Железнодорожный путь. Верхнее строение пути, земляное полотно

Железнодорожный путь – единая динамическая конструкция, состоящая из нижнего и верхнего строений. К нижнему строению пути относят земляное полотно и искусственные сооружения.
Земляное полотно – комплекс грунтовых сооружений, предназначенных для укладки верхнего строения пути и восприятия нагрузок от него и подвижного состава, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных осадков и грунтовых вод.
В состав земляного полотна входят водоотводные устройства.
1. Железнодорожный путь

В зависимости от конструкции различают:
а) насыпи
б) выемки

в) нулевые места
г) полунасыпи

д) полувыемки
е) полунасыпи-полувыемки

Разрез, перпендикулярный продольной оси пути, называется поперечным профилем земляного полотна.
В поперечном профиле земляного полотна различают следующие основные части:
– основная площадка;
– земляное полотно;
– основание.

Поперечный профиль насыпи
1 – основная площадка;
2 – земляное полотно;
3 – основание;
4 – подошва;
5 – бровка земляного полотна;
6 – откос;
7 – берма;
8 – водоотводная канава.

Поперечный профиль выемки:
1 – банкет;
2 – забанкетная канава;
3 – кавальер;
4 – нагорная канава.
1
2
3
4

Все элементы железнодорожного пути по прочности, устойчивости и состоянию должны обеспечивать безопасное и плавное движение пассажирских и грузовых поездов с наибольшими скоростями, а также иметь до­статочные резервы для дальней­шего повышения скоростей движе­ния и грузонапряженности линии.

2. Назначение и составные элементы верхнего строения пути
Верхнее строение пути (ВСП) – конструкция для восприятия нагрузок от подвижного состава, передачи их на земляное полотно и искусственные сооружения, а также для направления движения подвижного состава.
Верхнее строение пути включает в себя:
Рельсы, соединенные со шпалами образуют рельсо-шпальную решетку.
6
1 – рельсы;
2 – шпалы;
3 – промежуточное рельсовое скрепление;
4 – песчаная подушка;
5 – щебеночный балласт;
противоугоны;.

Рельсы
Рельсы предназначены:
для направления движения;
восприятия нагрузки от колес и передачи ее на шпалы;
используется как проводник тока:
сигнального – при автоблокировке;
обратного тягового – при электротяге.
В зависимости от массы и поперечного профиля рельсы подразделяют на типы: Р50, Р65 и Р75.
Буква «Р» означает рельс,
число (50, 65, 75) – округленное значение массы (в кг) одного метра погонной длины рельса.

Выбор типа рельсов зависит:
от грузонапряженности линии;
нагрузок;
скоростей движения поездов.

Шпалы
Шпалы – основной вид подрельсового основания (кроме них применяются мостовые и переводные брусья, полушпалы, плиты и рамы).
Шпалы предназначены для передачи давления и продольных нагрузок на балласт, для крепления к ним рельсов и обеспечения постоянства ширины колеи.
Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл.

Достоинствами деревянных шпал являются:
простота изготовления,
легкость и упругость,
низкая токопроводимость,
удобство выполнения ремонтных работ.
К недостаткам таких шпал относятся:
небольшой срок службы,
значительный расход древесины.

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливают трех типов.
Шпалы I типа предназначены для главных путей магистральных железных дорог,
II типа – для станционных и подъездных путей,
III типа – для путей промышленных предприятий.
Стандартная длина деревянных шпал - 2750 мм.
Для особо грузонапряженных участков длина шпал составляет 2800 мм.

Достоинством железобетонных шпал являются :
долговечность (до 50 лет);
обеспечение высокой устойчивости пути и плавности хода поездов; что обусловлено одинаковыми размерами и равной упругостью шпал;
при производстве железобетонных шпал не используется древесина; которая может быть применена в других отраслях народного хозяйства.
Недостатками железобетонных шпал являются:
большая масса,
высокая жесткость,
сложность крепления рельсов,
токопроводимость, и как следствие, необходимость укладки изоляционных материалов в креплении.

Металлические шпалы не получили распространения из-за:
значительного расхода металла,
высокой электропроводности,
большой жесткости,
высокой строительной стоимости.

Балластный слой
Балластный слой предназначен для:
восприятия давления и равномерного распределения его на основную площадку земляного полотна;
обеспечения устойчивости шпал и упругости подрельсового основания;
отвода воды от рельсошпальной решетки.
В качестве балласта используются сыпучие, хорошо дренирующие упругие материалы: щебень, гравий, песок, ракушечник.
Лучшим материалом для балласта является щебень из естественного камня, валунов и гальки.

Щебеночный балласт
Достоинства:
хорошо пропускает воду,
не смещается,
по сравнению с песчаным балластом оказывает в 1,5 раза большее сопротивление продольному сдвигу и в 2 раза допускает большее давление,
наиболее долговечный.
Недостатки:
сильно загрязняется,
достаточно дорогой.

Рельсовые скрепления. Противоугоны
Рельсы к шпалам крепят с помощью промежуточных скреплений, которые должны обеспечивать надежную и достаточно упругую связь рельсов со шпалами, сохранять постоянство ширины колеи и необходимую подуклонку рельсов, не допускать продольного смещения и опрокидывания рельсов.
При железобетонных шпалах они должны, кроме того, обеспечивать электрическую изоляцию рельсов и шпал.

Соединение рельсовых звеньев между собой осуществляется с помощью стыковых скреплений.
В стыках между рельсами оставляют зазор для снятия напряжения в рельсовой нити при увеличении температуры.

При автоблокировке на границах блок-участков устраивают изолирующие стыки, с устройством стыковых соединителей для прохождения тока (дроссель-трансформаторы).

Земляное полотно
Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, предназначенных для устройства на нем верхнего строения пути железной дороги, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод.

Земляное полотно
Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, предназначенных для устройства на нем верхнего строения пути железной дороги, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и грунтовых вод.