Устройство железнодорожного полотна

Железнодорожный путь состоит из:

· Нижнее строение:

ü железнодорожное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки)

ü искусственные сооружения (железнодорожные мосты, тоннели, трубы и т.д.).

· верхнее строение:

ü балластные слои,

ü шпалы мостовые

ü переводные брусья,

ü рельсы и т.д.

Железнодорожное полотно - комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод. Непосредственно на поверхность земли путь не укладывают из-за наличия неровностей.

Железнодорожное полотно должно быть:

· прочным,

· устойчивым

· долговечным,

· требующим минимальных расходов на его устройство, содержание и ремонт

· обеспечивающим возможность механизации работ.

Выполнение указанных требований достигается правильным выбором грунтов для насыпей и их тщательным уплотнением, приданием земляному полотну очертаний, способствующих надежному отводу воды, укреплением откосов насыпей и выемок.

Поперечный профиль железнодорожного полотна – это разрез, перпендикулярный продольной оси пути. В зависимости от формы поперечного профиля земляное полотно может представлять собой:

· насыпь,

· выемку,

· полунасыпь,

· полувыемку

· полунасыпь-полувыемку.

Различают типовые и индивидуально поперечные профили железнодорожного полотна. Типовые профили, в свою очередь подразделяют на нормальные и специальные. Нормальные профили применяют при сооружении железнодорожного полотна на надежном основании из обычных грунтов.
Специальные профили используют в специфических условиях: при наличии вечной мерзлоты, подвижных песков, лесов, болот и т.д.
Индивидуальные профили создают в сложных топографических, гидрологических, геологических и климатических условиях и при высоте откосов более 12 м, обосновывая все размеры конкретными расчетами.

Стандарт длины рельса железнодорожных путей в России составляет 12,5 или 25 метров, однако, все более распространенным становиться использование безстыковых путей. Безстыковые пути -это сварные плети из рельсов, которые образуют длину до 800 метров. Без таких путей невозможно наладить скоростное движение. Ширина колеи также является стандартом и составляет в России с 1970 года 1520 мм (кроме о. Сахалин), в странах Европы (кроме Испании и Португалии) – 1435 мм.

 

Виды верхнего строения пути

Верхнее строение железнодорожного пути состоит из следующих элементов:

· рельсы со скреплениями и противоугонами,

· балластный слой,

· стрелочные переводы

· глухие пересечения

· шпалы

· переводные брусья

При капитальном ремонте пути верхнее строение главных путей в зависимости от интенсивности и условий движения поездов на участке должно быть приведено к определенному типу:

· особо тяжелый
Особо тяжелый тип применяется при грузонапряженности свыше 50 млн. т×км брутто/км в год.

· тяжелый
Тяжелый тип применяется при грузонапряженности от 25 до 50 млн. т×км брутто/км в год, а также на участках с движением пассажирских поездов со скоростью 140 км/ч и более и на участках с особой интенсивностью движения пассажирских и пригородных поездов (100 поездов в сутки на один путь и более).

· нормальный
Нормальный тип применяется при грузонапряженности до 25 млн. т×км брутто/км в год.

 

По верхнему строению указанных типов допускается обращение локомотивов с нагрузкой на ось до 27 тс и вагонов до 25 тс. Условия обращения подвижного состава по разным типам верхнего строения устанавливаются Министерством путей сообщения.

При выполнении капитального ремонта пути с укладкой железобетонных и деревянных шпал со скреплениями раздельного типа в установленных МПС климатических зонах должна производиться укладка бесстыкового пути.

 

Устройство верхнего строения пути

Верхнее строение пути служит для:

· направления движения подвижного состава,

· восприятия силовых воздействий от колес подвижного состава

· передачи их на нижнее строение.

Верхнее строение пути (рис.) представляет собой комплексную конструкцию, включающую в себя:

· балластный слой,

· шпалы,

· рельсы,

· рельсовые скрепления,

· противоугоны,

· стрелочные переводы,

· глухие пересечения,

· мостовые

· переводные брусья.

Рельсошпальная решетка – это соединение рельсов и шпал.

При укладке рельсошпальной решетки на балласт, шпалы заглубляются в балластный слой, который укладывается на основную площадку земляного полотна. Толщина балластного слоя и расстояние между шпалами должны быть такими, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки.

Верхнее строение пути, подверженное воздействию неблагоприятных факторов (проходящих поездов, атмосферных осадков, колебаниям температуры и т. д.) должно быть устойчивым, прочным, долговечным и экономичным.

Рис. 4.1. Элементы верхнего строения пути: 1 – рельс; 2 – шпала; 3 – промежуточное рельсовое скрепление; 4 – песчаная подушка; 5 – щебеночный балласт; 6 – земляное полотно

 

Виды балластной призмы

Балластный слой для железнодорожного пути устраивается из сыпучих и хорошо проводящих воду материалов. Он должен обеспечивать устойчивость пути и обладать упругими свойствами. В качестве балласта применяется щебень, асбест, гравий, песок.

При особо тяжелом типе верхнего строения пути для устройства балластного слоя применяется щебень на подушке из песка, а также асбест.

При тяжелом типе верхнего строения применяется щебень и асбест на подушке из песка.

При нормальном типе верхнего строения пути может применяться любой вид балластного материала.

Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для особо тяжелого типа верхнего строения пути на однопутных участках:

а, б - соответственно в прямых и кривых на деревянных шпалах; в, г - то же на железобетонных шпалах; h - возвышение наружного рельса; 1 - щебень; 2 - песок

 

 

 

 

Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для тяжелого типа верхнего строения пути на однопутных участках:

а, б - соответственно в прямых и кривых на деревянных шпалах; в, г - то же на железобетонных шпалах; h -возвышение наружного рельса; 1 - щебень; 2 - песок