Устройство и текущее содержание железнодорожного пути Профессия: оператор по путевым измерениям 4-го и 5-го разрядов Тема « Устройство и содержание рельсовой колеи в прямых и кривых участках пути » Петровых Н.М. - преподаватель Екатеринбург- Пассажирского подразделения Свердловского учебного центра профессиональных квалификаций 2021
Уширение колеи в кривых участках пути. Нормативы допускаемого уклона отвода ширины колеи в зависимости от скорости движения
Для того, чтобы облегчить вписывание подвижного состава в кривые и прохождение по ним, рельсовая колея в кривых имеет следующие особенности: - уширение колеи при радиусах менее 350 м: - возвышение наружного рельса над внутренним рельсом; - переходные кривые в местах сопряжения прямых участков с кривыми; - укороченные рельсы на внутренних рельсовых нитях; увеличенные расстояния между путями при наличии двух и более путей. Уширение рельсовой колеи в кривых делают для того, чтобы подвижной состав с длинной жесткой базой мог проходить по кривым без заклинивания колесных пар.
Вписывание подвижного состава в кривую может быть свободное, заклиненное и принудительное. Наиболее благоприятно для взаимодействия подвижного состава и пути свободное вписывание в кривую жесткой базы локомотива или вагона. При свободном вписывании гребень одного колеса передней оси прижат к наружной рельсовой нити и направляет движение экипажа, а гребень задней оси касается внутренней рельсовой нити, при этом задняя ось располагается по радиусу кривой. В этом случае жесткая база располагается в рельсовой колее совершенно свободно. Уширение колеи в кривых участках пути
Наиболее неблагоприятным является заклиненное вписывание, при котором наружные колеса упираются гребнями в наружную рельсовую нить, а внутренние колеса упираются во внутреннюю рельсовую нить. Заклиненное вписывание не допускают, так как оно сопровождается значительным увеличением сопротивления движению поездов, чрезмерным износом гребней колес и рельсов. Вписывание занимающее промежуточное положение между свободным и заклиненным называется принудительным. Уширение колеи в кривых участках пути
, № п / п Наименование характеристик рельсовой колеи Пути общего пользования при радиусе кривых 1 Радиус кривой, м 350 м и > 349-300 299 и < 2 Номинальная ширина колеи, мм 1520 1530 1535 Допуски +8 мм / -4 мм Ширина рельсовой колеи менее 1512 мм и более 1548 мм не допускается, а на путях с железобетонными шпалами выпуска до 1996 года не допускается ширина колеи менее 1510 мм.
, Уклон, мм/м, ‰ Скорости движения поездов, км/ч 2,0 141-160 2,5 121-140 3,0 101-120 3,5 81-100 4,0 61-80 4,5 26-60 5,0 25 Более 5,0 мм/м Закрывается движение
, Уклон отвода ширины колеи при ручных промерах определяется как разность значений ширины колеи в точках через 2 м, уменьшенная на разность величин бокового износа в этих точках и деленная на 2м. Например, ширина колеи в данной точке кривой составляет 1530 мм и боковой износ наружного рельса 4 мм, а в точке через 2 м – ширина колеи 1535 мм и боковой износ 6 мм; величина уклона отвода при этом составляет: 1535 мм 1530 мм Износ 6 мм Износ 4 мм 2м
При выявлении отвода ширины рельсовой колеи более 5 мм/м движение поездов закрывается и принимаются меры к немедленному устранению неисправности, кроме участков пути 4 и 5 класса, где скорость ограничивается до 25 км/ч. Уклоны отвода ширины колеи 1538 мм 1524 мм 6 мм 4 мм 2м
Возвышение наружного рельса в кривых участках пути. Определения величины возвышения наружного рельса в зависимости от фактической скорости поездопотока
При движении подвижного состава в кривых, кроме сил тяжести, на путь действует центробежная сила, которая прямо пропорционально зависит от массы экипажа и квадрата скорости и обратно пропорционально зависит от радиуса кривой. Если обе рельсовые нити в кривой находятся в одном уровне, то при наличии центробежной силы: создается перегруз наружного рельса и недогруз внутреннего рельса, так как равнодействующая двух сил направлена в сторону наружного рельса. Следовательно рельсовые нити изнашиваются неодинаково; появляется боковое давление на наружный рельс, которое может сдвинуть рельс по шпале и вызвать уширение колеи; возникает центробежное ускорение, при больших значениях которого пассажиры испытывают неприятные ощущения. Возвышение наружного рельса в кривых
, Минимальное возвышение Расчетное возвышение наружного рельса Максимальное возвышение наружного рельса в кривой с учетом допусков на содержание не должно превышать 150 мм, при превышение этой величины движение поездов закрывается. Чтобы нейтрализовать действие центробежной силы (уравновесить центробежную силу), в кривых устраивают возвышение наружного рельса над внутренним.
