Шпаргалки к экзаменам и зачётам

Теория угона пути и меры по его предупреждению

Угоном пути называют продольное перемещение рельсов относительно шпал или рельсов вместе со шпалами относи­тельно балластного слоя под действием продольных сил. Угон — вредное явление в пути, он возникает из-за сопротив­ления движению колес подвижного состава, изгиба рельсов под поездами в шпальных ящиках, изменения длины рельсов под действием температурных сил, ударов колес о рельсы в стыках.

Чаще всего угон пути возникает на уклонах, тормозных участках. При этом образуются либо слитые, либо сильно рас­тянутые зазоры в стыках. Появление этих неисправностей мо­жет привести в летний период к выбросу пути, а в зимний — к разрыву болтов в стыках. Кроме этого, могут происходить сдвиги шпал с уплотненных постелей, что приведет к образова­нию толчков, перекосов и просадок в пути. Это в конечномитоге значительно повышает расходы на текущее содержание пути, на исправление последствий угона.

Чтобы предотвратить воздействие продольных сил на рель­сы и таким образом препятствовать угону пути, при нераздель­ном и смешанном скреплении ставят противоугоны. Уменьше­ние интенсивности угона пути достигается хорошим текущим содержанием, усилением мощности пути, за счет укладки тяже­лых рельсов, постановки пути на щебень, увеличения числа шпал. Основным видом противоугона является пружинный (рис. 2.20, а), хотя в эксплуатации еще имеются и самозаклиниваю­щиеся противоугоны (рис. 2.20, б).

Рис. 1. Противоугоны:а — пружинный; б — самозаклинивающийся;1 — скоба; 2 — клин; 3 — якорь клина; 4 — рельс. Наиболее широкое применение получили пружинные противоугоны, так как они состоят из одной детали — пружинной скобы. Сред­нее усилие сдвига противоугона вдоль подошвы рельса должно быть не менее 8 кН. Самозаклинивающиеся противоугоны состоят из двух частей: скобы и клина. Число противоугонов, которое устанавливают на рельсы, зави­сит от грузонапряженности линии, типа подвижного состава, типа рельсов и балласта, от того, однопутная это линия или двухпутная. Схемы закрепления пути от угона для различных условий приво­дятся в инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути. Наименьшее число пар противоугонов, которое требуется при рельсах длиной 25 м, — 14, а наибольшее — 44. Пружинные про­тивоугоны ставят спе`циальными ключами, скоба должна упираться в шпалу. На однопутных участках их упирают в шпалы с разных сторон относительно середины звена для того, чтобы препятство­вать угону в любом направлении.На раздельном, пружинном, скреплении противоугоны, как пра­вило, не ставят. Эти виды скреплений создают достаточное сопро­тивление угону пути.

Бесстыковой путь

Бесстыковым рутем называется путь, длина которого более 250 м. Его получают путем сварки рельсов стандартной длины электроконтактным способом. В бесстыковом пути средняя часть рельсовых плетей при изменении температуры относительно темпе­ратуры укладки не изменяет своей длины, смещаются только кон­цы плетей. Бесстыковой путь начали укладывать с середины 50-х гг. Основными его преимуществами перед звеньевым путем явля­ются следующие: уменьшение количества рельсовых стыков, что дает экономию металла (накладки, болты, гайки, шайбы, соединители); уменьшение выхода рельсов из строя из-за де­фектов в стыках; сокращение работ по текущему содержанию пути примерно на 25 % из-за уменьшения стыков; увеличение срока службы ходовых частей подвижного состава, шпал, бал­ласта; более комфортабельное нахождение пассажиров в пасса­жирских поездах; повышение надежности работы электрических рельсовых цепей. Основное отличие в работе бесстыкового пути от обычного звеньевого — наличие в рельсовых плетях значительных темпе­ратурных напряжений. При повышении температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления в них возни­кают продольные силы сжатия, которые могут создать выброс пути, а в некоторых случаях вызвать перенапряжение в голов­ке рельса. При понижении температуры появляются растягива­ющие усилия, которые могут вызвать перенапряжение в подо­шве рельса или разрыв стыковых болтов. Для обеспечения нормальной работы бесстыкового пути, а следовательно, и безопасности движения поездов, необходимо учитывать эти особенности при его проектировании, укладке и эксплуатации. Чтобы не произошло выброса пути в летний пе­риод, закрепление плетей бесстыкового пути производится в определенный интервал температур, который определяется рас­четом. Бесстыковой путь укладывается при любых температу­рах, но в последующем делается разрядка температурных напряжений, когда наступает расчетный интервал температур. При эксплуатации бесстыкового пути происходит изменение длины концевых участков рельсовых плетей, и для того чтобы дать возможность им удлиниться или укоротиться, между пле­тями укладывают уровнительные рельсы длиной 12,5 м с зазорами не больше 10 мм в количестве двух пар — при длине двух полуплетей менее 600 м; трех пар — при длине двух полуплетей более 600 м; четырех пар — при постановке в зоне уравнитель­ных рельсов изолирующего стыка.При укладке бесстыкового пути необходимо соблюдать сле­дующие требования:1. В плане путь укладывается в прямых и кривых участках пути радиусом не менее 350 м;2.балласт должен быть щебеночный, фракций 25—60 мм; ширина плеча балластной призмы не менее 25 см, а в кривых радиусом менее 600 м — не менее 35 см со стороны наружной нити, крутизна откосов призмы не более 1:1,5;3.шпалы должны быть железобетонные в количестве 1840 штук в прямых и кривых радиусом 1201 м и более и 2000 штук в кривых радиусом 1200 м и менее; 4.рельсы должны быть мощными, не ниже типа Р65; 5.земляное полотно не должно иметь деформаций и болез­ней; 6.на конце рельсовых плетей должны стоять шестидырные накладки длиной 1000 мм, способные выдерживать большиепродольные силы. Гайки стыковых болтов следует затягивать электрическим клю­чом так, чтобы крутящий момент был не менее 600 Нм при рельсах Р65 и Р75. Режим укладки и эксплуатации бесстыкового пути устанав­ливается расчетом, который сводится к определению возможно­сти его укладки и эксплуатации и к определению границ ин­тервала закрепления рельсовых плетей. Возможность укладки бесстыкового пути и способ его экс­плуатации в данных условиях устанавливаются исходя из ха­рактеристики верхнего строения пути, плана линии, подвижно­го состава, максимальной скорости движения поездов и климатических условий, путем сравнения допускаемой температу­ры амплитуды (Т) с фактически наблюдавшейся в данной местности наибольшей годовой амплитудой колебания темпе­ратуры рельса Т_а.Допускаемая температурная амплитуда (Т) определяется по формуле:

где ∆t_у — допускаемое изменение температуры рельсов по срав­нению с температурой их закрепления в сторону повышения; ∆t_p — то же в сторону понижения, определяется расчетом прочно­сти рельсов в зависимости от типа локомотивов и реализуемой скорости.

Амплитуда колебаний температуры Т_а определяется как алгебра­ическая разность между самой высокой ^и самой низкой температурами рельса, наблюдающимися за ряд лет в дан­ной местности:

38. Устройство пути в кривых

В кривых участках устройство пути имеет ряд особенностей, основными из которых являются возвышение наружного рельса над внутренним, наличие переходных кривых, уширение колеи при малых радиусах, применение укороченных рельсов на внут­ренней рельсовой нити, усиление пути, увеличение расстояния между осями путей в круговых кривых двух- и многопутных линий в соответствии с требованиями габарита.

Рис.1 Профиль и план переход­ной кривой:

НПК — начало переходной кривой; КПК — конец переходной кривой; Л — возвышение наружного рельса в кривой; Р — переменный радиус переходной кривой; R — радиус круговой кривой

Рис.1 Рис. 2

Возвышение наружного рельса предусматривается при радиусе кривой 4000 м и менее для того, чтобы нагрузка на рельсовые нити была примерно одинако­вой с учетом действия центро­бежной силы. Величина воз­вышения h зависит от массы поезда, скорости движения и радиуса кривой. Согласно ПТЭ мак­симальное возвышение наружного рельса в кривой составляет 150 мм. Наличие переходных кривых связано с необходимостью плавного сопряжения кривой с примыкающей прямой как в плане, так и в профиле пути.

Переходная кривая в плане (рис. 1) имеет переменный ради­ус, уменьшающийся от бесконечно большого до радиуса R круго­вой кривой (с увеличением кривизны) пропорционально измене­нию ее длины. Кривая, обладающая таким свойством, представля­ет собой радиоидальную спираль. В профиле переходная кривая в обычных условиях — это наклонная прямая с постоянным укло­ном / = h/l, где l — длина переходной кривой. Уширение колеи обеспечивает вписывание подвижного состава в кривые. Поскольку колесные пары закреплены в раме тележки та­ким образом, что в пределах жесткой базы они всегда параллель­ны друг другу, в кривой только одна колесная пара может рас­положиться по радиусу, а остальные находятся под углом к нему. Это требует увеличения зазора между гребнями колес и рельсами во избежание заклинивания колесных пар (рис. 2).

Рис. 2. Схема свободного вписыва­ния в кривую двухосной тележки:

S_c — ширина колеи в кривой; — максимальное расстояние между наруж­ными гранями гребней колес;/, — стре­ла изгиба кривой наружного рельса; L — длина базы тележки; X — расстояние от геометрической оси второй колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом; 6_К — расстояние от геометри­ческой оси первой колесной пары до точки касания гребня колеса с рельсом где д_тйХ — максимальное расстояние между наружными гранями гребней колес; f_H — стрела изгиба кривой по наружной нити; 4 — допуск на сужение колеи, мм (остальные размеры выражены так­же в миллиметрах).

Ширина колеи, необходимая для свободного вписывания двухосной тележки в кривую,ПТЭ установлены следующие нормативные значения ширины колеи в кривых в зависимости от радиуса кривой:

Радиус кривой, м.............. Не более 299 300...349 350 и более

Ширина колеи, мм........... 1535 1530 1520

Укладка укороченных рельсов во внутреннюю рельсовую нить необходима для исключения разбежки стыков. Поскольку внутрен­няя нить в кривой короче наружной, применение рельсов оди­наковой длины вызвало бы забегание стыков вперед на внутрен­ней нити. Для предотвращения разбежки стыков каждому радиусу кривой должна соответствовать своя величина укорочения рельса. В целях унификации установлены стандартные укорочения рель­совых звеньев длиной 25 м — 80 и 160 мм.

Усиление пути в кривых осуществляют при радиусе кривой, не превышающем 1200 м, для обеспечения его равнопрочное™ с при­мыкающими прямыми участками. Для этого увеличивают число шпал, укладываемых на 1 км пути, уширяют балластную призму с наружной стороны кривой, устанавливают несимметричные под­кладки с большим плечом на наружной стороне и применяют рель­сы из наиболее твердого материала.