в результате вертикального износа, искривление остряка или наличие «наката» на головке рамного рельса, вызывающее неплотное прилегание остряка к рамному рельсу.

Осмотр изоляции серёжек, стяжных полос, стрелочных гарнитур и арматуры обдувки заключается в проверке наличия и целостности изоляционных прокладок, отсутствии вытеснения изолирующих прокладок. Для регулировки зазора между остряком и рамным рельсом устанавливают между рабочими и контрольными серёжками и остряком металлические прокладки толщиной не более 3 мм, а также изолирующую прокладку толщиной не более 4 мм. Металлическая прокладка должна иметь одинаковые размеры с основаниемсерёжки(рис. 2.29). Арматураобдувкииобогревастрелочных переводов должна быть изолирована от общей разводящей сети.

Для обеспечения нормальной работы централизованных стрелок в зимнее время их очищают от снега, исправно содержат поперечные и продольные водоотводы.

Прикомиссионномежемесячномосмотрестанцийпроверкеподвергаютсявсестрелочныепереводыглавных, приёмо-отправочных путей, предохранительных тупиков, путей для отстоя вагонов с опасными грузами, а также сами эти пути. Комиссионные осмотры проводятся в первой половине каждого месяца комиссией в составе начальника станции, дорожного мастера, электромеханика СЦБ, начальника района (старшего электромеханика) контактной сети, начальникарайона(старшегоэлектромеханика) электроснабжения. На остальных стрелочных переводах такая проверка проводится электромехаником СЦБ один раз в квартал.

2.7. Содержание пути на участках скоростного движения

При введении высоких скоростей движения возникают более сложные, чем при обычных скоростях, процессы взаимодействия пути и подвижного состава. Величина динамического воздействия подвижного состава зависит как от основных нагрузок, так и от скорости движения. Последняя существенно влияет наработупути и, в частности, на его стабильность и напряженное состояние. Так,

154

возбуждает низкочастотные (примерно 1 Гц) резонансные явления в подвижном составе, что также интенсивно ухудшает процессы взаимодействия его с путём. Повышенный уровень динамического воздействия подвижной нагрузки на путь, а также увеличенная частота приложения этой нагрузки предъявляют более высокие требования к конструкции и содержанию пути на линиях со скоростным движением поездов.

Общие требования к пути на линиях с высокими скоростями дви-

жения поездов. Требования к пути должны обеспечивать: сокращение времени нахождения пассажиров в пути, комфортабельность движения, безопасность движения и экологическую чистоту.

При введении на существующих линиях скоростного пассажиского движения учитываются повышенные требования к их плану и профилю. Для железных дорог России, где пассажирское движение совмещено с грузовыми перевозками, руководящий уклон продольного профиля при грузонапряженности в грузовом движении более 15 млн т·км/км должен быть не более 15 ‰, более 30 млн т·км/км — не превышать 12 ‰. Радиусы кривых в плане принимаются не менее 3000 м. При этом максимально допустимые скорости движения поездов в зависимости от радиуса кривой определяются при значении непогашенного поперечного ускорения 0,7 м/с2 и скорости его нарастания не более 0,4 м/с3.

Все круговые кривые сопрягаются с прямыми участками переходными кривыми, длина которых должна быть не менее lп = 2·h,

156

где h — возвышение наружного рельса в кривой, мм, определяемое по формуле

h =12,5Vср2 Rk ,

где Vср — средневзвешенная скорость поездопотока в кривой, км/ч;

k — коэффициент увеличения возвышения, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону;

R — радиус круговой кривой, м.

Крутизна отвода возвышения должна быть не более 1 мм на 2 м пути. Прямыевставкимеждуначальнымиточкамипереходныхкривых должны иметь длину не менее 150 м.

Для проектируемой на скорости 300—350 км/ч высокоскоростной специализированной пассажирской линии Санкт-Петербург — Москва приняты более жёсткие требования к плану и профилю.

При проведении реконструкции верхнего строения пути с целью внедрения скоростного движения пассажирских поездов, совмещенного с грузовым движением, укладывают термоупрочнённые рельсы типа Р65 1-й группы, 1-го класса с повышенными требованиями по прямолинейности сваренных электроконтактным способом в РСП из 25-метровых рельсов без болтовых отверстий в короткие плети (длиной 400—800 м) и далее, сваренные после укладки в путь передвижной рельсосварочной машиной в длинные плети бесстыкового пути: на длину перегона с тональной автоблокировкой АБТ без уравнительных пролётов и стыков или на длину блок-участков с изолирующими стыками повышенной прочности с сопротивлением разрыву не менее 2,5 мН.