Стрелочные переводы, расположенные на главных путях в кривых с возвышением наружной нити, устраиваются также с возвышением наружной нити, если переводная кривая совпадает по направлению с кривым участком пути. При этом величина возвышения наружной нити на стрелочном переводе должна быть не более 75 мм. Возвышение наружного рельса на стрелочных переводах, расположенных на главных путях в кривых
Если же переводная кривая стрелочного перевода не совпадает по направлению с кривым участком пути, то возвышение на таких стрелочных переводах, как правило, не устраивается. При этом скорость движения поездов по такому стрелочному переводу должна определяться по «Нормам допускаемых скоростей подвижного состава по железнодорожным путям колеи 1520 (1524) мм федерального железнодорожного транспорта». На приемо -отправочных путях, расположенных на кривых, а также на закрестовинных кривых, где установленные скорости движения 25 км/ч и менее, возвышение наружного рельса, как правило, не устраивается. Возвышение наружного рельса на стрелочных переводах, расположенных на главных путях в кривых Переводные кривые стрелочных переводов, расположенных на прямых участках, содержатся без возвышения наружного рельса.
Устройство переходных кривых
,
Круговые кривые должны сопрягаться с прямыми участками переходными кривыми, кроме кривых на стрелочных переводах и случаев, когда по условиям плана линии осуществить это не представляется возможным ( закрестовинные и смежные с прямой вставкой кривые недостаточной длины и другие). В кривых участках пути наружная рельсовая нить устраивается и содержится выше внутренней. Минимально допустимое возвышение должно обеспечить значение поперечного непогашенного ускорения, направленного наружу кривой ( а нп ), не более 0,7 м/с 2 на уровне буксы подвижного состава для максимальной скорости грузовых и пассажирских поездов. Особенности устройства и содержания пути в кривых
Значение поперечного непогашенного ускорения , a нп - величина непогашенного ускорения, м/с 2 ; Vmax пасс - максимальная допускаемая скорость движения пассажирских поездов по кривой, км/ч; H - возвышение наружного рельса, мм; Rх - радиус кривой, м. а нп должно быть не более 0,7 м/с 2 V огр = V ( 0,7 +0,0061* h факт )*13* R V огр = V ( h факт +115)* R/12,5
На линиях со специализацией В, С и П, где обращается пассажирский подвижной состав с улучшенными динамическими характеристиками, допускаемая величина а нп может быть распоряжением ОАО «РЖД» установлена на основании проведенных испытаний 0,7 м/с 2 и более. На линиях с грузовым и смешанным движением поездов наименьшее воздействие на путь в кривых, снижающее интенсивность расстройства и износа элементов пути производится при а нп близком к нулю при средневзвешенной скорости движения грузовых поездов. Для этого на линиях со специализацией О, Г, Т непогашенное ускорение в грузовых поездах должно находиться в диапазоне 0,3 м/с 2 при фактически реализуемых скоростях движения. В зависимости от конкретных условий работы пути в кривой (интенсивности износа рельсов по одной и другой нитям), полученная расчетом величина возвышения, при необходимости, может корректироваться в пределах нормативов непогашенных ускорений. Особенности устройства и содержания пути в кривых
Конец и начало отвода возвышения наружного рельса кривой и кривизны должны совпадать с точками начала переходной кривой и конца переходной кривой. При несовпадении отводов возвышения наружного рельса кривой и кривизны, измеряемых соответственно по нулевым (средним) линиям на записи уровня и стрел, на величину более 20 м необходимость уменьшения установленной скорости движения поездов по данной кривой определяется по величине непогашенного ускорения a нп и скорости ее изменения. Длины переходных кривых устанавливаются исходя из условий обеспечения требуемых действующими нормативами величин отвода возвышения наружного рельса и отвода кривизны, определяемого допускаемой скоростью нарастания поперечного непогашенного ускорения 0,6 м/с 3. Особенности устройства и содержания пути в кривых
Скорость изменения непогашенного ускорения ( м/с 3 )
В стесненных условиях допускается устройство отводов возвышения без переходных кривых: либо на протяжении прямой, либо по 50% на прямой и кривой (без соблюдения условия совпадения отводов возвышения и кривизны). Крутизна отвода возвышения в переходных кривых, соединяющих прямые и кривые участки или участки кривых с различной величиной возвышения должна соответствовать нормативам таблицы. Особенности устройства и содержания пути в кривых
, Максимальный уклон отвода возвышения ( i ), мм/м, не более Допускаемая скорость поездов, км/ч пассажирских грузовых 1,2 140 90 1,4 120 90 1,5 110 90 1,6 100 90 1,7 95 85 1,8 90 80 1,9 85 80 2,1 80 75 2,3 75 70 2,5 70 65 2,7 65 60 2,9 55 3,0 50 3,1 40 3,2 25 Более 3,2 Закрытие движения
Не допускается уклон отвода возвышения наружного рельса в кривых участках пути более 3,2 мм/м на всей длине переходной кривой или ее части длиной не менее 30 м. Допускаемые уклоны отвода возвышения наружного рельса в кривых
На однопутных линиях и для наружного пути двухпутных линий длина переходной кривой ( L н ) определяется по формуле : где h - расчетное возвышение наружного рельса в круговой кривой, мм; i - расчетный уклон отвода возвышения. Для внутреннего пути двухпутной линии длина переходной кривой определяется по формуле: где - уширение междупутья в кривой, м; R – радиус кривой, м. Особенности устройства и содержания пути в кривых Длина переходной кривой определяется в зависимости от расчетной величины возвышения наружного рельса и от количества смежных главных путей.
Начало и конец каждой переходной кривой отмечаются на шейке рельса вертикальной полосой белой несмываемой краской и надписями НПК - начало переходной кривой, КПК - конец переходной кривой. Между переходными кривыми смежных круговых кривых одного направления должны быть прямые вставки длиной не менее 50 м; в стесненных условиях допускается прямая вставка меньшей длины, но не менее 25 м в кривых одного направления и 15 м при разносторонних кривых. Особенности устройства и содержания пути в кривых
На близко расположенных кривых одного направления без переходных кривых отводы возвышения устраиваются только в том случае, если на протяжении прямой вставки, расположенной между концами кривых, укладываются длины обоих отводов и между их концами остается прямой участок длиной не менее 25 м.
В случае недостаточной длины прямой вставки для соблюдения этого условия отвод делается более крутой, но не круче, чем допускаемый. Если же и в этом случае длина прямого участка оказывается менее 25 м, то возвышение делается на всем протяжении прямой между кривыми. При этом возвышение устанавливается равным возвышению на кривых и делается переходным на длине прямой вставки при разных радиусах кривых. В таких случаях величина возвышения должна быть не более 115 мм (по условию непревышения непогашенного ускорения 0,7 м/с 2 ). Особенности устройства и содержания пути в кривых
При отсутствии прямой вставки на двухрадиусной кривой одного направления отводы возвышения наружного рельса и уширения колеи делаются в переходной кривой или в пределах кривой большего радиуса. Переходные кривые можно не устраивать между примыкающими одна к другой круговыми кривыми одного направления, если разность их кривизны не превышает 1/4000. Особенности устройства и содержания пути в кривых
При разносторонних кривых без переходных кривых отвод возвышения делается на прямой вставке между ними. При этом между концами отводов возвышений наружных нитей кривых должен быть прямой участок длиной не менее 25 м при возможности устройства отводов возвышения с уклоном не более 0,001. При несоблюдении этого условия допускается увеличить уклон до 0,003 при сохранении длины прямой вставки 25 м, снизив скорость в соответствии с Инструкцией по оценке состояния рельсовой колеи путеизмерительными средствами и мерам по обеспечению безопасности движения или ее заменяющей; при невозможности выполнения и этого условия допускается уменьшение прямого участка без возвышения до длины 15 м с устройством отводов уклоном 0,003, причем в начале круговой кривой возвышение должно составлять не менее половины величины полного возвышения.
Нормы и допуски содержания рельсовой колеи по шаблону в прямых и кривых участках при различных радиусах. Подуклонка рельсов и стрелочных переводов
, № п / п Наименование характеристик рельсовой колеи Пути общего пользования Пути необщего пользования 1 Радиус кривой, м Прямые и кривые 350 м и более 349-300 299 и < Прямые и кривые 350 м и более Не более 349 м 2 Номинальная ширина колеи, мм 1520 1530 1535 1520 (1524) 1530 (1540) Ширина рельсовой колеи менее 1512 мм и более 1548 мм не допускается, а на путях с железобетонными шпалами выпуска до 1996 года не допускается ширина колеи менее 1510 мм.
Примечания: При наличии в кривых участках пути радиуса 1200 м и менее бокового износа рабочей фани головки наружного рельса кривой, величина отклонения по уширению, не требующая устранения, может быть повышена на величину износа головки рельса наружной нити, при этом уширение колеи не должно превышать величину III степени. На участках бесстыкового пути с рельсошпальной решеткой на железобетонных шпалах сборки до 1996 года сужение при номинале 1520 мм составляет 10 мм, движение закрывается при ширине колеи менее 1510 мм. Ширина рельсовой колеи более 1546 мм на стрелочных переводах не допускается.
Рельсы в пути, как на прямых, так и на кривых участках, устанавливаются с подуклонкой 1/20 (наклон внутрь колеи относительно поверхности шпал). При железобетонных шпалах При деревянных шпалах Подуклонка рельсов не должна быть меньше 1/60 и больше 1/12, а по внутренней рельсовой нити в кривых при возвышении наружной нити свыше 85 мм – соответственно 1/30 и 1/12, измеряемая диагностическими средствами. 1/60 1/30 1/12 1/20 Ось пути
Перед и за стрелочными переводами, на которых рельсы не имеют подуклонки, устраивается плавный переход от подуклоненного к неподуклоненному положению рельса на длине не менее 3 м: на деревянных шпалах – путём затёски шпал под подкладками; на железобетонных шпалах - путём укладки переводных брусьев, шпал с переходной подуклонкой подрельсовой площадки.
Содержание прямых и кривых участков пути в плане. Разбивка кривой и измерение натурных стрел изгиба
В кривых участках правильность положения пути в плане обычно проверяют измерением стрел изгиба рельсовой нити f 1, f 2,..., f n при стягивающей хорде длиной 20 м (или10 м). Направление пути всегда проверяют по одной и той же рельсовой нити, называемой рихтовочной. В кривых участках пути рихтовочной всегда является наружная рельсовая нить и на ней масляной краской наносят деления для измерения стрел изгиба через 10 м (или 5м) по всей длине круговой и переходных кривых. Вторую рельсовую нить устанавливают на требуемое расстояние от рихтовочной по шаблону.
Для измерения стрел изгиба используют тонкую стальную проволоку или капроновый шнур, которые натягивают и закрепляют двумя струбцинами на рабочей боковой грани головки рельсов на расстоянии 20 м (или 10м) друг от друга на 13 мм ниже поверхности катания. Стрелу изгиба кривой замеряют в середине хорды линейкой с миллиметровыми делениями от рабочей грани головки рельса до шнура или проволоки. Переходя последовательно от одного деления кривой к другому, получают величины стрел изгиба для каждого из делений кривой. Способы замера кривых участков пути по стрелам изгиба ,
а – фактическое состояние; б – проектное состояние По этим данным строят графики стрел изгиба, выявляют неисправные места и рассчитывают величины необходимых сдвижек пути для приведения положения кривой в плане к проектному.
, Расчетная стрела изгиба ( ) в круговой кривой (мм) определяется по формуле: где: а - длина хорды, м; R - радиус кривой, м. Схема промера стрел изгиба кривой R = 50000/ f 20 м, R = 12500/ f 10 м Путь в плане должен соответствовать проектному положению. Положение пути в плане нормируется и оценивается, в зависимости от установленных скоростей движения поездов, по разности смежных стрел изгиба рельсовых нитей, измеряемых от середины хорды длиной 20 м до головки рельса. f 20 м= 50000/ R, f 10 м= 12500/ R
, Стрелы изгиба в пределах переходной кривой, за исключением начала и конца переходной кривой, определяется по формуле: f – стрела изгиба в круговой кривой, мм; x – расстояния от начала переходной кривой до точки, в которой определяется стрела изгиба, м; l – длина переходной кривой, м.
Положение пути в плане (рихтовка) - оценивается разностью смежных стрел изгиба рельсовых нитей от хорды длиной 20 м. Оценке подлежат отступления в плане при расстоянии между вершинами - экстремальными значениями отклонений от средней линии рихтовки до 20 м (что соответствует длинам неровностей до 40 м). В круговых и переходных кривых оцениваются отступления по наружной нити, в прямых участках - по рихтовочной нити, неисправности IV степени в прямых участках - по обеим нитям. Отступления в плане оцениваются поштучно. На главных и станционных путях, входяших в маршруты пропуска пассажирских и грузовых поездов, на стрелочных переводах должно оцениваться положение пути в плане по разности стрел изгиба той рельсовой нити, где отсутствует крестовина. В связи с конструктивными особенностями стрелочных переводов (наличием не измеряемого участка в зоне крестовины и отсутствием переходных кривых), при проходе путеизмерителя по стрелочному переводу рихтовка не оценивается на всей длине стрелочного перевода по той нити, на которой находится крестовина. Проверка соответствия кривой проектному положению в плане
12 13 км 1-но путный участок 2х путный участок Кривые Рихтовочные нити Нерихтовочные нити
Допуски содержания (разность смежных стрел изгиба) в плане на прямых и кривых участках пути в зависимости от скорости движения
ДВИЖЕНИЕ ЗАКРЫВАЕТСЯ, если разность смежных стрел (рихтовка): более 65 мм (неровность до 20м ), более 90 мм (неровность 20-40м ). Разность смежных стрел (рихтовка ), при которых закрывается движение поездов
