книги из ГПНТБ / Проектирование и расчет железнодорожного пути с учетом военных требований учебник

Осевые нагрузки на французских железных дорогах делятся на пять ступеней и составляют 17,0; 18,0; 20,0; 21,6; 23,0 т. Верх­ нее строение пути подразделяется также на 5 групп, в зависимо­ сти от класса линии.

Допустимые осевые нагрузки для различных типов верхнего строения определяются отношением момента сопротивления рель сов к расстоянию между осями шпал. Большинство магистральных железных дорог имеет два пути и мощное верхнее строение.

Движение поездов на двухпутных участках в 2/3 государств мира принято правопутное и в 1/3—•левопутное (Великобритания, Швеция, Ирландия, Кипр, Северная Америка и др.).

В послевоенный период большинство капиталистических госу­ дарств уделяет серьезное внимание повышению скоростей движе­ ния поездов. В ФРГ во время Международной выставки в Мюн­ хене в 1965 г. поезд между Мюнхеном и Аугсбургом впервые раз­ вивал скорость 200 км/ч. В результате исследования возможностей увеличения скоростей на всей сети установлено, что на 60% линий страны возможно движение со скоростями до 200 км/ч. Переход на эти скорости не связан с большими затратами.

Во Франции и Италии прилагают усилия, чтобы реализовать на некоторых линиях ходовые скорости до 200 км/ч.

В США предполагается осуществить строительство скоростных магистралей по образцу японской линии Токайдо (Токио — Осака). Скорости движения по этим магистралям планируется установить до 300 км/ч.

Маршрутные скорости на железных дорогах ряда стран состав­

На заграничных железных дорогах вводятся высокоскоростные комфортабельные поезда. Перед установлением высоких скорос­ тей движения поездов проводятся работы по реконструкции линий с укладкой рельсов более тяжелых типов и совершенных промежу­ точных скреплений. Иногда производится перетрассировка линий и смягчение кривых. Пересматриваются нормы устройства и со­ держания железнодорожных линий в прямых и кривых участках. Для высоких скоростей движения (100 км/ч и более), по мнению многих зарубежных специалистов, требуются рельсы весом не менее 50 кг/м и не менее 1840 шпал на 1 км. Считается желатель­ ным применение железобетонных шпал, которые уже получили широкое распространение. Во Франции такие шпалы уложены на участках общим протяжением более 4500 км, в ФРГ — более чем

.на 3500 км, в Англии — более чем на, 1200 км. Часть государств начинает переходить на использование железобетонных плит в ка­ честве подрельсового основания.

231

На всех железных дорогах мира замечается тенденция к пере­ ходу на упругие промежуточные скрепления раздельного и нераз­ дельного типа.

Большое распространение получил бесстыковой путь. В ФРГ он является основным. Длина рельсовых плетей достигает целых перегонов. Свариваются рельсы на станционных путях и в стре­ лочных переводах. В некоторых дирекциях ФРГ бесстыковой путь составляет более 90% общего протяжения (Мюнхенская, Гамбург­ ская и др.). Укладка бесстыкового пути лимитируется радиусом кривых и типом подрельсового основания. Установлены следую­ щие предельные значения радиусов кривых при укладке рельсо­ вых плетей. В случае применения деревянных шпал минимальный радиус кривой равен 500 м, при железобетонных шпалах — 400 м, при металлических шпалах радиус кривой разрешается уменьшать до 300 м.

Во Франции бесстыковой путь распространяется особенно ин­ тенсивно. Укладка плетей на французских железных дорогах на­ чалась с 1952 г., в 1958 г. в стране было уложено уже около 3100 км такого пути. В 1966 г. бесстыковой путь на деревянных шпалах составлял около 6100 км, а на железобетонных — 4290 км. Длина рельсовых плетей колеблется от 800 до 1400 м. Наиболее распространенная длина — 800 м. Ограничение укладки бесстыко­ вого пути в кривых характеризуется следующими показателями:

—плети на деревянных шпалах допускаются к укладке в кри­ вых радиусом 800 м и более;

—плети на железобетонных шпалах могут укладываться при радиусе 500 м и более.

На станционных путях и второстепенных линиях находят при­ менение длинные рельсы. На таких участках рельсы для укладки свариваются обычно по 5 шт., образуя плеть длиной 90 м.

На железных дорогах других капиталистических государств также проводятся мероприятия по совершенствованию конструк­ ций верхнего строения пути и обеспечению высоких скоростей дви­ жения поездов.

Некоторые общие характеристики верхнего строения и макси­

В настоящее время известно около 30 различных размеров ши­ рины колеи.

В 1886 г. на Международной Бернской конференции было при­ нято решение все железные дороги по ширине колеи делить на три группы:

—железные дороги нормальной колеи с шириной 1435 мм;

—железные дороги широкой колеи с шириной более 1435 мм;

— железные дороги узкой колеи, к которым отнесены дороги, с колеей менее 1435 мм.

