Что такое плети на жд

Обновлено: 24.04.2024

Сегодня мы хотим рассмотреть одну из прогрессивных конструкций колеи, находящую самое широкое применение. Начнем с определения, что же такое бесстыковой железнодорожный рельсовый путь: это ЖД-линия, имеющая настолько длинные сварные плети, что даже силы, появляющиеся при температурных колебаниях, не могут преодолеть сопротивление сдвигу.

При его монтаже в десятки или даже тысячи раз (на протяженном маршруте, с учетом станций и переводных стрелок) уменьшается количество переходов. Ведь именно места стыка являются самыми уязвимыми и напряженными на железной дороге – затраты труда на обслуживание достигают 40% от общих. В них в первую очередь проявляются вредные динамические и ударные воздействия от подвижных частей проезжающего транспорта. Поэтому чем меньше таких проблемных точек, тем лучше.

Особенности работы, устройства и содержания бесстыкового пути
Как укладывают бесстыковые рельсы: технология монтажа
Преимущества бесстыкового пути
Особенности бесстыкового пути
Как делают рельсы без стыков: технология получения плетей
Сравнение технологий укладки бесшовных трамвайных рельсов

Особенности работы, устройства и содержания бесстыкового пути

С 60-х годов ХХ века этот способ для обустройства железнодорожных систем обретает популярность в развитых странах, с 30-х – внедряется на просторах СССР и, гораздо позднее в СНГ – с подачи инженеров Мищенко и Боченкова. К 80-м протяженность сплошных плетей верхнего строения жд в масштабах постсоветских государств составляла 26% сети, сейчас доля возросла.

Причина такой актуальности и востребованности объясняется просто: минимизировать число соединений рельсов и снизить нагрузки на критических участках пытались долго. С этой целью производители увеличивали длину выпускаемых двутавровых направляющих, но это негативно сказывалось на показателях конечной продукции. А впервые представленный вниманию специалистов бесстыковый путь (или бесшовный – встречается и такое название) стал принципиально другим решением за счет характерной конструкции.

Его создатели предложили использовать стандартные прокатные изделия (по 25 м). Спаивать их между собой сразу на рельсосварочных предприятиях в нити значительной протяженности, которые окончательно сваривать на местах установки.

Сегодня это делается при помощи ПРСМ – специальной рельсосварочной мобильной путевой машины. В таком варианте даже при резком изменении климатического режима и воздействии высоких нагрузок сдвигаются только концевые участки (температурно-подвижные), а это лишь 50 м, тогда как километры средней части не испытывают критических напряжений и деформаций.

Фото рельсосварочного поезда

Современная конструкция в общем случае выглядит так:

плеть длиной от 150 (а на практике чаще от 500) до 950 м;
уравнительный пролет бесстыкового пути, представляющий собой 2-4 пары обыкновенных рамных рельсов по 12,5 м.

Дальше цикл повторяется – именно по такой схеме продолжены Приволжская, Калининградская, Северо-Кавказская, Юго-Восточная и многие другие железные дороги. Причем приняты во внимание погодные особенности регионов. Это важно, с оглядкой на то, что по способу эксплуатации каждая бесшовная колея считается температурно-напряженной, но одна может быть без периодической разрядки, а вторая – с ней.

В обычных условиях первая предпочтительнее, так как используется при фактическом терморежиме местности. При жаре, холоде, резких перепадах лучше вторая, с сезонным (осенним и весенним) снятием напряжений. Также она подходит при тяжелых нагрузках со стороны подвижных составов, слишком малой мощности конфигурации полотна или его недостаточной устойчивости.

С таким назначением конструкция бесстыкового пути просто обязана обладать следующими особенностями:

размещается на прямых участках протяженностью от 400 м и на кривых – радиусом от 350 м (в исключительных случаях – от 300 м);
крепость земляного основания обязательна – недопустимы просадки, пучины свыше 10 м, оползания и сплывы откосов;
обочина должна быть достаточно широкой – минимум 40 см для линий 4, 5 классов, 45 – для 3, 50 – для 1, 2 и внеклассных;
балластный слой из щебня – прочностью У75 и И20, с фракциями только твердых пород 25-60 мм, толщиной в 35 см под деревянными шпалами и 40 см – под железобетонными;
призма – с шириной плеча 40 см для 3-го – 5-го и 45 см – для остальных, с крутизной 1:1,5.

Как укладывают бесстыковые рельсы: технология монтажа

Итак, стандартные 25-метровые двутавровые жд профили свариваются в плети. На размерах последних остановимся поподробнее: они условно делятся на те, что свыше 800 м, и короткие. Впрочем, могут быть и 150, и 1500 м.

Хотя маркер в 800 м выбран не случайно: более протяженные металлоконструкции оказываются слишком громоздкими и, как следствие, неудобными в транспортировке. Да и высокие нагрузки уже способны преодолеть их сопротивление изгибу и вызвать нежелательные смещения, искривления, деформации. Когда на 1,5-2 километра всего одно соединение, концентрация напряжений в этой точке столь сильна, что поломка является лишь делом времени.

Рельсоукладчик

С другой стороны, чем меньше длина бесстыкового рельса, тем выше расходы на обслуживание транспортной системы. Эмпирически установлено, что экономически нецелесообразно монтировать сварные прокатные изделия короче 400 м, так как обслуживать такую колею выйдет дороже, чем звеньевую. Поэтому рекомендуется спаивать металлоконструкции в пределах 500 м (а лучше по 800 м).

При этом стоит обеспечить защиту от «угона» – промежуточными скреплениями типа КБ, АРС или ЖБР (в отдельных случаях допустимы противоугоны), надежно прижимающими к опорному основанию. Места соединений важно правильно содержать – своевременно смазывать и подтягивать болты, – иначе под воздействием продольных сил неизбежны кантования и перекосы шпал, смятие резьбы элементов крепежа и изоляции.

