26. Рельсовые опоры, балластный слой и песчаная подушка.

Р ельсы устанавливают на рельсовые опоры. Главное назначе­ние опор — обеспечивать постоянство ширины колеи и передавать давление от рельсов на балластный слой. Рельсовые опоры воспринимают нагрузку от подвижного состава, упруго перерабатывают её и передают её на балластный слой. Рельсовые опоры могут быть сделаны в виде шпал, полушпал, продольных лежней, железо­бетонных плит, рам и других конструкций. Основным типом рель­совых опор – шпалы. Шпалы могут быть деревянными, железобетонными, металлическими. Деревянные шпалы имеют очень много достоинств: они упруги, их легко подвергать любой механической обработке, они обеспе­чивают хорошую электроизоляцию между рельсами, устойчиво лежат в балласте. В то же время деревянные шпалы становятся очень дефицитными. Чтобы заготовить шпалы, нужен лес в возрасте 80—100 лет, а служат шпалы в пути в среднем 16 лет. Деревянные шпалы изготавливают из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра, бука, березы. Различают три типа об­резных (опиленных с четырех сторон) и необрезных (опиленных с двух сторон) шпал, которые предназначены для пу­тей: шпалы типов IA и 1Б — для главных, IIА и IIБ — для станцион­ных и подъездных, IIIA и 1ПБ — для малодеятельных подъездных пу­тей промышленных предприятий. По типам шпалы отличаются друг от друга толщиной и шириной верхней и нижней постелей.

Длина шпалы 2750 мм, хотя стандарт предусматривает возмож­ность изготовления шпал 2800 мм для особо грузонапряженных уча­стков с повышенными скоростями движения и 3000 мм — для участ­ков совмещенного движения с разной шириной колеи. Схема размещения шпал на пути называется эпюрой шпал. В современных условиях на путях любой категории в прямых уклады­вают 1840 шпал на 1 км, а в кривых при радиусе менее 1200 м — 2000 шт/км. Они выходят из строя по двум причинам: из-за механиче­ских разрушений и гниения. Для продления сроков службы шпалы стягивают винтами или обвязывают стальной проволокой, что увеличивает их прочность. Чтобы подкладки не врезались в древесину вследствие пере­тирания или смятия ее волокон, укладывают между подкладкой и шпалой прокладки. Для предотвращения гниения шпалы пропитывают антисептика­ми. Качество пропитки значительно улучшается, если ее произво­дят после предварительного высушивания шпал до влажности не более 25%. Для пропитки шпал применяют масляные антисептики (каменноугольное и сланцевое масла). ЖБ шпалы гораздо более продолжительным сроком службы (40—60 лет). Железобетонные шпалы имеют практически одинаковые разме­ры, не боятся воды, солнца, мороза, не подвержены гниению. Их производство возможно на заводах, построенных близко от мест укладки. Железобетонные шпалы допускают напряжения до 20 МПа, что позволяет применять промежуточные скрепления без металличе­ских подкладок. С другой стороны, эти шпалы обладают большой массой (265 кг), что является их не­достатком при транспортировании, укладке или смене, но и достоинством при службе шпал в пути так как это увеличивает устойчивость конструкции пути. Недостатки: большая жесткость и повышенная электропроводность. ЖБ шпалы укладывают только на щебень. Одной из важнейших составляющих частей верхнего строения пути является балласт. Назначение балластного слоя состоит в том, чтобы воспринимать, упруго перерабатывать и передавать давление от подвижного состава и рельсошпальной решетки на основную площадку земляного полотна. Балласт пре­пятствует как продольному, так и поперечному сдвигу пути. Требования: хоро­шо дренировать воду; быть прочным, т.е. не дробиться в процессе работы под поездами; устойчивым, т.е. откосы его не должны осы­паться или обрушиваться; упругим как летом, так и зимой. Балласт не должен пылить, выдуваться ветром, вымываться водой, он дол­жен быть морозоустойчивым.Основными видами балласта для укладки в путь являются ще­бень, гравий, песок, песчано-гравийная смесь. Щебеночный балласт представляет собой искусственно дробле­ный камень из горных пород, а также валунов и гальки. Он содержит щебень с размерами (фракций) зерен 25—60 мм.Зерна слабых пород по массе могут составлять в щебне не более 10 %. На железных дорогах общего пользования щебень фракций от 25 до 60 мм и от 25 до 70 мм предназначен для балласти­ровки главных путей, а от 5 до 25 мм — для балластировки станционных и подъездных путей. Щебеночный балласт считается лучшим среди всех имеющихся видов, поэтому он наиболее широко применяется для укладки в путь. Преимущества: морозостойкость (чистый, зимой не смерзается), то, что он хорошо дренирует воду, обладает большой прочностью (не дробится под нагрузкой), упругостью, хорошо противодействует сдвигу пути. Основные не­достатки: дорогой, подвергается засорению. Гравийный и гравийно-песчаный балласт. Содержание зерен слабых горных пород в гравийной части бал­ласта не должно превышать 10 % массы зерен размером более 5 мм. Содержание кварцевых зерен и зерен прочных пород в песча­ной части балласта (фракции размером менее 5 мм) должно со­ставлять не менее 50 % массы зерен размером от 0,16 до 5 мм. Достоинства гравийного балласта состоят в том, что он меньше засоряется, чем щебеночный, и намного дешевле. При щебеночном балласте применяют двухслойную призму, т.е. под слоем щебня укладывают песча­ную, гравийную или песчано-гравийную подушку. Подушка предназначена для того, чтобы экономить щебень, для увеличе­ния общей толщины балластного слоя, предотвращения возмож­ного вдавливания щебня в грунт основной площадки земляного полотна, а грунта — в щебеночный слой. Откосам балластной призмы придают уклоны 1 : 1,5, а отко­сам подушки — 1:2. Толщина балластной призмы под шпалами при толщине песчаной подушки 20 см должна быть не менее 25 см. При от­сутствии песчаной подушки толщина балластной призмы долж­на составлять не менее 45 см. Ширина плеча балластной призмы (расстояние от торца шпалы до бровки балластной призмы) должна быть не менее 25 см. В кривых участках пути, где боковые силы от подвиж­ного состава больше, ширину плеча увеличивают на 10 см. Ширина балластной призмы поверху для однопутных учас­тков должна быть 3,2 м.