5.Назначение, составные элементы и типы верхнего строения пути

Верхнее строение пути служит для направления движения подвижного состава, восприятия силовых воздействий от его колес и передачи их на нижнее строение.

Конструкция верхнего строения пути должна быть прочной, устойчивой, износостойкой, экономичной и во всех случаях должна обеспечивать непрерывность и безопасность движения поездов с заданной скоростью.

Верхнее строение пути (рис. 4.1) представляет собой комплексную конструкцию, включающую в себя балластный слой, шпалы, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, глухие пересечения, мостовые и переводные брусья. Соединение рельсов и шпал называется рельсошпальной решеткой.

Рис. 4.1. Элементы верхнего строения пути: 1 – рельс; 2 – шпала; 3 – промежуточное рельсовое скрепление; 4 – песчаная подушка; 5 – щебеночный балласт; 6 – земляное полотно

 

Тип верхнего строения пути зависит от класса путей, который определяется грузонапряженностью, а также максимально допустимыми скоростями движения пассажирских и грузовых поездов. Типы верхнего строения пути: 1)особо тяжелый (грузонапряженность более 50 млн. т ∙км/км в год); 2) тяжелый (25-50); 3)нормальный (до 25). 

2.Балластный слой

Основным назначением балластного слоя является:

♦восприятие давления от шпал и равномерное распределение его по основной площадке земляного полотна;

♦обеспечение устойчивости шпал, находящихся под воздействием вертикальных и горизонтальных сил, упругости подрельсового основания и возможности выправления рельсошпальной решетки в плане и профиле;

♦отвод поверхностных вод от рельсошпальной решетки.

Во избежание переувлажнения основной площадки земляного полотна балластный слой не должен задерживать на своей поверхности воду.

Материал для балласта должен быть прочным, упругим, устойчивым под нагрузкой и атмосферными воздействиями, а также дешевым. Кроме того, он не должен дробиться при уплотнении, пылить при проходе поездов, раздуваться ветром, размываться дождями и прорастать травой.

В качестве балласта используются:

Щебень хорошо пропускает воду, не смерзается в зимнее время года. Однако, щебень быстрее загрязняется различными сыпучими материалами (уголь, шлак, торф, руда и т. п.), просыпающимися на путь при перевозках. Для предохранения от загрязнения и уменьшения расхода щебень укладывают на песчаную подушку.

Гравийный и гравийно-песчаный балласт дешевле щебня, меньше загрязняется, но вместе с тем менее устойчив к нагрузкам, хуже пропускает воду и может смерзаться в зимнее время года.

Песчаный балласт является наихудшим, поэтому его применяют на линиях с малым грузооборотом, станционных путях.

В процессе эксплуатации балласт загрязняется, что ухудшает его дренирующие свойства. В связи с этим щебеночный балласт периодически очищают, а гравийный и песчаный заменяют и пополняют.

3. Шпалы

Шпалы (рельсовые опоры) шпалы предназначены для крепления к ним рельсов и обеспечения постоянства ширины колеи , а так же для приема, упругой переработки и передачи напряжения непосредственно от рельсов в балластную призму.

Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл.

Деревянные шпалы изготавливают из пород хвойных деревьев (сосна, лиственница, ель, пихта, кедр), а для подъездных путей - из березы. Срок службы деревянных шпал составляет 18 лет.

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливают трех типов:

Шпалы I типа предназначены для главных путей магистральных железных дорог,