Укладка рельсовых плетей бесстыкового пути проходит со следующими особенностями:

длина впервые монтируемых определяется местными условиями, то есть расположением мостов, станций, тоннелей и других объектов, а также кривых радиусом до 350 м;
на S-образных участках, при серьезной вероятности интенсивного бокового износа, допустимо использование коротких сварных металлоконструкций (но обязательно от 350 м);
на стрелочных переводах с их остряками и крестовинами можно эксплуатировать ультрамалые прокатные изделия (от 100 до 300 м);
если не обустраивается изолирующее крепление, необходимо наличие уравнительного пролета – хотя бы пары обычных профилей по 12,5 м;
соединение рельсовых плетей бесстыкового ЖД-полотна в точках их примыкания к звеньевому пути осуществляется при помощи накладок, с тщательным затягиванием гаек болтов (с крутящим моментом на уровне 600-1100 Нм);
системы, монтируемые на криволинейных участках, должны быть разных параметров (как внутренних, так и наружных), с тем расчетом, чтобы концы нитей располагались по наугольнику;
в местах переездного настила обустройство стыковок недопустимо;
при эксплуатации в условиях стабильно холодного климата для уравнения рекомендуется использовать удлиненные рельсы – 12,62, 12,58 или 12,54 м.

все размеры и габариты (за исключением последних) указываются для температуры +20 градусов Цельсия.

Рельсосварочный поезд после сварки

конфигурация снижает динамические воздействия на полотно;
эффективное противостояние нагрузкам приводит к минимизации износа как самого металлопроката, так и проезжающих по нему колес;
сопротивление движению уменьшается – скорость поездов возрастает;
в связи с сокращением количества скреплений достигается значительная экономия металла (до 7,8 т на 1 км);
упрощается содержание транспортной системы, ремонт требуется реже, поэтому приходится нести сравнительно небольшие эксплуатационные расходы.

Благодаря такому внушительному сочетанию плюсов настолько прогрессивная колея может эксплуатироваться на 20-25% дольше, чем звеньевая. Да, без «ложки дегтя» тоже не обходится, но если взвесить достоинства и недостатки бесстыкового пути, достоинства явно перевесят.

Основной минус заключается в сложности восстановления поврежденных (изношенных, дефектных) сварных металлоконструкций. Поэтому прокатные изделия нужно внимательно использовать в условиях неустойчивого земельного полотна, сезонного вспучивания и просадок грунта, интенсивного засорения щебеночной «подушки». Хотя и эта проблема решается, стоит только предусмотреть достаточно толстый (от 45 см), широкий (плечи от 25 см) и пологий (крутость откосов призмы не более 1:1,5) балластный слой. Также отрицательную роль может сыграть необходимость проведения работ по разрядке, но и ее можно избежать.

Особенности бесстыкового пути

К его конструкции предъявляют следующие требования:

запас прочности рельсов обязан компенсировать температурные напряжения, а значит равняться 125-150 МПа;
скрепления должны сохранять изначально заданный зазор (10-12 мм максимум), а также эффективно препятствовать угону; для этого нужно, чтобы они обладали погонным сопротивлением по одной нити от 250 Н/см, по соединению – от 300-400 Н/см;
устойчивость шпальной решетки играет ключевую роль – необходимо, чтобы она препятствовала выбросу деталей полотна при нагревании;
важно, чтобы балластная призма оставалась достаточно плотной и не давала элементам опорного основания перемещаться по ней как во время движения поездов, так и в состоянии покоя транспортной линии.

При любой длине бесстыкового пути его плети могут быть компенсированы одним из двух видов уравнителей – или рельсами, или приборами. Первые мы уже рассмотрели выше, а вторые представляют собой некий аналог стрелок (с остряками, но без крестовин). С ними концы крайних двутавров способны свободно двигаться на расстояние до 50 см. Но их использование усложняет содержание колеи, да и в точках монтажа возникают дополнительные динамические нагрузки. Поэтому применение целесообразно только в тех случаях, когда проблематично организовать регулярное снятие обычных звеньев для разрядки сезонных температурных напряжений.

Как делают рельсы без стыков: технология получения плетей

Ко всему вышеописанному добавим следующие подробности:

берут стандартные термоупрочненные изделия проката (чаще всего – 25-метровые Р-65-Т1 1 класса и 1 группы), причем обязательно без технических отверстий;
сваривают прямо на РСП электроконтактным способом в металлоконструкции от 350-800 м и в таком виде доставляют на место укладки;
обеспечивая раздельные скрепления, монтируют на железобетонные шпалы (которые располагают на щебневом, гравийном или смешанном балласте) и соединяют при помощи мобильной машины ПРСМ.

После этого проводят проверку качества сварного контакта и плотности прилегания соответствующих элементов, а также подключают к звеньевой колее (если это необходимо).

Сравнение технологий укладки бесшовных трамвайных рельсов

Современные модели транспорта тоже ездят по бесстыковому пути, который в данном случае можно организовать 4 разными способами (их больше, но мы приводим самые популярные):

BKV – запрессовав прокатное изделие в бетонную плиту – быстро получите устойчивую геометрию и хорошую шумо- и виброизоляцию, но вместе с ней и низкую вертикальную жесткость;
на ЖБ-шпалу с анкерными креплениями – дешевый, долговечный, простой в обслуживании вариант, но слабо поддающийся ремонту, шумный, требующий пусть беспроблемного, но постоянного ухода;
на деревянное опорное основание с применением костылей – недорогой, рассчитанный на многие годы эксплуатации, подходящий для обособленных полотен, но затратный при реконструкции и потенциально вредный для подземных коммуникаций (без изоляции);
без балластного корыта – возможен для реализации при малых строительных высотах, хорошо поглощает звуки, используется до 30 лет, но совсем не бюджетный, требует времени и четкого соблюдения стандартов.

У каждой технологии есть свои плюсы и минусы – выбирайте в зависимости от особенностей своего объекта. Но помните, что в любом случае нужно правильно нанести маркировку рельсовых плетей бесстыкового пути, указав номер РСП, самой металлоконструкции по ведомости, длину, проектное обозначение и сторонность, дату укладки и температуру.

Надеемся, что помогли вам разобраться, а если возникли какие-то дополнительные вопросы по теме, не стесняйтесь задать их консультантам компании «ПромПутьСнабжение». Про скрепление рельсов на стыковых участках вы можете узнать из этой статьи.

Рельсовая плеть — основной элемент верхнего строения бесстыкового пути. Совершенствование рельсов осуществляется в ходе комплекса взаимосвязанных мероприятий, проводимых по следующим основным направлениям: увеличение массы рельсов, совершенствование их поперечного профиля, повышение качества изготовления, а также улучшение условий их работы в пути и совершенствование системы ведения рельсового хозяйства.

