2.3.4. Понятие об угоне пути

Угоном пути называют продольное перемещение рельсов относительно шпал или вместе со шпалами. Причинами угона являются силы трения колес о рельсы, удлинение и укорачивание рельсов под действием температуры, удары колес о рельсы в стыках и др. Особенно велик угон пути на спусках и в тех местах, где систематически производится торможение поездов. Угон чрезвычайно вреден, так как вызывает всевозможные расстройства пути. Для борьбы с угоном пути необходимо рельсы прочно прикреплять к шпалам.

Этому требованию хорошо удовлетворяют раздельные типы скреплений. При нераздельном и смешанном скреплениях в результате подергивания костылей рельсы недостаточно прочно связаны со шпалами и могут перемещаться в продольном направлении. В этих случаях применяют разные системы противоугонов, которые исключают продольное перемещение рельсов относительно шпал.

Н

Рис. 2.12. Пружинный противоугон

аиболее простыми, дешевыми и удобными являются пружинные противоугоны (рис. 2.12). Их набивают молотком на подошву рельсов. Упираясь в боковую поверхность шпалы, они препятствуют перемещению рельса по шпале. На звено рельсов, длиной 25 м, ставят до 44 пар противоугонов. Для предотвращения продольного перемещения рельсов вместе со шпалами необходимо применять щебеночный балласт и хорошо его уплотнять.

2.4. Понятие об устройстве рельсовой колеи

Устройство рельсовой колеи тесно связано с конструкцией и разме­рами колесных пар подвижного состава.

Расстояние между внутренними гранями головок рельсов называют шириной колеи. Ширина складывается из расстояния между колесами (1440 мм), двух толщин гребней (от 25 до 33 мм) и зазоров между колесами и рельсами для свободного прохождения колесных пар. В Российской Федерации ширина нормаль­ной (широкой) колеи в прямых и кривых участках пути с радиусом более 349 м принята 1520 мм, с допусками в сторону уширения – 6 мм и в сторону сужения – 4 мм.

В соответствии с ПТЭ верх головок рельсов обеих нитей пути на прямых участках должен быть в одном уровне.

В кривых участках устройство пути имеет ряд особенностей, основ­ными из которых являются: возвышение наружного рельса над внутрен­ним, наличие переходных кривых, уширение колеи при малых радиусах, укладка укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити, усиление пу­ти, увеличение расстояния между осями путей на двух- и многопутных линиях.

Возвышение наружного рельса предусматривают при радиусе кри­вой 4000 м и менее для того, чтобы нагрузка на каждую рельсовую нить была примерно одинаковой, с учетом дейст­вия центробежной силы.

Известно, что при следовании подвижного состава по кривой радиу­сом R возникает центробежная сила:

,

г

Рис. 2.13. Схема сил, действующих на подвижной состав в кривой при возвышении наружного рельса

де m – масса; G – масса единицы подвижного состава; g – ускорение силы тяжести.

При возвышении наружного рель­са на величину h появляется состав­ляющая сила веса Н, направленная внутрь кривой. На рис. 2.13 видно, что H/G = h/s_l, откуда Н= Gh/s_l.

Для одинакового давления на рель­совые нити необходимо, чтобы Н уравновешивала I, тогда равнодейст­вующая N будет перпендикулярна наклонной плоскости пути.

Учитывая, что угол α мал и при максимальном допускаемом возвы­шении наружного рельса 150 мм cos α = 0,996, то можно принять H ≈ I. То­гда

^,

откуда искомое h = S₁v²/gR.

Подставляя S₁ = 1,6 м, g = 9,81 м/с² и выражая скорость v, км/ч, а ра­диус R, м, получим возвышение, мм:

.

Поскольку в реальных условиях по кривым проходят поезда разной массы Q_i и с различными скоростями V_i, то для равномерного износа рельсов в приведенную формулу принято подставлять среднюю квадратическую скорость:

_.

При h = 12,5·v_cp²/R в поездах, следующих со скоростями выше V_cp, на пассажиров будет действовать непогашенное ускорение, равное разнице между центробежным ускорением v²/R и направленным к центру кривой ускорением gh/S₁.

На дорогах РФ допускаемое непогашенное ускорение составляет 0,7 м/с² и лишь в исключительных случаях – 0,9 м/с². При движении поездов со скоростью менее V_cp нагрузка на внутренний рельс будет больше, чем на наружный.

Устройство переходных кривых связано с необходимостью плавного сопряжения кривой с примыкающей прямой как в плане, так и в профиле во избежание возможных ударов колес о рельсы.

Уширение колеи производится в целях обеспечения вписывания подвиж­ного состава в кривые.

Установлены следующие нормы ширины колеи в кривых: при R > 350 м – 1520 мм; при R = 349 ÷ 300 м – 1530 мм; при R < 299 м – 1535 мм.