Верхнее строение железнодорожного пути

Верхнее строение пути (ВСП) — часть железнодорожного пути, предназначенная для:

направления движения колес подвижного состава,
воспринятая давлений от колес подвижного состава,
передачи этих давлений нижнему строению.
В наше современное время наращивание мощностей по пассажирским и грузовым перевозкам при использовании железнодорожного транспорта является актуальном вопросом, что требует от правительства РФ и руководства РЖД оперативного решения новых поставленных задач. При реализации данного вопроса необходимо увеличивать скорость движения составов, повышать весовые характеристики формируемых составов, а также продолжать заниматься в больших размерах электрификацией железнодорожных путей. На сегодняшний день увеличивается объём работ, связанных с усилением железнодорожного полотна. Для этого производится укладка тяжёлых рельсов Р75 и Р65, применяются рельсовые основания из железобетона, создаются бесстыковые пути. Меняется непосредственно и рельсовая колея. Достигается всё это посредством уложения ряда круговых кривых, удлинения переходных кривых и увеличения возвышения наружной поверхности рельса.

Российские железные дороги эксплуатируют порядка двухсот тысяч стрелочных переводов, имеющих различные виды, каждый из которых является сложным и дорогостоящим элементом железнодорожных дорог. Обеспечение безопасности следования грузовых и пассажирских составов, бесперебойности перевозочного процесса и улучшения экономических показателей всего путевого хозяйства достигается надёжностью работы означенных узлов.

В последние время уделяется повышенное внимание к стрелочному хозяйству на российской железной дороге. Сейчас производится совершенствование технологий и конструкций стрелочных приводов. Под постоянным контролем находится текущее содержание и укладочных технологий.

Приоритетными направлениями стрелочного хозяйства являются: разработка новых условий в различных эксплуатационных условиях, обеспечение постоянного контроля, путём оценки их надёжности и прочности всех составляющих. Обязательно вести новую разработку по проектированию стрелочных приводов, их математической и теоретической базы.

При выборе строения железнодорожного пути, его конструктивной особенности и типа, должны обязательно учитываться и ложиться в основу технико-экономические и технические расчёты, с учётом эксплуатационного опыта, анализа, тщательного проектирования и научного исследования.

Балластный слой
При строительстве железных дорог производится применение двух типов железнодорожных путей, которые имеют принципиальное различие. Так сооружается безбалластный или балластный слой. Сооружение слоя безбалластного типа применяется, в основном, при строительстве эстакад, больших тоннелей, и металлических мостов. Балластный слой пути предназначен для создания горизонтальной и вертикальной устойчивости и решёток для обеспечения эксплуатационного процесса, что позволяет обеспечивать равномерное распределение давления, возникающего на шпалах, которое отводят на земляное полотно большей площади. Данный тип слоя позволяет достичь быстрой отводки воды непосредственно со всей площади земляного полотна и балластной призмы. Это функция позволяет формировать оптимальную упругость в подрельсовом основании, особенно при применении железобетонных шпал.

Основные требования к балластному материалу заключаются в следующем: применяемые материалы должны обладать прочностью, упругостью и устойчивостью при атмосферных воздействиях и различных нагрузках, возникающих в эксплуатационный период. Данный материал не должен прорастать травяным покровом, размываться под воздействием дождя, пылить в момент прохождения составов, не должен распыляться при ветровой погоде. Идеальным дренирующим материалом для балластного слоя служит ракушечник, песок, гравий, щебень. Один из лучших материалов для создания подобного слоя служит щебень, созданный из гальки, валунов и естественного камня.

Шпалы
Деревянные
Деревянные шпалы
Однако чисто экономические соображения взяли верх и уже начиная с середины XVII века, железнодорожники того времени вернулись к деревянным шпалам, но уложенным перпендикулярно рельсам с определённым шагом. Такое решение не только значительно снизило стоимость строительства и эксплуатации железнодорожного пути, но и значительно повысило надёжность его эксплуатации, так как расстояние между рельсами довольно надёжно фиксировалось на деревянной шпале. При этом отпала необходимость закрепления рельсового пути к подстилающему грунту, а вопросы связанные с ремонтом того или иного участка значительно упрощался, что сокращало время вынужденного «простоя» железнодорожного пути. Так, что при таком решении, железнодорожный путь стал практически классикой железнодорожного транспорта, что подтверждается его неизменностью на протяжении вот уже третьего столетия.

На всех мировых железных дорогах применяются деревянные шпалы. Считается, что материал такой продукции отвечает всем техническим требованиям при создании подрельсового основания. Главным достоинством шпалы деревянной считается эксплуатационная и производственная простота. Отсутствуют проблемы в период замен, подбивок и при транспортировке таких изделий. Продукция обладает наибольшим электрическим сопротивлением.

Размеры деревянных шпал
Размер шпалы железнодорожной деревянной для первого типа железнодорожного полотна представляет следующие параметры: ширина верней части 180-210 мм, высота пропиленных боковых сторон – 150 мм, толщина 180 мм, ± 5 мм. Длина шпалы деревянной железнодорожной составляет 2750 мм, допускается корректировка ± 20 мм.

Для двух других типов железнодорожного полотна, неизменной остаётся только длина шпалы, остальные размеры несколько меньше.

Чем пропитывают?
Описываемая продукция изготавливается из древесины берёзы, бука, кедра, пихты, ели и сосны. Секрета, чем пропитывают шпалы деревянные железнодорожные не существует, ибо эта продукция пропитана специальным защитным составом, что позволяет ей служить значительно дольше, таким образом продлевается эксплуатационный срок данных изделий. Осуществляется пропитка шпал креозотом или каменноугольным маслом. Два этих компонента и составляют основу пропитки.