232

Среди узкоколейных железных дорог: 9% — колеи 1000 мм.;-

7,8% -— колеи 1067 мм.

Большинство государств строит железные дороги различной

различной колеи в основных государствах представлена в таб­ лице 8 .2 .

Железные дороги ряда государств Европы (ФРГ, Австрия, Да­ ния, Люксембург, Норвегия, Швеция, Швейцария и др.) имеют унифицированные основные требования к рельсовой колее. Только при этих условиях оказалось возможным организовать прямое же­ лезнодорожное сообщение между отдельными странами Европы, имеющими железные дороги колеи 1435 мм.

Большое влияние на требования к железнодорожному пути ока­ зывает конструкция ходовых частей подвижного состава. Основ­ ные размеры и допуски по ширине колеи колесной пары колеи

1435 мм даны на рис. 8.1.

Устройство колеи на перегонах и станциях в прямых и кривых должно обеспечивать безопасный пропуск колесных пар с мини­ мальной насадкой 1357 мм и с максимальной— 1362 мм.

Для лучшего вписывания подвижного состава в кривые участ­ ки пути на зарубежных дорогах устраивается уширение колеи.

ВСША уширение делают при радиусах кривых менее 218 м,

вАнглии — менее 200 м, в ФРГ, ГДР и Дании — 300 м, Испании

233-

<и Бельгии — 400 м. На железных дорогах Франции уширение ко­ леи устраивалось при радиусах менее 600 м. В последнее время там введены нормы уширения в кривых радиусом менее 325 м. В Италии уширение колеи предусматривается при радиусах менее

Величина уширения колеи изменяется в широких преде­

лии. Зависимость уширения от величины радиуса кривой в разных странах также различ­ на. Наиболее распространен­ ные значения приведены в таблице 8.3.

Рис. 8.1. Основные размеры и допуски . Переход от одной ширины

колесной пары колеи 1435 мм. колеи к другой производится в пределах переходной кривой

.234

за счет сдвижки внутренней нити с отводом 1 мм на 1 м длины при скоростях движения поездов более 80 км/ч. На второстепен­ ных линиях, где скорости движения не превышают 50 км/ч, отвод уширеиия допускается до 3% 0 (3 мм на 1 м).

в разных пределах. Например, на железных дорогах Австрии, ФРГ и ГДР допуски составляют +10 и —3 мм, на французских —

+ 5 и —5 мм, в Италии----1-5 и —0.

Особенности продольного профиля зарубежных железных дорог

В продольном профиле зарубежные железные дороги так же, как и отечественные дороги, состоят из отдельных элементов, пред­ ставляющих собой площадки или уклоны различной крутизны.

235

Соотношение протяжений площадок и уклонов в продольном профиле на железных дорогах различных стран неодинаково и за­ висит главным образом от топографических условий. Например, в Швейцарии, являющейся горной страной, протяжение уклонов составляет 78% всей длины сети, а в Венгрии, имеющей в основ­ ном равнинный рельеф местности, уклоны имеются на протяже­

нии 56%.

Применяемые в зарубежных странах обозначения крутизны уклонов элементов продольного профиля приведены в таблице 8.4.

Наиболее удобным является обозначение уклона в тысячных, так как каждая тысячная уклона соответствует величине дополни­ тельного сопротивления от уклона, равного 1 кг/г (1 н/кн).

Для пересчета в тысячные уклона, обозначенного в футах на милю, нужно разделить значение указанного уклона на 5,28. Пере­ счет в тысячные доли уклонов при других обозначениях не пред­ ставляет затруднения.

В большинстве зарубежных стран наибольшая величина руко­ водящего уклона, по которому определяется вес поезда, установ­ лена нормами. В ГДР и ФРГ руководящий уклон для новостроящихся магистральных линий 12,5 % о и, только с особого разреше­ ния министра путей сообщения, может быть увеличен до 25 %0; на второстепенных линиях допускаются уклоны до 40% о- Во Франции руководящий уклон принят для линий с интенсивным движе­ нием— 5% 0 (иногда8 %0), для второстепенных линий— 15 — 20%о и для горных — 30—35%0. В Англии на равнинной местности наи­ более желательным для магистральных линий считается уклон не свыше 1 : 261 == 3,8 % о- На железных дорогах США наибольшая крутизна руководящего уклона не регламентируется. На сущест­ вующих дорогах имеются руководящие уклоны 18—22 % 0 и более.

Минимальная величина руководящего уклона в большинстве стран составляет 2 —3%0, так как дальнейшее уменьшение кру­

236

тизны уклона, повышая строительные затраты, не приводит к уве­ личению веса поезда, который при уклонах менее 2 —3% 0 лимити­ руется уже не условиями движения на подъем, а условиями трогания с места на раздельных пунктах, даже при расположении по­ следних на площадках.

