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

цированной) длины — С. В США и Канаде длина такой стандарт­ ной хорды принимается равной 100 футам 30,5 ж), в Англии — равной одной цепи (?«20,1 ж). Для сравнительно больших радиу­ сов кривых, применяемых на железных дорогах, длину хорды С можно приближенно принять равной дуге окружности. Отсюда со­ отношение между градусами кривой и радиусом можно выразить формулой

Следовательно, при кривизне 1° радиус кривой равен 5730 фу­ тов или 1746 м, а радиус кривой 6° составляет 291 м. Длина кри­ вой— К, имеющей угол поворота а°, определяется количеством отрезков — т, имеющих каждый стандартную длину— С

На продольных профилях железных дорог зарубежных стран кривые изображаются обычно так же, как и на отечественных до­ рогах, в виде выпуклостей вверх при повороте линии вправо и вы­ пуклостей вниз при повороте линии влево. Кроме того, на профи­ лях возле каждой кривой указывают ее основные элементы (ра­ диус или величину градусов центрального угла, длину кривой и другие данные). На профилях пишут обычно также длину пря­ мых.

На железных дорогах ГДР и ФРГ широкое распространение получило изображение плана дороги в виде диаграммы кривиз­ ны. На этих диаграммах по оси абсцисс откладывают расстояния

1

вдоль железнодорожного пути, а по оси ординат — кривизну —

в определенном масштабе (рис. 8.4). Чтобы не иметь дело с дроб­ ными числами, имеющими несколько нулей после запятой, раз­ мерность кривизны принимают в кж~1.

Диаграмма кривизны дает наглядное представление о харак­ тере плана железной дороги.

* Один английский фут равен 30,48 см, а одна цепь — 66 футам.

240

На железных дорогах большинства стран Западной Европы

диуса с небольшим запасом, который необходим в связи с возмож­ ными неточностями в очертании кривых, обеспечивает безопасное вписывание всех типов западноевропейского подвижного состава. На железных дорогах США в трудных условиях разрешается иметь кривизну до 10° на 100 футов, т. е. допускается уменьшать

нодорожного пути, называемую Auflaufbogen. В этой конструкции у внутренней рельсовой нитки в кривой укладывают направляющий контррельс, а по наружной нитке — рельс с уширенной головкой (шириной ПО мм), по которой колеса подвижного состава катятся ребордами. Для накатывания реборды колес на уширенную го­ ловку рельса в начале кривой устанавливают особые аппарели длиной не менее 2 м. Подобная конструкция пути может найти применение при постройке краткосрочных обходов в очень стес­ ненных условиях, когда устройство кривых малых радиусов ока­ зывается единственно технически возможным решением (напри­ мер, на обходах разрушенных тоннелей в горной местности).

Так как кривые малых радиусов обладают рядом крупных эксплуатационных недостатков (необходимость ограничения ско­ ростей движения поездов, усиленный износ рельсов и бандажей, снижение коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами, увеличение энергетических затрат в связи с дополнительным со­ противлением движению, необходимость усиления верхнего строе­ ния пути и др.), то указанные кривые применяют весьма редко ■и лишь в очень стесненных условиях. В основном кривые малых радиусов на магистральных дорогах встречаются при пересече­ нии горных хребтов (при пересечении Альп и Пиренейского хреб­ та — до 200 м, при пересечении Скалистых и Каскадных гоо

вСША— 175 м).

Вобычных условиях на магистральных зарубежных дорогах стремятся назначать радиусы кривых, не требующие ограничения

скорости движения поездов. Наибольшая допускаемая скоростьдвижения поездов в кривых определяется по формуле

Из этой формулы найдем минимальную величину радиуса, нетребующую ограничения заданной скорости движения поездов

‘Ушах

п'У'тах У 'тах

Ктт ~ — 6~Г — 2 ТТТ6

Если же принять меньшую величину неуравновешенного горизонтального ускорения (0,45—0,5 м/сек2), обычно предусматри­ ваемую на зарубежных дорогах с высокоскоростным движением, то получим

в зарубежных странах рекомендуется, как правило, применять радиусы кривых не менее 500—1200 м, а на линиях, предназначен­

242

ных для высокоскоростного движения поездов, радиусы кривых принимают даже не менее 2000—4000 м. Так, в Японии на желез­ нодорожной линии колеи 1435 мм Токио — Осака, где поезда раз­ вивают скорость до 200 км/ч, минимальные радиусы приняты 2000—2500 м (0,7°), а на проектируемом продолжении этой линии, где предполагается движение поездов со скоростью до 250 км/ч, радиусы кривых намечаются не менее 4000 м.

Радиусы кривых в пределах от минимально допускаемого до максимального назначают в соответствии с местными топографи­ ческими условиями, исходя из экономической целесообразности.

и других стран круговые кривые обычно проектируют в целых чис­ лах градусов кривизны, а иногда с точностью до 1/4®.

