Земляне полотно, верхня будова колії

ТА ШТУЧНІ СПОРУДИ

 

3.8 Ширина земляного полотна зверху на прямих ділянках колії має відповідати верхній будові колії. На існуючих лініях до їх реконструкції допускається ширина земляного полотна не менша: на одноколійних – 5,5 м, двоколійних – 9,6 м, а в скельових та дренуючих грунтах не менша: на одноколійних – 5,0 м, двоколійних – 9,1 м. Мінімальна ширина узбіччя земляного полотна зверху має бути 0,4 м з кожного боку колії.

На кривих ділянках радіусом меншим 2000 м земляне полотно розширюється за встановленими нормами.

Для залізничних колій, що будуються, та других колій ширина земляного полотна зверху має відповідати вимогам Державних будівельних норм і правил України.

Брівка земляного полотна у місцях розливу води має бути не менш ніж на 0,5 м вище максимальної висоти накочування хвилі при сильних вітрах.

 

Споруди з ґрунтів, що споруджуються при будівництві залізниці, називаються земляним полотном. Земляне полотно повинно мати таку форму та розміри, які можуть надійно витримувати навантаження від рухомого складу, що проходить, а також забезпечувати довговічність при впливі атмосферних явищ. Земляне полотно утворює нижню будову колії. Поперечним профілем земляного полотна називається поперечний розріз його вертикальною площиною, перпендикулярною осі земляного полотна. Поперечний профіль визначає ширину земляного полотна зверху, крутість укосів та інші основні його елементи, розташування водовідвідних пристроїв тощо.

Якщо при улаштуванні земляного полотна ґрунт зрізано, утворюється виїмка (рис. 3.6), якщо насипано, то насип (рис. 3.7).

Верхня частина земляного полотна, на яку укладається верхня будова колії (шпали, рейки, баласт), називається основною площадкою.

Обрис основної площадки земляного полотна повинен виключати застій на ній води та забезпечувати можливість укладання верхньої будови колії без пошкоджень земляного полотна.

Площа ґрунту, на яку обпирається насип, утворює її основу. Лінія, що сполучає основну площадку з укосом, називається брівкою, а сполучення укосу з основою – підошвою укосу.

На одноколійних лініях основна площадка має форму трапеції, де середній елемент шириною 2,3 м піднято над рівнем бровки земляного полотна на 0,15 м. На двоколійних лініях основна площадка має форму трикутника, вершина якого на 0,2 м вище рівня брівок, частини основної площадки, які не закриті верхньою будовою колії, називаються обочинами.

Висотою насипу вважається відстань від рівня брівок до її основи, а глибиною виїмки відстань від рівня бровок основної площадки до точки перетину осі земляного полотна з лінією, що з’єднує бровки укосів виїмки. Горизонтальна проекція лінії укосу називається його закладанням, а відношення висоти укосу до закладання – крутістю укосу. Звичайно крутість укосу приймають 1:1; 1:1,5; 1:1,75, а у деяких випадках 1:2.

Рис. 3.6 Типовий нормальний поперечний профіль виїмки

 

Рис. 3.7 Типовий нормальний поперечний профіль насипу

 

При проходженні залізничної лінії по косогорах у поперечному розтині може утворився напівнасип (рис. 3.8), напіввиїмка (рис. 3.9) або напівнасип-напіввиїмка (рис. 3.10). Місця, де ґрунт при спорудженні земляного полотна не зрізався і не досипався, крім планування (вирівнювання), називаються нульовими місцями.

Рис. 3.8 Напівнасип: Рис. 3.9 Напіввиїмка:

1 – основна площадка 1 – основна площадка

2 - уступи

Рис. 3.10 Напівнасип-напіввиїмка:

1 – основна площадка; 2 – уступи; 3 – вісь колії

 

Уздовж насипу, для осушення її основи на болотистих місцях та в рівнинній місцевості, будуються поздовжні водовідвідні канави з обох боків полотна, а на косогірних ділянках тільки з верхньої сторони.

Якщо насип споруджувався з місцевого ґрунту, узятого біля насипу, то для відведення води від полотна використовуються утворені при цьому сплановані заглибини, що називаються резервами.

Вийнятий при спорудженні виїмки ґрунт, що не використовується для спорудження насипу, укладається за укосом виїмки в правильні призми, що називаються кавальєрами.

