Транспортные системы

Всё об автомобильном, ЖД и авиатранспорте в России

Железнодорожный транспорт

Строение рельс                                                                                                

 

В е р х н е е   с т р о е н и е  состоит из рельсов, шпал, рельсовых скреплений, балластного слоя, противоугонов (рисунок 2.25), переводных и мостовых брусьев.

clip_image050                  Рисунок 2.25 – Противоугоны: а – пружинный; б – самозаклинивающийся

Балластный слой служит для равномерной передачи давления от шпал на возможно большую поверхность основной площадки земляного полотна, чтобы не допустить его деформации. Для балласта применяется щебень, гравий, песок, шлак. Лучшим является щебень из твердых каменных пород размером от 0,25 до 0,70 м.

clip_image052На верхнее строение действуют вертикальные и горизонтальные силы: вертикальные силы – статические от воздействия веса, динамические – от воздействия неподрессоренных и подрессоренных частей при колебании подвижного состава; горизонтальные – боковые (толчки колес из-за виляния состава и от давления колес на наружные рельсы в кривых участках пути); продольные – при торможении, от воздействия колес локомотивов на рельсы при тяге, температурные воздействия.

Рисунок 2.26 – Профиль рельса: 1 – головка рельса; 2 – шейка; 3 – подошва

 

 Рельсы (рисунок 2.26)предназначены для направления движения колес подвижного состава, восприятия нагрузки от него и передачи её на шпалы. Они являются главнейшим элементом верхнего строения пути. Кроме того, рельсы используются на участках с автоблокировкой как проводники сигнального тока, а при электротяге – обратного тяго-

вого тока.

Рельсы  имеют вид двутавровой балки и состоят из головки, шейки и подошвы. В зависимости от массы и поперечного профиля они подразделяются на типы Р43, Р50, Р65, Р75. Цифра показывает массу погонного метра рельса. Стандартная длина рельсов составляет 25 м. При устройстве бесстыкового  пути  используются  сварные рельсовые плети длиной 800 и 1200 м.

Скрепления служат для прикрепления рельсов к шпалам и соединения концов рельсов между собой. Они подразделяются на промежуточные и стыковые.

clip_image054Шпалы являются основным видом подрельсовых оснований и служат для восприятия давления от рельсов и передачи его на балластный слой. Кроме того, шпалы предназначены также для крепления к ним рельсов и обеспечения постоянства ширины колеи. Шпалы бывают деревянные (рисунок 2.27), железобетонные (рисунок 2.28) и реже металлические. Стандартная длина деревянной шпалы – 2750 мм. Шпалы в пределах рельсового звена размещают по эпюре (по определенной схеме).

В зависимости от типа верхнего строения на 1 км пути укладывается 1840, 1600 и 1440 шпал. На некоторых кривых, на крутых уклонах и в тоннелях – 2000 шпал на 1 км.

Рисунок 2.27 – Поперечные профили деревянных шпал

 

 Шпалы должны быть прочными, упругими, дешевыми и обладать достаточным сопротивлением электрическому току.

clip_image056Достоинством деревянных шпал являются: легкость, упругость, простота изготовления, удобство крепления рельсов,  высокое  сопротивление  токам рельсовых  цепей,  а  недостатком – сравнительно  небольшой  срок  службы (15–18 лет), значительный расход деловой древесины (сосна, ель, пихта, лиственница).

clip_image058Железобетонные шпалы  массой 252 кг изготовляются из предварительно напряженного железобетона. Их достоинством являются: долговечность (40–50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности движения поездов, а недостатком – большая масса, токопроводимость, высокая жесткость, сложность крепления рельсов к шпале.

Металлические шпалы не получили распространения из-за большого расхода металла, подверженности коррозии, электропроводимости, большой жесткости и неприятного шума при движении поездов.

Стрелка состоит из двух рамных рельсов, двух остряков, предназначенных для направления подвижного состава на прямой или боковой путь, и переводного механизма.