Масса рельсов, поперечные профили, химический состав рельсовой стали и технология их изготовления взаимосвязаны и в совокупности определяют эксплуатационные качества рельса как элемента бесстыкового пути.

В соответствии с ГОСТ Р51585—2000 « Рельсы железнодорожные . Общие технические условия» рельсы подразделяются: по типам — Р50, Р65, Р65К, Р75; по категориям качества — В (рельсы термоупрочненные высшего качества), Т (рельсы термоупрочненные), Н (рельсы нетермоупрочненные); по наличию болтовых отверстий; по способу выплавки стали — М (из мартеновской стали), К (из конвертерной стали), Э (из электростали); по виду исходных заготовок и др.

Все новые рельсы маркируются на заводах. Заводская маркировка может быть постоянной (клеймение) и временной (красками). На шейке с одной стороны каждого рельса в горячем состоянии выкатывают выпуклую маркировку, содержащую: обозначение предприятия:изготовителя (например: К — Кузнецкий металлургический комбинат, Т — Нижнетагильский металлургический комбинат); месяц (римскими цифрами) и год изготовления (арабскими цифрами); тип рельса; обозначение направления прокатки стрелкой (острие указывает на передний конец рельса по ходу прокатки). Маркировочные знаки должны быть высотой от 30 до 40 мм и выступать на 1—3 мм с плавным переходом к поверхности шейки. Их наносят не менее чем в четырех местах (на рельсах длиной 12,5 м — не менее чем в двух местах) по длине рельса. На шейке каждого рельса на той же стороне, на которой выкатаны выпуклые маркировочные знаки, в горячем состоянии клеймением наносят: шифр плавки, условное обозначение контрольных рельсов; условное обозначение термоупрочненных рельсов. На один из торцов рельса в холодном состоянии клеймением наносят: шифр плавки на подошве; условное обозначение контрольного рельса на верхней четверти шейки; знаки закалки концов рельсов (букву К) на нижней четверти шейки рельса.

На каждый принятый рельс на торец головки наносят приемочные клейма: ОТК завода:изготовителя; инспекции Федерального агентства железнодорожного транспорта или другого потребителя по его требованию. Принятые рельсы маркируют несмываемой краской: голубого цвета — категории В; фисташкового (светло:зеленого) цвета — категории Т1; желтого цвета — категории Т2; белого цвета — категории Н.
Маркировку наносят на торце рельса путем обведения контура головки с приемочными клеймами; на поверхности головки и шейки рельса — поперечной полосой шириной 15—30 мм на расстоянии 0,5—1,0 м от торца с приемочными клеймами.

Рельсовые плети бесстыкового пути внеклассных линий и линий 1-го и 2-го классов изготавливают электроконтактной сваркой из новых термоупрочненных рельсов типа Р65 длиной 25 м без болтовых отверстий. Для линий 3:го класса плети могут свариваться из старогодных рельсов Р65, прошедших комплексный ремонт; для линий 4-го и 5-го классов — из старогодных рельсов, в том числе перекладываемых без ремонта.

На рельсосварочных предприятиях рельсы длиной 25 м свариваются в плети длиной до 800 м. Сварные стыки отмечаются на шейке рельса внутри колеи двумя вертикальными полосами симметрично относительно оси стыков на расстоянии 10 см от них. В середине плети на шейке рельса наносится вертикальная полоса. Маркировка плетей, выпускаемых рельсосварочными предприятиями, была рассмотрена в разделе 1.1 (см. формулу (1.1)).

Для создания рельсовых плетей проектной длины плети длиной до 800 м вывозят на перегон и сваривают путевой рельсосварочной машиной (ПРСМ). Стыки после такой сварки проходят термическую обработку. Длина рельсовых плетей, устанавливаемая проектом, зависит от местных условий: расположения стрелочных переводов, мостов, тоннелей, кривых участков пути радиусом менее 350 м и т.д.

В настоящее время длины рельсовых плетей могут быть:

от станции до станции (длина перегона от 2 до 4 км) на участках с тональными рельсовыми цепями или при сваривании рельсовых вставок с высокопрочными изолирующими стыками (рис. 2.1) с сопротивлением на разрыв не менее 2,5 МН;
равными длинам блок:участков (при отсутствии тональной блокировки), как правило, не менее 400 м.

Рис. 2.1. Высокопрочный изолирующий стык:
1 — болт; 2 — изоляционная втулка; 3 — рельс; 4 — металлическая накладка; 5 — изоляционная прокладка; 6 — гайка; 7 — шайба; 8 — клеящая паста; 9 — металлическая обечайка

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

При устройстве в уравнительном пролете сборных изолирующих стыков, в том числе со стеклопластиковыми накладками, укладывают четыре пары уравнительных рельсов с расположением изолирующих стыков в середине пролетов или три пары уравнительных рельсов — в середине второй пары рельсов, изолирующих стыки, которые обеспечивают сопротивление на разрыв не менее 1,5 МН.

Типовой изолирующий стык (рис. 2.2) вместо двухголовых имеет объемлющие накладки.

До появления композитных накладок «АпАТэК» большое распространение получили клееболтовые изолирующие стыки повышенной прочности (рис. 2.3), в которых используются типовые шестидырные накладки с пристроганными верхней и нижней гранями, а также специальные накладки, облегающие пазуху рельсов. Сопротивление продольным перемещениям клееболтовых стыков, вваренных в середину плети, должно быть не менее наибольших продольных температурных сил, возникающих при самой низкой для данной местности расчетной температуре рельсов.

Рис. 2.2. Изолирующий стык с объемлющими металлическими накладками:
1 — изолирующая прокладка; 2 — накладка; 3 — планка стопорная металлическая; 4 — планка из фибры или полиэтилена под болты; 5 — прокладка торцевая

Рис. 2.3. Клееболтовые стыки:
а — с подстроганными типовыми накладками; б — с накладками, облегающими пазуху рельсов; 1 — клеевое соединение с изоляцией из стеклоткани; 2 — изоляция болта, оклеенного стеклотканью; 3 — торцевая изоляция из фибры, пропитанной клеем

В случае примыкания бесстыкового пути к звеньевому или стрелочным переводам, не ввариваемым в рельсовые плети, на примыкании укладываются две пары уравнительных рельсов длиной 12,5 м (рис. 2.4). Для компенсации перемещений «активных» концов рельсовых плетей уравнительные рельсы имеют стандартные укорочения 40, 80 и 120 мм.

