Укажите что относится к верхнему строению пути
Назначение и составные элементы верхнего строения пути
Верхнее строение пути — это верхняя, периодически заменяемая часть пути. Верхнее строение пути предназначено: для направления движения подвижного состава, восприятия нагрузки от колес движущегося поездов и передачи ее нижнему строению пути (земляному полотну и искусственным сооружениям).
Верхнее строение пути работает в сложных условиях.
Железнодорожный путь подвергается воздействию:
подвижного состава, при этом воздействие локомотивов определяет прочность пути, а вагонов, как массовых нагрузок, — остаточные деформации;
— природно-климатических факторов, из которых основные — темпера
тура и атмосферные осадки;
— собственных напряжений, возникающих в элементах верхнего строе
ния пути, главным образом в рельсах при их изготовлении, укладке и эксп
луатации.
Верхнее строение пути должно удовлетворять следующим основным требованиям:
— высокой надежности: обеспечивать безопасное и бесперебойное дви
жение поездов;
— долговечности — сохранять работоспособность достаточно длитель
ное время при установленной системе текущего содержания и ремонтов;
— ремонтопригодности — позволять обеспечивать ремонт элементов верх
него строения пути и текущее содержание пути;
допускать массовое изготовление всех элементов, а также применение высокопроизводительных средств механизации при сборке, замене и ремонте.
 |
Верхнее строение пути (рис. 1.59) включает в себя:
— стальные высокопроч
ные рельсы 5 и стрелочные
переводы, непосредственно
воспринимающие нагрузку
от колес подвижного состава;
— рельсовые опоры—желе
зобетонные или деревянные
шпалы 3, а на мостах и стрелоч
ных переводах — брусья мос
товые и переводные, предназначенные для удержания рельсов на определенном
расстоянии друг от друга и передачи давления на ниже расположенную часть пути;
— металлические рельсовые скрепления 4 для соединения рельсов между
собой и прикрепления их к шпалам или брусьям;
балластный слой из щебня 2, гравия, песка, отходов асбестового производства; он должен равномерно распределять нагрузку от подвижного состава на поверхность земляного полотна, не допускать продольное и поперечное перемещение шпал и неравномерную вертикальную осадку рель-со-шпальной (путевой) решетки. На главных путях устраивается двухслойный балласт. На земляное полотно отсыпается песчаное основание (песчаная подушка) 1, а затем слой щебня.
Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсо-шпальную решетку.
Рельсы
Рельсы являются основным несущим элементом верхнего строения пути и к ним предъявляются следующие требования:
— рельсы должны воспринимать без поломок и повреждений нагрузку от
колес подвижного состава;
— передавать нагрузку от подвижного состава на подрельсовое основание,
распределяя ее на достаточно большую поверхность;
— направлять движение колес подвижного состава.
На участках с автоблокировкой и электрической тягой рельсы, кроме того, должны быть проводниками электрического тока.
За историю существования железных дорог рельсы прошли долгую эволюцию от чугунных до железных, а потом стальных. Форма рельсов также претерпела изменения. В настоящее время на сети железных дорог мира применяют только широкоподошвенные рельсы.
Тип рельса определяется массой рельса длиной 1 м, значение которой округляется до целого и проставляется рядом с буквой Р. На железных дорогах России применяют рельсы Р75, Р65, Р50, имеющие массу 1 м рельса 74,4; 64,7; 51,7 кг. На главных путях эксплуатируются рельсы типов Р65 (87,7 % протяжения путей), Р75 (2,9 %), Р50 (8,8 %), Р43 и легче (2,4 %). В настоящее время укладываются в основном рельсы Р65. При капитальных ремонтах и укладке и удлинении путей применяют старогодные рельсы Р65.
Рельсы должны быть прочными, долговечными (рельсовая сталь должна быть твердой, износоустойчивой). Для того чтобы рельс под нагрузкой не изменял форму и не ломался, ему придают очертание в соответствии с рис. 1.60. За основу формы рельса принята двутавровая балка, так как она лучше всего работает на изгиб. Верхняя часть называется головкой рельса, нижняя — подошвой, соединяет головку рельса с подошвой — шейка рельса. Для центральной передачи нагрузки от колеса поверхность катания головки рельса имеет выпуклое криволинейное очертание. Средняя часть головки рельсов выполняется радиусом 500 мм, затем 80 мм и для соединения головки рельса с боковыми гранями применяется радиус 13—15 мм (близкий к выкружке гребней колес). Это обеспечивает плотное прилегание гребней колеса к рельсу. Боковые грани головок выполняют с уклоном 1:20. Сопряжение боковых граней головок рельсов с их нижними гранями и всех граней подошвы делают по кривым радиуса 2—4 мм.