У виїмках з кожного боку основної площадки земляного полотна споруджуються поздовжні канави для відведення води, що називаються кюветами. Крім того, для перехвату та відведення поверхневих вод, що притікають до виїмки, на верховій стороні вздовж укосу виїмки за кавальєрами споруджуються нагірні канави.

На смузі між кавальєрами та брівкою укосу виїмки відсипається банкет з уклоном в бік від укосу для відведення води у забанкетну канаву, що розташована вздовж лінії.

При будівництві залізниць застосовуються нормальні типові поперечні профілі земляного полотна та спеціальні. За нормальними поперечними профілями будується земляне полотно із ґрунтів задовільної якості, що найчастіше зустрічаються, перевірені багаторічним досвідом і не вимагають спеціальних розрахунків.

Ширина земляного полотна зверху на прямих дільницях одноколійних ліній повинна бути не менша 5,5 м, двоколійних 9,6 м, а у скельних та дренувальних ґрунтах не менше на одноколійних лініях – 5,0 м та двоколійних – 9,1 м.

На дорогах, які будуються, ширина основної площадки на прямих дільницях приймається для двоколійних ліній І категорії при всіх ґрунтах, крім скельних, щебеневих, крупно - та середньозернистих піщаних, - 11,1 м, а при скельних, щебеневих та піщаних – 10,1 м. На одноколійних лініях відповідно – 7,0 м та 6,0 м.

На кривих ділянках колії земляне полотно розширюється з зовнішнього боку кривої на 0,1 – 0,5 м у залежності від величини радіуса і категорії лінії.

На двоколійних дільницях основна площадка земляного полотна у межах кривих, крім того, розширюється ще й у зв’язку зі збільшенням міжколійя.

Перехід від збільшеної ширини основної площадки до нормальної робиться поступово.

На станціях, де крім головних розташовуються й інші станційні колії, основну площадку земляного полотна споруджують значно ширше у залежності від колійного розвитку станції, умов роботи на ній, необхідності установки в міжколійях різних пристроїв (стовпів зв’язку, опор контактної мережі, стрілочних постів тощо). Поверхні земляного полотна на станціях надають односторонній або двосторонній ухил, що забезпечує стікання води (рис. 3.11).

При спорудженні насипів вище 12 м та виїмок глибше 12 м земляне полотно будується за спеціальними поперечними профілями. За такими поперечними профілями будуються також і насипи висотою менше 12 м, якщо вони розташовані на крутих нестійких косогорах і на основах із слабких ґрунтів та на болотах, а також насипів, що споруджуються відсипкою ґрунту у воду, що підтоплюються або схильні до розмиву; що споруджуються за допомогою гідромеханізації, а також у всіх випадках, коли земляне полотно споруджується у несприятливих інженерно-геологічних умовах.

 

Рис. 3.11 Поперечні профілі земляного полотна на станційних

площадках:

а – двосхилий; б – пилоподібний; 1 – оглядовий колодязь; 2 – основа труби – утрамбований щебінь шаром 0,20 м; 3 – поперечний колектор

Поперечні профілі для таких місць установлюються в кожному окремому випадку на основі інженерно-геологічних обстежень.

За виїмками передбачено спорудження кюветів, нагірних та інших канав, таким чином земляному полотну надається форма, що забезпечує безперешкодне стікання води з нього до водовідводів.

Однак у багатьох випадках для забезпечення стійкості земляного полотна доводиться вживати додаткових заходів щодо регулювання поверхневого стоку, зниження та перехвату ґрунтових та поверхневих вод, укріплення земляного полотна від розмивів.

Роботи із регулювання стоку поверхневих вод полягають в основному у плануванні поверхні, що виключає можливість застою води, та у будові мережі водозбірних та водовідвідних канав.

Розташування канав визначається за планом на карті місцевості у горизонталях та за додатковими зйомками.

Поздовжній уклон канав відповідає крутості схилів місцевості та може бути у межах 2 – 8 %о, а при укріпленні дна та укосів канав проти розмивів уклон роблять від 10 до 15 %о. Розміри канав встановлюються гідравлічним розрахунком з тим, щоб вони пропускали максимальну розрахункову витрату води. При крутому падінні місцевості канаву улаштовують дільницями з пологими ухилами, що виключають розмивання укосів та дна, а на стику цих дільниць будують спеціальні споруди: перепади, водобійні колодязі або швидкотоки.