Рис. 2.4. Схемы примыкания бесстыкового пути на железобетонных шпалах к звеньевому пути (а) и к стрелочному переводу (б)

Уравнительные рельсы соединяются между собой и со сварными рельсовыми плетями шестидырными накладками без применения графитовой смазки. Гайки стыковых болтов обычного качества затягивают с крутящим моментом не менее 600 Н·м, а высокопрочных болтов — 1100 Н·м.

Определение класса железнодорожного пути, конструкции, типа и характеристик его верхнего строения.

грузонапряженность млн. ткм/км брутто в год 65
максимальная скорость движения поездов, км/час

пассажирских 100
грузовых 70

1. Определение класс железнодорожного пути

Современная система ведения путевого хозяйства основана на классификации пути в зависимости от грузонапряжённости и скоростей движения поездов.

Железнодорожный путь классифицируется в зависимости от сочетаний грузонапряженности и максимальных допускаемых скоростей движения пассажирских и грузовых поездов.

По грузонапряженности пути разделяют на 5 групп, обозначаемых буквами (Б, В, Г, Д, Е) по допускаемым скоростям - на 7 категорий, обозначаемых цифрами (1…7). Классы пути обозначают цифрами.

Принадлежность пути соответствующему классу. группе и категории обозначается сочетанием буквы и цифр. Например, 2Б3 обозначает, что путь принадлежит 2 классу, входит в группу Б и категорию 3.

При определении класса пути необходимо учитывать:

1. На железнодорожных линиях федерального (общесетевого) значения пути должны быть не ниже 3 класса.

2. Непрерывная длина пути соответствующего класса, как правило, не должна быть менее длины участка движения с одинаковыми на всем протяжении грузонапряженностью и установленными скоростями пассажирских или грузовых поездов (в зависимости от того, какая из них соответствует более высокому классу). Без учета отдельных километров и мест, по которым уменьшена установленная скорость из-за кривых малого радиуса, временно неудовлетворительного технического состояния пути или искусственных сооружений, либо по другим причинам.

3. В зависимости от количества пассажирских и пригородных графиковых поездов путь должен быть не ниже:

1 класса — более 100 поездов в сутки;
2 класса — 31-100 поездов в сутки;
3 класса — 6-30 поездов в сутки.

При скорости 80 км/ч класс пути понижается на одну ступень.

На двухпутных и многопутных участках классы путей устанавливаются одинаковыми с классом пути, имеющим большую грузонапряженность, при условии, если разница в грузонапряженности не превышает 30%. При большей разнице класс каждого из путей устанавливается по фактическому сочетанию грузонапряженности и установленной скорости.

Пути, предназначенные для движения подвижного состава с опасными грузами, не должны быть ниже 4 класса.

Приемо-отправочные и другие станционные пути, предназначенные для сквозного пропуска поездов со скоростями 40 км/ч и более, подъездные пути со скоростями более 40 км/ч, а также горочные пути относятся к 3 классу. Станционные пути, не предназначенные для сквозного пропуска поездов, при установленных скоростях 40 км/ч, а также специальные пути, предназначенные для обращения подвижного состава с опасными грузами, сортировочные и подъездные пути со скоростями движения 40 км/ч относятся к 4 классу. Остальные станционныеи подъездные пути относятся к 5 классу.

Сортировочные и горочные пути на сортировочных станциях относятся к 4 классу.

Главные пути, где установлены скорости движения пассажирских поездов более 140 км/ч, относятся к внеклассным путям.

В зависимости от класса пути устанавливаются технические условия и нормативы на укладку и ремонт пути.

1.1 Конструкция, тип и характеристики верхнего строения пути

Предусмотрены три конструкции верхнего строения пути:

бесстыковой путь на железобетонных шпалах;
звеньевой путь на железобетонных шпалах;
звеньевой путь на деревянных шпалах;

При этом в регионах, где позволяют климатическиеусловия, на путях 1-4 классов рекомендуется преимущественноприменять бесстыковой путь, а на путях пятого класса — звеньевой путь на железобетонных шпалах.

На путях 1 и 2 классов укладываются рельсы Р65 (новые, термоупрочненные, категории В, Т, и Т₂, новые скрепления, шпалы новые железобетонные 1 сорта).

Эпюра шпал: в прямых и кривых радиусами более 1200 м — 1840 шт/км, в кривых радиусами 1200 м и менее — 2000 шт/км.

Балласт щебеночный или асбестовый с толщиной слоя под деревянными шпалами 40 см.

На путях 3 класса укладываются рельсы Р65 новые или старогодные. Скрепления и шпалы новые и старогодные, отремонтированные в соответствиис Техническими условиями на применение старогодныхматериалов верхнего строения. Эпюра и группа шпал такие же, как на путях 1 и 2 классов.

Балласт щебеночный или асбестовый с толщиной слоя под деревянными шпалами 35 см и под железобетонными шпалами 40 см.

На путях 4 класса укладываются старогодные рельсы II и III группы годности в соответствии с Техническими условиями на применение старогодных материалов верхнего строения. Скрепления и шпалы старогодные, как правило, отремонтированные. Эпюра шпал такая же, как на путях 1-3 классов. Допускается укладка новых шпал второго сорта. Допускается чередование деревянных и железобетонных шпал (по специальному согласованию с МПС).

Балласт щебеночный, асбестовый или гравийно-песчаный с толщиной слоя под деревянными шпалами 25 см и под железобетонными шпалами 30 см.

На путях 5 класса укладываютсярельсы, скрепления и шпалы — старогодные, рельсы IIIгруппы годности, в т.ч. непригодные к укладке в пути 3 и 4 классов. Рельсы не легче Р50.

Допускается чередование старогодных железобетонных и деревянных шпал по схемам, устанавливаемым службой пути дороги. Эпюра шпал: в прямых и кривых радиусами более 650 м — 1440 шт/км; в кривых радиусами 650 м и менее — 1600 шт/км.