Нижние грани головки рельса и верхние грани подошвы служат опорными поверхностями для накладок, которые как клин входят между ними в пазуху рельсов, распирая головку и подошву рельса. Нижние грани головки и верхние грани подошвы рельса имеют уклон 1:4.
Переход от головки и подошвы к шейке рельса делается возможно более плавным, и сама шейка имеет криволинейное очертание, для того, чтобы обеспечить наименьшую концентрацию напряжений.
Подошве рельса придают достаточную ширину, чтобы обеспечить боковую устойчивость рельса на опорах и достаточную площадь для опирания накладок. Стандартная длина рельсов на сети железных дорог России принята 25 м. Для укладки на внутренних нитях кривых изготавливают укороченные рельсы длиной 24,92 и 24,84 м.
Рельсы изготавливаются из рельсовой стали. В химический состав стали входят следующие добавки: углерод С для повышения прочности при изгибе, марганец Мп для увеличения износоустойчивости, твердости и вязкости рельсовой стали, кремний Si для повышения твердости и износоустойчивости.
Для обеспечения большей износоустойчивости и долговечности рельсы Р75, Р65, Р50 подвергают термической обработке по всей длине путем объемной закалки в масле, с последующим печным отпуском. Объемнозакален-ные рельсы имеют срок службы в 1,3—1,5 раза выше, чем обычные.
Условия эксплуатации рельсов на дорогах Сибири и Дальнего Востока почти вдвое тяжелее, чем в Европейской части России. Поэтому в настоящее время созданы рельсы Р65 низкотемпературной надежности с добавками ванадия, ниобия и бора. Для этих рельсов используется электросталь. При температуре ниже 60° рельсы из электростали выдерживают нагрузки вдвое большие, чем из мартеновской стали.
В настоящее время российские рельсы — одни из лучших в мире.
Маркировка рельсов производится для правильной укладки их в путь и определения места и времени изготовления. На шейке рельса через 2,5—3 м указывается марка завода, год и месяц изготовления, тип рельса.
Срок службы рельсов определяется количеством тонн груза, проследовавшего по ним до их перекладки. После истечения срока службы, рельсы снимают, сортируют, ремонтируют и вновь укладывают в путь, но на менее напряженные участки пути. Таким образом срок службы рельсов продлевается.
Кроме того, для увеличения срока службы рельсов применяется шлифовка головки рельса рельсошлифовальными поездами для удаления неровностей на поверхности катания.
Верхнее строение пути
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.
Составные части
К верхнему строению пути относятся:
Комплект железнодорожных рельсов, уже соединённых со шпалами, вместе со всеми скреплениями, собранные в звенья и уложенные на нижнее строение пути, принято называть рельсошпальной решёткой.
См. также
Литература
 |
Полезное
Смотреть что такое «Верхнее строение пути» в других словарях:
ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ — часть жел. дор. пути, предназначенная для: 1) направления движения колес подвижного состава, 2) воспринятая давлений от колес подвижного состава, 3) передачи этих давлений нижнему строению. В. с. п. состоит из балластного слоя, шпал, рельсов,… … Технический железнодорожный словарь
верхнее строение пути — Часть конструкции железнодорожного пути, воспринимающая нагрузку от колес железнодорожного подвижного состава и передающая их на земляное полотно и включающая в себя: рельсы, промежуточные рельсовые скрепления, стыковые рельсовые скрепления, под … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Верхнее строение пути — часть ж. д. пути, состоящая из рельсов со скреплениями, противоугонов, опор (шпал, плит и др.) и балластного слоя. В. с. п. воспринимает нагрузку подвижного состава и передаёт её на нижнее строение (земляное полотно или искусственное… … Большая советская энциклопедия
ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ — часть ж. д. или трамвайного пути, состоящая из рельсов, рельсовых скреплений, стрелочных переводов, шпал, переводных и мостовых брусьев и др. рельсовых опор, а также балластного слоя и противоугонов, предназначенная для направления движения колёс … Большой энциклопедический политехнический словарь
верхнее строение — 3.8.13 верхнее строение: Верхняя надводная часть сооружения, служащая для распределения и передачи нагрузок на сооружение. Источник: ГОСТ Р 54523 2011: Портовые гидротехнические сооружения. Правила обследования и мониторинга технического… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СТРОЕНИЕ ПУТИ ВЕРХНЕЕ — часть железнодорожного пути, состоящая из рельсов, стрелочных переводов и противоугонов, шпал или других рельсовых опор и балластного слоя (Болгарский язык; Български) горна конструкция на път (Чешский язык; Čeština) železniční svršek (Немецкий… … Строительный словарь
