Указания по устройству железнодорожных путей

УКАЗАНИЯ ПО УСТРОЙСТВУ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ

УСТРОЙСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЕЙ

Железнодорожные пути строительных площадок делят на подъездные, соединяющие строительные площадки с общей сетью железных  дорог, и внутрипостроечные, по которым перевозят грузы внутри строительной площадки. Железнодорожный путь состоит из земляного полотна и уложенного по нему верхнего строения. Земляное полотно должно быть прочным и устойчивым к воздействию различных нагрузок, воды и других факторов. Для этого насыпи выполняют из дренирующих грунтов, а полотно защищают от действия атмосферных осадков. С этой целью земляному полотну придают трапецеидальный профиль (сливная призма), что обеспечивает отвод атмосферных вод в стороны - в водоотводные канавы (кюветы), имеющие продольный уклон. Поперечные профили земляного полотна на участках насыпи и выемки приведены на рис.1.

Крутизна откосов дорожных насыпей и выемок, характеризуемая отношением высоты к заложению , зависит от рода грунтов, высоты откоса, продолжительности эксплуатации дороги, а также от снежного покрова (для выемки).

Рис.1. Поперечные профили земляного полотна железнодорожного пути

а - на насыпи; б - на выемке; I -при ведении земляных работ продольным способом; II - то же, поперечным способом;
1 - берма; 2 - бровка насыпи; 3 - резерв; 4 - банкет; 5 - банкетная канава; 6 - нагорная канава; 7 - кавальер; 8 - бровка выемки; 9 - кювет

Рис.2. План (а) и продольный профиль (б) дороги

Земляное полотно можно устраивать продольным и поперечным способами. В первом случае грунт, разрабатываемый на участках выемки, перемещают вдоль трассы и используют для устройства участков насыпи. Во втором случае при проходке выемки грунт складывают в постоянный отвал (кавальер), который располагают на некотором расстоянии от выемки. На участке насыпи необходимый грунт добывают в выемке (резерве), располагаемой сбоку от трассы.

Для снижения стоимости строительства пути (E) целесообразно предусматривать минимальные объемы земляных работ, а следовательно, уменьшать высоту насыпей и глубину выемок. В условиях пересеченной местности это может быть достигнуто путем развития трассы в плане с приближением ее к направлению горизонталей (см. рис.1) или приближением уклонов дороги к уклонам местности. В первом случае увеличивается протяженность дороги, в  связи с чем возрастает стоимость верхнего строения пути (другой компонент величины E) и повышаются эксплуатационные затраты (Э) из-за увеличения дальности пробега. Во втором случае из-за необходимости преодолевать крутые уклоны снизится масса составов и перевозимых грузов, а следовательно, резко возрастут эксплуатационные затраты (Э).

Поэтому при проектировании дорожной трассы в плане и профиле (рис.2) исходят из нормативной для каждого вида транспорта величины руководящего уклона , т. е. наибольшего подъема, по которому рассчитывают массу поезда. Для подъездных и внутрипостроечных путей руководящий уклон составляет 30‰.

В плане трасса состоит из прямолинейных и криволинейных участков, разбиваемых по дуге окружности соответствующего радиуса. Минимальные радиусы для кривых задают как нормативные величины, так как при прохождении кривой состав преодолевает дополнительное сопротивление на участке 100...200 м.

Пункты, в которых по условиям эксплуатации предполагается стоянка поездов, следует располагать на горизонтальных и прямолинейных участках, так как трогание поездов с места сопровождается значительными сопротивлениями. При проектировании профиля следует предусматривать устройство мостов или труб для пропуска воды через насыпь.

Верхнее строение пути (рис.3) состоит из балластного слоя (при расчетной продолжительности эксплуатации построечного пути менее года может не укладываться), шпал (1300...1900 шт. на 1 км) и рельсов. Балластный слой толщиной 15... 30 см укладывают из хорошо дренирующего материала (песок, шлак, гравий, щебень), обеспечивающего пропуск атмосферных вод с последующим стоком их по сливной призме. Шпалы для построечных путей изготовляют из деревянных брусьев, пропитанных для увеличения срока их службы (от 3 до 12 лет) креозотом. На шпалах крепят стальные рельсы длиной 12,5 или 25 м, укладываемые с небольшим наклоном внутрь для более благоприятного прохода бандажей колес подвижного состава. Наклонное положение рельсов достигается за счет клиновидной формы металлических подкладок, имеющих отверстия для крепления рельса к шпале.

