2.2. Верхнее строение пути

Верхнее строение пути является единой комплексной конструкцией, (Рис. 2.4.)

Рис. 2.4. Элементы верхнего строения пути: 1 – рельсы, 2 – шпалы, 3 – промежуточные рельсовые скрепления, 4 – щебеночный балласт, 5 – песчаная подушка.

состоящей из рельсов, скреплений с противоугонами, рельсовых опор (чаще всего в виде шпал), балласта, мостового полотна, стрелочных переводов и ряда специальных устройств. Оно воспринимает и упруго передает на основную площадку земляного полотна динамические воздействия колес подвижного со- става, а также направляет колеса движущегося по пути подвижного состава.

Рельсы, соединенные между собой стыковыми скреплениями, а со шпалами - промежуточными скреплениями, образуют вместе путевую (рельсошпальную) решетку; шпалы (или брусья) заглублены в балластный слой, который опирается на основную площадку земляного полотна. На мостах при устройстве проезжей части без балласта рельсы опираются на деревянные мостовые брусья или железобетонные плиты.

В местах разветвления и соединения путей укладывают стрелочные переводы, для металлических частей которых опорами служат переводные брусья.

Рельсы, шпалы и другие элементы верхнего строения пути типизированы: для каждого типа установлены стандарты, определяющие их конструкцию, размеры, качество материала. Конструкция верхнего строения пути должна быть прочной, устойчивой, стабильной, износостойкой, экономичной, в любых эксплуатационных условиях обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с установленными скоростями.

Рельсы.

Назначение рельсов - создать поверхности с наименьшими сопротивлениями для качения колес подвижного состава, непосредственно воспринимать и упруго передавать воздействие силы от колес на опоры (шпалы, брусья) и в движении направлять колеса подвижного состава. На участках с автоблокировкой рельсовые нити служат проводниками сигнального тока, а на участках с электрической тягой - обратного тягового тока.

К рельсам предъявляются следующие требования: они должны быть достаточно прочными, долговечными, надежными в эксплуатации, т.е. износостойкими, твердыми и в то же время нехрупкими - достаточно вязкими, так как они воспринимают ударно-динамическую нагрузку.

Тип современных рельсов обозначают буквой Р и числом, округленно равным массе 1 м рельса. Например, рельс, 1 м которого имеет массу 64,72 кг, обозначается Р65. Форма и основные размеры поперечного сечения рельса приведены на Рис. 2.5.

Рис. 2.5. Основные размеры поперечного сечения Р65 (Р75)

Н - высота рельса; h - высота шейки; b - ширина головки; В - ширина подошвы; С - толщина шейки; m - высота пера.

Шпалы.

Они являются основным видом подрельсовых оснований и служат для восприятия давления от рельсов и передачи его на щебеночный балластный слой.

Применяют шпалы деревянные и железобетонные. Достоинством деревянных шпал является легкость, упругость, простота изготовления, удобство применения рельсов, высокое сопротивление током рельсовых цепей. Материалом служит сосна, ель, пихта, лиственница. По форме поперечного сечения шпалы бывают обрезные, опиленные с четырех сторон и брусковые, опиленные только снизу и сверху.

В зависимости от назначения шпалы делят на три типа: I (сечением 250х180) – для магистральных железных дорог; II (сечением 230х160) – для станционных и подъездных путей и III (сечением 230х150) – для промышленных предприятий.

Недостаток деревянных шпал – небольшой срок службы (15…..18 лет).

Железобетонные шпалы с предварительно напряженной арматурой в зависимости от рельсового скрепления бывают двух типов:

Ш1 – для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа КБ) с болтовым прикреплением подкладки к шпале;

Ш2 – для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа БПУ) с болтовым прикреплением подкладки или рельса к шпале.

Основные размеры железобетонной шпалы показаны на рис. 2.6.

Достоинством железобетонных шпал является, долговечность (40-50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути, плавность движения, что объясняется одинаковыми размерами и ровной упругостью шпал. Их применение позволяет сберечь деловую древесину.

К недостаткам относится большая масса, токопроводимость, высокая жесткость, сложность крепления рельсов к шпале. Для повышения упругости пути на железобетонных шпалах под рельсы приходиться укладывать амортизирующие прокладки.