Нижнее строение пути — элемент железнодорожного пути, на котором размещается верхнее строение пути. Содержание 1 Общая информация 1.1 Земляное полотно … Википедия
Строение ж/д пути верхнее — Верхнее строение пути часть конструкции железнодорожного пути, предназначенная для направления движения подвижного состава, восприятия давления от колес подвижного состава и передачи его земляному полотну; состоит из балластного слоя, шпал,… … Официальная терминология
Верхнее двухолмие — Средний мозг человека. Верхнее двухолмие выделено синим цветом. Верхнее двухолмие (лат. Superior colliculus) одна из основных структур среднего мозга позвоночных. Оно обычно является частью его верхней дорсальной поверхности и вместе с… … Википедия
Мостовое полотно — верхнее строение железнодорожного пути на мосту, часть ж. д. моста, непосредственно воспринимающая силовые воздействия от колёс подвижного состава и передающая их на конструкцию пролётного строения. Различают М. п. на балласте и на… … Большая советская энциклопедия
Укажите что относится к верхнему строению пути
Верхнее строение пути служит для направления движения подвижного состава, восприятия силовых воздействий от его колес и передачи их на нижнее строение.
Верхнее строение пути представляет собой комплексную конструкцию, включающую в себя балластный слой, шпалы, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, глухие пересечения, мостовые и переводные брусья. Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсошпальную (путевую) решетку. При этом шпалы заглубляются в балластный слой, укладываемый на основную площадку земляного полотна.
Толщина балластного слоя и расстояние между шпалами должны быть такими, чтобы давление на земляное полотно не превышало величины, обеспечивающей его упругую осадку, исчезающую после снятия нагрузки.
Верхнее строение пути, подверженное воздействию неблагоприятных факторов (проходящие поезда, атмосферные осадки, ветер, колебания температуры), должно быть достаточно прочным, устойчивым, долговечным и экономичным.
Балластный слой
Основным назначением балластного слоя является восприятие давления от шпал и равномерное распределение его по основной площадке земляного полотна; обеспечение устойчивости шпал, находящихся под воздействием вертикальных и горизонтальных сил, упругости подрельсового основания и возможности выравнивания рельсошпальной решетки в плане и профиле; отвод от нее поверхностных вод. Во избежание переувлажнения основной площадки вода не должна задерживаться на поверхности балластного слоя.
Материал для балласта должен быть прочным, упругим, устойчивым под нагрузкой и атмосферными воздействиями, а также дешевым. Кроме того, он не должен дробиться при уплотнении, пылить при проходе поездов, раздуваться ветром, размываться дождями и прорастать травой. В качестве балласта используют сыпучие, хорошо дренирующие упругие материалы: щебень, гравий, песок, ракушечник. Лучшим материалом для балласта является щебень из естественного камня, валунов и гальки.
Путевой щебень, применяемый на железных дорогах России, выпускают в виде двух основных фракций с размерами частиц 25. 60 и 25. 50 мм. Для балластировки станционных путей и применения в качестве строительного материала стандартом предусмотрен также мелкий щебень с размерами частиц 5. 25 мм.
Балластный слой укладывают в виде призмы, которая имеет откосы крутизной, как правило, 1:1,5. Ширина ее верхней части, устанавливается техническими условиями.
Шпалы
На железных дорогах России наряду с деревянными получили широкое распространение железобетонные шпалы с предварительно напряженной арматурой. Их достоинствами являются долговечность (40. 50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности хода поездов, что обусловлено одинаковыми размерами и равной упругостью шпал. Кроме того, применение железобетонных шпал позволяет сберечь древесину для других нужд. Благодаря указанным качествам они уже используются на главных путях всех основных направлений сети, в том числе на участках скоростного движения поездов.
К недостаткам железобетонных шпал относятся большая масса, наличие электропроводности, высокая жесткость и сложность крепления рельсов к ним. Для повышения упругости пути с железобетонными шпалами под рельсы укладывают амортизирующие прокладки. Во избежание утечки электрического тока применяют рельсовые скрепления специальной конструкции с электроизоляционными деталями.
Железобетонные шпалы изготавливают из тяжелого бетона с арматурой из стальной углеродистой холоднотянутой проволоки периодического профиля диаметром 3 мм.
Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют их эпюрой. На железных дорогах России применяют три эпюры, соответствующие укладке 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути.
На станциях метро и при устройстве смотровых канав в депо вместо сплошных шпал используются полушпалы, заглубленные в бетон.
Рельсы
Рельсы предназначены для направления движения колес подвижного состава, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы. Кроме того, на участках с автоблокировкой рельсы служат проводниками сигнального тока, а при использовании электротяги — проводниками обратного тягового тока.
Для надежной работы рельсы должны быть достаточно прочными, долговечными, износоустойчивыми, твердыми и в то же время нехрупкими, так как они воспринимают ударно-динамическую нагрузку. Материалом для их изготовления служит высокопрочная углеродистая сталь. В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяют на несколько типов: Р50, Р65 и Р75. Буква Р означает рельс, а число — округленное значение массы, кг, одного погонного метра рельса.
Поскольку наибольшее воздействие на рельс оказывает вертикальная нагрузка, стремящаяся изогнуть его, рациональной формой рельса считается двутавровая, одновременно обеспечивающая и меньший расход металла.
Выбор того или иного типа рельсов зависит от грузонапряженности линии, нагрузок и скоростей движения поездов. На линиях скоростного движения пассажирских поездов укладывают рельсы Р65.
Рельсы выпускают стандартной длины 25 м. Кроме того, для укладки в кривых изготавливают укороченные рельсы длиной 24,92 и 24,84 м. В качестве уравнительных рельсов для бесстыкового пути, а также при укладке стрелочных переводов используют рельсы прежней стандартной длины (12,5 м) и укороченные (12,46; 12,42 и 12,38 м).
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.
Рельсовые скрепления. Противоугоны
Рельсовый путь представляет собой две непрерывные рельсовые нити, расположенные на определенном расстоянии одна от другой благодаря креплению рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев друг к другу. Рельсы соединяют со шпалами с помощью промежуточных скреплений, которые должны обеспечивать надежную и достаточно упругую их связь, неизменную ширину колеи и необходимый уклон рельсов, не допускать их продольного смещения и опрокидывания, а при использовании железобетонных шпал помимо этого электрически изолировать рельсы и шпалы. Существуют три основных типа промежуточных скреплений: нераздельные, смешанные и раздельные.
При нераздельном скреплении рельс и подкладки, на которые он опирается, крепят к шпалам одними и теми же костылями или шурупами. При смешанном скреплении подкладки, кроме того, крепят к шпалам дополнительными костылями. Смешанное костыльное скрепление с применением клинчатых подкладок, имеющих уклон 1:20, широко распространено на дорогах нашей страны. Его достоинствами являются простота конструкции, небольшая масса, сравнительная легкость зашивки, перешивки и разборки пути. Однако такое скрепление не гарантирует постоянства ширины колеи и способствует механическому изнашиванию шпал.
При раздельном скреплении рельс соединяют с подкладками жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки крепят к шпалам болтами или шурупами. Достоинства раздельного скрепления (возможность смены рельсов без снятия подкладок, большое сопротивление продольным усилиям, обеспечение постоянства ширины колеи) способствуют все более широкому его применению, хотя оно несколько дороже и сложнее по конструкции скреплений других видов.
На железных дорогах России широко распространено раздельное скрепление КБ-65. Его недостатками являются большое число деталей, значительная масса и высокая жесткость. Поэтому в настоящее время началось активное внедрение нового бесподкладочного пружинного раздельного скрепления пониженной жесткости — ЖБР-3-65, у которого масса и число деталей уменьшены более чем в 1,5 раза. Кроме того, разработано анкерное рельсовое скрепление АРС-4, наиболее перспективное для пути с железобетонными шпалами. Благодаря отсутствию резьбовых соединений оно не требует обслуживания, что позволяет существенно сократить затраты на содержание пути.
Рельсовые звенья соединяют друг с другом с помощью стыковых скреплений, основными элементами которых являются накладки, болты с гайками и пружинные шайбы. Стыковые накладки предназначены для восприятия в стыке изгибающих и поперечных сил. Двухголовые накладки изготавливают из высокопрочной стали и подвергают закалке. Болты, как и накладки, должны обладать высокой прочностью. Под их гайки для обеспечения постоянного натяжения подкладывают пружинные шайбы. В последнее время переходят на применение шестидырных накладок.
По расположению относительно шпал в качестве стандартных приняты стыки на весу, что обеспечивает большую упругость и удобство подбивки балласта под стыковые шпалы. Так как с изменением температуры длина рельсов меняется, между их торцами в стыках оставляют зазор, наибольшая величина которого во избежание сильных ударов колес подвижного состава не должна превышать 21 мм. Каждому значению температуры воздуха (и рельсов) соответствует определенный стыковой зазор.
