книги из ГПНТБ / Амелин, С. В. Верхнее строение пути учебное пособие

ускорению износа элементов пути. На путях с угоном 30— 40% всех расходов по содержанию и ремонту связано с на­ личием этого явления.

23. Борьба с угоном пути

Радикальным средством, в борьбе с угоном

пути является создание такой конструкции верхнего строе­ ния, которая обладала бы большим сопротивлением про­ дольному перемещению. Применение раздельных промежу­ точных скреплений, в частности с пружинящими элемента­ ми, почти полностью ликвидирует угон; снижению угона пути способствует постановка пути на щебень. Опыты по­ казывают, что сопротивление незагруженной шпалы переме­

ш

Для закрепления пути от угона существуют различные системы противоугонов.

Наиболее просты и удобны в эксплуатации пружинные противоугоны (рис. 73), передающие силы угона на шпалу. Достоинства таких противоугонов: простота конструкции, одноэлементность и малый вес. Вес их для различных типов рельсов составляет: для Р65— 1,28 /сг; Р50— 1,15 кг, Р43 — 1,01 кг. Сопротивление смещению этих противоугонов по подошве рельсов составляет 500—600 кГ.

Количество противоугонов, устанавливаемых на одно рельсовое звено, зависит от плана и профиля линии, харак­ теристик участка, рода балласта и т. п. На одном рельсовом

8»

звене, например длиной 25 м, число противоугонов может достигать 34 пар.

Кроме пружинных противоугонов, применяются само-

.заклинивающиеся противоугоны (рис. 74), состоящие из ско­ бы и клина.

бой скобу, охватывающую подошву рельса, со свисающим

навливаемые между шпалами. Однако распорки осложняют содержание и ремонт пути. По этой причине, а также из-за значительного расхода металла клиновые противоугоны вы­ ходят из применения.

-90

Г л а в а VI. БЕССТЫКОВОЙ ПУТЬ

И ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ С ЖЕЛЕЗО­ БЕТОННЫМ БЛОЧНЫМ ОСНОВАНИЕМ

24. Бесстыковой путь

Бесстыковой путь является наиболее прогрес­

сивным и совершенным типом железнодорожного пути. Он может быть двух разновидностей:

]) температурно-напряженный без периодической раз­ рядки температурных напряжений;

2 ) температурно-напряженный с периодической разряд­ кой температурных напряжений.

В принципе, работа пути этих двух разновидностей прак­ тически ничем не отличается. Разница заключается лишь в том, что путь первой разновидности работает при факти­

более эффективно применение бесстыкового пути первого вида.

К применению бесстыкового пути с периодической раз­ рядкой (сезонной — весной и осенью) прибегают в тех слу­ чаях, когда по местным условиям (большая амплитуда ко­ лебаний температуры, тяжелый обращающийся подвижной состав, недостаточная мощность конструкции пути и т. п.) напряжения в рельсовых плетях могут превышать допускае­ мые или когда не обеспечивается устойчивость пути.

Основными особенностями температурно-напряженного бесстыкового пути являются значительные дополнительные температурные напряжения в рельсах и стремление концевых участков плетей изменять свою длину. Эти особенности обу­ словливают специальные требования к конструкции верхнего строения и к технологии производства работ по укладке, содержанию и ремонту пути.

Главнейшие требования к конструкции такого бесстыко­ вого пути сводятся к следующему:

— рельсы должны обладать запасом прочности при работе на изгиб и кручение для компенсации температурных напря­ жений в размере 1250—1500 кГ/см2\

— рельсо-шпальная решетка должна обеспечивать устой­ чивость пути против выброса его при нагревании солнечны­ ми лучами;

. — балластная призма должна оказывать сопротивление перемещению в ней шпал;

91

•— рельсовые скрепления должны препятствовать изме­ нению начального зазора в стыке плетей более чем на 1 0 — 1 2 мм при максимальном возможном изменении температуры рельса. Прикрепление рельсов к шпалам должно предохра­ нять рельсовые плети от угона их по шпалам и от образо­ вания значительного зазора зимой. Для этого промежуточное скрепление должно обеспечивать погонное сопротивление по­ рядка 25 кГ/см по одной рельсовой нити, а стыковое соеди­ нение— сопротивление порядка 30 и 40 Г соответственно для рельсов типа Р50 и Р65.

В зависимости от способа соединения рельсовых плетей

рельсовые плети длиной 800 м, между которыми укладывают три-четыре обычных звена с рельсами длиной 12,5 м. При разрядке температурных напряжений эти звенья убирают, понуждают удлиниться рельсовые плети, затем после их за­ крепления, на место убранных звеньев укладывают обыч­ ные рельсы и укороченные на величину удлинения рельсо­ вых плетей после разрядки.