Неровности на поверхности катания в сварных стыках после их механической обработки должны удовлетворять следующим требованиям: вогнутые не допускаются, выпуклые не должны превышать 0,3 мм на базе измерений, равной 1,5 м. На остальном протяжении рельсовых плетей, после их укладки и шлифовки, неровности, измеренные на той же безе, не должны быть более 0,2 мм.

Шпалы укладывают железобетонные: стандартные с эпюрой укладки 1840 шт./км или повышенной массы (350 кг) типа Ш1-ТС

157

с эпюрой 1760 шт/км. Промежуточные рельсовые скрепления — с упругими клеммами.

Железобетонные шпалы укладывают на слой щебня фракции 25—60 мм марки прочности И-20 (гранит, базальт, диабаз и т.п.) по ГОСТ 7392-85 высотой 40 см. Вместо подушки может быть уложен защитный слой из полимерных материалов. Плечо балластной призмы — не менее 45 см, заложение откосов — 1:1,5.

НапроектируемойвысокоскоростноймагистралиСанкт-Петер- бург — Москва подшпальное основание отличается от обычного типового. На рис. 2.30 приведён поперечный профиль для ВСМ Санкт-Петербург — Москва. Ширина насыпи 13,00 м, расстояние между осями путей 4,5 м, откосы насыпи имеют уклон 1:1,75, защитный слой под балластом по всей ширине насыпи отделён от остального тела насыпи геотекстилем. Защитный слой создается, если существующее земляное полотно сложено недренирующими грунтами. Толщина его должна быть достаточной, чтобы глинистый грунт не промерзал: при суглинистых грунтах 0,8—1,0 м, при супесях 0,5—0,7 м. Сам защитный слой выполнятся из различных песчаных смесей с коэффициентом фильтрации не менее 0,5 м/сут. Грунт насыпи уплотняют согласно действующим нормативам. Поверхность основной площадки земляного полотна двухскатная. Этот вариант поперечного профиля высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург — Москва учитывает местные климатические условия, в том числе возможность появления зимних экстремальных температур до минус 30—35 °С.

Параметры линий, ставших скоростными (до 200 км/ч) после реконструкции, более льготные, чем параметры новых высокоскоростных линий. Эти магистрали, как правило, повторяют в основном план существующей линии, в отдельных местах при реконструкции увеличивают радиусы кривых до 2000 м с досыпкой земляного полотна. Подшпальное основание каждой линии имеет свои особенности в зависимости от вида верхней части насыпи и балластной призмы, сложившейся к началу реконструкции. Общим для всех таких скоростных линий является широкое применение в зоне подшпального основания различных типов и конструкций полимерных материалов.

158

Рис. 2.30. Поперечный профиль верхней части насыпи высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург — Москва: 1 — защитный слой;

2 — геотекстиль

Например, на существующей линии Санкт-Петербург — Москва после реконструкции, в процессе которой выполнены работы по превращению её в скоростную магистраль с максимальной скоростью 200 км/ч, реализована следующая конструкция подшпального основания: под железобетонными шпалами находится слой нового и очищенного щебня толщиной 40 см, между этим слоем и расположенным ниже старогодным (хорошо уплотнённым) щебнем уложена прослойка из полимерных материалов. Её назначение — не допустить проникновения нижележащих загрязнителей в очищенный щебень, а зимой служить надёжным теплоизолирующим материалом. В связи с этим полимерные слои в зависимости от климатических и других местных условий могут быть различной толщины и конструкции.

Имеются также различия в параметрах плана и профиля скоростных и высокоскоростных линий. Человеческий организм начинаетчувствоватьдискомфортпридостаточнодлительномдействии непогашенного ускорения, равного 0,4—0,5 м/с2 и более. На высокоскоростных линиях, предназначенных только для пассажирских перевозок, при расчётных радиусах кривых 3000—4000 м вопрос комфортабельности езды решается правильным подбором возвышениянаружногорельсавзависимостиотскоростейдвиженияпассажирских поездов.

159

При строительстве скоростных линий стрелочные переводы являютсяпрепятствием, влияющимнадлинусварныхрельсовыхплетей. Повышенные требования к пути на линиях скоростного движения определили конструктивные особенности переводов. Переводы нового поколения имеют улучшенную динамику за счёт ис- пользованиягибкихостряковикрестовинсгибко-поворотнымсер- дечником с удлиненными рельсовыми окончаниями и стыками накладочного типа, упругих клемм скреплений, подрельсовых прокладок различной жёсткости, меньшего числа стыков. Снижение динамических воздействий при прохождении подвижного состава по зоне стрелочного перевода достигается вваркой перевода в бесстыковой путь и сваркой зазоров на самом переводе. На стрелочных заводах сварка при изготовлении элементов стрелочных переводов выполняется электроконтактным способом, но применение на стрелочных переводах сварочных машин (см. п. 3.3) для электроконтактнойсваркизатруднено. Поэтомудлясваркистыковвзоне перевода применяется термитная сварка, выполняемая с использованием специальной оснастки (рис. 2.31).