В большинстве зарубежных стран предельная крутизна укло­ нов в кривых участках пути принимается меньше руководящего. Такое смягчение руководящего уклона в кривых учитывает нали­ чие дополнительного сопротивления.

С целью увеличения предельной крутизны уклонов вводят крат­ ную тягу двумя, тремя, а иногда даже большим числом локомоти­ вов. В отдельных случаях уклоны кратной тяги достигают значи­ тельной величины. Так, при пересечении Альп в Швейцарии, Авст­ рии и Италия на магистральных дорогах применены уклоны 25%0, а на второстепенных дорогах — до 40 %0. Уклоны до 40 % 0 име­ ются также в США и в странах Южной Америки на железных дорогах в горных районах. При пересечении Пиренейского хребта электрифицированными магистральными железными дорогами, соединяющими Францию и Средиземноморское побережье через Испанию, применены уклоны 40—45%0. Уклоны 40—50%0 обычно считаются предельными по условиям экономической целесообраз­ ности и технической возможности. При таких уклонах локомотив может вести состав лишь небольшого веса, равного, примерно, по­ луторной величине собственного веса.

В зарубежных странах для преодоления крутых уклонов в гор­ ных районах нередко строят, так называемые, зубчатые дороги, имеющие между путевыми рельсами зубчатую рейку и на локомо­ тивах зубчатые колеса, находящиеся при движении в зацеплении с указанной рейкой. Такие дороги имеются в горных районах Авст­ рии, Германии, Франции, Швейцарии, Италии, Чехословакии и других стран.

На таких дорогах максимальным уклоном считают уклон в 250%о, так как при больших уклонах имеется опасность соска­ кивания зубьев локомотивных колес с зубьев путевой рейки. При использовании реек особой конструкции допускаются еще более крутые уклоны. Наибольшая практически реализованная крутизна уклона на зубчатых дорогах составляет 488%0 (в Швейцарии), что соответствует углу наклона 26°.

В зарубежных странах уклоны на раздельных пунктах с путе­ вым развитием допускаются лишь в трудных условиях и такой крутизны, при которой обеспечивается возможность трогания с места остановившегося поезда. На путях, на которых могут на­ ходиться вагоны, отцепленные от локомотива, уклоны, кроме того, должны быть такими, чтобы не происходило угона подвижного состава. Обычно считают, что для обеспечения от угона отдельно стоящих вагонов с подшипниками скольжения величина уклона не должна превышать 2,5% о-

237

Для обеспечения безопасности и безобрывности движения поез­ дов элементы продольного профиля должны плавно сопрягаться между собой. Это сопряжение осуществляют двумя различными способами:

— устройством между элементами продольного профиля разде­

Так, на железных дорогах ГДР, ФРГ и других западноевро­ пейских стран два направленных в разные стороны уклона круче

элемента уклона принимается на магистральных линиях не менее 500 м (рис. 8.3), на второстепенных линиях — не менее 300 м, а на дорогах местного значения — не менее 50 м.

На французских железных дорогах смежные обратные уклоны сопрягаются разделительными площадками длиной не менее 100 м, которые устраиваются на горбе при крутизне хотя бы одного укло­ на более 5%о и в яме, если хотя бы один спуск более 4%0.

238

Во всех случаях требуется, чтобы длина разделительных пло­ щадок и элементов переходной крутизны была достаточной для размещения тангенсов вертикальных сопрягающих кривых.

Величину радиуса сопрягающей кривой в вертикальной плоско­ сти на железных дорогах ряда стран назначают в зависимости or скорости движения поезда. Так, в ГДР на магистральных доро­ гах сопряжение, как правило, устраивают радиусом RB, равным

R B— 0,5z>2 ж,

где v — максимальная скорость движения поездов, км/ч.

В стесненных условиях допускается минимальная величина, радиуса

R* min= 1600+0,1т»2 ж,

но не менее 2 0 0 0 м.

На второстепенных дорогах радиус вертикальных кривых обыч­ но принимают равным 2000 ж.

Устройство вертикальных сопрягающих кривых в ГДР тре­ буется, если алгебраическая разность уклонов смежных элементов

Особенности плана зарубежных железных дорог

Учитывая существенные преимущества прямолинейных участ­ ков перед криволинейными, всегда стремятся устраивать прямые возможно большей длины. Самый длинный прямой участок желез­ нодорожного пути протяжением около 528 км находится на транс­ континентальной железной дороге в Австралии. На одной из же­ лезных дорог Аргентины имеется прямая длиной 330 км. Протяже­ ние кривых имеет значительный удельный вес в общей длине сети железных дорог и составляет: в Австралии — 37,6%, Швейцарии — 37%, Франции — 31'%, Венгрии и Румынии—30%, Болгарии — 29 %, Чехословакии — 28 %.

На железных дорогах большинства зарубежных стран так жег как и на железных дорогах СССР, кривизну круговых кривых характеризуют величиной их радиуса. В странах, где принята анг­

239