Путь второй разновидности (рис. 76, б) представляет со­ бой рельсовые плети, между которыми вместо уравнительных рельсов укладываются уравнительные приборы. Уравнитель­ ный прибор напоминает собой узел стрелки (остряка и рамного рельса), который обеспечивает свободное переме­ щение концов плетей до 50 см.

Существенными недостатками конструкции пути с перио­ дической разрядкой температурных напряжений считают трудоемкость при производстве работ по разрядке темпера­ турных напряжений. Поэтому предпочтение отдают конструк­

92

ции бесстыкового пути без периодической разрядки темпе­ ратурных напряжений.

Важнейшими преимуществами применения бесстыкового пути являются:

—сбережение металла за счет уменьшения стыковых скреплений;

—исключение динамических ударов, возникающих в сты­ ках звеньевого пути;

—уменьшение износа рельсов и ходовых частей подвиж­ ного состава;

—ликвидация выхода рельсов по стыковым дефектам;

—уменьшение сопротивления движению поездов;

— сокращение расходов по содержанию и ремонту пути и подвижного состава.

Экономия металла за счет отсутствия стыков, например, на бесстыковом пути с рельсами типа Р65 (вместо рельсов

12,5 м), составит 7,8 тна 1 км.

Срок службы рельсов бесстыкового пути возрастает при­ мерно в пределах до 20% против стыкового; деревянных шпал— на 8—13%; балласта (до очистки) — на 25%.

Расход рабочей силы и средств на текущее содержание

К началу девятой пятилетки протяженность бесстыкового пути превысила 16 000 км.

Большое распространение бесстыковой путь получил за рубежом: на дорогах ФРГ, где длина плетей от 900 м до

но расширяется применение бесстыкового пути на дорогах Венгрии, Польши, Австрии и Англии.

25.Верхнее строение с железобетонным блочным основанием

Современное верхнее строение пути с рельсо­

шпальной решеткой и балластной призмой существует более ста пятидесяти лет. Несмотря на это оно представляет собой и в настоящее время такую конструкцию, в которой еще не использованы все резервы для обеспечения высокой грузо­

93

напряженности, больших нагрузок на оси и высоких скоро­ стей движения. Объясняется это тем, что конструкция такого верхнего строения обладает следующими цепными каче­ ствами:

—сравнительно проста в содержании и позволяет легко заменять отдельные элементы;

—допускает постепенное усиление верхнего строения и изменение норм устройства и содержания;

—легко восстанавливается в случае повреждения;

—допускает использование широко распространенных материалов.

Однако это не означает, что современная конструкция верхнего строения пути с рельсо-шпальной решеткой не имеет недостатков.

По условиям эксплуатации пути при возрастающем объеме перевозок усиление такого пути в основном должно идти по линии увеличения веса рельсов и числа шпал на 1 км, постановки пути на щебень, широкого внедрения бес­ стыкового пути.

В связи с непрерывным ростом грузонапряженности ли­ ний, нагрузок на оси подвижного состава и скоростей дви­ жения поездов, на перспективу, помимо указанных направ­ лений усиления конструкций верхнего строения пути, возни­ кает необходимость идти и по линии создания новых кон­ струкций его с подрельсовым основанием из железобетона.

Достоинства пути с подрельсовым основанием из железо­ бетона: равноупругость и наибольшая стабильность пути; возможность применения рельсов меньшего веса, чем для пути обычной конструкции; хорошая сопротивляемость перемещениям, что особенно важно при бесстыковом пути; возможность в ряде случаев отказаться от щебеночного бал­ ласта; большой срок службы и наименьшие затраты по со­ держанию и ремонту пути.

Несмотря на указанные преимущества, такое подрельсо­ вое основание имеет пока весьма ограниченное применение. Это можно объяснить, с одной стороны, сложностью, малой изученностью и недостаточностью отработки таких конструк­ ций, а с другой — необходимостью значительных затрат де­ нежных средств, металла, цемента и других материалов на их осуществление. По данным ЦНИИ МПС, расход материа­ лов на 1 км монолитного подрельсового основания из обыч­ ного железобетона составляет: цемента — 240 г, щебня или гравия — 712 мъ, песка— 360 мл, стали арматурной — 219 т. стали прочей — 226 т.

94

Пионером в создании пути на бетонном основании яв­ ляется Н. Е. Долгов. Путь, построенный им в 1909 г., про­ тяженностью 98 м на станции Пологи Приднепровской до­ роги представлял собой совершенно новую конструкцию без балластного слоя и шпал.

Следующее предложение по конструкции монолитного подрельсового основания появилось лишь спустя 17 лет в США. В 1926—1929 гг. на дороге Пер-Маркетт был уложен путь на бетонном основании, однако распространения он не получил.