Грантові води дуже впливають на стійкість земляного полотна, так як ґрунт у вологому стані має менший опір зсуву, ніж у сухому, і несуча здатність його зменшується. Для зниження рівня ґрунтових вод, а також для повного перехвату та відведення їх від земляного полотна застосовують різні пристрої: дренажі горизонтальні, вертикальні, комбіновані – відкритого типу, до яких належать канави та лотки, і закритого типу, до яких належать дренажі траншейного типу та штольні.

Найбільше поширені на залізничному транспорті горизонтальні дренажі, з яких простішим видом є дренажна канава. До інших простих дренажних пристроїв належать лотки залізобетонні, бетонні, кам’яні і, як виняток, у лісних районах – дерев’яні.

Із закритих дренажів найбільше розповсюдження одержали підкюветні дренажі (рис. 3.12), значення яких полягає у зниженні рівня ґрунтових вод під основною площадкою земляного полотна.

 

Рис. 3.12 Підкюветні дренажі

При глибині залягання ґрунтових вод 6 м і більше дренажі будують у вигляді галерей (рис. 3.13). Якщо дно траншеї необхідно опустити до глибини більше 10 м, то будують дренажну штольню, що закладається тунельним способом. Поверхні укосів земляного полотна укріплюють посівом трав, одернуванням, мощенням камінням (рис. 3.14), покриттям фашинами (рис. 3.15) то-.

що. У кожному окремому випадку застосовуються найбільш ефективні і у той же час економічні засоби укріплення. Для запобігання руйнування укосів хвилями, крижинами, а також видування грунтів вітром у степових та пустельних місцях укоси укріплюють насадженням кущів з потужною кореневою системою, що здатна утворювати густі зарості. Краще за все для цього підходять вербові породи. У місцях, що зазнають сильних ударів льоду, застосовуються габіони, що являють собою дротяні ящики, завантажені

камінням. Їх установлюють щільно один до одного та зв’язують між собою дротом.

Для закріплення частини укосу, що підмивається, інколи застосовують кам’яне накидання. Добре уберігають земляне полотно від розмивання залізобетонні плити.

Рис. 3.14 Укріплення укосу Рис. 3.15 Суцільне одернування

насипу накиданням каміння:

1 – горизонт високих вод; 2 – горизонт

меженних вод; 3 - насип

 

3.9 Ширина колії на дерев’яних шпалах між внутрішніми гранями головок рейок на прямих ділянках колії і на кривих радіусом 650 м і більше - 1520 мм. Ширина колії на дерев’яних шпалах на більш крутих кривих повинна бути:

 

- при радіусі від 649 м до 450 м – 1530 мм,

- при радіусі від 449 м і менше – 1535 мм.

 

Для колії на залізобетонних шпалах ширина колії на прямих і кривих при радіусі 300 м і більше – 1520 мм.

На існуючих лініях з раніше укладеною колією допускається на прямих і кривих ділянках колії радіусом більше 650 м, розмір ширини колії – 1524 мм. При цьому на більш крутих кривих ширина приймається:

 

- при радіусі від 650 м до 450 м – 1530 мм,

- при радіусі від 449 м до 350 – 1535 мм,

- при радіусі від 349 м і менше – 1540 мм.

 

Відхилення від встановлених розмірів ширини колії, які не потребують усунення на прямих і кривих ділянках колії, не повинні перевищувати по розширенню + 8 мм і по звуженню – 4 мм. На ділянках, де встановлені швидкості руху 50 км/год і менше, – по розширенню + 10 мм, а по звуженню – 4 мм.

Ширина колії більше 1548 мм і менше 1510 мм не допускається.

Порядок укладання і експлуатації безстикової колії на залізобетонних шпалах встановлюється інструкцією Державної адміністрації залізничного транспорту України.

Рейкова колія характеризується шириною, взаємним розташуванням рейкових ниток за рівнем, нахилом рейок. Відстань між внутрішніми гранями головок рейок називається шириною рейкової колії. Ця відстань вимірюється нормально до поздовжньої осі колії на рівні перетину верхнього бокового закруглення головок рейок з боковою гранню головки рейки.

Перед будівництвом Петербургсько-Московської залізниці у 1843 році для цієї залізниці була затверджена ширина рейкової колії 5 футів (1524 мм). Ця ширина колії була пізніше прийнята як нормальна для російських залізниць.

У цей час Правилами технічної експлуатації залізниць України ширина колії між внутрішніми гранями головок рейок на прямих дільницях колії встановлена 1520 мм.

