Залавский Н.И. Железнодорожный путь. Учеб. пособ. 2017

В России регулярная эксплуатация высокоскоростных поездов «Сапсан» по общим путям с обычными поездами началась в конце 2009 года. С 2013 г. обсуждается проект строительства первой в России специализированной высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Казань.

При разработке нормативов рельсовой колеи для строительства высокоскоростных железнодорожных линий РФ заложен следующий осново-

полагающий принцип: высокоскоростные специализированные линии для пассажирских перевозок должны быть интегрированы в Трансъевропейскую высокоскоростную железнодорожную систему.

Эти нормативы предусматривают ширину колеи 1520 мм.

Значения минимально допустимого радиуса кривых в плане для различных интервалов скоростей движения поездов определяются из условия:

обеспечения непогашенного поперечного ускорения – не более 0,4

м/с2;

скорости нарастания непогашенного ускорения ψ – не более 0,4

м/с3;

крутизны отвода возвышения наружной нити «і», которая должна быть в следующих интервалах скоростей движения поездов:

201–250 км/ч – не более 0,5 мм/м (0,5 ‰);

251–300 км/ч – не более 0,45 мм/м (0,45 ‰);

301–350 км/ч – не более 0,4 мм/м (0,40 ‰);

351–400 км/ч – не более 0,37 мм/м (0,37 ‰).

Величина непогашенного поперечного ускорения определена на уровне буксы вагона с последующим пересчетом для оценки комфорта на уровне кузова вагона с учетом характеристик подвешивания соответствующего типа подвижного состава. В требованиях предусмотрено, что кузов вагона не имеет устройства принудительного наклона в кривой.

Величина минимального радиуса кривых в плане определяется по формуле

12,5 2min = max ,

+ нп∙163

где h – возвышение наружного рельса, мм;

max2 – наибольшая скорость движения поезда по кривой, км/ч;нп − непогашенное ускорение.

При максимально допустимом (расчетном) возвышении наружного рельса = 150 мм и величине непогашенного ускорения нп = 0,4 м/ 2 минимально допустимые значения радиусов кривых в плане для граничных значений скоростей движения, следующие:

для скорости 350 км/ч – 7200 м;

для скорости 400 км/ч – 9400 м.

В табл. 4.4 приведены значения минимальных радиусов кривых в плане в зависимости от величины возвышения наружного рельса и для граничных значений скоростей движения поездов 350 км/ч и 400 км/ч без учета эксплуатационных требований.

141

Таблица 4.4 – Минимальные радиусы кривых в плане в зависимости от величины возвышения наружного рельса

В трудных условиях при применении безбалластного верхнего строения пути величина непогашенного ускорения может быть повышена до 0,65 м/с2. Окончательное решение по величинам непогашенного ускорения рекомендуется принимать на основе технико-экономического сравнения вариантов.

При выборе радиуса кривой с учетом эксплуатационных требований следует принимать с уменьшением величины возвышения на 10 мм. Например, при расчетной величине возвышения наружного рельса – 150 мм следует принимать значения радиуса кривой в плане как для возвышения наружного рельса 140 мм:

для скорости 350 км/ч – 7500 м;

для скорости 400 км/ч – 9900 м.

Максимальная величина радиуса кривых в плане ограничивается по условию возможности измерения стрел изгиба при текущем содержании пути и рекомендуется не более 35 000 м.

Округление расчетных значений радиуса кривых в плане – до 100 м в большую сторону. Кривые должны иметь постоянное значение радиуса на всем протяжении круговой кривой. Минимальная длина круговых кривых должна быть не менее 200 м при скорости 350 км/ч и 250 м – при скорости 400 км/ч. Длина прямых вставок между начальными точками переходных кривых должна быть не менее 400 м.

Минимальное возвышение наружного рельса в кривых определяется по формуле

где min – минимальное необходимое возвышение наружного рельса в кривых (мм);

max2 – максимальная установленная скорость движения (км/ч); R – радиус кривой в плане (м);

нп – принятый максимальный уровень непогашенного ускорения

(м/c2).

142

Максимальное значение возвышения при проектировании не должно превышать 140 мм. Максимальное допустимое возвышение наружного рельса в кривой в эксплуатации не должно превышать 150 мм.

Минимальные значения возвышения при нп = 0,4 м/c2 определяется по формуле:

12,52

min = − 65.

Скорость нарастания непогашенного ускорения принимается не более 0,4 м/ 2, крутизна отвода возвышения – не более 0,4 мм/м.

Длина отвода возвышения проверяется по скорости подъема колеса по отводу по следующей формуле:

max

3 = 3,6 ,

где 2 – необходимая длина отвода по скорости подъема колеса (м); h – возвышение наружного рельса (мм);

max – максимальная скорость движения (км/ч);

f – максимально допустимая скорость подъема колеса по отводу

(мм/с).

Нормальная скорость подъема колеса по отводу составляет 28 мм/с, максимальная – 45 мм/с.

Длина отвода кривизны определяется по формуле

где нп – расчетное непогашенное ускорение п кривой (м/с2);max – максимальная скорость движения (км/ч);

ψ – максимально допустимая скорость нарастания непогашенного ускорения.

При использовании на высокоскоростных магистралях подвижного состава с принудительным наклоном кузова величина возвышения наружного рельса уменьшается на 28 мм на каждый градус принудительного наклона кузова у поезда в соответствии с его конструкцией.

143

Раздел 5. СОЕДИНЕНИЯ И ПЕРЕСЕЧЕНИЯ РЕЛЬСОВЬІХ ПУТЕЙ

Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СОЕДИНЕНИЯХ

ИПЕРЕСЕЧЕНИЯХ ПУТЕЙ

1.1Классификация соединений и пересечений путей

Соединения и пересечения рельсовых путей – это специальные устройства верхнего строения пути, предназначенные для осуществления изменения направления перемещения по ним поезда или отдельных экипажей с одного рельсового пути на другие, а также для пересечения путей в одном уровне.

Все виды соединений и пересечений рельсовых путей классифицируются по признакам:

по количеству и расположению в плане соединяемых или пересекающихся путей;

по типам рельсов, из которых соединения путей изготовлены;

по углам отклонения путей (маркам);

по применяемой конструкции.

По первому признаку в зависимости от назначения и типа, пересечения или соединения представлены следующими видами: одиночные стре-

лочные переводы; двойные стрелочные переводы; глухие пересечения; перекрестные стрелочные переводы; съезды; стрелочные улицы и сплетения путей.

Основанием для стрелочных переводов служат переводные брусья, аналогичные деревянным, железобетонным или металлическим шпалам, отличающиеся от них по длине. На высокоскоростных линиях в качестве основания стрелочных переводов также применяются специальные железобетонные плиты или другие монолитные железобетонные конструкции.

Самое широкое распространение на железных дорогах мира получили одиночные стрелочные переводы.

Глава 2. СТРЕЛОЧНЫЕ ПЕРЕВОДЫ

2.1 Одиночные стрелочные переводы

Основным видом соединений и пересечений рельсовых путей является одиночный стрелочный перевод, который по своей геометрической форме в плане подразделяется на следующие виды (рис. 5.1):

1)обыкновенный стрелочный перевод (рис. 5.1, а), в котором от пря-

мого пути осуществляется ответвление вправо или влево под углом α;

2)симметричный (рис. 5.1, б), посредством которого прямой путь разветвляется на два – вправо и влево симметрично под углом α/2;

144

3)разносторонний несимметричный (рис. 5.1, в), в котором прямой путь разветвляется на два ответвления – вправо и влево несимметрично под углом ɤ и α= ɤ;

4)несимметричный односторонней кривизны (рис. 5.1, г), в котором оба направления пути – криволинейные и односторонние.

Рисунок 5.1 – Схема одиночных стрелочных переводов: а – обыкновенный; б – симметричный; в – разносторонний

несимметричный; г – несимметричный односторонней кривизны

Несимметричные и криволинейные переводы встречаются редко, их применяют в особо стесненных районах станций. Так как симметричные стрелочные переводы и, особенно, марки 1/6 отличаются своей длиной, то их применяют на сортировочных станциях в подгорочных парках.

На железных дорогах России и СНГ большинство (примерно 98 %) стрелочных переводов – обыкновенные одиночные стрелочные переводы.

По углам отклонения стрелочные переводы различают по марке крестовины. Маркой крестовины называется тангенс угла, образованного рабочими гранями сердечника крестовины. Марка крестовины и стрелочного перевода выражается дробно:

1/N,

где N – число марки.

tgα = 1/N.

Применение стрелочных переводов в зависимости от назначения путей, согласно Правилам технической эксплуатации (ПТЭ), должно быть следующих марок: на главных и приёмоотправочных пассажирских путях

– не круче 1/11, а перекрестные и одиночные, являющиеся продолжением перекрестных, – не круче 1/9. При движении пассажирских поездов только по прямому пути – не круче 1/9; на приёмоотправочных путях грузового движения не круче 1/9, а симметричные – не круче 1/6, на прочих путях – не круче 1/6.

145

Стрелочные переводы пологих марок 1/18 и 1/22 предназначены для укладки на участках, где требуется реализация высоких скоростей движения по боковому пути.

Одиночные обыкновенные стрелочные переводы являются основным видом в системе соединений и пересечении рельсовых путей.

Основными частями одиночного обыкновенного стрелочного перевода (рис. 5.2) являются:

1)стрелка с переводным механизмом;

2)крестовина с контррельсами (крестовинная часть);

3)соединительные пути;

4)переводные брусья или другое подрельсовое основание.

Рисунок 5.2 – Схема частей и элементов одиночного обыкновенного стрелочного перевода:

1 – переводной механизм; 2 – рамные рельсы; 3 – острие остряков;

4– остряки; 5 – корни остряков; 6 – усовики крестовины; 7 – сердечник крестовины с углом α; 8 – крестовина с контррельсами; 9 – рельсы;

10 – стрелочная тяга; С – математический центр крестовины; R – радиус переводной кривой

Центром (Ц) стрелочного перевода (рис. 5.3) называется точка пере-

сечения осей основного и ответвленного (бокового) путей.

Расстояния от центра стрелочного перевода до острия остряков (а0) и до математического острия крестовины (b0) определяют положение стрелочного перевода в пути (см. рис. 5.3). Они называются разбивочными размерами, или осевыми, и используются при расчете укладки стрелочного перевода в путь.

Теоретической длиной (Lт) одиночного обыкновенного стрелочного перевода называется расстояние, измеренное по направлению основного пути от острия остряка до математического центра острой крестовины.

Полной (практической) длиной (Lп) называется расстояние, измеряемое от переднего стыка рамных рельсов до конца крестовины. При этом

Lп = Lт + m1 + р.

146

Стрелки различают по разным конструкциям её частей и элементов, в том числе и по форме остряков в плане (рис. 5.4), направляющих колеса на боковой путь (прямолинейные остряки, криволинейные остряки секущего типа и криволинейные остряки касательного типа).

Остряк стрелки имеет две части – переднюю и заднюю. Передняя остроганная часть имеет острый конец и называется остриём остряка, а задняя часть с полным профилем рельса называется корнем остряка.

В стрелках с п р я м о л и н е й н ы м остряком угол β, образованный рабочими гранями остряка и рамного рельса, называется стрелочным углом.

Преимуществом таких стрелок является возможность применения обоих остряков как для левой, так и для правой стрелок. Главный недостаток – это худшие условия входа на боковой путь из-за сравнительно большого угла удара в остряк. Такие стрелочные переводы на магистральных железных дорогах не применяются.

Рисунок 5.4 – Схема различных видов остряков в плане:

а– прямолинейный; б – криволинейный касательного типа;

в– с притупленным острием; г – секущего типа;

д– с подстрожкой боковой грани; β – стрелочный угол

В стрелках с к р и в о л и н е й н ы м о с т р я к о м с е к у щ е г о т и п а остряк к рамному рельсу в плане примыкает под начальным углом βн, образующимся при теоретическом пересечении рабочей грани рамного рельса с рабочей гранью криволинейного остряка. Стрелочный угол β при этом образован рабочей гранью рамного рельса и касательной к рабочей грани остряка в его корне. В таких стрелочных переводах можно использовать более короткие остряки, что обеспечивает более плавный вход подвижного состава на боковое направление. На отечественных железных дорогах такие стрелки получили наибольшее распространение. Криволинейные остряки на этих стрелках, как и прямые (в прямом направлении), устанавливают на правых и левых стрелочных переводах разные.

148

В стрелках с к р и в о л и н е й н ы м и о с т р я к а м и к а с а т е л ь н о г о т и п а начальный угол βн теоретически может быть равным нулю. Стрелочный угол β образуется так же, как и в стрелках секущего типа, очертание остряка можно осуществить с переменным радиусом. Такие стрелки применяют в странах Западной Европы.

Рамные рельсы представляют собой целые рельсы стандартной или другой длины, отличаются от путевых рельсов наличием расположенных по нейтральной оси шейки отверстий, которые служат для прикрепления упорных болтов, крепления самого рамного рельса к башмакам, установки корневых болтов и деталей переводного механизма. Для укрытия острия остряка от ударов колес делается подстрожка боковой рабочей грани головки рамного рельса.

Остряки стрелок изготавливаются из рельсовой стали по специальному профилю с несимметричным поперечным сечением и высотой меньшей, чем у рамного рельса. Такой поперечный профиль остряка на большей части его длины, позволяет укладывать его без подстрожки подошвы рамного рельса. Для примыкания корня остряка к путевому рельсу в корневой части остряка делается выпрессовка.

Рисунок 5.5 – Поперечное сечение острякового рельса ОР65

Для обеспечения плавного накатывания колеса по поверхности в месте прилегания его к рамному рельсу делают подстрожку в горизонтальных и вертикальных плоскостях. Горизонтальную подстрожку ведут с наклоном 1/5, вертикальную выполняют с понижением относительно поверхности катания головки рамного рельса со следующими переходами в сечении остряка: 50 мм – 0 м; 20 мм – 2 мм; 5 мм – 15 мм; 0 мм – 25 мм.

149