Согласно данным задания:

грузонапряженность 65 млн. ткм/км
скорость пассажирских поездов 100 км/час
скорость грузовых поездов 70 км/час
путь относится к 1-му классу, входит в группу Б и категорию 3 т.е. 1Б3

Конструкции, типы и элементы пути:

рельсы Р65, новые термоупрченные;
скрепления новые;
шпалы железобетонные новые 1-го сорта;
балласт щебёночный толщиной под шпалой – 0,40м;
эпюра шпал: на прямых и кривых R≥1200м – 1800 шт/км, на кривых R1200м и меньше – 2000 шт/км
поперечный профиль балластной призмы прилагается

2. Определение условий укладки бесстыкового пути

тип рельсов Р65;
род балласта асбест;
радиус кривой 600м;
локомотив ВЛ23;
скорость движения 60 км/ч;
t max; max 62°C;
t min; min -34°C;
tфакт -4 °C;
длина пути 1100м

Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [7] для данных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебаний температуры Т_А.

Если по расчету Т_А≤ [Т], то бесстыковой путь можно укладывать.

Значение Т_А определяется как алгебраическая разностьнаивысшей t_max_max и наинизшей t_min_min температур рельса, наблюдавшихся в данной местности (при этом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участках превышаетна 20 °С наибольшую температуру воздуха):

Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов

где: [Δt_з],— минимальный интервал температур, в которомокончательно закрепляются рельсовые плети, [Δt_з] = 10°С;

[Δt_р] — допускаемое повышение температуры рельсовпо сравнению с температурой их закрепления, определяемоеустойчивостью против выброса пути при действии сжимающих продольных сил;

[Δt_у] — допускаемое понижение температуры рельсовыхплетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил.

2.1 Расчет повышений и понижений темпера туры рельсовых плетей, допустимых по условиям прочности и устойчивости

Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей [Δt_у] устанавливается на основании исследований устойчивостипути.

Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей определяется расчетом прочности рельсов, основаны на условии, что сумма растягивающих напряжений, возникающих от воздействия подвижного состава и от изменений температуры, не должна превышать допускаемого напряжения материла рельсов.

В данном случае величина [Δt_у] определяется на основании данных таблицы №4 методуказаний.

где: K_n — коэффициент запаса прочности (K_n= 1,3 для рельсов первого срока службы; K_n= 1,4 для рельсов, пропустивших нормативный тоннаж);

σ_k — напряжение в кромках подошвы рельса под нагрузкой от колес подвижного состава, МПа;

σ_t — напряжение в поперечном сечении рельса от действия растягивающих температурных сил, возникающих при понижении температуры рельса по сравнению с его температурой при закреплении, МПа;

[σ] — допускаемое напряжение (для новых не закаленных рельсов [σ] = 350 МПа, для новых термоупрочнённых — 400 МПа).

Напряжение в подошве рельса σ_k определяется по правилам расчета верхнего строения пути на прочность.

Температурное напряжение, возникающее в рельсе в связи с несостоявшимся изменением его длины при изменениитемпературы,

где α — коэффициент линейного расширения (а = 0,0000118 1/град);

Е — модуль упругости рельсовой стали (Е = 210 ГПа= 2,1-10 5 МПа);

Δt —разность между температурой, при которой определяется напряжения, и температурой закрепления плети, °С.

Наибольшее допускаемое по условию прочностирельса понижение температуры рельсовой плети по сравнениюс ее температурой при закреплении определяется по формуле:

В данном случае понижение [Δt_р] температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления для бесстыкового пути с неупрочненными рельсами первого срока службы на железобетонных шпалах и щебеночном или асбестовом балласте приведены в таблице №5 методуказаний: [Δt_р] = 82°С; Для рельсов термоупроченных:

Тогда [Т] будет равно:

2.2 Расчет интервалов закреплений плетей

Расчетный интервал закрепления плетей

Границы интерна на закрепления, т.е. самую низкую mint_з наибольшую max t_з, температуры закрепления, определяют по формулам:

При укладке плетейдлиной более 800 м нижняя граница интервала закрепления должна быть не менее чем на 8°С выше нижней границы, установленной для плетей обычной длины.

Диаграмма температурного режима плетей прилагается.

Рис. 2. Диаграмма температурного режима плетей

3. Расчёт рельсовой колеи

Определение возвышения наружного рельса в кривой.
Расчёт основных элементов для разбивки переходных кривых.
Определение ширины колеи в кривой.

радиус кривой 1100м;
максимальная скорость движения поезда по кривой:
грузового 73км/ч;
пассажирского 90км/ч;
приведенная скорость поездпотока 50км/ч;
угол поворота линии β 32°;
единица подвижного состава ВЛ23;
зона скорости первая.

3.1 Возвышение наружного рельса в кривой

Возвышение устраивается в кривых участках пути радиусом 4000 м и менее. Максимальная величина возвышения не должна превышать 150 мм.

Перерасчету подлежат возвышения в кривых, в которых наблюдается повышенный износ рельсов по одной из ниток, интенсивные расстройства по ширине колеи и направлению в плане, допускаемые скорости по возвышению и его отводу не соответствуют друг другу, начало и конец отводов по кривизне и возвышению не совпадают более чем на 10 м, реализуемые скорости на 10-15% отличаются от максимальных, установленных дорожным приказом, или от ранее принятых при расчете возвышения, в том числе и из-за введения длительных ограничений скорости, а также в кривых на участках запланированных капитальных работ.

Величина возвышения в круговой кривой определяется начальником дистанции пути и утверждается начальником железной дороги.

Величина возвышения в кривой, мм, определяется по следующим формулам:

для пассажирского поезда:

для грузового поезда:

для потока поезда:

где: Vmax пас и Vmax гр — максимальные скорости, км/ч соответственно пассажирского и грузового поезда, установленные в кривой по приказу начальника дороги;

Vпот — приведенная скорость поездопотока, км/ч;

R — радиус кривой, м.

Из полученных по формулам (1-3) величин возвышения принимается большее и округляется до значения, кратного 5 мм.

В данном случае вертикальная прямая, соответствующая кривой R=1300м пересекается с линией поездпотока. Значит расчёт возвышения наружного рельса в кривой следует вести по формуле:

Точное значение приведенной скорости поездопотока V

для расчета возвышения по формуле (3) определяется по формуле:

где: Vпот — приведенная скорость поездпотока. По заданию Vпот=45км/ч.

