10…15 лет. 

 img10 14

Рис. 10.14. Бетонная шпала типа ШС1 

Металлические шпалы применяют в основном на предприятиях металлургической и угольной промышленности. Шпалы изготовляются длиной 2700 мм. В поперечном сечении шпалы бывают (см. рис. 10.15) коробчатые (а) и в виде скобы (б). Для укладки шпал под стыки изготовляют стыковые (в) шпалы. 

Промежуточные шпалы (а и б) имеют массу 110…120 кг. 

Материал для изготовления – сталь листовая толщиной 8…10 мм.

 img10 15

Рис 10.15. Поперечное сечение металлических шпал: 

а и б – промежуточные шпалы; в – стыковая шпала 

Балластная призма. Балластная призма (балластный слой) служит для передачи давления от шпал на земляное полотно, способствует удалению влаги от шпал, препятствует перемещению рельсов вдоль пути. 

Материал, используемый для балластного слоя, – щебень, гравий, металлургический шлак, ракушка, отходы дробления асбестового производства. 

Призмы бывают однослойные, двухслойные и трехслойные. Третий верхний слой служит для предохранения от загрязнения основного слоя призмы. Наиболее распространены двухслойные призмы, основной слой которых (щебеночный или из отходов асбестовой промышленности) укладывается на песчаную подушку 8 (см. рис. 10.4). Однослойные призмы применяются для малоответственных путей. 

Во дворах заводов и других промышленных предприятий применяют заглубленный тип железнодорожного полотна, где балластный слой находится в заглублении. Очертания основной площадки земляного полотна такой конструкции дороги приведены на рис. 10.5. 

В зависимости от типа пути ширина балластной призмы составляет 3,2…3,6 м, а толщина балласта под шпалой для однослойной призмы – 25…35 см, для двухслойной – 20…30 и 20…25 см. Промежуточные скрепления. Промежуточные скрепления (см. рис. 10.16) служат для прикрепления рельсов к опорам (шпалам, брусьям, плитам), чтобы сохранить установленную ширину колеи, предотвратить опрокидывание рельса и продольное его смещение. 

Элементами промежуточных скреплений являются: подкладки, упругие амортизирующие прокладки, костыли, специальные болты, клеммы, шайбы, гайки, противоугоны. 

По виду крепежных элементов промежуточные скрепления делятся на костыльные (рис. 10.16, а, г) и клеммно-болтовые (рис. 10.16, б, в). 

По конструкции они делятся на: 

- нераздельные скрепления, когда рельс и подкладка (или рельс без подкладки) крепятся к шпале одновременно (одним рядом крепежа) (рис. 10.16, а, б);

- раздельные, когда рельс крепится к подкладке, а подкладка к шпале раздельно (рис. 10.16, в);

- смешанные, когда рельс и подкладка к шпале крепятся одновременно, а подкладка – еще дополнительно (рис. 10.16, г).

Для скрепления рельсов с деревянными шпалами применяются клинчатые подкладки с уклоном 1:20. Они имеют две реборды по ширине подошвы рельса и отверстия для костылей.

img10 16 

Рис. 10.16. Промежуточные рельсовые скрепления: 

а – костыльное нераздельное; б – клеммно-болтовое нераздельное; в – клеммно-болтовое раздельное; г – костыльное смешанное; 1, 15, 16 – подкладки; 2 – костыль; 3 – гайка; 4 – шайба плоская; 5 – втулка изолирующая; 6 – клемма пружинная; 7, 14 – прокладки изолирующие; 8 – болт закладной; 9 – шайба анкерная; 10 – прокладка амортизирующая; 11 – клемма; 12 – шайба пружинная двух витковая; 13 – болт клеммный 

Для скрепления рельсов с железобетонными шпалами применяются прямые подкладки с ребордами, имеющими специальные пазы для болтов, с помощью которых клемма прижимает подошву рельса к подкладке, и с отверстиями для болтов, скрепляющих подкладки со шпалами. 

Между рельсом и подкладкой укладывается эластичная полиуретановая прокладка, а между подкладкой и шпалой – резиновая. 

Подкладки бывают четрех- и шестидырчатые. 

Противоугоны – это элементы, предотвращающие продольное перемещение рельса во время движения (и особенно во время торможения) поезда. 

Противоугоны надеваются на подошву рельса и зацепляются своим фартуком или изгибом корпуса за боковину шпалы. 

При скреплении рельсов между собой и со шпалами применяются и другие детали: упорки, растяжки, скобы и т.д. 

Стыковые рельсовые скрепления. Стыковые скрепления (стыки) соединяют рельсы в непрерывную и прочную нить и придают стыку жесткость в целях уменьшения его прогиба. Прогиб в стыке не должен превышать прогиба целого рельса. 

Стыки бывают механические и сварные. 

Механические стыки бывают обыкновенные, токопроводящие и изолирующие. 

Обыкновенные стыки имеют следующие элементы (см. рис. 10.17): накладки, болты, гайки, шайбы. 

