Устройство рельсовой колеи в кривых участках пути..

Железнодорожный путь на кривых участках пути имеет следующие особенности: уширение колеи при R < 350 м, возвышение наружного рельса над внутренним, переходные кривые, укороченные рельсы на внутренних рельсовых нитях, увеличенные междупутные расстояния при наличии двух и более путей.

Эти особенности вызваны тем, что при движении экипажей в кривых появляются три вида поперечных горизонтальных сил:

-направляющая сила, возникающая при набегании гребня колеса направляющей оси на рельсовую нить, вызывая износ реборд и боковой износ рельсов создавая сопротивление движению;

-боковая сила, вызывающая горизонтальный изгиб и кручение рельсовых нитей, от воздействия которой в основном происходят изменение ширины колеи и динамическая разуклонка рельсов;

-рамная сила, которая передается от колесной пары на раму тележки которая определяет поперечную устойчивость путевой решетки.

В кривых участках пути, начиная с определенного радиуса, приходится уширять колею, чтобы экипажи с длинной базой могли разместиться в ней (вписаться). Вписыванием подвижного состава в кривые называют установившееся при движении в кривой положение колесных пар экипажа относительно рабочих граней рельсовых нитей в результате взаимодействия между рельсовым путем и ходовыми частями подвижного состава. В зависимости от ширины колеи, радиуса кривой и длины жесткой базы экипажа вписывание может быть заклиненным, свободным или принудительным.

На железных дорогах Российской Федерации установлена следующая ширина рельсовой колеи на кривых участках пути, мм:

 

     при радиусах 350 м и более                      1520

     при радиусах 349-300 м                            1530 

     в т.ч. на железобетонных шпалах            1520

     при радиусах 299 м и менее                     1535

 

На участках железнодорожных линий и путях, где комплексная замена путевой решетки не производилась, допускается на прямых и кривых участках пути радиусом более 650 м номинальный размер ширины колеи 1524 мм.

При этом на более крутых кривых ширина колеи принимается, мм, при радиусах:

         

650-450 м                                  1530

    449-350 м                                  1535

    349 м и менее                            1540

         

На участках сопряжения прямой с кривой, имеющих разные номинальные размеры ширины колеи, переход от одной номинальной ширины к другой осуществляется в пределах переходной кривой с отводом 1 мм/м.

Таким образом, уширение рельсовой колеи осуществляется на кривых сравнительно малых радиусов, которые встречаются на железнодорожных линиях, не подвергшихся реконструкции, а также на стрелочных переводах, деповских и складских путях и на путях промышленных предприятий. Кривых радиусов менее 350 м на сети железных дорог сравнительно мало (1-2 % протяжения кривых). Нормы ширины колеи в кривых и прямых участках пути практически унифицированы, т.е. приняты одинаковыми.   

Отклонение от установленных норм положения рельсовых нитей в кривых по уровню допускаются, как и на прямых, не более 6 мм.

При расположении кривой на главных и приемоотправочных путях станции возвышения устраивают в зависимости от установленных на этих путях скоростей. На приемоотправочных путях, на которых скорость движения поездов не превышают 25 км/ч, возвышение наружного рельса в кривых, как правило, не делают.

Если соединить непосредственно прямую с круговой кривой, то в точке их сопряжения внезапно возникает центробежная сила, проявляясь в виде резкого бокового толчка. Поэтому между прямыми и кривыми участками пути устраивают переходные кривые, которые должны обеспечить плавный постепенный переход от прямой к кривой, не допускающий возникновения внезапных сил. В пределах переходных кривых должен быть осуществлен плановый отвод возвышения наружного рельса и уширения колеи в круговой кривой.

Допустимые уклоны отводов возвышения наружного рельса в кривой зависят от максимально допустимой скорости движения поездов.

При уклонах отвода возвышения более 3,2 мм/м движение поездов по кривой должно быть закрыто.

Переходная кривая должна собой представлять собой пространственную кривую, у которой плавно изменяется кривизна как в плане, так и в профиле.

При сопряжении смежных кривых (направленных в одну или разные стороны) устраивают прямые вставки между начальными точками круговых кривых как можно большей длины.

На эксплуатируемой сети длина прямой вставки допускается не менее 25 м. При невозможности обеспечить это применяют следующие приемы (при снижении допускаемой скорости).

Когда обе кривые направлены в одну сторону, имеют разные радиусы и при устройстве отводов возвышения между их концами не получается прямой вставки требуемой длины, то между концами таких круговых кривых вставляют сопрягающую переходную кривую, на протяжении которой плавно меняется радиус и возвышение. Если радиусы таких кривых одинаковы, то между ними делают прямую вставку, на всем протяжении которой сохраняют возвышение наружного рельса в круговых кривых.

В случае недостаточной длины прямой вставки между обратными кривыми их сопряжение делают по специальному проекту, применяя уменьшение длины прямой вставки, увеличение крутизны уклона отводов возвышения, перенесение части отвода на круговые кривые. Правильность плавного нарастания кривизны переходных кривых проверяют измерением стрел изгиба от хорд длиной 20 м через каждые 10 м. Допускаемым отклонением от равномерного роста стрел изгиба в соседних точках принято 6 мм при скорости до 200 км/ч.

На переходных кривых делается отвод уширения колеи. Максимальное уширение колеи в круговой кривой составляет 1535-1520=15 мм. Поэтому отвод уширения с допускаемым уклоном можно осуществить на длине 15 м, а на скоростных линиях - на длине 23 м. Длины переходных кривых обычно значительно больше этой величины. Если использовать для отвода уширения только концевую часть переходной кривой, то при кривых малых радиусов в пределах переходной кривой может оказаться участок, где ширина колеи будет недостаточной.

Укороченные рельсы по внутренней нити кривой укладывают для установления рельсовых стыков обеих рельсовых нитей по наугольнику. Внутренняя рельсовая нить в кривой короче наружной, так как ее радиус меньше радиуса наружной нити. При укладке на внутренней нити кривой рельсов такой же длины, как и наружной, стыки внутренней нити будут забегать вперед относительно стыков наружной нити.