2. Рельсовая колея в прямых и кривых участках пути

Рельсовой колеей называют расстояние между внутренними боковыми гранями головок рельсов, измеряемое на уровне 13 мм ниже поверхности катания. В нашей стране еще в начале строительства железных дорог нор­мальная ширина колеи была принята равной 5 футам (1524 мм). В боль­шинстве западноевропейских стран нормальная ширина колеи равна 1435 мм. В некоторых странах принята ширина колеи 1676, 1600, 1067 мм. Во многих странах есть узкоколейные дороги с шириной колеи 750, 600, 500 мм и др. Чтобы улучшить взаимодействие пути с подвижным составом, нормальная ширина колеи на дорогах СССР уменьшена с 1524 до 1520 мм. Это относится к прямым участкам и к кривым радиусом 350 м и более. В кривых меньших радиусов для облегчения вписывания подвижного состава ширину колеи увеличивают.

Так как обеспечить абсолютно точную ширину колеи при сборке рельсо-шпальной решетки и неизменяемость ее в эксплуатации невозможно, то ус­тановлены допуски в ее содержании +6 и —4 мм. Это значит, что при норме 1520 мм ширина колеи может колебаться в пределах от 1526 до 1516 мм. На участках, где установлены скорости движения 14 м/с (50 км/ч) и менее, допускаемые отклонения не должны превышать: уширение + 10 мм и суже­ние — 4 мм. На существующих линиях, впредь до перевода на колею 1520 мм, допускается сохранить ширину колеи на прямых участках и в кривых ради­усом 350 м и более— 1524 мм с допусками: уширение +6 мм и суже­ние — 4 мм.

Рельсовые нити на прямых участках пути располагают в одном уровне. Допуск в содержании пути по уровню ±4 мм; разрешается, если это целесо­образно, одну рельсовую нить на прямых участках содержать на 5 мм ниже другой и величину допуска отсчитывать от этого смещенного уровня. Наибо­лее неблагоприятны отступления в расположении рельсовых нитей по уров­ню — так называемые перекосы пути — последовательные отклонения уров­ня рельсовых нитей в разные стороны при расстоянии между точками наи­больших отклонений менее 25 м. При прохождении по ним одни колеса разгру­жаются, а другие перегружаются. При неблагоприятных условиях гребень разгруженного колеса может накатиться на рельс и колесная пара сойдет с рельсов. Поэтому перекосы пути должны быть своевременно устранены.

Наиболее благоприятно для взаимодействия подвижного состава и пути свободное вписывание в кривую жесткой базы локомотива или вагона (рис. 111), когда гребень одного колеса передней оси прижат к наружной

рельсовой нити, а гребень задней оси касается внутренней рельсовой нити; при этом задняя ось оказывается расположенной в направлении радиуса кривой. В этом случае жесткая база единицы подвижного состава устанавливается внутри колеи совершенно свободно. Самое неблаго­приятное вписывание — заклиненное (рис. 112), когда оба крайних колеса в жесткой базе прижаты гребнями к рельсу. Оно вызывает очень большое сопротивление движению поезда и небезопасное давление колес на рельсы. Вписывание, занимающее промежуточное положение между свободным и заклиненным, называют принудительным.

При прохождении поездов по кривым участкам путь испытывает значительные дополнительные воздействия от колес подвижного состава. Чтобы избежать резких ударов гребней колес о рельсы при входе поезда в кривые, значительных перегрузок наружных рельсовых нитей из-за появления центробежных сил, облегчить вписывание подвижного состава в кривые и прохождение по ним: увеличивают ширину колеи; предотвращают искажения проектной кривизны пути; наружные рельсовые нити распола­гают выше внутренних; в местах сопряжений прямых участков пути с кривыми устраивают переходные кривые; уменьшают расстояния между шпалами; смазывают боковые поверхности соприкосновения гребней колес с рельсами.

Большое значение для взаимодействия подвижного состава и пути в кривых имеет размер жесткой базы локомотивов и вагонов. На дорогах СССР находятся в обращении в основном тележечные локомотивы (электровозы и тепловозы) и грузовые и пассажирские вагоны с жесткой базой от 1,8 м у четырехосного полувагона до 4,4 м у электровоза. У короткобазного подвижного состава значительно лучше условия прохож­дения по кривым, и это позволило унифицировать ширину колеи на прямых и кривых участках (радиусом 350 м и более). Только на относительно небольшом протяжении путей в горных районах, на подъездных, соедини­тельных, внутризаводских и станционных путях, где радиусы кривых остались менее 350 м, производится уширение колеи. Ширина колеи на кривых радиусом от 349 до 300 м принята равной 1530 мм, а в кривых радиусом менее 300 м — 1535 мм. Допуски те же, что и для прямых участков, однако ширина колеи более 1546 мм ни в каких случаях не допускается, так как такое ее увеличение опасно для движения. На существующих линиях впредь до перевода на колею 1520 мм допускается ширина колеи в кривых радиусом 299 мм и менее — 1540 мм.

В кривых участках пути на подвижной состав действует центробежная сила, направленная от центра кривой. Чтобы нейтрализовать это воздейст­вие, на кривых радиусом 4000 м и менее наружную рельсовую нить приподнимают так, чтобы центростремительная сила уравновешивала бы центробежную. Очевидно, чем выше скорости движения поездов и меньше радиусы кривых, тем большие центробежные силы развиваются при движе­нии по кривым и, следовательно, тем больше необходимо приподнимать наружные рельсы. Величину возвышения наружной нити над внутренней на кривых участках пути устанавливает начальник дороги. Как правило, она не должна превышать 150 мм. При высокоскоростном движении пас-

сажирских поездов МПС может разрешить возвышение и более 150 мм. Допуски для содержания рельсовых нитей по уровню в кривых те же, что и для прямых участков — ±4 мм.

Большое значение для плавности движения поездов, особенно при высоких скоростях, имеет правильное содержание пути в плане. Всякие извилины на прямых участках и искажения проектной кривизны пути вызывают значительные дополнительные инерционные воздействия подвиж­ного состава на путь. Чтобы избежать этого, нужно регулярно проверять состояние пути и своевременно исправлять обнаруженные неисправности. Направление пути на прямых участках проверяют специальным оптическим прибором. В кривых участках, обычно проверяя правильность положения пути в плане, измеряют стрелы изгиба рельсовой нити f1, f2,f3,fn при стягивающей хорде длиной 20 м (рис. 113). Стрелы эти всегда проверяют на одной и той же рельсовой нити, называемой рихтовочной. На прямых участках — это нить, которую содержат на 4 мм ниже, или правая по счету километров, если обе рельсовые нити содержат в одном уровне. В кривых участках пути рихтовочной всегда служит наружная рельсовая нить. На ней масляной краской через каждые 10 м наносят деления для измерения стрел изгиба по всей длине круговой и переходных кривых. Вторую рельсовую нить устанавливают на требуемое расстояние от рихтовочной по шаблону.

Для измерения стрел изгиба используют тонкую стальную проволоку или капроновый шнур, которые натягивают и закрепляют двумя струбцина­ми на рабочей боковой грани головки рельсов на расстоянии 20 м друг от друга на 12—13 мм ниже поверхности катания. Стрелу изгиба замеряют в середине хорды линейкой с миллиметровыми делениями. Последовательно измерив стрелы изгиба для всех делений кривой, строят график (рис. 114), выявляют неисправные места и рассчитывают необходимые сдвижки пути для приведения положения кривой в плане к проектному.