Відповідно до "Інструкції по устрою та утриманню колії залізниць України", яку затверджено наказом Державної адміністрації від 06.04.1998 року № 82-Ц, на кривих ширина колії на дерев’яних шпалах повинна бути:

- при радіусі більше 650 м – 1520 мм;

- при радіусі від 650 м до 450 м – 1530 мм;

- при радіусі 449 м і менше – 1535 мм.

На існуючих лініях з раніше укладеною колією допускається норма ширини колії 1520 мм в кривих дільницях радіусом від 349 м до 650 м до виконання наступної модернізації колії.

Відхилення від встановлених розмірів ширини колії на прямих та кривих дільницях колії на дерев’яних шпалах не повинні перевищувати по розширенню +8 мм і по звуженню – 4 мм. На дільницях, де встановлені швидкості руху поїздів 50 км/год. і менше, відхилення не повинні перевищувати по розширенню +10 мм та по звуженню – 4 мм.

Для колії на залізобетонних шпалах ширина колії на прямих та кривих дільницях при радіусі 300 м і більше встановлена однаковою – 1520 мм. Відхилення від встановлених розмірів ширини колії на залізобетонних шпалах не повинні перевищувати: по розширенню +8 мм і по звуженню – 4 мм.

На існуючих лініях з раніше укладеною колією, де допускається норма ширини колії на прямих дільницях 1524 мм, криві дозволяється утримувати із наступними нормами ширини колії:

- при радіусі більше 650 м – 1524 мм;

- при радіусі від 650 м до 450 м – 1530 мм;

- при радіусі від 499 м до 350 м – 1535 мм;

- при радіусі від 349 м і менше – 1540 мм.

Допуски по ширині колії на таких дільницях не повинні перевищувати по розширенню +8 мм і по звуженню – 4 мм.

При наявності на кривих бокового зносу головки рейок величина відхилення по розширенню, котра не потребує усунення, може бути збільшена на величину фактичного зносу внутрішньої грані зовнішньої нитки.

Ширина колії більше 1548 мм і менше 1510 мм в жодному разі не допускається.

Розширення колії при переході з прямої у криву дільницю колії проводиться з влаштуванням плавного відводу, як правило, в межах перехідної кривої, а за відсутністю перехідної кривої – в межах прямої також з плавним відводом не більше 1 мм на 1 м колії. При цьому розширення на початку кривої має бути повним.

Розширення досягають зміщенням внутрішньої нитки в межах перехідної кривої. Перехід від нормальної ширини до збільшеної залежить від радіуса кругової кривої і довжини перехідної кривої.

На прямих дільницях колія за напрямком повинна бути якомога ближче до прямої, а так як ширина колії коливається у межах допусків, то за напрямком вирівнюють одну з рейкових ниток – рихтувальну, а іншу нитку установлюють по шаблону у межах допусків. На кривих дільницях колії вирівнюють за напрямком зовнішню нитку (упорну), внутрішню установлюють по шаблону.

 

3.10 Верх головок рейок обох ниток колії на прямих ділянках має бути на одному рівні. Дозволяється на прямих ділянках колії утримувати одну рейкову нитку на 6 мм вище другої згідно з нормами, встановленими відповідною інструкцією Державної адміністрації залізничного транспорту України.

Підвищення зовнішньої рейкової нитки на кривих ділянках колії в залежності від радіусу кривої та швидкостей руху по ній встановлюється наказом начальника залізниці у відповідності з інструкцією Державної адміністрації залізничного транспорту України.

Підвищення зовнішньої рейкової нитки не має перевищувати 150 мм. У необхідних випадках на кривих ділянках головної колії максимальне підвищення зовнішньої рейкової нитки може допускатися з дозволу Державної адміністрації залізничного транспорту України й більше 150 мм.

Величини допустимих відхилень у рівні розміщення рейкових ниток від встановлених норм на прямих та кривих ділянках колії встановлюються Державною адміністрацією залізничного транспорту України.

 

На кривих ділянках колії при радіусах 4000 м і менше зовнішня рейкова нитка повинна утримуватися вище внутрішньої. Величина підвищення встановлюється наказом начальника залізниці з подання начальника служби колії залежно від радіуса кривої і швидкостей руху поїздів по ній та періодично контролюється, коли настане необхідність у заміні.