В 1946 г. работники ЦНИИ МПС создали две конструк­ ции подрельсового основания и уложили их на опытных уча­ стках. По предложению Б. И. Мушкатина и Е. М. Бромберга был уложен участок пути длиной 25 м с тавровыми про­ гонами.

Вторая конструкция, предложенная Б. В. Сорокиным, представляет собой щебне-бетонный путь с несущими эле­ ментами в виде продольных железобетонных лежней или же­ лезобетонных шпал, - Балластный слой (на участке длиной 40 м) путем заливки щебня цементным раствором был превращен в монолит.

работано десять вариантов конструкций железобетонных под­ рельсовых основании. Из них в настоящее время проходят испытания рамно-лежневые (длина лежня 4,16 м) подрельсо­ вые железобетонные основания по вариантам 8А (рис. 77), 8Б, 8В и плитные (ширина плиты 2,6 м, длина — 6,24 м) по варианту 4 (рис. 78).

К началу девятой пятилетки (к 1971 г.) общая протя­ женность пути с блочным железобетонным подрельсовым основанием на опытных участках дорог СССР составляла около 18 км (преимущественно рамно-лежневой кон­ струкции) .

Себестоимость 1 м3 железобетона в таких конструкциях составляет пока 50—83 руб., однако наметилась возмож­ ность снижения себестоимости. Окупаемость блочных подрель­ совых оснований как варианта 4, так и вариантов 8А и 8В по ориентировочным подсчетам при грузонапряженности

80 млн. тбрутто в год - - 5—8 лет.

Испытываются и изучаются блочные конструкции под­ рельсового основания и за рубежом.

ВГДР начали исследование железобетонных рам и плит

с1957 г. Предпочтение отдается плитам типа ДР2 длиной

4,99 м и шириной 2,2 м (опытный участок 2 км пути).

95-

В Чехословакии в 1958 г. укладывались блоки-шпало- плиты шириной 55,2 см, толщиной 14 см. В 1962 г. на линии Прага—Плзень был заложен опытный участок длиной 100 м на плитах со сварными рельсами. Наблюдения за этим участком позволили констатировать, что напряжения в рель­ сах оказались меньше, чем в рельсах уложенных на шпалах;

PO Pf*

для изготовления предварительно напряженных плит тре­ буется примерно столько стали и бетона, сколько для соот­ ветствующего количества железобетонных шпал. В 1968 г. в ЧССР непосредственно на месте укладки осуществлено мо­ нолитное подрельсовое основание длиной 80 м (плиты бето­ нировались на гравийном слое, укрепленном цементом).

96

В США в 1965 г. заложен экспериментальный участок пути длиной 972 м с подрельс.овым основанием из железобе­ тонных плит, каждая длиной 3,4 м, толщиной 0,23 м.

В Англии (на линии Бингхем—Редлиф) создан участок пути протяженностью 504 м на плитном основании (длина плиты 7 м, ширина 2,6 м). Стоимость укладки этого участка очень высокая.

а) ________________________________________

А----- ----------------------------------------------------------------

6 2 А 0 -

О

СЭ

о

<Sj

QtQ25

§ I

2 5 0 0

SO

Рис. 78

В ФРГ в 1967 г. (в районе Нюренберга) уложены в путь для скоростного движения опытные конструкции бетонного основания трех типов: 1) железобетонные плиты длиной 5,17 м, шириной 2,4 м, расположенные на синтетическом покрытии (толщиной 4 см) по легкому бетону; 2) плиты таких же раз­ меров, но на гравийном основании; 3) железобетонные пли­ ты решетчатого типа длиной 6,48 м, уложенные на гравий­ ном основании. По данным анализа эти конструкции в 2,5—3 раза дороже чем обычный путь на деревянных шпалах.

В Японии заложены опытные участки на магистрали Новая Токайдо с тремя типами бетонного основания: 1) на плитах с резиновыми регулировочными прокладками (дли регулировки рельсов в вертикальной и горизонтальной пло-

'Скостях); 2) на бетонных плитах, под которыми уложен слой асфальтобетона толщиной 5 см; 3) на бетонных плитах с использованием продольных пластмассовых труб. Япон­ ские специалисты считают, что медленное внедрение пути на бетонном основании объясняется высокой стоимостью сооружения, большой жесткостью пути и сложностью ре­ монта поврежденного бетонного основания.

В метрополитенах железнодорожный путь комбинирован­ ный ■— с рельсо-шпальной 3 решеткой и с бетонным 6 осно­ ванием, в которое втоплены деревянные шпалы. Общий вид поперечного разреза перегонного пути метрополитена пред­ ставлен на рис. 79 (а — на прямых участках, б — на кривой).

-98