Глава IV

ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ

1. Назначение и составные элементы

Верхняя, периодически заменяемая часть пути называется его верхним строением. Предназначено оно для направления движения подвижного состава, восприятия нагрузки от колес движущихся поездов и передачи ее нижнему строению пути (земляному полотну и искусственным сооружениям). Верхнее строение пути (рис. 87) представляет собой комплексную конструкцию, элементы которой в зависимости от функций и необходимой несущей способности выполнены из разнородных материалов. К этим элементам относятся:

• стальные высокопрочные рельсы 2 и стрелочные переводы, непосред­ственно воспринимающие нагрузку от колес подвижного состава и определяющие траекторию его движения;

• деревянные или железобетонные поперечины — шпалы 3, а на мостах и стрелочных переводах — мостовые и переводные брусья, удерживающие рельсовые нити на определенном расстоянии друг от друга и передающие давление на ниже расположенную часть верхнего строения. Рельсы, соеди­ненные со шпалами, образуют рельсо-шпальную (путевую) решетку,

• металлические рельсовые скрепления 4, соединяющие рельсы друг с другом и прикрепляющие их к шпалам или брусьям;

• балластный слой 5 из щебня, отходов асбестового производства, гравия или крупно- и среднезернистого песка. Под балластным слоем из щебня расположена песчаная подушка 1.

Верхнее строение пути должно обладать:

• достаточно высокими для заданных условий эксплуатации прочностью и надежностью, гарантирующими бесперебойность и безопасность движения поездов;

• возможно большей неизменяемостью во времени своих форм и взаимного расположения элементов;

• возможно более продолжительными сроками службы всех элементов и минимальной потребностью в ремонтах и затратах труда на содержание их в исправности, а кроме того, допускать массовое изготовление всех эле­ментов и применение для сборки, замены и ремонта высокопроизводительных средств механизации.

Верхнее строение пути работает в сложных условиях. Его элементы подвергаются износу, усталостным разрушениям, коррозии, гниению, остаточным изменениям формы и взаимного расположения. Колеса подвижного состава передают на рельсы очень большие вертикальное давление и горизонталь­ные боковые усилия, особенно в кривых участках пути. При движении и, осо­бенно, торможении поездов горизонтальные усилия стремятся сдвинуть рельсошпальную решетку в продольном направлении; продольные силы возни­кают и при колебаниях температуры. От работы одного элемента зависит работа других и верхнего строения пути в целом. Если, например, у балласт­ного слоя недостаточна несущая способность, то неизбежны постоянные расстройства верхнего строения пути, перенапряжения в рельсах, шпалах и скреплениях, их поломки. Те же последствия влечет за собой недостаточная прочность рельсов, шпал, скреплений, неудачная конструкция стрелочных переводов и др.

На железных дорогах СССР непрерывно увеличиваются скорости движе­ния и масса поездов, а следовательно, растут и силы, воздействующие на путь. Поэтому верхнее строение пути должно иметь достаточный запас проч­ности и эксплуатационной стойкости. Для различных условий эксплуатации установлены дифференцированные, технически и экономически обоснованные типы верхнего строения пути с различными размерными и качественными параметрами. Все элементы верхнего строения стандартизированы, государ­ственные стандарты определяют их конструкцию, размеры и технические требования на изготовление и приемку. С ростом осевых нагрузок,

Рис. 87. Элементы верхне­го строения пути

увеличением интенсивности и скоростей движения поездов совершенствуется и верх­нее строение пути (укладываются термически упрочненные рельсы тяжелых типов, сварные рельсовые плети и железобетонные шпалы, асбестовый и ще­беночный балласт).