Підвищення зовнішньої рейки у кривих визначається в першу чергу за умови рівномірності зносу обох рейкових ниток, при цьому визначається середньозважена швидкість руху поїздів за фактичною швидкістю всіх пасажирських і вантажних поїздів різної ваги, яку розвивають протягом року поїзди на даній кривій.

Розрахункова величина підвищення повинна бути перевірена за умовами комфортабельності їзди пасажирів та недопущення перевантаження внутрішньоїрейки вантажними поїздами.

 

3.11 Перелік особливо великих і важливих штучних споруд та порядок нагляду за ними, а також порядок нагляду за деформованими або тими, що знаходяться у складних інженерно-геологічних умовах, ділянками земляного полотна встановлюється Державною адміністрацією залізничного транспорту України.

Мости й тунелі за переліком, затвердженим начальником залізниці, огороджуються контрольно-габаритними пристроями, обладнуються оповісноюсигналізацією й загороджувальними світлофорами.

Штучні споруди мають бути оснащені протипожежними засобами, виходячи із встановлених Державною адміністрацією залізничного транспорту України норм, і в необхідних випадках мати пристосування для огляду.

Усі мости класифікуються за вантажопідйомністю на основі діючих розрахункових норм та відповідних інструкцій Державної адміністрації залізничного транспорту України.

 

Штучні споруди будують при пересіченні залізниці з водотоками (річки, струмки), з різкими змінами рельєфу місцевості (гірські хребти, глибокі ущелини), з дорогами для інших видів транспорту у різних рівнях (автомобільні дороги, трамвайні колії, пішохідні дороги), а також при пересіченні залізничних ліній у різних рівнях.

Найбільш поширені штучні споруди – труби. Їх споруджують на пересіченні залізниці з усіма пониженими місцями рельєфу місцевості, де може протікати вода (рис.

16 та рис. 3.17)

 

Мости бувають дерев’яні, з каменю, залізобетонні та металеві. Металеві мости розділяють на малі, середні та великі. У залежності від того, де розташована проїзна частина, розрізняють мости з їздою поверху (рис. 3.18) та мости з їздою понизу (рис. 3.19).

 

Рис. 3.18 Залізничний металевий міст з їздою поверху

 

 

Рис. 3.19 Залізничний металевий міст з їздою понизу

Тунелі споруджують тоді, коли у гірській місцевості або кар’єрах виїмки за технічними та економічними міркуваннями виконати неможливо. Тунелі можуть бути одноколійними та двоколійними (рис. 3.20).

Віадуки (рис. 3.21) – це мостові споруди, які будують через глибокі ущелини.

 

Рис. 3.20 Тунель Рис. 3.21 Віадук

 

 

Рис. 3.22 Естакада

 

Шляхопроводи (рис. 3.23) - мости, що споруджуються на пересіченні двох або більше транспортних магістралей (шляхів) для забезпечення безперебійного руху у різних рівнях.

 

Рис. 3.23 Шляхопровід

 

Підпірні стінки (рис. 3.24) влаштовують при небезпеці завалів, у складних умовах, коли неможливе влаштування земляного полотна з нормальними укосами. Наприклад, між двома паралельними коліями, що знаходяться у різних рівнях, внаслідок недостатньої міжолійної відстані неможна влаштувати нормальний укіс.

 

Рис. 3.24 Підпірна стінка

Регуляційні споруди влаштовують поблизу штучних споруд, великих мостів на пересіченні з водостоками для регулювання потоків води, що надходить до штучної споруди (рис. 3.25).

 

Рис. 3.25 Регуляційні споруди:

1 – грушоподібна дамба; 2 – траверси; 3 – шпороподібна дамба; 4 – голова дамби

Для огляду та ремонту частин штучних споруд улаштовуються сходи з насипів у вигляді драбин, а для огляду прогонових споруд – підвісні люльки, пересувні візки тощо. Металеві частини прогонових споруд для уникнення корозії періодично фарбують та очищують від пилу, бруду та баласту, а також уберігають від накопичення води у поясах ферм, опорних частинах моста улаштуванням стоків води.

Протипожежні засоби на мостах – це бочки з водою, ящики з піском, швабри, відра, сокири, багри, а також вогнегасники та гідропульти.

Для недопущення пошкодження конструкцій штучних споруд елементами вантажу, що вийшли за межі габариту рухомого складу, перед великими мостами та тунелями (за переліком, затвердженим начальником залізниці), влаштовуються контрольно-габаритні пристрої, які обладнуються сповіщувальною сигналізацією та загороджувальними світлофорами.