Для обеспечения возможности некоторого перемещения концов рельсов в стыках болтовые отверстия в ранее изготавливавшихся рельсах имели форму овала (с большой осью, направленной вдоль рельса) или круга большего диаметра, чем у болтов. Вновь выпускаемые рельсы имеют только круглые отверстия, что повышает прочность рельсов и упрощает технологию их изготовления.
На линиях с автоблокировкой на границах блок-участков применяют изолирующие стыки, препятствующие прохождению электрического тока от одного из соединяемых рельсов к другому. В стыковой зазор помещают прокладку из текстолита или трикопа, имеющую очертания рельса. В последнее время все шире применяют клееболтовые стыки, в которых металлические стыковые накладки, изолирующие прокладки из стеклоткани и болты с изолирующими втулками соединяют с помощью эпоксидного клея с концами рельсов в монолитную конструкцию.
На линиях с электрической тягой и автоблокировкой для беспрепятственного прохождения тока через стык устанавливают специальные стыковые соединители.
Под действием сил, которые возникают при движении поездов, особенно при торможении на затяжных спусках, может происходить продольное перемещение рельсов по шпалам или вместе со шпалами по балласту, называемое угоном пути. Для предотвращения угона пути применяют противоугоны. Стандартные пружинные противоугоны представляют собой пружинную скобу, защемляемую на подошве рельса и упирающуюся в шпалу. На 25-метровом рельсовом звене устанавливают от 18 до 44 пар противоугонов.
Бесстыковой путь
В настоящее время на железных дорогах широкое распространение получил наиболее совершенный бесстыковой путь. Благодаря устранению стыков ослабляется динамическое воздействие на путь, существенно уменьшаются износ колес подвижного состава и сопротивление движению поездов, что снижает расход топлива и электроэнергии на обеспечение тяги поездов. Значительное сокращение числа стыковых скреплений посредством сварки отдельных рельсовых звеньев в плети позволяет сэкономить до 1,8 т металла на каждый километр пути, снизить расходы на его содержание и ремонт. Срок службы рельсов бесстыкового пути возрастает примерно на 20 % по сравнению со стыковым, деревянных шпал — на 8. 13%, балласта (до очистки) — на 25%, а затраты труда на текущее содержание пути снижаются на 10. 30%.
Для бесстыкового пути рельсовые плети изготавливают, как правило, из термически упрочненных рельсов Р65 или Р75 стандартной длины, не имеющих болтовых отверстий. Рельсы сваривают электроконтактным способом на стационарных или передвижных контактно-сварочных машинах.
Между сварными плетями укладывают 2—4 пары уравнительных рельсов длиной 12,5 м или переменной длины (12,5; 12,46; 12,42 и 12,38 м) для сезонного регулирования длины плетей перед летними и зимними периодами. Весь комплект уложенных на путь уравнительных рельсов называется уравнительным пролетом. Для обеспечения необходимой прочности пути рельсовые стыки в уравнительных пролетах соединяют только шестидырными накладками и стыковыми болтами из стали повышенной прочности.
На первых этапах внедрения бесстыкового пути длина сварных плетей на сети железных дорог России обычно не превышала 800 м, что соответствовало длине специальных поездов, которые составляли из платформ, оборудованных роликами. Этими поездами плети доставляли на перегон. С 1986 г. после многолетних опытов разрешена укладка плетей, длина которых совпадает с длиной блок-участка и даже перегона, с введением ряда дополнительных требований к их изготовлению и эксплуатации.
Одна из основных особенностей бесстыкового пути состоит в том, что длина хорошо закрепленных рельсовых плетей при повышении или понижении температуры не может изменяться. Вследствие этого в них возникают значительные продольные растягивающие или сжимающие силы, достигающие 100. 200 кН, действие которых в жаркую погоду может привести к выбросу пути в сторону, а в сильный мороз — к излому плети с образованием опасного зазора. Поэтому бесстыковой путь обычно укладывают на железобетонных шпалах с раздельным скреплением и щебеночном балласте. Балластную призму тщательно уплотняют.
Применение бесстыкового пути особенно эффективно на участках скоростного движения поездов. На этих участках к верхнему строению пути предъявляют повышенные требования, уделяя особое внимание предотвращению и устранению волнообразного износа поверхности катания рельсов, который ликвидируется их обработкой, осуществляемой специальными рельсошлифовальными поездами.