Достоинства и недостатки
А основными достоинствами деревянной шпалы, из которой изготовлен железнодорожный путь, является её относительная дешевизна при изготовлении, хорошая упругость при довольно солидных нагрузках и возможности уширения рельсовой колеи при радиусах поворота менее 350 метров. При этом если говорить об отечественном железнодорожном транспорте, то обилие у нас лесных запасов, никогда не дело особой проблемы в необходимом количестве исходного материала для изготовления деревянных шпал.

Однако у деревянной шпалы есть и свои недостатки. Так в частности железнодорожный путь выполненный из деревянной шпалы со временем подвержен гниению, что существенно сокращает не только срок службы того или иного участка рельсового пути, но и снижает надёжность транспортных перевозок. С целью устранения этого недостатка ещё в начале минувшего столетия деревянные шпалы начали обрабатывать специальными антисептическими растворами. Наибольшее распространение при выполнении этой обработки деревянных шпал получил «креозот», который представляет из себя, труднорастворимое в воде соединение каменноугольного дёгтя и фенола. Обладая антисептическими свойствами, креозот довольно эффективно противостоял гниению деревянных шпал, что давало возможность существенно повысить срок эффективной службы деревянных шпал, доведя этот показатель до 20 – 40 лет.

На сегодняшний день в Российской Федерации деревянные шпалы выпускаются двух основных типов:

шпалы деревянные железнодорожные для главных магистральных путей (1 тип);
шпалы деревянные железнодорожные для подъездных и станционных путей (2 тип).
При этом по характеру обработки деревянные шпалы так же подразделяются на три основных вида:

шпалы деревянные железнодорожные обрезные (отёсаны с 4-х сторон);
шпалы деревянные железнодорожные полуобрезные (отёсаны с 3-х сторон);
шпалы деревянные железнодорожные необрезные (отёсаны сверху и снизу).
Железобетонные шпалы
Железобетонные шпалы
На смену деревянной продукции пришли шпалы железобетонные. При изготовлении применяется цементный бетон тяжёлых марок. Классификация этих изделий предусматривает наличие трёх групп, в зависимости от способа крепления рельс.

Начиная где-то с 70 – х годов минувшего столетия железнодорожный путь в бывшем СССР начали монтировать с применением железобетонных шпал. Одним из основных достоинств железобетонных шпал является практически неограниченный срок их эксплуатации, так как у них отсутствует процесс гниения под воздействием внешних атмосферных факторов. При этом довольно высокая их механическая стойкость, позволяет их с большой эффективностью применять там, где железнодорожный путь имеет высокую интенсивность грузопотока.

Вторым не менее существенным фактором влияющим на экономическую эффективность применения железобетонных шпал является значительное сокращение затрат на выполнение строительных и монтажных работ, так как наличие в их конструкции готовых посадочных мест под крепление рельс. С учётом этого железнодорожный путь, уложенный с применением данного типа шпал, по трудоёмкости имеет значительно меньшую величину, чем тот же участок железнодорожного пути выполненного из деревянных шпал. Так, что с учетом даже несколько высокой стоимости железобетонных шпал именно этот тип шпал имеет наиболее широкое распространение на отечественном железнодорожном транспорте.

Первый тип предусматривает раздельное скрепление рельс, второй тип – это нераздельное скрепление и третий тип применяет резьбовой способ скрепления рельс.

Каждая группа подразделяется на подтипы, с наличием отличающихся определённых, конструктивных особенностей, включая обычное армирование или поднапряжённые изделия. Данная продукция, в основном, имеет первый сорт качества. Пути, относящиеся к пятому классу, допускают применение шпал, относящихся ко второму сорту, где имеются пониженные требования к таким показателям, как трещиностойкость, больший допуск по изменению размеров и более низкие требования к качеству продукции.

Путевая кривизна подразделяет шпалы на прямолинейные, где с R>350 м или криволинейные, где с R<350 м, устанавливаются на соответствующих участках железной дороги. Обустраивая пути, имеющие различную совмещённой ширину колеи, изготавливаются особенные шпалы, обладающие тремя или четырьмя рельсовыми нитками. Вес железобетонной шпалы или полушпалы может варьироваться в зависимости от её предназначения от 177 кг до 288 кг. </p>

Эпюра шпал
Расстояние между шпалами железной дороги вопрос не праздный. И на этот вопрос отвечают государственные стандарты предприятия, которые предусматривают на один километр железнодорожного пути иметь определённое количество шпал в звене. Градации количества материала в звене следующие: 1440 шт., 1660 шт., 1840 шт. и 2000 шт. Названные числа относятся к термину: эпюра шпал.

Соответственно какие применять рельсы и какую эпюру применять, зависит от предназначения конкретного участка железнодорожного пути – это может быть сортировочный, приемоотправочный, станционный, главный или другие. В качестве примера можно привести эпюру шпал главного пути колеи, на котором устанавливаются на двадцать метров пути 46 шпал, общее количество на один километр равно 1840 шт. Длина такого участка: прямого или кривым радиусом может составлять 1200 метров.

Участки с кривым радиусом, где скорость составляет 141 км/ч, предусматривает наличие в звене пятидесяти шпал, длина кривого радиуса составляет 1200 м. Общее количество шпал на участке составляет 2000 шт. на один километр.

На подъездных прямых участках путей и малодеятельных линиях потребуется установка 1440 шт. на один километр. Участки с кривым радиусом, длина которого составляет менее 650 м, потребует установки сорока шпал в звено, при общем количестве на один километр равным 1600 шт.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *