Верхнее строение пути назначение, составные элементы и типы верхнего строения пути

Верхнее строение пути служит для направления движения подвиж­ного состава, восприятия силовых воздействий от его колес и пере­дачи их на нижнее строение. Верхнее строение пути представляет собой комплексную конструкцию, включающую балласт­ный слой, шпалы, рельсы и рельсо­вые скрепления, противоугоны, стре­лочные переводы, мостовые и пере­водные брусья. Рельсы, соединен­ные со шпалами, образуют рельсошпальную (путевую) решетку. При этом шпалы заглубляются в балластный слой, укладываемый на основ­ную, площадку земляного полотна. Типы верхнего строения пути: 1)особо тяжелый (грузонапряженность более 50 млн. т ∙км/км в год); 2) тяжелый (25-50); 3)нормальный (до 25). БАЛЛАСТНЫЙ СЛОЙ. Основным назначением балласт­ного слоя является восприятие дав­ления от шпал и равномерное распределение его на основную площадку земляного полотна, обеспечение устойчивости шпал под воздействием вертикальных и горизонтальных сил, обеспечение упругости подрельсового основания и возмож­ности выправки рельсошпальной; решетки в плане и профиле, отвод от нее поверхностных вод. Лучшим материалом для балласта является щебень из естественного камня, ва­лунов и гальки. ШПАЛЫ. Шпалы являются основным ви­дом подрельсовых оснований и слу­жат для восприятия давления от рельсов и передачи его на балласт­ный слой. Кроме того, шпалы пред­назначены также для крепления к ним рельсов и обеспечения постоян­ства ширины колеи. Шпалы должны быть прочными, упругими, дешевыми и обладать достаточным сопротивле­нием электрическому току. Материалом для шпал служит дерево, железобетон, металл. РЕЛЬСЫ. Рельсы предназначены для на­правления движения колес подвиж­ного состава, восприятия нагрузки, от него и передачи ее на шпалы. Кроме того, рельсы используются на участках с автоблокировкой как проводники сигнального тока, а при электротяге — обратного тягового тока. Материалом для рельсов служит высокопрочная углеродистая сталь. В зависимости от массы и попереч­ного профиля рельсы подразделя­ются на типы Р50, Р65 и Р75. Бук­ва Р означает «рельс», а цифра—округленную массу 1 м в килограммах. Выбор типа рельса зависит от грузонапряженности линии, нагрузок и скоростей движения поездов. РЕЛЬСОВЫЕ СКРЕПЛЕНИЯ. ПРОТИВОУГОНЫ. Рельсовый путь представляет собой две непрерывные рельсовые ни­ти, расположенные на определен­ном расстоянии друг от друга. Это обеспечивается за счет крепления рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев между собой. Рельсы к шпалам крепят с помощью промежуточных скреплений, которые должны обеспечивать надежную и достаточно упругую связь рельсов со шпалами, сохранять постоянство ширины колеи и необходимую подуклонку рельсов, не допускать продольного смещения и опрокидывания рельсов. Соединение рельсовых - звеньев, между собой осуществляется с по­мощью стыковых скреплений, основ­ными элементами которых являются накладки, болты с гайками и пру­жинные шайбы. По расположению относительно шпал различают стыки на весу, на шпалах и на сдвоенных шпалах. В качестве стандартных приняты стыки на весу, обеспечивающие большую упругость и удобство подбивки балласта под стыковые шпалы. На линиях с автоблокировкой на границах блок-участков устраивают изолирующие стыки, чтобы элект­рический ток не мог пройти от од­ного из соединяемых рельсов к другому. Существует два типа изо­лирующих стыков: с металлически­ми объемлющими накладками и клее-болтовые. Под действием, сил, которые со­здаются при движении поездов по рельсам и в особенности при тормо­жении на затяжных спусках, может происходить продольное перемеще­ние рельсов по шпалам или вместе со шпалами по балласту, называе­мое угоном пути. На двухпутных участках угон происходит по направ­лению движения, а на однопутных линиях угон бывает двусторонний. Наилучшим способом предотвра­щения угона пути является приме­нение щебеночного балласта и раздельных промежуточных скреплений, которые обеспечивают достаточное сопротивление продольному пере­мещению рельсов и не требуют до­полнительных средств закрепления. При нераздельном и смешанном скреплениях для предотвращения угона пути применяют противоугоны. Стандартные противоугоны - это пружинные, представ­ляющие собой пружинную скобу, защемляемую на подошве рельса и упирающуюся в шпалу. Самозакли­нивающийся противоугон состоит из скобы и клина с упором, который прижимается к шпале и при перемещении рельса заклинивается всё сильнее. Пружинные противо­угоны легче клиновых, состоят из одной детали, хорошо работают как на однопутных, так и на двухпут­ных линиях, уход за ними требует меньших затрат рабочей силы. Про­тивоугоны устанавливают от 18 до 44 пар на 25-метровом звене. БЕССТЫКОВОЙ ПУТЬ. С начала 50-х годов на железных дорогах все шире внедряется бес­стыковой путь, являющийся наи­более прогрессивной и совершенной конструкцией. За счет устранения стыков снижается динамическое воз­действие на путь, существенно умень­шается износ колес подвижного состава и сопротивление движению поездов, что сокращает расход топ­лива и электроэнергии на тягу поездов. Резкое сокращение числа стыковых скреплений за счет сварки отдельных звеньев в плети дает экономию металла до 1,8 т на каждый километр пути, позволяет снизить расходы на содержание и ремонт пути. Срок службы рельсов бессты­кового пути возрастает примерно на 20 % по сравнению со стыко­вым, деревянных шпал—на , 8— 13 %, балласта (до очистки) — на 25 %, а затраты труда на текущее содержание пути снижаются на 10- 30%. Сваривают рельсы электроконтакт­ным способом на стационарных или передвижных контактно-сварочных машинах. Ми­нимальная длина рельсовых плетей равна 250 м, однако при техниче­ском обосновании и в коротких тон­нелях применяют и более короткие плети, но не менее 150 м. Между сварными плетями укла­дывают две—четыре пары уравни­тельных рельсов длиной 12,5 м или переменной длины (12,5; 12,46; 12,42; 12,38 м) для возможности сезонной регулировки длины плетей перед лет­ними и зимними периодами. Весь комплект уложенных в путь урав­нительных рельсов называется урав­нительным пролетом. Одна из основных особенностей бесстыкового пути состоит в том, что хорошо закрепленные рельсо­вые плети при повышении или по­нижении температуры не могут изменять свою длину. Из-за этого в них возникают значительные про­дольные растягивающие или сжи­мающие силы, достигающие 100— 200 кН, которые в жаркую погоду могут привести к выбросу пути в сторону, а в сильный мороз — к из­лому плети с образованием опасного зазора. Поэтому бесстыковой путь обычно укладывают на железобе­тонных шпалах с раздельным скреп­лением и щебеночном балласте.