Для контролю за станом штучних споруд ведуться спеціальні книги, у які записуються результати оглядів, спостережень та ремонтів. Усі штучні споруди знаходяться під наглядом начальників дистанцій колії, мостових, тунельних та шляхових майстрів, бригадирів колії.

 

3.12 Контроль за станом колії та споруд на залізницях мають здійснювати лабораторії дефектоскопії, мостовипробні, тунелеобстежувальні, колієобстежувальні, габаритообстежувальні, обстежувальні водолазні станції, для чого мають застосовуватися колієвимірювальні вагони й візки, вагони - дефектоскопи, дефектоскопні візки. Періодичність перевірки головних колій колієвимірювальними вагонами встановлюється окремою інструкцією Державної адміністрації залізничного транспорту України.

Періодичність перевірки головних колій колієвимірювальними вагонами встановлюється начальником залізниці, але не менш ніж два рази на місяць по маршруту прямування пасажирських поїздів зі швидкістю більше 60 км/год.

Норми утримання колії шириною 1435 мм, експлуатація суміщеної колії із шириною колії 1520 мм та 1435 мм установлюються за чинними в Україні нормами.

Стан колії та стрілочних переводів систематично перевіряють колійними шаблонами (рис. 3.26). При перешивці колії використовують робочі шаблони.

 

Рис. 3.26 Колійний шаблон:

1 – нерухомий упор; 2 – корпус шаблону; 3 – ручка; 4 – гвинт рівня; 5 – рівень; 6 – механізм вимірювання ширини міжколійя; 7 – рухомий упор

 

 

l-корпус; 2-ручка; 3-упор нерухомий; 4-упор середній; 5- -°важіль тяги; 6-тяга; 7-пружина;

8-покажчик; 9-. шкала лінійна; 10-лінійка; -П -упор повортний; 12-упор движний; 13-гвинт прецізіонний; 14-корпус гвинта; 15-пищала кругова; 16-указатель;;17 - державка з ампулою; 18-компенсатор погрішності; 19-кронщтейн рівня; 20-важіль компенсатора; 21-пружина;¹ 22-упор; 23-заклепка контрольная;! I. I

Рис.3.27. Шаблон колієвимірювальний ЦУП-1.|

 

1. Ширина колії В— К

2. Жолоб Д-К

3. Ординати 1472 мм Ь—К

4. 1435 мм хрестовини Г—И

5. Боковий знос Л— К

Для вимірювання зазорів у стиках та зносу рейок є спеціальні прилади. Усі вимірювальні прилади занумеровані, мають металеве клеймо з номером приладу, назвою дистанції і перевіряються не менше одного разу на квартал з постановкою клейма та дати перевірки.

Контроль за станом колії та рейок здійснюється колієвимірювальними вагонами, колієвимірювальними та дефектоскопними візками, вагонами-лабораторіями по дефектоскопії, колієобстежувальними станціями.

Колієвимірювальні вагони та візки при пересуванні по рейках автоматично записують на паперовій стрічці ширину колії і положення рейок за рівнем, а колієвимірювальний вагон, крім того, фіксує вертикальні і горизонтальні поштовхи та положення колії в плані.

Відступи, що фіксуються колієвимірювальним вагоном, розшифровуються та оцінюються за бальною системою. Стан колії оцінюється за сумою балів у межах 1 км.

Габарит наближення споруд періодично перевіряється габаритно-обстежувальними станціями.

 

РЕЙКИ ТА СТРІЛОЧНІ ПЕРЕВОДИ

 

3.13 Рейки та стрілочні переводи на головних і станційних коліях за потужністю і станом мають відповідати умовам експлуатації (вантажонапруженості, осьовим навантаженням і швидкостям руху поїздів).

Норми граничного зносу рейок та стрілочних переводів встановлюються інструкцією Державної адміністрації залізничного транспорту України.

 

Рейки є найголовнішим елементом верхньої будови колії та призначені: а) сприймати навантаження від коліс рухомого складу та передавати це навантаження елементам верхньої та нижньої будови колії; б) направляти колеса рухомого складу при їх русі; в) на дільницях з автоблокуванням служити провідником сигнального струму, а при електротязі – провідником зворотного тягового струму.

