Верхнее строение пути и его элементы

Верхнее строение пути – часть железнодорожного пути, предназначенная для восприятия нагрузок от подвижного состава и передача их на нижнее строение пути, а также служащая для направления движения колес в рельсовой колее.

К нему относятся:-шпалы(длина 2750 мм)

-рельсы

-рельсовые скрепления(1.промежуточные 1а.нераздельные 1б.смешанные.

2.стыковые(стык не должен превышать 21 мм.)+ есть безстыковой путь)

-стрелочные переводы(1. Одиночные 1а.симметричные 1б.несимметричные 1в. Обыкновенный

2.двойной(1—>3)

3.американская стрелка,перекрёстная)

-балластный слой(укладывается на основную площадку и служит для восприятия нагрузки от шпал и передачу их на основную площадку.)

-противоугоны(применяются, чтобы не допустить угона пути)

17) Рельс, его виды и применение

Рельсы являются главнейшим элементом верхнего строения пути. Они предназначены:

1.непосредственно воспринимать давление от колес подвижного состава и передавать его нижележащим элементам верхнего строения пути;

2.направлять колеса подвижного состава при движении;

3.на участках с автоблокировкой служить проводником сигнального тока, а при электротяге – обратного силового тока.

Рельсы изготавливаются из высокопрочной углеродистой стали, в состав которой, кроме железа входят углерод, марганец, кремний, фосфор. Технология изготовления рельсов постоянно совершенствуется. Для повышения эксплуатационной стойкости рельсов применяют различные закалки.

Поскольку наибольшее воздействие на рельс оказывает вертикальная нагрузка, стремящаяся изогнуть его, наиболее рациональной формой рельса считается двутавровая, обеспечивающая одновременно и меньший расход металла.

Основные признаки, характеризующие рельсы:

· тип рельсов – Р50, Р65, Р65К ( для наружных нитей кривых), Р75;

· категория качества – В – (рельсы термоупрочненные высшего качества), Т – (рельсы термоупроченные), Н – (рельсы нетермоупроченные);

· наличие болтовых отверствий – (с отверстиями на обоих концах рельсов, без отверстий);

· способ выплавки стали – М (из мартеновской стали), К (из конвертерной стали), Э ( из электростали);

· вид исходных заготовок (из слитков, из непрерывно-литых заготовок);

· способ противофлокенной обработки ( из вакуумированной стали, прошедшие контролируемое охлаждение или прошедшие изотермическую выдержку);

· длина – рельсы обычной длины, длинные рельсы и рельсовые плети бесстыкового пути.

Основной характеристикой, дающей общее представление о типе и мощности рельса, является его масса, выраженная в килограммах на один погонный метр.

Масса рельсов определяется из следующих условий:

· чем больше нагрузка на ось подвижного состава, скорость поездов и грузонапряженность линии, тем больше должна быть масса рельсов;

· чем больше масса рельса, тем меньше при прочих равных условиях должны быть эксплуатационные расходы на грузонапряженных линиях.

Срок службы рельсов

Срок службы рельсов, измеряемый числом тонн брутто проследовавшего по ним груза до их перекладки, в среднем составляет для термически упрочненных рельсов Р65 500 млн т, а для Р50 — 350 млн т. Срок службы рельсов Р75 примерно на 30 % больше, чем у рельсов Р65.

Продление срока службы рельсов достигается комплексом взаимосвязанных мер: увеличением их массы, повышением качества рельсовой стали, ее термоупрочнением и легированием, совершенствованием поперечных профилей рельсов, улучшением условий их работы посредством создания бесстыковых путей, шлифования поверхности качения, нанесения смазки на боковую рабочую грань головки рельса в кривых и др.

Продление сроков службы рельсов в настоящее время производится путем применения ресурсосберегающих технологий, хорошим средством восстановления служебных свойств рельсов является их периодическая шлифовка в пути или острожка старогодных рельсов на рельсосварочных предприятиях. Для шлифовки рельсов применяются рельсошлифовальные механизмы и рельсошлифовальные поезда с абразивными кругами.

Повышение качества рельсов ведется по трем основным направлениям: повышение чистоты рельсовой стали; повышение твердости рельсового металла и улучшение его структуры; повышение прямолинейности рельсов при изготовлении.

19) Бесстыковой путь, особенности конструкции и требования

Бесстыковой путь является наиболее прогрессивным и совершенным типом железнодорожного пути. По способу эксплуатации он может быть:

температурно-напряженным без периодической (сезонной) разрядки температурных напряжений;

температурно-напряженным с периодической разрядкой температурных напряжений.

Принципиальной разницы в работе пути этих двух видов нет. Отличие лишь в том, что путь первой разновидности работает при фактической годовой температурной амплитуде данной местности, поэтому ему отдается предпочтение.

Бесстыковой путь на щебеночном и асбестовом балласте должен укладываться в прямых участках и в кривых радиусом не менее 350 м. На станционных путях при использовании гравийного или песчано-гравийного балласта разрешается укладка бесстыкового пути в кривых радиусом не менее 600 м.

При наличии технико-экономического обоснования, утвержденного начальником службы пути, допускается укладка бесстыкового пути в кривых радиусами 300-350 м с учетом интенсивности бокового износа и увеличения ширины колеи.

Крутизна уклонов на участках бесстыкового пути, как правило, не ограничивается.

Сопряжение элементов плана и профиля должно удовлетворять нормам и техническим условиям для звеньевого пути.