В ходе полигонных испытаний на экспериментальном кольце ВНИИЖТа стрелочных переводов со стыками, сваренными алюминотермитным способом, не было изъято ни одного из них из-за дефектов в зоне сварки. По сварным стыкам было пропущено более200 млн тбруттогруза. Установленныйгарантийныйсрокслужбы сварных стыков стрелочных переводов, сваренных алюминотермитным способом, для рельсов типа Р65 составляет 100 млн т бруттопропущенногогруза, нонеболее3 летсодняпроведениясварочных работ.

На существующей линии Санкт-Петербург — Москва при реконструкции укладывают стрелочные переводы типа Р65 марки не круче 1/11 на железобетонных брусьях с гибкими остряками, подвижным гибким сердечником, упругими промежуточными скреплениями и сварными рельсовыми стыками.

Особенности содержания пути на линиях с высокими скоростями движения обусловлены повышенными требованиями к содержанию ширины колеи, рельсовых нитей по уровню и направлению в плане, к продольной равноупругости пути. Если геометрические параметры пути не соответствуют параметрам ходо-

160

ижелобов, а также величинам ординат переводных и закрестовинных кривых.

Для стрелочных переводов на участках скоростного движения изменяются нормы устройства по их расположению: в соответствии с СТН Ц-01-95 на главных путях при скоростях более 140 км/чмежду смежными стрелочными переводами должны быть предусмотрены прямые вставки длиной не менее 25 м, а в трудных условиях — 12,5 м (на обычных линиях соответственно 12,5

и6,25 м).

Сохраняются и допуски в содержании по ширине колеи на участках скоростного движения. Допускаемые отклонения от нормышириныколеиостаютсянеизменнымиисоставляют: 8 ммвсторону уширения, 4 мм в сторону сужения. Уклон отвода ширины колеи, определяемый как средняя величина на базе 2 м, допускается не более 2,5 ‰ при скорости движения 121—140 км/ч. По нормам верх головок рельсов обеих нитей на прямых участках должен быть на одном уровне. Однако для уменьшения виляющего движения разрешается держать на всём протяжении одну нить, обычно рихтовочную, на 6 мм выше другой. Эта мера для линий скоростного движения особо полезна, т.к. обеспечивает более плавное движение поездов. Повышение одной нити над другой не ликвидирует виляние, но их амплитуда становится меньше суммы зазоров между гребнями колёс и рельсами,

161

т.к. поперечная составляющая силы веса экипажа, появляющаяся из-за небольшого наклона к горизонту, направлена всегда в сторонурихтовочнойнити, котораявданномслучаеиграетрольнаправляющей.

Отклонение рельсовых нитей по уровню в разные стороны более 6 мм на расстоянии менее 20 м не допускается. Плавность рельсовых нитей в плане — одно из главных условий обеспечения высоких скоростей. Особое внимание обращается на плавность отводов отступлений, от которой зависит величина боковой силы:

F =Vθ β(m1 + m0 ) ,

где V — скорость движения поезда, км/ч; θ — угол набегания колеса на рельс; β — боковая жёсткость пути;

m1— масса тележки;

m0 — приведённая масса пути m.

В прямых участках стрелы отклонений в направлении рихтовочной нити, измеренные от 20-метровой хорды через каждые 10 м, не должны превышать 6 мм при скоростях 121—140 км/ч и 4 мм — при 141—200 км/ч. В круговых кривых при измерении стрел изгиба от 20-метровой хорды разность в стрелах в точках через 10 м не должна превышать 6 мм при скоростях 121— 140 км/ч, 4 мм — при 141— 200 км/ч. Впереходныхкривыхнарастаниестрелдолжнобытьравномерным. Отклонение от равномерного нарастания стрел при 20-мет- ровой хорде в точках через 20 м не должно быть больше 4 мм при скоростях 121—140 км/ч и 3 мм — при 141—200 км/ч.

Возникающие при высокой скорости высокочастотные колебания приводят к увеличению проскальзывания колес, что вместе с множествомдругихфакторовспособствуетобразованиюволнообразных неровностей на рельсах (с длиной волны 500—1500 м).