Переходные кривые между прямыми и круговыми кривыми обычно устраивают в тех случаях, когда имеется возвышение на­ ружного рельса. Переходные кривые применяют, кроме того, для сопряжения между собой круговых кривых, направленных в одну сторону, имеющих разный радиус и разную величину возвышения наружного рельса. На некоторых дорогах переходные кривые уст­ раивают даже в случае отсутствия возвышения наружного рельса, если при непосредственном сопряжении круговых кривых друг с другом или с прямыми величина мгновенно возникающего гори­ зонтального ускорения Да превышает предельно допускаемое зна­ чение. Так, на железных дорогах ГДР между прямой и круговой, кривой без возвышения наружного рельса переходные кривые раз­ решается не устраивать при условии

В стесненных условиях переходные кривые разрешается не де­ лать, если

1 8500

R ^ V* •

где v — максимальная скорость движения, км/ч-, R — радиус круговой кривой, км.

В основу этих требований положена предельно допускаемая величина Да для нормальных условий 0,31 м/сек2 и для стеснен­ ных условий — 0,65 м/сек2.

Переходную кривую, как правило, располагают в пределах от­ вода возвышения наружного рельса, длину ее принимают равной длине отвода, а характер изменения кривизны переходной кривой должен быть таким же, как и характер изменения величины воз­

вышения на отводе. На железных дорогах ГДР, ФРГ и ряда дру­ гих стран в стесненных условиях переходную кривую разрешается иметь меньшей длины, чем длина отвода возвышения наружного рельса, но при этом в ее конце должно быть возвышение мини­ мально допускаемой величины (рис. 8.5).

На зарубежных дорогах преимущественно применяют переход­ ные кривые с прямолинейным отводом возвышения наружного рельса. При таком отводе кривизна в переходной кривой должна меняться по линейному закону. Такой закон изменения кривизны имеет клотоида (радиоидальная спираль). Однако в большинстве зарубежных стран считают, что с достаточной для практических целей точностью клотоиду можно заменить кубической параболой. Дакая замена упрощает определение элементов переходной кривой.

Длина переходной кривой to, как правило, принимается рав­ ной длине отвода возвышения наружного рельса и при прямоли­ нейном отводе вычисляется по формуле,

где Мг — разница в величине возвышения наружного рельса сопрягаемых элементов пути, мщ

i — уклон отвода возвышения, °/00.

244

При устройстве сопряжения прямых с круговыми кривыми, не имеющими возвышения наружного рельса, длина переходной кри­ вой принимается равной 0,30и м.

Рис. 8.6. Устройство переходной кривой с криволинейным отводом возвышения наружного рельса.

На железных дорогах ряда стран разрешено отвод возвыше­ ния наружного рельса устраивать криволинейным. Криволинейный отвод имеет обычно очертание из двух противоположно направлен­ ных квадратных парабол (рис. 8 .6 ). Переходная кривая при таком отводе, как правило, разбивается по параболе 4-й степени. Макси-

245

мальный уклон криволинейного отвода возвышения в средней

Разбивка, устройство и содержание переходных кривых с кри­ волинейным отводом несколько сложнее, чем с прямолинейным, однако при криволинейном отводе требуется в два раза меньшая величина сдвижки круговой кривой f (см. рис. 8 .6 ), возможно непосредственное сопряжение смежных отводов без прямых вста­ вок и при больших скоростях нужна меньшая длина переходной кривой.

Между смежными кривыми на зарубежных железных дорогах обычно устраивают прямые вставки, которые должны иметь длину, обеспечивающую плавность и безопасность движения поездов. В некоторых странах минимальную длину этих вставок принимают в зависимости от скорости движения. Так, в ГДР и ФРГ требуется, чтобы между отводами возвышения у смежных кривых, направ-

Рис. 8.7. Сопряжение смежных кривых на желез­ ных дорогах ГДР.

ленных в одну сторону, имелась вставка без возвышения (рис. 8.7) длиной I, удовлетворяющая условию

/ = 0 ,100, (8 .П

но не менее 6 м.

Вставки такой же длины с однообразным возвышением пред­ усматривают также в круговых кривых между концами или нача­ лами прямолинейных отводов возвышения. Таким образом, на же­ лезных дорогах Германии вставку между смежными кривыми раз­ решается иметь значительно меньшей длины, чем на дорогах

СССР. Даже при высоких скоростях движения t w = 150 км/ч вставки на немецких дорогах могут иметь длину всего лишь 15 м, в то время как на наших дорогах I и II категорий минимальная длина прямых вставок при смежных кривых, направленных в одну сторону, принимается вне зависимости от скорости, равной 100 м.

При обратных кривых считается более целесообразным устраи­ вать сопряжение без вставки так, чтобы отвод возвышения одной кривой непосредственно переходил в отвод возвышения другой кривой (рис. 8 .8 ).

246

Если между обратными кривыми устраивается промежуточная

.вставка, то ее длина должна удовлетворять тому же условию (8 .1). Обратные кривые, не имеющие возвышения наружного рельса, ■в виде исключения, разрешается сопрягать непосредственно без

переходных кривых и без прямой вставки, если удовлетворяются условия

Рис. 8.8. Сопряжение обратных кривых.