Рейки за масою та обрисом поперечного перерізу підрозділяються на типи. Стандартними є рейки типів Р 50 (51,67 кг на 1 м довжини), Р 43 (44,65 кг на 1 м довжини), Р 65 (64,72 кг на 1 м довжини) та Р 75 (74,44 кг на 1 м довжини) (літера Р позначає рейку, цифра – маса 1 м довжини рейки з закругленістю). Профілі рейок вказані на рис. 3.28.

Економічна ефективність застосування важких рейок міститься у збільшенні терміну служби, зниженні витрати металу, зменшенні опору руху поїзда та у скороченні витрат на поточне утримання колії. Особливо ефективно для підсилення колії та зниження експлуатаційних витрат збільшувати масу рейок при підвищенні навантаження на вісь і вантажонапруженості.

Нові рейки повинні бути стандартної довжини 25 м – нормальні, 24,92 м та 24,8 м – укорочені.

Крім зазначеної довжини, за замовленням залізниць можуть випускатися рейки половинної довжини: нормальні 12,5 м та укорочені (на кривих) довжиною 12,46 м; 12,42 м та 12,38 м.

Рис. 3.28

 

Рис. 3.29 Профіль рейки VIC60

 

У ряді випадків, наприклад, у стрілочних переводах можуть укладатися рейки нестандартної довжини (коротші 25 м або 12,5 м), при укладанні таких рейок вони повинні бути виготовлені обрізуванням верстатами із свердлінням отворів.

Рейки постачаються нетермообробленими і термообробленими. Термічна обробка при виготовленні рейок може бути виконана різними способами:

- об’ємним загартуванням в олії по всій довжині і всьому периметру;

- поверхневим загартуванням головки рейки по всій довжині водоповітряною сумішшю після нагрівання струмом високої частоти;

- поверхневим загартуванням головки рейки водою після пічного нагрівання.

Загартовані і незагартовані рейки, що постачаються залізницям, випускаються 1–го і 2–го сортів залежно від якості продукції, причому рейки першого сорту виготовляються І або ІІ групи, що залежить від технологічних особливостей виплавки сталі.

Рейки 1–го сорту цілком задовольняють вимогам стандарту. До 2–го сорту належать рейки, що мають відхилення за хімічним складом, геометричними розмірами, технологічними дефектами і знижені механічні властивості.

Якість рейок, їх сортність, технологія виготовлення, дата виготовлення (місяць і рік) позначаються заводським маркуванням.

Рейки на головних і станційних коліях повинні відповідати умовам експлуатації. Відповідно до цього на магістральних коліях не дозволяється використання рейок усіх типів 2-го сорту. Необхідна потужність верхньої будови і відповідний тип рейок встановлюється при спорудженні нових ліній або реконструкції існуючих ліній і визначається за нормами БНіП (Будівельні норми і правила).

Загартовані по всій довжині рейки повинні використовуватися у першу чергу на основних напрямках залізничної мережі України, що має загальнодержавне значення, а також на дільницях зі складним планом і профілем колії та важкими умовами експлуатації.

Рейки одного і того ж типу та виду термообробки повинні вкладатися, як правило, на цілих напрямках чи, принаймні, на перегонах. Укладання рейок термооброблених із нетермообробленими і нових із старопридатними впереміжку не допускається.

У покілометровий запас вкладаються рейки одного типу і виду термообробки, які за довжиною дорівнюють тим, що знаходяться в колії на даному кілометрі і відповідні їм за ступенем зносу.

Крім нових рейок, у ряді випадків дозволяється використовувати старопридатні рейки. Такі рейки дозволяється використовувати для одиночної заміни дефектних рейок таких же типів, суцільної заміни рейок для посилення головних колій на лініях із вантажонапруженістю менше 15 млн.т∙км брутто/км на рік, для станційних і під’їзних колій, а також при будівництві нових малодіяльних ліній, станційних і під’їзних колій.

Рейки як на прямих, так і на кривих дільницях колії з підвищенням зовнішньої рейки до 150 мм повинні мати нахил всередину колії відносно поверхні шпал 1/20 з допусками + 1/30, -1/30, такий нахил рейок всередину колії забезпечується на дерев’яних шпалах укладанням підкладок із похилою підрейковою площиною, на плитній, рамній, монолітній залізобетонній основі, на залізобетонних, металевих шпалах і стрілочних брусах – відповідним нахилом поверхні в зоні обпирання плоских підкладок або підошви рейок.