Рис.3 Поперечный разрез верхнего строения железнодорожного пути (в скобках приведены значения для дорог узкой колеи в мм)

1 - рельсы; 2 - шпалы; 3 - балластовый слой; 4 - земляное полотно.

Рис 4. Стрелочный перевод

1 - двурамный рельс; 2 - остряк; 3 - соединительная кривая; 4 - контррельс; 5 - крестовина

Рис.5. Габариты подвижного состава и приближения строений в мм. В скобках приведены значения для узкой колеи.

Рис.6. Схемы подвижного железнодорожного состава

а - двухосная платформа; б - четырехосная платформа; в - гондола; г - хоппер;
д - думпкар

Для перевода подвижного состава с одного пути на другой применяют различные устройства, основным из которых является стрелочный перевод (рис.4). Он состоит из двурамных рельсов, двух остряков (специально остроганных с одного конца рельсов), совместно поворачиваемых с помощью рычажного переводного механизма, крестовины с двумя контррельсами, соединительных кривых и комплекта переводных брусьев (удлиненных шпал), на которые укладывают металлические части перевода. Точка пересечения оси основного пути и образуемого стрелкой пути ответвления (точка 0) называется геометрическим центром перевода, а угол между обоими направлениями - углом перевода. На построечных путях, где скорости движения невелики, применяют относительно крутые переводы марок 1/9, 1/7, 1/5, а при узкой колее - перевод марки 1/3 (марка соответствует тангенсу угла перевода). Чтобы обозначить границу безопасного выхода или входа на стрелку, во избежание столкновения с составом, идущим по другому направлению, устанавливают предельный столбик А, положение которого определяется точкой касания габарита составов, идущих по обоим направлениям, образуемым стрелкой.

Любой тип подвижного и тягового составов должен вписываться в утвержденный габарит подвижного состава (рис.5). В этот же габарит должен вписываться также любой груз, перевозимый по железной дороге на открытых платформах (например, конструктивные элементы и детали). С другой стороны, всякие строения, приближающиеся к железнодорожному пути (перекинутый через него путепровод, разгрузочная платформа, здание прирельсового склад и т.п.), не должны выступать за пределы габарита приближения строений. Как видно из рис.5, между габаритом приближения строений и габаритом подвижного состава имеется зазор.

ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ И ЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

В качестве тяговых средств в строительстве применяют паровозы, электровозы, тепловозы и мотовозы (тепловозы мощностью менее 300 кВт называются мотовозами). Наиболее эффективны тепловозы и мотовозы, так как по сравнению с паровозами имеют более высокий коэффициент полезного действия, работают при меньшем расходе топлива, не требуют затрат времени на подготовку к пуску, более удобны и экономичны в эксплуатации.

В качестве подвижного состава для нужд строительства служат (рис.6) открытые платформы (для строительных конструкций и длинномерных грузов), вагоны-самосвалы (думпкары) с боковым опрокидыванием (для грунта и заполнителей) полувагоны-гондолы с люками в днище (применяются для штучных и сыпучих грузов) и хопперы с бункерообразным кузовом для сыпучих материалов. Из гондол и хопперов сыпучие грузы разгружают вниз через бункера в эстакадах на пунктах разгрузки. Кроме того, существуют специальные типы железнодорожных вагонов: для перевозки цемента - в виде цистерн, для перевозки битума - в виде наклоняющихся ковшей и т. п. В настоящее время выпускаются в основном четырехосные вагоны всех видов грузоподъемностью 50...60 т для нормальной и 20... 25 т для узкой колеи. Для перевозки особо тяжелых грузов используют вагоны с увеличенным числом осей. Находят применение и вагоны старых моделей с двумя осями грузоподъемностью до 20 т. Способность прохождения подвижного состава по кривым малого радиуса (вписывания в кривые) зависит от длины жесткой базы вагона или локомотива, т. е. расстояния между жестко закрепленными осями (величина б на рис.6,а, б). При этом многоосные вагоны имеют большие преимущества перед двухосными, так как у них жесткая база значительно меньше, несмотря на большую длину кузова, ввиду того, что кузов опирается на шарнирно-соединенные с ним тележки.