Возвышение наружного рельса в кривой будет равна:

h =12,5 50²/1100 = 28мм;

3.2 Расчет основных элементов для разбивки переходной кривой

Длина переходной кривой l₀ зависит от принятого уклона отвода возвышения i, скорости движения, допустимой величины нарастания горизонтальных ускорений, допустимой скорости подъема колеса по наружному рельсу и т.д.

В данном случае принимаются следующие нормативы:

уклон отвода возвышения рельса i= 0,001;
величина нарастания ускорения α_нп = 0,7 м/с 2 ; ψ = 0,6 м/с 3 ;
скорость подъема колеса по наружному рельсу 28 мм/с = 1/10 км/ч.

Определяется длина кривой превышающие указанных условий

Из условия непревышения допустимого уклона iотвода возвышения наружного рельса

При скорости подъема колеса по наружному рельсу 28 мм/с = 1/10 км/ч h₀ /l₀ =1/(10 Vmax).Отсюда:

Из условия допустимой величины нарастания горизонтальных ускорений

Устанавливается длина переходной кривой в соответствии с СТНЦ-01-95 в зависимости от заданной величины радиуса R, категории линии и зоны скорости (таблица методуказаний). Принимается l₀₄ =80м

Из четырёх определённых значений длины переходной кривой принимается наибольшая, т.е принимается длина переходной кривой l₀ =80м

Величина уклона отвода будет:

Определяются параметр кривой:

Величина сдвижки круговой кривой к центру:

Расстояние m от тангенсного столбика сдвинутой кривой до начала переходной кривой:

Значение абсциссы x₀ и координаты у₀ для конца переходной кривой:

Бесстыковой путь — железнодорожный путь, содержащий сварные рельсовые плети, длина которых настолько велика, что температурные силы, возникающие в них при максимальных колебаниях температуры за год, не в состоянии преодолеть силы сопротивления сдвигу по всей длине плетей.

Начиная с 1960-х годов бесстыковой путь широко применяется как типовая конструкция на железных дорогах большинства развитых стран.

В России бесстыковой путь впервые был предложен в 1930 году инженерами М. С. Боченковым и К. Н. Мищенко.

Протяжённость бесстыкового пути на отечественных железных дорогах в начале 1980-х годов превысила 50 тысяч км (26 % длины сети).

Число рельсовых стыков (самых слабых и напряжённых мест пути) в бесстыковом пути минимально. В бесстыковом пути сопротивления сдвигу преодолеваются в стыках и на двух концевых участках, называемых температурно-подвижными (по 50—70 м), а средняя основная часть бесстыкового пути остаётся неподвижной. Такая конструкция бесстыкового пути(температурно-напряжённого типа) общепринята (различия заключаются лишь в длине плетей и способах их стыкования). Бесстыковой путь отечественных железных дорог представляет собой конструкцию со сварными рельсовыми плетями длиной 150—950 м, которые чередуюся с участками уравнительных пролётов, состоящих из 2—4 пар рельсов длиной по 12,5 м.

По сравнению с конструкциями пути с короткими рельсами бесстыковой путь обладает рядом преимуществ:

снижается удельное сопротивление движению поездов (до 15 %) и соответственно расходы электроэнергии и топлива на тягу поездов; сокращаются объёмы работ по выправке пути (до 25 %); продлеваются сроки службы элементов верхнего строения пути (до 25 %); сокращается расход металла на стыковые рельсовые скрепления (до 9 т на 1 км); повышается комфортабельность езды пассажиров; увеличивается надёжность работы рельсовых цепей автоблокировки; снижается уровень шума (на 5—15 дБ).

Бесстыковой путь отличается от звеньевого наличием в рельсах периодически изменяющихся продольных температурных сил, достигающих 1200—1400 кН в каждом рельсе. Одно из главных требований при устройстве бесстыкового пути — обеспечение его устойчивости против выброса при повышении температуры (см. Устойчивость пути).

Применение бесстыкового пути преимущественно с железобетонными шпалами особенно эффективно на линиях с высокими скоростями движения поездов. Ограничена укладка бесстыкового пути на кривые радиусом менее 350 м, а также на линиях с высокой густотой движения — грузонапряжённость более 80 млн.т·км (брутто)/(км·ч).

Рельсовый стык — место соединения двух рельсов на железной дороге. Стык обязательно включает в себя зазор для свободного удлинения рельсов при изменении температуры (в метрополитенах, где температура воздуха постоянная, рельсы уложены плотно друг к другу, чтобы не допустить покачивания поездов при движении). Рельсы удерживает от сдвига металлическая (в изолирующих стыках — пластина из диэлектрика (текстолит, металлокомпозит), изолированная от рельсов комплектом боковых и торцевых прокладок и втулок.

Рельсовые скрепления — (или промежуточные рельсовые скрепления) важнейший элемент верхнего строения пути, в существенной степени определяющий надёжность, параметры геометрии и пространственной жёсткости рельсовой колеи, от чего зависят условия взаимодействия пути и подвижного состава, а также его стоимость при устройстве и затраты в течение жизненного цикла.

Балластная призма — элемент верхнего строения пути из балласта, укладываемого на земляное полотно для стабилизации рельсо-шпальной решётки при воздействии динамических нагрузок от подвижного состава.

Путевы́е работы — комплекс взаимосвязанных операций, обеспечивающих постоянную надёжность пути и безопасность движения поездов с установленными скоростями и весовыми нормами.

Упоминания в литературе

БЕССТЫКОВ?Й ПУТЬ, железнодорожный путь, содержащий вместо коротких стандартных рельсов длиной 12.5 м сваренные рельсовые плети длиной 150–950 м. Плети чередуются с т. н. уравнительными пролётами длиной по 50–70 м (2–4 пары стандартных рельсов). Длину плети выбирают такой, чтобы силы, возникающие в ней при максимальных колебаниях температуры, были не в состоянии преодолеть силы сопротивления продольному сдвигу по всей длине плети. Бесстыковой путь обладает рядом преимуществ перед обычным звеньевым: увеличивается надёжность работы пути и рельсовых цепей автоблокировки, а следовательно, повышается безопасность движения поездов, снижается уровень шума от стука колёс на стыках и уменьшается амплитуда колебаний вагонов; увеличиваются сроки службы элементов пути. Начиная с 1960-х гг. бесстыковой путь широко применяется на железных дорогах большинства стран. В России бесстыковой путь был предложен в 1930 г. инженерами М. С. Боченковым и К. Н. Мищенко.

