Поширення колії. Рейкова колія на прямих і кривих ділянках колії. Влаштування рейкової колії в кривих ділянках колії

Рейкова колія- це дві рейкові нитки, встановлені на певній відстані одна від одної та прикріплені до шпал, брусів або плит. Пристрій та утримання рейкової колії залежить від особливостей конструкції ходових частин рухомого складу.

До них відносяться наявність у коліс реборд (гребенів), які утримують колеса на рейках та спрямовують рух локомотивів та вагонів. Колеса наглухо запресовуються на осі та утворюють разом з нею колісну пару. Осі колісних пар, об'єднані загальною твердою рамою, завжди залишаються взаємно паралельними.

Поверхня катання коліс має не циліндричну, а конічну форму з ухилом у середній її частині о 1:20.

Відстань між внутрішніми гранями коліс називається насадкою T = 1440 мм із граничними допусками ± 3 мм.

Відстань між крайніми осями, закріпленими в рамі одного візка, називається жорсткою базою.

Відстань між крайніми осями вагона або локомотива називається повною колісною базою цієї одиниці.

Так, повна колісна база електровоза ПЛ-8 становить 24,2 м, жорстка база – 3,2 м.

Відстань між робочими гранями гребенів коліс називається шириною колісної пари.

Товщина гребенів колісних пар має бути не більше 33 мм та не менше 25 мм.Щоб колісна пара з найширшою насадкою та незношеними гребенями коліс могла поміститися всередині колії, ширина її повинна бути 1440 + 3 + 2×33 = 1509 мм, але при цьому колісна пара буде затиснута (заклинена) між рейками.

Ширина колії- це відстань між внутрішніми гранями головок рейок, що вимірюється на рівні 13 мм нижче поверхні катання. Ширина колії на прямих ділянках колії та в кривих радіусом 350 м і більше має бути 1520 мм. На існуючих лініях аж до їхнього переведення на колію 1520 мм на прямих ділянках і в кривих радіусом понад 650 м допускається ширина колії 1524 мм. У кривих меншого радіусу ширина колії збільшується згідно з Правилами технічної експлуатації(ПТЕ).

Допуски за шириною колії встановлені за розширенням плюс 8 мм, за звуженням колії мінус 4мм, а на ділянках, де встановлені швидкості 50 км/год і менш дозволені допуски +10 за розширенням, -4 за звуженням (ПТЕ ЦРЛ-756.2000). У межах допусків ширина колії має змінюватися плавно.

Ухиляння рейок.У прямих ділянках шляху рейки встановлюють не вертикально, а з нахилом всередину колії, тобто з подуклонкою передачі тиску від конічних коліс по осі рейки. Конічність коліс обумовлена ​​тим, що рухомий склад з такими колісними парами чинить набагато більший опір горизонтальним силам, спрямованим упоперек шляху, ніж циліндричні колеса, зменшується "виляння" рухомого складу та чутливість до несправностей шляху.

Змінна конічність поверхні катання коліс від 1:20 до 1:7 (рис.4.35) надається щоб уникнути появи жолобчастого зносу коліс і для плавного переходуз одного шляху на інший через стрілочний переказ. Рейкові нитки повинні бути в одному рівні. Відхилення від норми, що допускаються, залежать від швидкості руху поїздів.

Ðèñ. 4.35. Òèïîâîé ïîïåðå÷íèé ïðîôèëü áàëëàñòííé ïðèçìí íà ëííèè Ñàíêò-Ïåòåðáóðã - Ìîñêâà: 1 - î÷èùåíííé ùåáí 2 - ñëîé, ýêñòðóäèðîâàííûé

ïåíîïîëèñòèðîëîì òîëùèííé 40 ì

На довгих прямих дозволяється містити одну рейкову нитку постійно на 6 мм вище за іншу. При такому положенні рейкових ниток колеса будуть притиснуті до зниженої рихтувальної нитки і рухатися більш плавно. На двоколійних ділянках рихтувальної є міжколійна нитка, а на одноколійних ділянках, як правило - права по ходу кілометрів.

