Литература
Ж.А. Нагорная «Текущее содержание железнодорожного пути». Издательство: УМЦ МПС России, 2006г.
Сайт Белорусской железной дороги [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.rw.by/index.
Теория взаимодействия подвижного состава и верхнего строения пути
Кулак А.А.
Введение
Работа железнодорожного пути как инженерной конструкции осложняется тем, что динамические силовые воздействия от подвижной нагрузки происходят в непрерывно изменяющейся природной обстановке. Природные факторы, в числе которых определяющую роль играют температурные, существенно влияют на напряженно-деформированное состояние рельсового пути.
В процессе эксплуатации пути происходит неизбежное накопление остаточных деформаций в его отдельных элементах и конструкции в целом.
Интенсивность развития и накопления остаточных деформаций и дефектов в элементах пути возрастает в случаях, когда напряжения в них, возникающие под действием подвижного состава и при изменении температуры, превышают допустимый для каждого элемента уровень. Такой режим эксплуатации пути не должен допускаться.
В настоящее время выполняются значительные работы по усилению конструкции верхнего строения пути: увеличение его мощности за счет укладки тяжелых рельсов, железобетонных шпал; увеличение протяженности бесстыкового пути на щебеночном балласте
1. Верхнее строение пути
Верхнее строение пути предназначено для восприятия вертикальных и горизонтальных нагрузок от колес подвижного состава и передачи их на нижнее строение пути, а также для направления движения колес по рельсовой колее. Оно состоит из рельсов, шпал, балластного слоя, скреплений, противоугонов, стрелочных переводов, глухих пересечений, мостовых и переводных брусьев. Верхнее строение пути должно обеспечивать безопасное движение поездов с установленными максимальными скоростями движения; его элементы должны быть прочными и устойчивыми в работе и обладать большим сроком, быть простыми и экономичными в изготовлении, ремонте и эксплуатации. Рельсы со шпалами и скреплениями образуют рельсошпальную решетку с шириной колеи 1520 мм участков пути на прямых и кривых с радиусами выше 350 м (расстояние между внутренними гранями головок рельсов). На кривых с радиусами от 349 до 300 м ширина колеи равна 1530 мм, а при радиусах от 299 м и менее — 1535 м.
Верхнее строение пути служит для направления движения подвижного состава, восприятия силовых и воздействий от его колес и передачи их на нижнее строение пути. Верхнее строение пути представляет собой комплексную конструкцию, включающую балластный слой, шпалы, рельсы и рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, мостовые и переводные брусья. Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсошпальную (путевую) решетку.
При этом шпалы заглубляются в балластный слой, укладываемый на основную площадку земляного полотна. Верхнее строение пути размещается, как правило, на земляном полотне, основными сооружениями которого являются насыпи и выемки. Земляное полотно настоящей железной дороги должно быть взаимосвязанным с притрассовой автодорогой, ремонтнопригодным и обеспечивать длительную эксплуатацию при пропуске современных и перспективных типов подвижного состава при максимальных скоростях движения поездов и расчетной грузонапряженности. К земляному полотну настоящей железной дороги предъявляются следующие основные требования: оно должно быть прочным, устойчивым, надежным и долговечным;
Все поверхности земляного полотна, устройства в полосе отвода должны быть спланированы и защищены так, чтобы атмосферная вода нигде не застаивалась и был бы обеспечен максимальный ее отток в сторону или специальные водоотводные сооружения, а текущая вода не размывала бы откосы и основание;
конструкция земляного полотна должна обеспечивать минимальные расходы на ее сооружение и эксплуатацию при максимально возможной механизации производства работ.
Элементы верхнего строения пути: 1 — рельсы, 2 — шпалы, 3 — промежуточные рельсовые скрепления,
4 — щебеночный балласт, 5 — песчаная подушка
Толщина балластного слоя, а также расстояние между шпалами должны быть такими, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки. Работа верхнего строения пути как единой конструкции видна из рисунка. По мере удаления вниз от места непосредственного контакта пути с подвижным составом давление рассредоточивается на все большую площадь и на земляное полотно уже передается почти равномерное давление примерно 0.8-102 кПа.
Схема передачи сил давления от колес на земляное полотно
Верхнее строение пути работает в сложных условиях, подвергаясь воздействию проходящих поездов, атмосферных осадков, ветра, колебаний температуры, при этом оно должно быть достаточно прочным, устойчивым, долговечным и экономичным. Тип верхнего строения пути в значительной мере определяется мощностью укладываемых рельсов и зависит от грузонапряженности линии, осевых нагрузок, скоростей движения поездов.