Основное влияние на образование волнообразного износа рельсовоказываетдинамическаяжёсткостьпути, системрессорногоподвешивания подвижного состава, геометрических параметров пути. За счёт уменьшения динамической жёсткости пути при использовании более упругих рельсовых прокладок интенсивность образования и развития волнообразного износа рельсов снижается.

162

Наобразованиеволнообразногоизносаоказываетвлияниетакжекачестворельсов. Новыерельсыимеютбольшуюшероховатость по сравнению с уже обкатанными, что оказывает неблагоприятное влияние на плавность движения поездов и повреждаемость рельсов. Допустимые значения вертикальных неровностей на головке рельса, как видно из табл. 2.21, в настоящее время на отечествен- ныхрельсахв2—2,5 разапревышаютпоказатели, необходимыедля скоростных линий.

Табл ица 2 . 2 1 . Вертикальные неровности на головке рельсов

Обследование скоростных линий показало, что за счёт периодических профильных шлифовок рельсов рельсошлифовальными поездами с активными рабочими органами можно добиться сни- женияглубиныкороткихнеровностейдо0,03—0,05 мм. Однакодля скоростных линий наиболее неблагоприятны длинные неровности (20—40 м и более). При этом чем выше скорость движения, тем более длинными (в процессе эксплуатации) становятся неровности на поверхности рельсов. На них накладывается «местный» волнообразный износ, ликвидация которого обеспечивается рельсошлифовальными поездами типа СПЕНО.

Анализ пропуска подвижного состава по пути с неровностями длиной более 20 м, на которые накладываются короткие неровности, позволилопределитьвеличиныуклоновнеровностейдляоценки состояния пути в профиле на скоростных линиях (табл. 2.22).

163

Таблица 2 . 2 2 . Оценка состояния хода подвижного состава в зависимости от уклонов неровностей

Отклонения от прямолинейного направления по поверхности катанияипобоковойрабочейгранирельсовойнитивстыках(вертикальныеигоризонтальныеступеньки) недолжныпревышать1 м при скоростях более 121 км/ч.

Значительные неровности в виде горбов появляются на пути в зимнее время из-за пучин. Для обеспечения необходимой плавности рельсовых нитей в местах пучин устраивают отводы укладкой специальных карточек, башмаков и нашпальников между подкладкой ишпалой. Отводыотпучинустраиваютнавсёмпротяжениисплошным уклоном не круче 0,7 ‰ при скорости движения 121—140 км/ч.

При введении высокоскоростного движения пассажирских поездов должны быть выполнены работы по стабилизации всех неустойчивых мест и ликвидации дефектов земляного полотна. На участках из глинистых грунтов, где, как правило, появляются пучины, в зоне основной площадки под балластной призмой устраивают защитный слой из непучинистых дренирующих материалов в комбинации с теплоизолирующим материалом (пенопласт, пенополистирол, геотекстиль и др.).

Инструкцией по техническому обслуживанию и эксплуатации сооружений, устройств, подвижного состава и организации движения поездов ЦРБ-393 введены для скоростных участков железных дорог России предельные допуски по параметрам рельсовой колеи (табл. 2.23).

164

Таблица 2 . 2 3 . Предельные допуски по параметрам рельсовой колеи, мм

При обнаружении отступлений, превышающих указанные пределы, скорости движения должны ограничиваться в соответствии с нормативами, установленными МПС России.

ОпытэксплуатациискоростногоэлектропоездаЭР-200 показал, что для обеспечения допустимого уровня динамических сил взаимодействия пути и подвижного состава в условиях совмещённого движения грузовых и пассажирских поездов требуется содержать путьвпределах, соответствующихIII степениотступленийотнорм устройства.

Плавность хода и безопасность движения на скоростных линиях в значительной степени зависят от качества содержания пути. При производстве всех видов работ особое внимание следует обращать на качество их выполнения, на обеспечение равнопрочности и равноупругости элементов пути (одинаковые толщины прокладок, затяжкаклеммныхизакладныхболтов, плотностьподбивки шпал и т.п.). Необходимо соблюдать установленную периодичность проведения плановых работ.

В последнее время подход к оценке и устранению отступлений на скоростных участках железных дорог России изменился. Наметился переход от устранения неровностей по методу сглаживания к постановке пути в проектное положение. Это стало возможно с внедрением новых выправочных систем “09-Доуматик”, обеспечивающих постановку пути в проектное положение, а также реперной системы контроля положения пути в плане и профиле. Такая система внедряется на скоростной линии Москва — Санкт-Петер- бург. Она увязывается с работой путеизмерителя ЦНИИ-4 и с микропроцессорной системой управления выправочно-подбивочно- рихтовочными машинами для автоматической регистрации существующих геометрических очертаний пути и автоматизации работ по приведению их в проектное положение.

165