Робота шляху в кривих ділянках складніша, ніж у прямих, т.к. при русі рухомого складу кривими з'являються додаткові бічні сили, наприклад, відцентрова сила. До особливостей пристрою колії в кривих відносяться: збільшення ширини колії в кривих малих радіусів, підвищення зовнішньої рейкової нитки над внутрішньою, з'єднання прямих ділянок з круговими кривими за допомогою перехідних кривих, укладання укорочених рейок на внутрішній нитці кривої. На двоколійних лініях у кривих збільшується відстань між осями колій. Поширення колії на кривих ділянках наших доріг проводиться при радіусах не більше 350 м.

Необхідність розширеннявикликається тим, що включені в загальну жорстку раму колісні пари, зберігаючи паралельність своїх осей, ускладнюють проходження візків рухомого складу кривими. За відсутності розширення зникає необхідний зазор між гребенями коліс та рейкою і настає неприпустиме заклинене проходження рухомого складу. При цьому виникає великий опір руху поїзда, а також додаткове зношування колій і рейок, не забезпечується безпека руху.

Чим менший радіус кривої і чим більша жорстка база, тим ширше має бути колія.

Підвищення зовнішньої рейки.При русі екіпажу кривою виникає відцентрова сила, спрямована назовні кривою. Ця сила створює додатковий вплив колеса на зовнішню рейкову нитку, сильно зношуючи рейки цієї нитки. Якщо в кривій встановити обидві рейкові нитки на одному рівні, то рівнодіюча відцентрова сили і сили ваги відхилятиметься до зовнішньої рейки, перевантажуючи її і відповідно розвантажуючи внутрішню рейку. Щоб знизити бічне тиск на рейки зовнішньої нитки, зменшити їх навантаження, домогтися рівномірності зносу рейок обох ниток і позбавити пасажирів від неприємних відчуттів, влаштовують піднесення зовнішньої рейки h (рис. 4.36).

Ðèñ. 4.36. Ñõåìà äåéñòâóþùèõ ñèë ïðè óñòðîéñòâå âîçâèøåíèÿ íàðóæíîãî ðåëüñà â êðèâèõ

У цьому випадку екіпаж нахиляється до центру кривої, частина сили ваги H буде спрямована кривою всередину, тобто. у бік, протилежну дії відцентрової сили. Отже, нахил екіпажу за рахунок пристрою піднесення зовнішньої рейки врівноважує відцентрову силу. Це вирівнює вплив на обидві рейки.

При радіусах кривих 4000 м і менше роблять підвищення зовнішньої рейкової нитки, яке може бути від 10 до 150 мм. Це підвищення залежить від швидкостей руху поїздів, маси їх брутто і добової кількості поїздів на кривій, що розглядається, і радіуса кривої. Відведення піднесення зовнішньої рейки, тобто. поступове зниження підвищеної зовнішньої нитки до нуля, робиться плавно. Відхилення розрахункового підвищення за рівнем допускається в залежності від швидкості руху поїздів.

Перехідні криві. Для плавного вписування рухомого складу в криві між прямою ділянкою та круговою кривою влаштовується перехідна крива, радіус якої поступово зменшується від нескінченно великої величини в місці примикання її до прямої ділянки до радіусу R у точці, де починається кругова крива. Необхідність вставки перехідних кривих викликана наступним. Якщо поїзд із прямої ділянки колії увійде до кругової кривої, де відразу зміниться радіус кривизни з ¥ до R, то на нього миттєво діє відцентрова сила. При великій швидкості рухомий склад і шлях відчуватимуть сильний бічний тиск і швидко зношуватимуться. При влаштуванні перехідних кривих радіус повільно зменшується, відповідно повільно наростає відцентрова сила - різкого бічного тиску на поїзд і шлях не відбудеться. на залізницяхРФ перехідні криві будують по радиоидальной спіралі, тобто. застосовують криву із змінним радіусом кривизни. Їх приймають стандартної довжини від 20 до 200 м-коду.

У межах перехідних кривих плавно відводять піднесення зовнішньої рейки та розширення колії, що влаштовуються у кругових кривих, а також роблять розширення міжколії.

Для розбивки перехідних і наступних його кругових кривих, тобто розмітки їх становища біля, є спеціальні таблиці.

Укладання укорочених рейок у кривих.Внутрішня рейкова нитка в кривій коротша за зовнішню. Якщо по внутрішній нитці кривою укладати всі рейки такої ж довжини, як і по зовнішній, то стики по внутрішній нитці будуть забігати вперед щодо стиків на зовнішній нитці і не вийде розташування їх по накутнику, як це прийнято на нашій мережі. Для усунення великого забігу стиків у кривій по внутрішній нитці укладають рейки укороченої довжини. Застосовують три типи укорочення рейок: на 40, 80 та 120 мм для рейок 12,5 м та на 80 та 160 мм для рейок 25 м. Великі укорочення застосовуються на крутих кривих. Укладання укорочених рейок чергують з рейками нормальної довжини те щоб забіг чи недобіг стиків вбирається у половини стандартного укорочення, тобто. відповідно 20; 40; 60 та 80 мм. При експлуатації шляху забіг або недобіг стиків допускається у кривих – 8см плюс половина стандартного укорочення рейки у даній кривій.

0

Рейкові скріплення. Противикрадення

Рейковий шлях - дві безперервні рейкові нитки, розташовані на певній відстані один від одного. Це забезпечується рахунок кріплення рейок до шпал і окремих рейкових ланок між собою.

Рейкові скріплення поділяються на проміжні та стикові.

Проміжні скріплення повинні забезпечувати надійний і досить пружний зв'язок рейок зі шпалами, зберігати сталість ширини колії та необхідну подуклонку рейок, не допускати поздовжнього зміщення та перекидання рейок.

Проміжні скріплення поділяються на три основні види: нероздільні, змішані та роздільні.

Нероздільне скріплення (милиці) - рейка та підкладки на які вона спирається, кріпляться до шпал одними і тими ж милицями (три), відповідно до рисунка 1а

Малюнок 1 Проміжні милиці для дерев'яних шпал: а - нероздільне; б - змішане; 1 – рейка; 2 - милиця; 3-підкладка; 4 – шпала.

Змішане скріплення (ДО) - (милиці) підкладки кріпляться до шпал додатковими милицями (п'ять), рисунок 1 б.

Його перевага - простота конструкції, невелика маса, легкість заливання, перезашивки та розбирання колії.

Недоліком є ​​- не гарантує сталість ширини колії, сприяє зносу шпал, погано чинить опір угону шляху.

У скріпленні ДО основні милиці утримують рейку від бічного зсуву, і перекидання, а обшивальні - зменшують зсув підкладки під дією горизонтальних сил і вібрацію підкладок. Клинчаста підкладка забезпечується подуклонку рейок.

Роздільні скріплення (клемні) КД - рейка кріпиться до підкладок жорсткими або пружними клемами та клемними болтами, підкладки до шпал - болтами або шурупами відповідно до рисунка 2.

Рисунок 2 Проміжне скріплення роздільне для дерев'яних шпал: 1 - прокладка; 2 – підкладка; 3 – шуруп; 4 – клема; 5 - двовиткова шайба; 6 – гайка; 7 – клемний болт.

У цих скріпленнях підкладки надовго прикріплюються до шпал шурупами, а рейка постійно притиснута клемами до підкладок.

Перевага цих кріплень - відсутність великої вібрації підкладок, опір викрадення рейок та можливість зміни рейок без викручування шурупів.

Для шляху із залізобетонними шпалами застосовують клемні скріплення типів КБ, КБ65 з прутковою клемою, ЗБР-65, БПУ, відповідно до рисунка 3

Малюнок 3 Скріплення КБ-65 з прутковою клемою: 1 - клема; 2-шайба; 3, 8 – прокладки; 4 – підкладка; 5 - двовиткова шайба; 6 -ізолююча втулка; 7 - скоба для ізолюючої втулки

У масовому порядку застосовують скріплення КБ, у якого плоска прокладка прикріплюються до шпал закладними болтами.

З'єднання рейкових ланок між собою здійснюється за допомогою стикових скріплень.

Стикові скріплення міцно з'єднують рейки в безперервну нитку. Місця з'єднання називають рейковими стиками. Кінці рейок перекриваються накладками, які через отвори стягують болтами. Під гайки болтів ставлять пружинні або тарілчасті шайби відповідно до рисунка 4

Малюнок 4 Рейковий стик: 1 - милиця; 2 – підкладка; 3 – болт; 4-накладка; 5 – рейка; 6 – шайба; 7 – гайка.

Стикові накладки призначені для з'єднання рейок та сприйняття в стику згинальних та поперечних сил. Двоголові накладки виготовляють із високоміцної сталі та піддають гартуванню. Останнім часом переходять застосування шестидирних накладок.

За розташуванням щодо шпал розрізняють стики у вазі, на шпалах і здвоєних шпалах. Як стандартні прийняті стики на вазі рисунок 4, що забезпечують велику пружність і зручність підбиття баласту під стикові шпали. Торці рейок з'єднані посередині між двома стиковими шпалами, а стики обох рейкових ниток розташовані один проти одного - по накутнику.

Між торцями рейок у стиках залишають зазор, оскільки із зміною температури довжина рейок змінюється. Щоб уникнути сильних ударів коліс рухомого складу, зазор не повинен перевищувати 21мм. Кожній температурі рейок відповідає певний стиковий зазор.

lз=γ(tmax - t),

де - коефіцієнт лінійного розширення сталі lp - довжина рейок в м.

tmax, t - відповідно найбільша температура в цій місцевості та температура в момент укладання рейки.

На лініях з автоблокуванням на кордонах блок-ділянок влаштовують ізолюючі стики, щоб електричний струмне міг пройти від однієї зі сполучних рейок до іншого. Існує два типи ізолюючих стиків: з металевими об'ємними накладками та клеєболтові, відповідно до рисунка 5

Рисунок 5 Поперечний розріз ізолюючого стику: а - з об'ємними металевими накладками; б - клеєболтовий; 1-рейка; 2 – накладка; 3 – прокладка бічна; 4 – планка з фібри або поліетилену під болти; 5 – стопорна планка; 6 – втулка; 7 -ізолююча прокладка нижня; 8 – підкладка; 9 - болт стиковий; 10-гайка; 11 – шайба; 12 - ізоляція зі склотканини, просоченої епоксидним клеєм; 13 – ізоляція на болті.

У першому випадку ізоляцію забезпечують постановкою прокладок та втулок з фібри, текстоліту, або поліетилену. У стиковому зазорі також ставляться прокладки з текстоліту або трикола, що мають контур рейки.

У другому випадку застосовуються клеєболтові стики, в яких металеві стикові накладки, ізолюючі прокладки зі склотканини та болти з ізолюючими втулками склеюються епоксидним клеєм з кінцями рейок в монолітну конструкцію.

На лініях з електричною тягою та автоблокуванням для безперешкодного проходження через стик струму ставлять спеціальні стикові з'єднувачі.

Під дією сил, які створюються під час руху поїздів під рейками (хвилястий вигин рейок під поїздом, тертя між колесами та рейками, удари коліс у стик, гальмування поїздів) може відбуватися поздовжнє переміщення рейок шпалами або разом зі шпалами по баласту, зване кутом шляху.

На двоколійних ділянках угон відбувається у напрямку руху, а на одноколійних - угон буває двосторонній.

Найкращий спосіб запобігання викраденню шляху - це застосування щебеневого баласту та окремих проміжних скріплень, які забезпечують достатній опір поздовжньому переміщенню рейок і не потребують додаткових засобів закріплення.

При нероздільному і змішаному скріпленнях застосовують пружинні протиугони - це пружинні скоби, що закріплюються на підошві рейки і упирають у шпалу, відповідно до рисунка 6

Малюнок 6 Пружинний протиугін

На ланку довжиною 25м ставлять від 18 до 44 пар залежно від вантажонапруженості, виду баласту та умов руху поїздів.

Безстиковий шлях

Безстиковий шлях у порівнянні з ланковим більш прогресивний. Відсутність стиків у рейкових батогах знижує динамічний вплив на шлях, зменшує знос коліс рухомого складу, покращує плавність руху поїздів, продовжує термін служби верхньої будови колії, знижує витрати на утримання колії та ін.

Скорочення числа стиків рахунок зварювання окремих ланок у батозі дає економію до 1, 8т на 1км.

Особливістю безстикового шляху полягає в тому, що добре закріплені рейкові батоги при підвищенні або зниженні температури не можуть змінити свою довжину, крім невеликих переміщень кінцевих частин. У рейках виникають поздовжні сили, що розтягують і стискають до 2, 5мПа, які в жарку погоду можуть призвести до викиду шляху вбік, а в сильний мороз - до зламу батога з утворенням небезпечного зазору. Тому безстиковий шлях укладається на залізобетонних шпалах із роздільним скріпленням та щебеневим баластом. Баластну призму ретельно ущільнюють.

Плеті зварюють із термічно зміцнених рейок Р65 або Р75 без болтових отворів. Зварюють рейки електроконтактним способом на стаціонарних або пересувних контактно-зварювальних машинах. Довжина рейкових батогів залежить від розташування ізолюючих стиків, великих металевих мостів, переїздів, стрілочних перекладів та ін. І як правило дорівнює 950м., що відповідає довжині поїздів з платформ обладнаних роликами, якими батоги доставляються на перегін.

На штучних спорудах з мостовим полотном на баласті безстикову колію укладають без обмежень; на металевих місцях з бруківками - за проектом. Кінці батогів повинні бути поза шафою стінки устою на відстані 50-100м. При коливанні температура можлива зміна довжини кінцевих ділянок батогів. Для того, щоб ця зміна довжини була можливою, між суміжними батогами укладають зрівняльні рейки, що утворюють зрівняльний проект (дві або три пари рейок завдовжки 12, 5м). Наприкінці блок-дільниці при автоблокуванні в зоні зрівняльних рейок розміщують ізолюючий стик за схемою, відповідно до рисунка 7

Малюнок 7 Плеть безстикового шляху: 1 - ізолюючий стик; 2 -батікати; 3 – зрівняльні рейки.

Укладання зрівняльних рейок забезпечує також проведення у разі потреби розрядки температурних напруг у батогах при ремонтних та інших роботах. Для цього послаблюють скріплення тином зі шпалами, попередньо знімаючи зрівняльні рейки. В результаті батіг коротшає або подовжується. Після цього батіг закріплюють і укладають зрівняльні рейки потрібної довжини. Чим довше батоги, тим очевидніші переваги безстикового шляху. На ряді доріг є досвід укладання батогів довжиною в блок-дільницю і навіть на цілий перегін. За кордоном є батоги довжиною 30-40км, коли шляхи перегону, стрілочні переклади та станційні шляхи зварені в єдине ціле.

Влаштування рейкової колії на прямих ділянках

Влаштування рейкової колії пов'язане з конструкцією та розмірами колісних пар рухомого складу.

Колісна пара складається із сталевої осі, на яку наглухо насаджені колеса, що мають для запобігання сходу з рейок направляючі гребені (реборди), відповідно до малюнка 8

Малюнок 8 Колісна пара на колії колії

Поверхня катання коліс в середній частині має конічність 1/20, яка забезпечує більш рівномірний знос, великий опір горизонтальним силам, спрямованим упоперек шляху, меншу чуттєвість до несправностей його і перешкоджає появі жолоба на поверхні катання, що утруднює проходження колісних пар по стрілочних перекладах.

Рейки встановлюються також з подуклонкой 1/20 усередину на прямих ділянках рахунок клинчастої підкладки при дерев'яних шкалах, а залізобетонних - відповідним нахилом поверхні шпал.

Відстань між внутрішніми гранями головок рейок називається шириною колії. Ця ширина складається з відстані між колесами (1440±3мм), двох товщин гребенів (від 25 до 33мм) та зазорів між колесами та рейками.

Ширина колії в прямих і кривих ділянках колії з радіусом 349м і більше прийнята 1520мм з допусками у бік розширення 6мм та у бік звуження 4мм.

Відповідно до ПТЕ верх головок рейок обох ниток на прямих ділянках має бути в одному рівні.

Дозволяється на прямих ділянках шляху утримувати одну рейкову нитку на 6 мм. вище за іншу відповідно до норм встановленої відповідною інструкцією МПС Росії.

Стики обох рейкових нитках розташовують суворо одне проти іншого по наугольнику.

Щоб колісна пара не могла повертатися навколо вертикальної осі, колесні пари вагонів і локомотивів з'єднують жорсткою рамою (по дві і більше).

Відстань між крайніми осями з'єднаними рамою називається жорсткою базою, а між крайніми осями вагона або локомотива - повною колісною базою відповідно до рисунка 9

Малюнок 9 Жорстка та повна колісні бази:

а - електровоз ВЛ 80; б – однієї секції тепловоза ТЕ3; в-у паровоза серії ФД; г - чотиривісний піввагона.

Жорстке з'єднання колісних пар забезпечує стійке положення на рейках, але ускладнює проходження в кривих малого радіусу (заклинювання).

Для полегшення вписування в криві рухомий склад випускають окремих візках з невеликими жорсткими базами.

Влаштування шляху на мостах і в тунелях

На металевих мостах рейкову колію роблять без баласту на дерев'яних або залізобетонних брусах або плитах.

Бруси кріплять болтами до поздовжніх балок. Для утримання рухомого складу у разі сходу його з рейок зовні колії ставляться охоронні бруси або куточки, а всередині контррейки або куточки відповідно до рисунка 10, 11.

Рисунок 10 Мостове полотно на дерев'яних поперечках з роздільними клемно-шурупними кріпленнями рейок: I - охоронний куточок прикріплений лапчастим болтом; II - охоронний куточок прикріплений шурупами; у скобах дано мінімальні зазори, мм.

Малюнок 11 Безбаласне бруківка на залізобетонних плитах: 1 - контруголок; 2 – рейка; 3 – залізобетонна плита; 4 - високоміцна шпилька кріплення плити; 5 - цементно-піщана заливка (монтажна дерев'яна прокладка омонолічена); 6 – арматурна сітка.

На кам'яних, бетонних та залізобетонних місцях та шляхопроводах шлях має звичайну конструкцію, і укладається на щебеневий баласт та звичайні шпали.

Влаштування колії в кривих ділянках колії

Залізнична колія в кривих ділянках працює складніше, ніж на прямих, тому що при русі рухомого складу з'являється додатково відцентрові сили. До особливостей пристрою такого шляху відносяться: підвищення зовнішньої рейки над внутрішньою, наявність перехідних кривих, розширення колії при малих радіусах, укладання укорочених рейок на внутрішній рейковій нитці, посилення шляху, збільшення відстаней між осями шляхів на двох і багатоколійних лініях.

Піднесення зовнішньої рейки

Підвищення зовнішньої рейки передбачається при радіусі кривої 4000м і менше, щоб навантаження на кожну рейкову нитку було приблизно однаковим. Таке підвищення може бути від 10 до 150мм.

Рисунок12 Схема сил, що діють на рухомий склад у кривій при піднесенні зовнішньої рейки.

При піднесенні зовнішньої рейки на величину h з'являється складова сила ваги H спрямована всередину кривої, відповідно до рисунка 12

Для однакового тиску на рейкові нитки необхідно, щоб H врівноважувало I, тоді рівнодіюча N перпендикулярна похилій площині шляху.

Враховуючи що кут малий і при максимальному допустимому піднесенні зовнішньої рейки 150 мм cosa=0, 996, можна прийняти, що Н=I.

g=9, 81 м/сек 2 і виражаючи швидкість V км/год, а радіус R м отримаємо піднесення в мм.

Оскільки в реальних умовах по кривих проходять поїзди різної маси Qi та с різними швидкостями Vi, то для рівномірного зносу рейок у наведену формулу підставляють середню квадратичну швидкість.

При h=12, 5 V 2 /R, у поїздах наступних зі швидкістю вище Vср на пасажирів і вантажі діятиме непогашене прискорення, що дорівнює різниці між відцентровим прискоренням V 2 /R і спрямованим до центру кривою прискоренням gh/Si

Допустиме непогашене прискорення на дорогах Росії допускається 0,7 м/с 2 і лише у виняткових випадках 0,9 м/с 2 .

При русі поїздів зі швидкістю менше Vср навантаження на внутрішню рейку буде більше, ніж зовнішня.

Пристрій перехідних кривих необхідний для плавного вписування рухомого складу в криві між прямою ділянкою та круговою кривою, радіус якої поступово зменшується від так до радіуса R кривої (від 20 до 200м). Якщо поїзд з прямої ділянки шляху увійде в кругову криву, де відразу зміниться радіус кривизни з так до R, то миттєво діє відцентрова сила. При великій швидкості рухомий склад і шлях відчуватимуть сильний бічний тиск і швидко зношуватимуться.

Перехідна крива в плані малюнок 13 являє собою криву змінного радіусу, що зменшує від нескінченно більшого до

R - радіуса кругової кривої зі зменшенням кривизни пропорційно до зміни довжини. Крива, що має таку властивість, являє собою радіоїдальну спіраль, управління якої виражається у вигляді ряду.

де з - параметр перехідної кривої (с=lR)

У зв'язку з тим, що довжина перехідної кривої l мала порівняно з, практично достатньо обмежитися двома першими числами-члена ряду наведеної формули.

У профілі перехідна крива у звичайних умовах є похилою лінією з одноманітним ухилом i=h/l.

Поширення колії необхідне забезпечення вписування рухомого складу в криві.

У межах жорсткої бази колісні пари завжди паралельні між собою і в візку тільки одна колісна пара може розташуватися по радіусу, а решта перебуватиме під кутом. Щоб уникнути заклинювання колісних пар, необхідно розширення колії, малюнок 13

Малюнок 13 Схема вільного вписування в криву двовісного візка

Для вільного вписування двовісного візка в криву необхідна ширина колії

Sс = qmax + fn +4

де fn - стріла вигину кривої по зовнішній нитці при хорді 2λ qmax - максимальна відстань між зовнішніми гранями гребенів коліс

4 - допуск по звуженню коліс, мм.

Встановлено такі норми ширини колії в кривих: при Я≥350м - 1520мм при R=349: 300м - 1530мм при R≤299м - 1535мм

Укладання укорочених рейок у внутрішню нитку необхідне виключення розбіжності стиків. Внутрішня рейкова нитка в кривій коротша за зовнішню. Тому для усунення забігання стиків уперед при кожному радіусі кривої необхідно мати свою величину укорочення рейок. Застосовують стандартні укорочення рейкових ланок на 40, 80, 120 мм – для рейок 12, 5м на 80, 160 – для рейок 25м.

Загальна кількість укорочених рейок n, потрібних для укладання в кривій

де ε - загальне скорочення

k - стандартне скорочення однієї рейки

Укладання укорочених рейок у внутрішній нитці чергують з укладанням рейок з нормальною так, щоб забіг стиків не перевищував половини укорочення, тобто 20, 40, 60 і 80мм.

При експлуатації шляху забіг або недобіг стиків допускається в кривих - 8см плюс половина стандартного укорочення рейки в даній кривій.

Посилення шляху в кривих проводиться при R≤1200м для забезпечення необхідної рівноміцності з прямими, що примикають. Для цього збільшують число шпал на кілометр, розширюють баластну призму із зовнішнього боку кривої, ставлять несиметричні підкладки з великим плечем у зовнішню сторону, відбирають найбільш тверді рейки.

У кругових кривих на двох і багатоколійних лініях збільшується відстань між осями шляхів відповідно до вимог габариту, що досягається в межах перехідної кривої внутрішнього шляху за рахунок зміни її параметра.

Використовувана література: Воронков А.І.
Загальний курсзалізниць. Тексти лекцій:
Навчальний посібник– Оренбург: Сам ГУ ПС, 2009.

Рейкова колія- ця відстань між внутрішніми бічними гранями головок рейок, що вимірюється на рівні 13 мм нижче поверхні катання, в нашій країні ще на початку будівництва залізниць була прийнята рівною 5 футам, тобто 1524 мм. У більшості країн нормальна ширина колії 1435 мм. В Індії, Пакистані, Цейлоні, Іспанії, Португалії, Аргентині та Чилі прийнята ширина колії 1676 мм, у Бразилії, Північній Ірландії – 1600 мм, у Японії та ряді африканських країн – 1067 мм.

У багатьох країнах є вузькоколійні дороги із шириною колії 750, 600, 500 мм та інших розмірів.

Для покращення взаємодії колії з рухомим складом Правилами технічної експлуатації залізниць, затвердженими МПС у 1970 р., ширина колії зменшена з 1524 до 1520 мм.

Нормальна ширина коліївідноситься до прямих ділянок і до кривих радіусом 350 м і більше. Для кривих радіусом від 349 до 300 м вона дорівнює 1530 мм, а при радіусах кривих менше 300 м – 1535 мм. Поширення колії в кривих малих радіусів влаштовують для полегшення проходження ними рухомого складу. У кривих радіусом від 650 до 300 м ширина колії може мати додаткове розширення на величину фактичного бічного зносу головки рейок, але не більше ніж до 1530 мм у кривих радіусом 650-450 м, 1535 мм - у кривих радіусом 449-350 м і 15 - у кривих радіусом 349 м і менше.

Через неможливість забезпечити абсолютно точну величину ширини колії при складанні рейкошпальної решітки та незмінність її в експлуатації встановлені допуски у утриманні колії, рівні +8 та -4 мм. Це означає, що за нормі 1520 мм ширина колії може коливатися не більше від 1528 до 1516 мм. Для кривих ділянок застосовують ті ж допуски, але з одним обмеженням - ширина колії більше 1548 мм в жодному разі не допускається, тому що таке збільшення створює небезпеку можливого розпору її частиною колеса зі збільшеною конічність поверхні.

Якщо на ділянці встановлено швидкості руху поїздів 50 км/год і менше, допускається розширення колії до 10 мм, а звуження 4 мм.

На існуючих лініях до їх перекладу на колію 1520 мм допускається ширина колії: на прямих ділянках і в кривих радіусом 350 м і більше - 1524 мм; у кривих радіусом від 349 до 300 м – 1530 мм, а радіусом 299 м і менше – 1540 мм.

Є окремі ділянки з колією 1524 мм, де ще криві з наступними величинами ширини колії: при радіусах від 650 до 450 м - 1530 мм; при радіусах 449 до 350 м – 1535 мм; при радіусах 349 м і менше – 1540 мм.

До переходу на колію 1520 мм можна містити шлях за цими нормами.

У важких умовах (гірські лінії, внутрішньозаводські шляхи і т. д.), коли застосовують дуже круті криві та ширина колії 1548 мм виявляється недостатньою, може бути допущене додаткове розширення, але за умови укладання контррейок та інших пристроїв, що виключають можливість провалу коліс усередину колії .

Найбільш сприятливим є вільне вписуванняу криву жорсткої бази локомотива або вагона (рис. 1), коли передня вісь притиснута гребенем одного колеса до зовнішньої рейкової нитки, а задня стосується гребеня внутрішньої рейкової нитки; при цьому задня вісь виявляється розташованою у напрямку радіусу кривою. І тут жорстка база одиниці рухомого складу встановлюється всередині колії цілком вільно.

Найнесприятливішим видом вписування є заклинене вписування(Мал. 2), при якому обидва крайні колеса в жорсткій базі виявляються притиснутими гребенями до рейки. Таке вписування викликає дуже великий опір руху поїзда та небезпечний тиск коліс на рейки. Вписування, яке за своїм характером займає проміжне положення між вільним і заклиненим, називають примусовим.

На наших залізницях в даний час майже всюди знаходяться в обігу телевізійні локомотиви (електровози та тепловози) та телевізійні вантажні та пасажирські вагони, що мають жорстку базу від 1,8 м у чотиривісного піввагону до 4,4 м у електровоза

Перехід на короткобазний рухомий склад дозволив уніфікувати ширину колії на прямих і кривих ділянках (радіусом 350 м і більше), за винятком відносно невеликого протягу колій у гірських районах, під'їзних, сполучних, внутрішньозаводських та станційних, що мають радіуси кривих менше 350 м.

При проходженні поїздів по кривим ділянкамшлях зазнає значних додаткових впливів від коліс рухомого складу. Щоб уникнути різких ударів гребенів коліс об рейки при вході поїзда в криві, значних перевантажень зовнішніх рейкових ниток через появу відцентрових сил, полегшити вписування рухомого складу в криві та проходження ними:

• збільшують ширину колії;
• запобігають спотворенню проектної кривизни шляху;
• зовнішні рейкові нитки мають вище внутрішніх;
• у місцях сполучення прямих ділянок шляху з кривими влаштовують перехідні криві;
• зменшують відстані між шпалами;
• змащують бічні поверхні дотику гребенів коліс із рейками.

Велике значення для взаємодії рухомого складу та шляхи у кривих має розмір жорсткої бази локомотивів та вагонів. На дорогах РФ знаходяться в обігу в основному візкові локомотиви (електровози та тепловози) та вантажні та пасажирські вагони з жорсткою базою від 1,8 м у чотиривісного піввагону до 4,4 м у електровоза. У короткобазного рухомого складу значно кращі умовипроходження кривими, і це дозволило уніфікувати ширину колії на прямих і кривих ділянках (радіусом 350 м і більше). Тільки на відносно невеликій протязі колій у гірських районах, на під'їзних, сполучних, внутрішньозаводських та станційних коліях, де радіуси кривих залишилися менше 350 м, проводиться розширення колії.