Рельсовые плети для бесстыкового пути внеклассных линий и линий 1-го и 2-го классов должны свариваться электроконтактным способом из новых термоупрочненных рельсов типа Р65 1-й группы 1-го класса длиной 25 м без болтовых отверстий. Сварка плетей из новых рельсов длиной менее 25 м допускается по разрешению ЦП МПС.

Для линий 3-го класса плети могут быть сварены из старогодных рельсов Р65, прошедших комплексный ремонт в стационарных рельсосварочных предприятиях или отремонтированных в пути с профильной обработкой головки рельсошлифовальными поездами и отвечающих Техническим условиям на рельсы железнодорожные старогодные отремонтированные сварные, для линий 4-го и 5-го классов - из старогодных, в том числе перекладываемых без ремонта.

Соединение рельсовых плетей

Между рельсовыми плетями, независимо от их длины, при отсутствии изолирующих стыков должны быть уложены две или три пары уравнительных рельсов длиной 12,5 м.

При устройстве в уравнительном пролете сборных изолирующих стыков, в том числе со стеклопластиковыми накладками, укладываются четыре пары уравнительных рельсов с расположением изолирующих стыков в середине уравнительных пролетов или три пары рельсов с размещением в середине второй пары рельсов изолирующих стыков, обеспечивающих сопротивление разрыву не менее 1,5 МН.

В случае примыкания бесстыкового пути к звеньевому или к стрелочным переводам, не ввариваемым в плети, на примыкании должны быть уложены две пары уравнительных рельсов длиной по 12,5 м.

На участках, не оборудованных тональной автоблокировкой, плети длиной до перегона соединяются с помощью рельсовой вставки с высокопрочным изолирующим стыком, которая сваривается с концами рельсовых плетей.

Уравнительные рельсы

Уравнительные рельсы всех типов соединяют между собой и со сварными рельсовыми плетями шестидырными накладками без применения графитовой смазки. При этом гайки стыковых болтов обычного качества затягивают с крутящим моментом не менее 600 Н·м при рельсах типов Р75 и Р65, а высокопрочных болтов - 1100 Н·м при рельсах этих типов и не менее 400 Н·м - на эксплуатируемых участках с рельсами типа Р50.

Стыковые рельсовые скрепления. Назначение. Требования. Конструкция

По расположению относительно шпал стыки бывают на шпале, «на весу» и на сдвоенных шпалах.

В качестве стандартных приняты стыки на весу, что обеспечивает большую упругость и удобство подбивки балласта под стыковые шпалы.

В плане стыки располагаются по наугольнику и в разбежку:

У нас в стране за стандартное принято расположение по угольнику. Забег стыка одной нити относительно стыка другой допускается не более 3 см (на кривых участках - сверх половины укорочения). В пределах переездных настилов рельсовые стыки не допускаются.

Рельсы в стыках соединяются между собой двухголовыми накладками (4-х или 6-ти дырными). Болты в стыках располагаются гайками в разные стороны через один болт. Гайки стыковых болтов затягивают усилием, соответствующим крутящему моменту при рельсах типа Р65 - 5600 = 6000 кгс · см.

По токопроводимости стыки подразделяются на токопроводящие и изолирующие.

На участках, где применяется автоблокировка, для разделения рельсовых цепей на отдельные изолированные один от другого блок-участки применяются изолирующие стыки.

Изолирующие стыки укладываются с объемлющими накладками, а также клееболтовые.

Для улучшения токопроводимости рельсовых стыков на линиях с автоматической блокировкой, электрической централизацией или с другими устройствами СЦБ, а также на участках электрической тяги применяются рельсовые соединители. Стыковые приварные рельсовые соединители из медного троса длиной 200 мм и сечением не менее 70 мм2 применяются на участках электротяги постоянного тока и 50 мм2 - на участках переменного тока.

Стыковые скрепления служат для соединения рельсов в единую рельсовую нить

Требования: прочность, надежность, способность ограничивать продольные перемещения рельса в стыке, на электрифицированных участках должно быть проводником силового тока, на участках с автоблокировкой – сигнального тока.

Классификация стыков по конструкции:

1)Болтовые стыки: для них характерно наличие зазора между концами рельсов, перекрыты накладками, зазоры нужны для возможности изменения длины рельсов при изменении температуры.

Болтовые стыки различают по форме обработки торцов рельса:

-типовая резка перпендикулярно оси;

-косая резка;

-резка в замок.

Болтовые стыки различают по взаимному расположению стыков на двух рельсовых нитях и могут располагаться:

-по наугольнику(вровень)-основной недостаток в необходимости укладки укороченных рельсов в кривой;

-вразбежку: недостаток-больше ударов колес о рельсы.

2)Клееболтовые стыки-накладки приклеиваются к рельсам и стягиваются болтами.

Клеевые стыки имеют прочность на растяжение вдоль шва до 34 МПа, но очень плохо сопротивляется силам, перпендикулярным плоскости накладок. Применяется в качестве изолирующих стыков.

3)Сварные стыки обеспечивают непрерывность рельсовой нити, экономят металл, увеличивают срок службы, уменьшают динамические воздействия. Применяются в бесстыковом пути.

Способы сварки:

-термитная;

-газовая;

-электрическая(в России).

4)Переходные стыки применяются на участках, где стыкуются разнотипные рельсы, они обеспечивают совмещение поверхности катания и боковых граней рельсов.

В настоящее время чаще всего применяют переходные рельсы, сваренные из двух разнотипных – сварные переходные стыки

Основными элементами болтовых стыков являются накладки и болты с гайками и упругими шайбами.