Связанные понятия (продолжение)

Верхнее строение пути — часть железнодорожного пути, предназначенная для принятия нагрузок от колёс подвижного состава и передачи их на нижнее строение пути, а также для направления движения колёс по рельсовой колее.

Выправочно-подбивочно-рихтовочная машина — путевая машина на железнодорожном транспорте для выправки железнодорожного пути в продольном и поперечном профиле и в плане (рихтовки), а также для уплотнения (подбивки) балласта. Применяется при строительстве, ремонте и текущем содержании пути.

Балласт (голл. ballast) — минеральный сыпучий материал для верхней части строения пути (балластной призмы) в железнодорожном путевом хозяйстве.

Уго́н пути́ — продольное перемещение рельсов под колёсами проходящего поезда, как правило, направленное в сторону его движения. Угон вызывает серьёзные нарушения в работе железнодорожного пути.

Путево́й инструме́нт — простые приспособления и ручные машины (с механизированным приводом) масса которых не превышает 100 килограмм, применяемые на железнодорожном транспорте при текущем содержании, ремонте и строительстве железнодорожных путей. Капитальные путевые работы в настоящее время имеют высокую степень механизации с помощью путевых машин, но при средних ремонтах и текущем содержании пути остаются работы, выполнение которых машинами тяжёлого типа по различным причинам невозможно или экономически.

Станционный путь — железнодорожный путь, расположенный в границах раздельных пунктов с путевым развитием.

Электробалластёр — путевая машина для дозирования балласта, подъёмки и сдвижки (рихтовки) и установки по уровню (при перекосе) рельсо-шпальной решётки, а также планировки откосов. Применяется на железнодорожном транспорте при строительстве, ремонте и текущем содержании железнодорожного пути.

Бесстыковой путь (или бархатный) — условное наименование железнодорожного пути, расстояние между рельсовыми стыками которого значительно превосходит длину стандартного рельса (25 метров). В России современный бесстыковой путь в основном представляет собой чередование участков пути, где уложены сваренные рельсовые плети длиной от 350 метров до длины блок-участка с короткими участками звеньевого пути — (уравнительными пролётами). Рельсы могут свариваться в плети длиной в перегон и достигать 30 и более.

Вагонный замедлитель — смонтированное на железнодорожном пути тормозное устройство для снижения скорости движения вагонов (отцепов).

Путеукладчик — комплект машин и оборудования для транспортировки и укладки рельсо-шпальной решётки железнодорожных путей.

Ремонт пути — путевые работы по обновлению верхнего строения пути с полной или частичной заменой его элементов, очисткой балласта, выправкой пути в продольном профиле и плане с оздоровлением земляного полотна.

Рихтовочная машина — путевая машина для выправки в плане (рихтовки) железнодорожного пути. Применяется на железнодорожном транспорте при строительстве, ремонте и текущем содержании пути.

Вагоноопроки́дыватель — специальное сооружение для механизированной разгрузки вагонов с насыпными и навалочными грузами (рудой, углем, зерном).

Вагон-дефектоскоп — вид подвижного состава железных дорог предназначенный для сплошного скоростного контроля рельсов, уложенных в путь, и выявления в них наружных и скрытых дефектов.

Температурный выброс пути — характерное изменение железнодорожного пути в плане в результате самопроизвольной разрядки температурного напряжения в рельсах пути. За время около 0,2 с образуется резкое искривление рельсов (до 0,3—0,5 м на длине 20—40 м) с несколькими волнами в горизонтальной плоскости. Рельсы приобретают остаточные деформации и становятся непригодными для работы в пути, часть шпал раскалывается, щебень с балластной призмы отбрасывается. Выброс пути является серьёзной угрозой безопасности.

Звеносборочная поточная линия — совокупность агрегатных станков, механизмов, приспособлений, расположенных в соответствии с последовательностью операций технологического процесса сборки рельсового звена, а также транспортных устройств, которые при сборке передвигают рельсовые звенья и их элементы с позиции на позицию.

Рельсы (от мн. ч. англ. rails — от лат. regula — прямая палка) — стальные балки специального сечения, укладываемые на шпалах или других опорах для образования пути, по которому перемещается подвижной состав железнодорожного транспорта, городских железных дорог, специализированный состав в шахтах, карьерах, крановое оборудование и так далее.

Траверса — быстросъёмное грузозахватное приспособление, используемое на подъёмных кранах для работы с различными типами грузов. Являются промежуточным звеном между крюком крана и грузом. Позволяет избежать повреждений груза при его перемещении. Траверса может использоваться для подъёма длинномерных грузов и грузов, где возникают ограничения по высоте.

Отцеп — вагон или группа сцепленных между собой вагонов одного назначения, отделяемая от состава в процессе его расформирования.

Полувагон для перевозки торфа серии ТСВ — советский, позднее российский полувагон для торфа, выпускается КМЗ с 2010 года.

Тяговые испытания локомотивов — испытания, проводимые для определения и проверки тяговых качеств и экономичности локомотивов, характеристик их основных узлов и проверки системы управления. Данные испытания служат также для снятия и проверки характеристик локомотивов, необходимых для нормирования веса поезда и тяговых расчётов. Аналогичным испытаниям подвергается и моторвагонный подвижной состав.

Сортировочный парк — парк путей (сортировочных), предназначенная для накопления перерабатываемых вагонов согласно назначениям плана формирования и имеющая необходимое техническое оснащение. Часть сортировочного комплекта сортировочной станции, идущая после сортировочной горки и перед парком отправления.

Костыль (гвоздь, крепеж, метиз) железнодорожный предназначен для скрепления рельс и деревянных шпал в железнодорожном полотне.

Путево́е хозя́йство — одна из основных отраслей железнодорожного транспорта, в которую входят железнодорожный путь со всеми сооружениями; объекты производственного, служебно-технического и культурно-бытового назначения; линейно-путевые, промышленные предприятия, обеспечивающие текущее содержание и ремонт пути; путе- и мостообследовательские, геофизические и нормативно-инструкторские станции; средства механизации ремонтно-путевых и других работ. На долю путевого хозяйства приходится более 50 процентов.