Остряки соединяются между собой поперечными стрелочными тягами, с помощью которых один из остряков плотно подводится к рамному рельсу, а другой отходит от другого рамного рельса на величину, необходимую для свободного прохода гребней колёс. Величина отхода этого остряка от оси первой тяги называется шагом остряка.

Перевод остряков из одного положения в другое осуществляется специальными приводами через одну из тяг, в пологих стрелочных переводах, остряки которых имеют значительную длину, – через две тяги. В приводе имеется устройство, запирающее остряки в том или ином положении и контролирующее их плотное прилегание к рамным рельсам. Тонкая часть остряка называется острием, а противоположный его конец – корнем. Корневое крепление обеспечивает поворот остряков в горизонтальной плоскости и соединение с примыкающими к ним рельсами.

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

Соединительная часть перевода, лежащая между стрелкой и крестовиной, состоит из прямого участка и переводной кривой. Радиус этой кривой зависит от угла крестовины: чем меньше угол, тем больше радиус. Переводы с меньшими углами крестовин допускают большие скорости движения поездов.

Перекрестный перевод позволяет переходить подвижному составу с одного пути на другой в обоих направлениях. Перевод имеет 8 остряков и четыре крестовины – две острые и две тупые.

Стрелочные переводы различаются типом рельсов, конструкцией остряков и значениями углов, образуемых в крестовинах пересекающимися рельсовыми нитями. Остряки могут быть прямолинейные и криволинейные. Криволинейные остряки облегчают вписывание подвижного состава в переводную кривую.

Отношение ширины сердечника крестовины в её корне (К) к длине сердечника (l) называется маркой крестовины: 1/N = К / l = tga, где a – угол крестовины; N – целое число.

Полную длину перевода можно определить из выражения

 

                                Lп = Lт + m + q = а + b.                                               (2.4)

 

Для удобства изображения и чтения схем и планов путей на чертеж наносят лишь оси путей и центры стрелочных переводов (см. рисунок 2.33).

Таким образом, обыкновенный стрелочный перевод в осях путей представляет собой изображение в виде двух линий, расходящихся от центра перевода под углом крестовины a. Для вычерчивания стрелочных переводов в осях путей необходимо знать угол a и расстояние А0 = а от начала рамных рельсов до центра перевода и 0Е = b от центра перевода до корня крестовины.

Для нанесения на чертёж стрелочного перевода от центра перевода по оси прямого пути откладывают в принятом масштабе число единиц, соответствующее значению марки крестовины, а в конце этого размера перпендикулярно оси пути откладывают единицу (числитель марки крестовины) в том же масштабе; после этого полученную точку соединяют с центром перевода.

Для сокращения длины путей, занимаемой стрелочными соединениями, удобства обслуживания стрелок их необходимо располагать компактно.

Возможные схемы взаимного расположения стрелочных переводов приведены на рисунке 2.35. Там же даны формулы для расчета расстояний между центрами стрелочных переводов l. Прямая вставка f  между переводами по схемам 1, 2 и 3 в зависимости от скорости движения, назначения пути и наличия места составляет от 4,5 до 25 м. По схемам 4 и 5 вставка определяется в зависимости от ширины междупутья е.

 

         Кроме обыкновенных стрелочных переводов другим устройством для соединения путей являются  с ъ е з д ы. В зависимости от расположения соединяемых путей съезды бывают обыкновенные, перекрестные и сокращенные (рисунок 2.36).

Обыкновенный съезд  состоит из двух одиночных стрелочных переводов и соединительного пути, укладываемого между корнями крестовин. 

Перекрестный съезд, или двойной, переставляет собой пересечение двух одиночных съездов. Он имеет четыре стрелочных перевода и глухое пересечение, помещаемое между корнями крестовин. Такие съезды укладываются в стесненных условиях, когда для последовательного расположения двух одиночных съездов нет участка достаточной длины. 

Сокращенные съезды применяют при соединении двух далеко отстоящих друг от друга путей для уменьшения общей длины соединения.


Для соединения путей в стесненных условиях, а также для уменьшения длины   маневровых   передвижений  применяют  сокращенные  стрелочные

улицы; улицы под углом, больше угла крестовины и другие приемы.