Токопроводящие стыки – обыкновенные стыки, концы рельсов которых соединяются токопроводящими соединителями для прохождения сигнального, а также обратного тягового тока. Для прохождения сигнального тока соединители бывают штепсельные с двумя проволоками ø 6 мм и манжетами.

img10 17 

Рис. 10.17. Стык обыкновенный на весу: 

1 – накладка; 2 –болт; 3 – шайба пружинная; 4 – гайка 

На электрифицированных участках для прохождения тягового тока в стыках ставят приварные соединители из медного троса сечением (для постоянного тока) не менее 70 мм2

Изолирующие стыки устанавливают на границах рельсовых токопроводящих цепей. В дополнение к обыкновенным изолирующие стыки имеют изолирующие прокладки под рельсом и изолирующие втулки на болтах. Для этих стыков обычно используют металлические объемлющие накладки. 

Стыки еще классифицируют по способу установки концов рельсов на шпалы на стыки на весу (рис. 10.17); на общей подкладке, где длинная подкладка опирается на две, уложенные на обычном расстоянии, шпалы, и на сдвоенных шпалах, где две шпалы укладываются рядом и стягиваются шпильками. 

В зависимости от вида накладок стыки еще делятся на стыки с двухголовыми (рис. 10.17) или плоскими накладками, стыки с фартучными накладками, стыки с объемлющими накладками и стыки с накладками для соединения рельсов разных типоразмеров. 

Соединения и пересечения путей. Соединения путей служат для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Перевод осуществляется стрелочными переводами. 

По количеству и расположению путей в плане стрелочные переводы бывают: 

- одиночные, соединяющие два пути в один; 

- двойные, соединяющие два боковых пути с третьим; 

- перекрестные, при помощи которых осуществляют перевод подвижного состава с пересекаемого под острым углом пути на пересекающий. 

Одиночные стрелочные переводы имеют следующие разновидности: 

- обыкновенный, у которого основной путь прямой, а боковой криволинейный (рис. 10.18, а) (бывает левый или правый); 

- симметричный, у которого боковые пути направлены под одинаковыми углами к оси прямого пути (рис. 10.18, б); 

- несимметричные разносторонний и односторонний (рис. 10.18, в и г).

 img10 18

Рис. 10.18. Одиночные стрелочные переводы: 

а – обыкновенный, правый; б – симметричный; в – несимметричный разносторонний; г – несимметричный односторонний 

Наиболее распространенные обыкновенные стрелочные переводы. Обыкновенный перевод состоит (см. рис. 10.19) из трех основных частей: узла стрелки, узла соединительных рельсов и крестовинной части. 

Узел стрелки состоит из двух рамных рельсов 1 (рис. 10.19), двух стояков 2, переводного механизма 3 с тягой 4. Концы остряков 2 и механизм 3 устанавливают на переводных брусьях 5. Узел соединительных рельсов состоит из двух прямых (6) и двух кривых (7) рельсов. 

Крестовинная часть состоит из крестовины 8 и контррельсов 9, которые также закрепляются на специальных брусьях.

 img10 19

Рис. 10.19. Схема обыкновенного стрелочного перевода: 

I – узел стрелки; II – узел соединительных рельсов; III – узел крестовины; 1 – рамные рельсы; 2 – остряки; 3 – переводной механизм; 4 – тяга; 5 – переводные брусья; 6 – прямые соединительные рельсы; 7 – кривые соединительные рельсы; 8 – крестовина; 9- контррельс 

Крестовина имеет (см. рис. 10.20) сердечник 1 и два усовика 2. Места между сердечником и усовиками называются желобами, а узкая часть между усовиками – горло крестовины. Крестовины характеризуются отношением K/L=1/N. 

Это отношение принято равным 1/5; 1/6; 1/9; 1/11; 1/18; и 1/22. 

Элементы стрелочных переводов на промышленном транспорте изготавливаются для стандартных рельсов Р50, Р60, Р75 и Р100.

 img10 20

Рис. 10.20. Схема крестовины: 

1 – сердечник; 2 – усовик; А – горло; Б – желоб 

Пересечения служат для обеспечения безопасного переезда подвижным составом пересекающихся путей и дорог. 

Пересечения обеспечиваются глухими пересечениями, переездами, путепроводами. 

Глухие пересечения укладываются там, где пути пересекаются между собой без перевода подвижного состава с одного пути на другой. 

Глухие пересечения обычно делают под углом 30, 45, 60, 70 и 900.

 img10 21

Рис. 10.21 Схема глухого пересечения: 

1 – острая крестовина; 2 – тупая крестовина; 3 – контррельс 

Переезды – это пересечение автомобильных дорог с железнодорожными путями в одной плоскости. 

Переезды обычно устраивают на прямых участках железных дорог под прямым углом. Это обеспечивает хорошую видимость, а, значит, более безопасное движение. 

При интенсивном движении устанавливаются охраняемые переезды, которые оборудуются со стороны автопоездов автоматическими шлагбаумами с оповестительной сигнализацией и заградительными светофорами со стороны железной дороги. 

Охраняемые переезды имеют специальные здания и обслуживаются сменными дежурными. 

Путепроводы – это пересечения железнодорожных путей с другими ж. д. путями, с автодорогами, с городскими улицами и др. в разных уровнях.

Прокоментувати:

вгору