Стики обох рейкових ниток повинні утримуватися по накутнику. Стандартні стики розміщуються між шпалами. Стикові скріплення складаються із накладок, стикових болтів із гайками і шайбами (рис. 3.30).

Рис. 3.30 Конструкція звичайного стику

 

Накладки для струмопровідних стиків сучасних рейок застосовуються двоголові (рис. 3.31)

 

Рис. 3.31 Накладка для рейок Р65 і Р75:

а – поперечний профіль; б – поздовжній профіль шестиотворної накладки;

в – чотириотворної.

Для легких типів рейок можуть застосовуватися фартушні накладки (рис. 3.32).

 

Рис. 3.32 Накладка фартушна

З рейками типів Р75 і Р65 можуть застосовуватись як шестиотворні, так і чотирьохотворні накладки, причому шестиотворні застосовуються в стиках зрівнювальних рейок безстикової колії, а також в стиках рейок на великих і середніх мостах та в тунелях.

Болти в стиках із двоголовими накладками розташовуються почергово гайками всередину і назовні колії. У стиках з фартушними накладками два середніх болти ставляться гайками всередину колії, інші – гайками назовні. Встановлення у стики нетипових болтів не дозволяється.

Болти для двоголових накладок застосовують із круглою головкою і овальним підголовником (рис. 3.33), а для фартушних – із овальною (качиною) головкою (рис. 3.34).

Рис. 3.33 Колійний болт з круглою Рис. 3.34 Стиковий болт з качиною

головкою головкою

Гайки до стикових болтів застосовуються шестигранні (рис. 3.35)

 

Рис. 3.35 Гайка для колійного болта

На кожний болт під гайку ставиться пружинна шайба, яка може бути у вигляді розрізаного кільця із прутка квадратного перетину пружинної сталі (рис. 3.36) або комплексу із двох тарільчастих шайб (рис. 3.37) із зовнішнім діаметром 60 або 70 мм.

 

Рис. 3.36 Шайба пружинна для стикових болтів:

а) одновиткова, б) двовиткова

Рис. 3.37 Тарільчасті пружини в стику:

а) встановлені послідовно (пружини не затягнуті); б) встановлені паралельно (пружини не затягнуті).

 

Для з’єднання рейок різних типів застосовують перехідні накладки (рис. 3.38) або перехідні рейки.

Рис. 3.38 Перехідний стик рейок типів Р75 і Р65

 

Проміжні скріплення застосовують трьох типів: нероздільні, роздільні та змішані.

При дерев’яних шпалах найбільш розповсюджене костильне скріплення змішаного типу (рис. 3.39), що застосовується до рейок Р43 і важчих. Нероздільне скріплення, у якого відсутні обшивні костилі, дозволяється застосовувати на дільницях, що експлуатуються, де раніше були укладені рейки більш легких типів, ніж Р43.

На залізобетонних шпалах почато використання безпідкладочного проміжного пружного скріплення типу КПП-5 з клемами типу КП-5.2 і КП-7.

 

Рис. 3.39 Змішане скріплення ДО:

1 – костиль основний;

2 – костиль обшивний

Рис. 3.40 Безпідкладочне проміжне пружне скріплення типу КПП-5 з клемами типу КП-5.2

 

Рис. 3.41 Клема КП-7 в складі нероздільного пружного скріплення

Роздільні скріплення застосовуються при дерев'яних шпалах (рис. 3.42) і залізобетонних (рис. 3.43).

 

Рис. 3.42 Роздільне скріплення Д2 Рис. 3.43 Роздільне скріплення типу КБ

При цьому виді скріплення рейка прикріплюється до підкладки на кожному кінці шпали двома жорсткими або пружними клемами і клемними болтами. Підкладка прикріплюється до дерев’яної шпали чотирма шурупами чи пружними костилями, до залізобетонної - двома шурупами або двома закладними болтами.

При нероздільних кріпленнях рейки прикріпляються до шпал пружними клемами і закладними болтами (рис. 3.44).

Рис. 3.44 Нероздільне скріплення типу ЖБ

 

У тих випадках, коли конструкція проміжних скріплень не забезпечує надійного закріплення рейок від поздовжніх переміщень відносно шпал, використовуються протиугонні пристрої. На колії застосовуються пружинні (рис. 3.45) і самозаклинні протиугони (рис. 3.46).

Рис. 3.45 Розміщення пружинних Рис. 3.46 Протиугон самозаклинний

протиуго