Соблюдение первого условия гарантирует от внезапного появ­ ления горизонтального ускорения величиной более 0,65 м/сек2, т. е. обеспечивает необходимую плавность движения. Соблюдение вто­ рого требования гарантирует от заскакивания буферных тарелок друг за друга. Если хотя бы одно из указанных двух условий не удовлетворяется, то между обратными кривыми, не имеющими возвышения наружного рельса и переходных кривых, устраивается прямая вставка, длина которой определяется по формуле (8 .1).

Особенности габаритов зарубежных железных дорог

Характерными особенностями габаритных норм, применяемых на зарубежных железных дорогах, являются:

—большое разнообразие габаритных норм;

—меньшие размеры габаритов;

—своеобразие понимания габаритов и правил пользования

ими.

Среди разнообразных габаритных норм, действующих на зару­ бежных железных дорогах, наибольший интерес представляют уни­ фицированные габариты, принятые международными соглашения­ ми, заключаемыми с целью улучшения прямых международных железнодорожных перевозок.

Организацией сотрудничества железных дорог социалистиче­ ских стран (ОСЖД) в 1957 г. были приняты унифицированные габариты приближения строений 1-СМ и подвижного состава 1-ВМ и 0 -ВМ.

Габарит приближения строений 1-СМ (рис. 8.9) имеет мини­ мальное очертание и в соответствии с ним рекомендуется прово­ дить новое железнодорожное строительство и капитальное пере­ устройство существующих линий железных дорог стран—-участ­ ниц ОСЖД.

По габариту 1-СМ расстояние между осями смежных путей на перегонах в прямых участках пути равно 4000 мм. В виде ис­ ключения, оно может быть 3750 мм.

247

В кривых участках пути радиусом 4000 м и менее размеры га­ барита приближения строений 1-СМ и расстояния между осями смежных п)тей должны увеличиваться по тем же нормам, как и на железных дорогах СССР.

Габарит подвижного состава 1-ВМ установлен для подвижного состава, допускаемого к обращению только по тем железным до­ рогам стран — участниц ОСЖД, которые перестроены по габариту

Рис. 8.9. Габарит приближения строений 1-СМ::

1 — этот размер для сооружений, построенных до введения, настоящего габарита, может быть допущен равным 1770 мм;,

приближения строений l-CM. Габарит 1-ВМ принят на; железных дорогах СССР (ГОСТ 9238—59) в качестве габарита 0-Т (см.

рис. 4.5).

Габарит 0-ВМ установлен для подвижного состава,, который может обращаться е отдельными ограничениями по большинству железных дорог стран —участниц ОСЖД. Габарит 0 -ВМ принят на железных дорогах СССР (ГОСТ 9238—59) в качестве габарита

01-Т (см. рис. 4.6).

К числу габаритных норм, установленных международными, железнодорожными соглашениями, относится габарит транзитного.

248

вагона. * В стандарт на габариты железных дорог СССР он вклю­ чен как габарит 03-Т (см. рис. 4.8). По габариту транзитного ва­ гона построена значительная часть подвижного состава западно­ европейских железных дорог. Такие вагоны, согласно международ­ ному соглашению, имеют на боковых стенках специальный знак

RIV ** и могут свободно обращаться по всем основным западно­

европейским железным дорогам колеи 1435 мм (за исключением дорог Англии). Габарит приближения строений, соответствующий габариту транзитного вагона, международными железнодорож­ ными соглашениями не установлен.

Рис. 8.10. Габарит при­ ближения строений гер­ манских железных до­ рог:

I — для главных путей и пу­ тей приема и отправления пассажирских поездов; //-д л я остальных путей; А З — сво­ бодное боковое пространство на перегонах, за исключением искусственных сооружений; СД - свободное боковое про­ странство на станциях и пере­ гонах и в пределах искусст­

венных сооружений.

До принятия габаритов 1-СМ, 1-ВМ и 0-ВМ на железных до­ рогах колеи 1435 мм социалистических европейских стран действо­ вали среднеевропейские габариты*** (рис- 8.10). Этим габаритам удовлетворяют также основные железнодорожные линии колен 1435 мм ряда других стран Западной Европы, а также Ближнего

* Габарит транзитного вагона был спроектирован международной комис­ сией по разработке единого контура для товарных вагонов и технических указа­

Veicoli), не только по своим поперечным размерам, но и по своей конструк­ ции, воздействию на путь, вписываемости в кривые и другим условиям должен удовлетворять требованиям соглашения между западноевропейскими странами об использовании грузовых вагонов в международном сообщении.

*** Среднеевропейские габариты были приняты международным железно­ дорожным объединением «Союзом среднеевропейских железнодорожных дирек­ ций», в которое до 2-й мировой войны входили железные дороги Германии, Австрии, Венгрии, Нидерландов, Швейцарии, Дании, Норвегии и других стран.

249 -