Большой железнодорожный путь — сложный комплекс линейных и сосредоточенных инженерных сооружений и обустройств, расположенных в полосе отвода, образующих дорогу с направляющей рельсовой колеёй.

Вагоны-автомобилевозы — грузовые вагоны специального назначения для перевозки автомобилей, прицепов к ним, микроавтобусов и троллейбусов. Представляют собой крытый вагон либо платформу, с двумя ярусами для увеличения вместимости, у них относительно большая масса при низкой грузоподъёмности.

Грузоподъёмная машина (сокр. ГПМ) — оснащенное двигателем техническое устройство для подъёма грузов и/или людей в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости, разновидность подъёмно-транспортных машин циклического действия.

Щебнеочисти́тельная маши́на — путевая машина для очистки балласта, применяемая на железнодорожном транспорте при среднем и капитальном ремонте железнодорожного пути для восстановления упругости щебёночного слоя и его дренирующих свойств, а также для улучшения несущей способности балластной призмы.

Изотермический вагон — крытый грузовой вагон для перевозки скоропортящихся грузов. Кузов изотермического вагона для уменьшения тепловых потерь снабжён теплоизоляцией из полистирола, пенополиуретана и других материалов, имеет приспособления для рационального размещения груза. Для поддержания постоянной и равномерной температуры воздуха изотермический вагон может иметь приборы охлаждения и отопления, устройства для принудительной циркуляции воздуха и вентилирования грузового помещения.

Путевой разрушитель — устройство для разрушения железнодорожного пути, путем разрушения деревянных шпал, деформации рельс, земляного полотна. Впервые такие устройства были применены в ходе Первой мировой войны.

Поглощающий аппарат — компонент автосцепного устройства, служащий для поглощения (демпфирования) основной части энергии удара, а также для снижения продольных растягивающих и сжимающих усилий, передающихся через автосцепку на раму рельсового подвижного состава (вагон, локомотив). Выполняет функцию буферов, но размещён внутри рамы. Усилия от автосцепки передаются через специальный тяговый хомут, благодаря которому поглощающий аппарат постоянно работает на сжатие.

Путевой энергопоглощающий упор (ПЭУ) — стационарный амортизатор, закрепляемый на торце тупиковой призмы и служащий для предупреждения выезда следующего на небольшой скорости поезда на тупиковую призму, тем самым позволяя избежать повреждения и тупикового упора, и подвижного состава.

Тормозной башмак — приспособление для уменьшения скорости или остановки движущихся групп вагонов (отцепов) и других видов подвижного состава, а также закрепления стоящего подвижного состава от самопроизвольного и несанкционированного движения (ухода). Башмаки являются инвентарём особого учёта, имеют номера и хранятся строго в отведённых местах.

Ко́нусное устро́йство (ко́нус) — устройство, находящееся в дымовой коробке паровоза. Предназначено для создания и регулировки тяги в топке паровоза. Работает по принципу эжектора.

Плужный снегоочиститель — наиболее простой и дешёвый, а также наименее металлоёмкий рабочий орган для снегоочистки. Они получили значительное распространение благодаря простоте изготовления и системы навески на базовую машину. Известны плужные снегоочистители с одним отвалом (они отбрасывают снег в одну сторону от очищаемого полотна) и с двумя отвалами (могут отбрасывать снег в одну или в обе стороны). В некоторых типах к переднему отвалу добавляются одно или два боковых отвала (крыла), которые отодвигают.

Шпалопропи́точный завод — предприятие путево́го хозяйства с механизированными производственными процессами, на котором производится пропитка антисептиками деревянных шпал, мостовых и переводных брусьев, столбов линий связи и автоблокировки.

Стрелочный перевод — это наиболее широко распространённое устройство соединения путей, которое предназначено для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Другими словами, стрелочный перевод позволяет подвижному составу переходить с главного пути на один (или более) примыкающий путь.

Специа́льный самохо́дный подвижно́й соста́в (сокр. ССПС) — железнодорожный подвижной состав (автомотрисы, мотовозы, дрезины и прочие самоходные машины) для обслуживания устройств и оборудования железных дорог: пути, контактной сети и устройств энергоснабжения, устройств связи централизации и блокировки. Обязательным признаком такого подвижного состава является наличие собственной тягово-энергетической установки.

Полоса отвода железных дорог — земельные участки, прилегающие к железнодорожным путям, земельные участки, занятые железнодорожными путями или предназначенные для размещения таких путей, а также земельные участки, занятые или предназначенные для размещения железнодорожных станций, водоотводных и укрепительных устройств, защитных полос лесов вдоль железнодорожных путей, линий связи, устройств электроснабжения, производственных и иных зданий, строений, сооружений, устройств и других объектов железнодорожного.

Токоприёмник для контактного рельса — предназначен для осуществления подвижной электрической связи между третьим контактным рельсом и электрическим оборудованием вагона. Токоприёмники для контактного рельса в основном применяются на метрополитенах. Существуют три вида таких токоприёмников: для верхнего, бокового и нижнего токосъёмов.

Ула́вливающий тупи́к (также: поездоулавливатель) — железнодорожный путь, предназначенный для улавливания поезда или группы вагонов, потерявших управление тормозами.

Габари́т подвижно́го соста́ва — предельное поперечное перпендикулярное оси пути очертание, в котором, не выходя наружу, должен помещаться на прямом горизонтальном пути железнодорожный подвижной состав как в порожнем, так и в гружёном состоянии. Габарит подвижного состава отличается в разных странах и может отличаться на разных линиях в пределах одной страны. Например, габарит подвижного состава метрополитена может быть меньше, чем на обычной железной дороге, что позволяет уменьшить диаметр тоннелей.

Глухое пересечение — одноуровневое пересечение железнодорожных путей, устраиваемое без стрелок, что исключает переход подвижного состава с одного пути на другой. При этом образующие глухое пересечение пути могут иметь различную ширину колеи.

Рельсовая цепь представляет собой электрическую цепь, в которой имеется источник питания и нагрузка (путевое реле), а проводниками электрического тока служат рельсовые нити железнодорожного пути.

База запаса служит для размещения и технического надзора за локомотивами и моторвагонным подвижным составом (МВПС), числящихся в запасе железных дорог (в России — в запасе РЖД).

Читайте также: