Профиль пути.

Профиль пути.

Железнодорожный путь (в вертикальной плоскости) состоит из горизонтальных участков (площадок) и наклонных участков, называемых уклонами. В зависимости от направления движения уклон может быть подъемом или спуском.

Величина уклона пути i измеряется в тысячных и определяется как отношение разности отметок конца и начала участка пути h к горизонтальной проекции этого, участка L. Например, если h = 40 м, а L=1000 м, величина уклона

Угол α весьма мал, поэтому длину горизонтальной проекции обычно принимают равной длине пути. Кроме обозначения десятичной дробью уклоны обозначаются числом тысячных (промилле). Так, величина 0,040 может быть обозначена 40%о.

Для тяговых и эксплуатационных расчетов железнодорожного транспорта решающее значение имеет руководящий уклон i_p — наибольший затяжной уклон пути, по которому устанавливается весовая норма поездов при движении с установившейся скоростью.

Габариты.

Для безопасного движения поездов по железным дорогам, необходимы взаимоувязанные предельные очертания элементов пути, постоянных сооружений и подвижного состава. С этой целью устанавливаются габариты приближения строений и габариты подвижного состава.

Габаритом приближения строения железных дорог называется предельное поперечное очертание, внутрь которого не должны заходить никакие части сооружений и станционные устройства. Установлен единый для всех сооружений промышленных предприятий габарит приближения строения (рис. 1, а). Для условий транспорта на открытых разработках и промышленных предприятиях габаритами приближения строений следует предусматривать также необходимость подвески боковой контактной сети.

Рис. 1. Габариты железных дорог.

Габаритом подвижного состава называется предельное поперечное очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться подвижной состав. Для подвижного состава, допускаемого к обращению по путям общей сети железных дорог и путям промышленных предприятий, установлены габариты Т и 1—Т, в которые вписываются все без исключения виды подвижного состава железных дорог Украины. При строительстве по габаритам Т и 1—Т подвижного состава, предназначенного для эксплуатации на путях промышленных предприятий, высота его (считая от уровня верха головки рельса) не должна превышать 4700 мм.

В кривых участках пути, габариты приближения строений увеличиваются.

2. Нижнее строение железнодорожного пути.

Железнодорожный путь состоит из нижнего и верхнего строений. К нижнему строению относится земляное полотно или искусственные сооружения, к верхнему — рельсы со скреплениями, шпалы и балласт.

Конструкция и размер каждого элемента железнодорожного пути выбираются в соответствии с объемом перевозок, типом подвижного состава и скоростью движения.

Земляное полотно с водоотводными устройствами является основанием железнодорожного пути. От его исправности зависит состояние пути в целом. Часть земляного полотна, на которой размещается верхнее строение пути, называется основной площадкой. Ширина основной площадки зависит от ширины колеи, числа путей и рода грунта.

По форме поперечного профиля земляное полотно сооружается в виде насыпей, выемок, нулевых мест, полунасыпей, полувыемок (рис. 2). Поперечный профиль земляного полотна выполняется таким образом, чтобы обеспечивалась его устойчивость и не попадала вода на земляное полотно, а попавшую воду было бы можно быстро отвести.

Рис.2. Поперечные профили земляного полотна:

а - насыпь; б - выемка; г - полунасыпь; д - полувыемка; е - полунасыпь-полувыемка.

Для предохранения земляного полотна от разрушительного действия поверхностных и грунтовых вод предусматривается ряд водоотводных устройств. В карьерных условиях сооружение водоотводных устройств имеет исключительно важное значение, в частности для отвода воды от земляного полотна уступных и отвальных путей. При пересечении железной дорогой различных препятствий (рек, оврагов, автогужевых и железных дорог и пр.) возводятся искусственные сооружения, к которым относятся мосты, путепроводы, эстакады, виадуки, трубы, лотки, тоннели, подпорные стенки.

3. Верхнее строение железнодорожного пути.

Рельсы

Рельсы служат для направления движущихся колес подвижного состава, восприятия и передачи давления нижележащим элементам верхнего строения пути. Форма рельса определяется характером действующих нагрузок. Так как вертикальная нагрузка является наибольшей, то основой формы рельса является двутавровое сечение, обладающее наибольшим сопротивлением изгибу. При этом верхняя полка двутавра приспосабливается для качения по ней колес подвижного состава, а нижняя — для прикрепления рельса к шпалам. На железных дорогах применяют широкоподошвенные рельсы (рис 3, табл. 1).

Таблица 1.

Размеры основных типов рельсов

Тип рельса	Колея, мм	Масса1м рельса, кг	Размеры рельса, мм
Тип рельса	Колея, мм	Масса1м рельса, кг	Высота	Ширина головки	Ширина подошвы	Толщина шейки
Р75		75,1				20,0
Р65		64,93				18,0
Р50		51,61				15,5
Р43		44,65	14О			14,5
Р24		___				10,5
Р18		___				10,0

Рельсы имеют стандартную длину: для широкой колеи 12,5 и 25 м. Основными повреждениями, из-за которых рельсы необходимо заменять, являются изломы, отколы головки или подошвы, трещины у отверстий стыковых болтов. Повреждения рельсов появляются в основном из-за неисправности ходовых частей подвижного состава, так как в связи с ними возникают значительные динамические нагрузки на рельс, например при выбоинах на бандажах колес и в результате неудовлетворительного состояния пути (искривления в плане и профиле).

Рис.3. Рельс Р50.

Износ рельсов зависит от грузонапряженности линий и нагрузки на ось подвижного состава. Предельная величина износа рельсов всех типов главных путей допускается: вертикального 9 мм, и горизонтального 10 мм.

Особенно велик износ рельсов в кривых малого радиуса (обычно наружной нити).

Промежуточные рельсовые скрепления

Рельсовые скрепления делятся на промежуточные — для соединения рельсов со шпалами и стыковые — для соединения рельсов между собой в стыках.

В комплект промежуточного рельсового скрепления входят подкладки_, прикрепители (костыли, шурупы или болты) и прокладки.

Подкладки под рельсы служат для передачи давления от рельсов на шпалы; благодаря применению подкладок уменьшается износ шпал и увеличивается сопротивление боковому сдвигу рельсов.

До настоящего времени на карьерных путях распространено прикрепление рельсов, к шпалам костылями.

При переноске и передвижке рельсошпальной решетки в карьерах с помощью кранов и путепередвигателей ввиду недостаточного сопротивления костылей выдергиванию, часто происходят отрыв шпал и потеря костылей с подкладками, что снижает эффективность работ по перемещению рельсошпальной решетки. Поэтому для карьерных условий более целесообразно применение шурупного скрепления рельсов со шпалами. Еще более прочным является болтовое скрепление рельсов со шпалами прижимного или клинового типа, при котором в качестве прикрепителей используют сквозные болты и прижимы или клинья.

Стыковые рельсовые скрепления.

Рис. 4. Стыковое рельсовое скрепление

По расположению стыков по отношению друг к другу на разных рельсовых нитях различают стыки вразбежку и стыки по наугольнику. Во втором случае стыки на обеих рельсовых нитях находятся на одной нормали к продольной оси. На путях, перемещаемых отдельными звеньями, необходимо расположение стыков по наугольнику.

Концы рельсов соединяются между собой стыковыми накладками (рис. 4). На путях широкой колен при рельсах Р50 и Р65 приняты двухголовые накладки (рис. 4, а) обладающие большой жесткостью.

На путях, рельсошпальная решетка которых перемещается путепередвигателями непрерывного действия, стыковые накладки имеют форму, оставляющую свободной нижнюю часть головки рельса для прохождения роликов захватывающего устройства путепередвижных машин (рис. 4,6).

Накладки с рельсами соединяются стыковыми болтами. Для предотвращения самоотвинчивания гаек используют пружинные шайбы.

Шпалы

Шпалы служат для соединения рельсовых ниток железнодорожной колеи и передачи давления от подвижного состава на балластный слой.

Число шпал на 1 км пути зависит от нагрузки на оси подвижного состава, грузонапряженности линий, скорости движения поездов, типа рельсов и балластного слоя, качество земляного полотна, плана и профиля пути. Число шпал на 1 км пути принимается 1440, 1600, 1840, 1920 и 2000.

При увеличении числа шпал на километр повышаются прочность и устойчивость пути, так как снижается удельное давление на балластный слой и земляное полотно. Вместе с тем расстояние между шпалами должно быть не менее 25 см, иначе затрудняется подбивка шпал балластом.

Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл. Наибольшее распространение получили деревянные шпалы — упругие, легкие, дешевые и удобные при производстве путевых работ. Основными размерами шпал являются ширина верхней и нижней постели, толщина и длина. Длина шпал равна 2,75 м.

Недостатком деревянных шпал является быстрый выход из строя из-за подверженности гниению, поэтому для увеличения срока службы шпалы, уложенные на стационарных карьерных путях, пропитываются противогнилостными составами (антисептиками).