Требования ПТЭ к стрелочным переводам изложены в пунктах 3.13–3.20.

 Группы станционных путей, предназначенные для выполнения  одних  и  тех же  операций, называются  п а р к о м.  По своему назначению они делятся на парки приема поездов, парки отправления поездов, на сортировочные, технические и т. д.). По конфигурации парки бывают различных видов (рисунок 2.38).

 
  clip_image084

  


        а)                                               б)                                           в)

 

 

 

  Рисунок 2.38 – Конфигурации парков путей: а – трапеция; б – рыбка; в - параллелограмм

 

    На станциях используются радиусы кривых 180; 200; 250; 300 м. Для плавности хода применяют переходные кривые с радиусом,  изменяющимся от ¥  до радиуса круговой кривой.

 У станционных путей различают п о л н у ю  и  п о л е з н у ю  д л и н у. Полной называется длина пути, включающая и длину стрелочных  переводов, ограничивающих данный путь. Полезной длиной считается часть станционного пути, в пределах которой может находиться подвижной состав, не нарушая безопасности движения по соседним путям.

Полезная длина приемо-отправочных путей стандартная и может быть 850; 1050; 1250; 1550; 1700; 2000 м. Она измеряется между выходным сигналом с пути и предельным столбиком.

Каждому пути и каждому стрелочному переводу присваивается номер. Главные пути нумеруются римскими цифрами (I, II, III  и т. д.), а станционные – арабскими (1, 2, 3 и т. д.). Стрелочные переводы со стороны прибытия четных поездов нумеруются четными арабскими цифрами (2, 4, 6 и т. д.), а со стороны  прибытия нечетных поездов – нечетными арабскими цифрами (1, 3, 5 и т. д.). Границей между четной и нечетной сторонами станции или парка путей при нумерации стрелочных переводов является ось пассажирского здания или ось парка, перпендикулярная путям.

П р е д е л ь н ы й   с т о л б и к  устанавливается от стрелочного перевода в сторону расходящихся путей в том месте, где расстояние между их осями составляет 4100 мм (рисунок 2.39).

 
  clip_image085

  

 


                                                                                                                                                    

                                                                                                                                                             ·

Рисунок 2.39    Место установки предельного столбика

 

 

 

Габариты на железнодорожном транспорте

 

Для обеспечения безопасного и бесперебойного движения поездов на железнодорожном транспорте установлены определенные требования  в  отношении размеров подвижного состава, а также сооружений и устройств, расположенных вблизи пути.

    Различают три основных вида габаритов: габарит подвижного состава –Т, габарит приближения строений – С, габарит погрузки – П (рисунок 2.40).

Габаритом подвижного состава (Т) называется предельное поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором должен помещаться установленный на прямом горизонтальном пути как в порожнем, так и груженом состоянии не только новый подвижной состав,  но  и подвижной состав, имеющий максимальные нормированные допуски и  износы (за исключением бокового наклонения на рессорах).

ГОСТом установлены габариты подвижного состава 1-Т и Т для железных дорог СНГ и Монголии и 1-ВМ, 0-ВМ, 02-ВМ и 03-ВМ – для подвижного состава, обращающегося по железным дорогам СНГ и дорогам зарубежных стран колеи 1435 мм.

Габаритом приближения строений (С) называется предельное поперечное очертание, внутрь которого, помимо подвижного состава, не должны заходить никакие части сооружений и устройств.

  Габаритом погрузки (П) называется предельное  поперечное (перпендикулярное оси пути) очертание, в котором не выходя наружу должен размещаться груз на открытом подвижном составе, при нахождении его на прямом горизонтальном пути.

Негабаритность может быть боковой, верхней и  нижней,  а  также одно- и двусторонней.

Негабаритность называется нижней, если груз выходит за габарит погрузки в пределах высоты 1230 мм от уровня головки рельсов, боковой – на высоте от 1230 до 4000 мм, верхней – на высоте от 4000 до 5300 мм.

Верхняя негабаритность бывает трех степеней, боковая и нижняя – шести степеней.

Негабаритные грузы перевозятся при соблюдении специальных условий предосторожности.