Долговечность стационарных путей значительно повышается в случае применения железобетонных шпал.

Балласт

Стационарные железнодорожные пути в карьерах укладываются на балластный слой, основное назначение которого — равномерное распределение давления и смягчение ударов от подвижного состава на земляное полотно, отвод поверхностных вод, защита земляного полотна от промерзания, увеличение сопротивления сдвигу рельсошпальной решетки.

Материалом для балластировки путей служат щебень размером 20-70 мм, галька, гравий, крупнозернистый песок. На путях с перемещаемой рельсошпальной решеткой для балластировки используют также вскрышные породы и уголь, если они по своим свойствам близки к балластным материалам.

Толщина балластного слоя определяется свойствами грунтов земляного полотна и нагрузкой на ось подвижного состава. Для колеи 1520 мм толщина балласта изменяется от 0,25 до 0,40 м на постоянных путях и от 0,15 до 0,25 м на путях с перемещаемой рельсошпальной решеткой.

4. Устройство рельсовой колеи.

Устройство рельсовой колеи характеризуется: шириной колеи, подуклонкой рельсов, взаимным расположением рельсов по уровню на прямых и кривых участках, кривизной в плане и профиле.

Шириной рельсовой колеи называется расстояние между внутренними гранями головок рельса, измеренное перпендикулярно к оси пути. На открытых горных разработках применяют колею: 1520 мм. На прямых участках пути допускаются отклонения от нормальной ширины для колеи 1520 мм в сторону уширения на 6 мм и в сторону сужения на 2 мм.

На кривых участках пути для облегчения прохождения подвижного состава, колея уширяется в зависимости от радиуса кривой так, чтобы ширина колеи в кривой, складываемая из нормальной ширины с установленными допусками и уширениями, не превышала 1546 мм.

На путях с перемещаемой рельсошпальной решеткой на прямых и кривых участках разрешается содержать колею одинаковой ширины 1535 мм с отклонениями по уширению 10 мм и по сужению 4 мм.

При прохождении кривых малого радиуса колесные пары подвижного состава усиленно нажимают на наружный рельс, изнашивая его и расстраивая колею. Этого удастся избежать, укладывая у внутренней рельсовой нити контррельсы, которые принимают на себя боковое давление и отжимают колесную пару от наружного рельса. Однако следует иметь в виду, что при установке контррельсов существенно увеличивается сопротивление движению поездов в кривых.

На прямых участках постоянных путей верх головок рельсов обеих нитей должен находиться на одном уровне. Отклонение по уровню допускается: на главных путях нормальной колеи до 4 мм, на прочих путях до 8 мм, на путях с перемещаемой решеткой до 20 мм, на путях узкой колеи ±3 мм.

На кривых участках пути выполняется возвышение наружного рельса над внутренним для компенсации возникающей центробежной силы.

Максимальные возвышения составляют 150 мм. Небольшое возвышение наружного рельса в кривой осуществляется поднятием на балласт наружных концов шпал. При значительном возвышении основную площадку земляного полотна планируют с уклоном.

Контрольные вопросы:

1. Как определяется величина уклона ж/д пути?

2. Как осуществляется крепление рельса к шпале?

3. Как устроена рельсовая колея?

Литература:

1. Потапов М.Г . Карьерный транспорт. Москва, “Недра”. 1984г., -173 с.

Домашнее задание:

1. Изучить материал лекции и материал в литературе [1], с. 7-18.

2. Ответить на контрольные вопросы

Критерии оценивания выполненного домашнего задания:

Выполненная домашняя работа оценивается по пятибалльной системе:

5 «отлично» - на все контрольные вопросы в конспекте письменно даны исчерпывающие ответы, материал изложен логично и правильно, без ошибок, что подтверждает полноту изучения и глубокое понимание студентом материала;

4 «хорошо» - на все контрольные вопросы в конспекте письменно даны исчерпывающие ответы, но допущены неточности в формулировках и форме построения ответа, а объем и содержание ответов студента указывают на достаточный объём изучения студентом материала;

3 «удовлетворительно» - на все контрольные вопросы в конспекте письменно даны ответы в недостаточном объёме, допущены неточности и ошибки в формулировках, а объем и содержание ответов указывают на знание основных, существенных положений учебного материала;

2 «неудовлетворительно» - нет ответа на один из вопросов, а на остальные вопросы даны неполные ответы, содержащие недостаточный объём информации для полноты выполнения своих профессиональных навыков, указывающие на не знание основных положений учебного материала.

⇐ Предыдущая 12