Основные конструкции железнодорожного пути

Основные конструкции железнодорожного пути

Железнодорожный путь состоит из верхнего строения , воспринимающего усилия от колес подвижного состава и направляющего их движение и нижнее строение (земляное полотно), служащего основанием для верхнего строения, а также искусственных сооружений (мостов, тоннелей, водопропускных труб, путепроводов и т. д.).

Верхнее строение пути состоит из рельсов, шпал, скреплений, балласта и дополнительных элементов, а также стрелочных переводов и мостового полотна. Самый ответственный элемент рельсы. Их прокатывают на металлургических заводах стандартной длины 25 м (для кривых участков пути выпускаются укороченные рельсы длиной 24,84 и24,92 м). ранее выпускали рельсы длиной 12,5м. установлены следующие типы рельсов: Р43, Р50, Р65, Р75, соответственно массой 44,65; 21,67; 64,72; 74,41 кг в одном метре. Буква Р означает слово «Рельс», а цифра приблизительную массу одного метра рельса. Наибольшее распространение имеет рельсы типа Р65 и Р75 ширина подошвы и шейки одинаковые, что дают возможность использовать одни и те же стыковые и промежуточные скрепления.

На каждом конце рельсов Р65, Р75, Р50 имеются два или три отверстия  диаметром 36мм (рельсы Р65 и Р75) и 34 мм (рельсы Р50). В зависимости от типа стали рельсы бывают 1 и2 групп. Железнодорожный путь бывает стыковой и бесстыковой. При стыковом пути концы соседних рельсов соединяются стыковыми скреплениями, включающими накладки и болты. Для рельсов Р75, Р65, Р50 применяются двухголовые накладки. Масса накладки для рельсов Р50 – 18,77кг, для рельсов Р65 и Р75 – 23,78кг для четырехдырных и 29,5кг для шестидырных. Современные болты имеют округлую головку. Диаметр болта 24 мм (рельсы Р50) и 27 мм для рельсы Р75 и Р65. Часто отверстия в накладках имеют овальную форму, что исключает проворачивание болтов при завертывании гаек. Сила, сжимающая шайбы, равна 12 кН. Болты в стыках устанавливаются поочередно головками то внутрь, то снаружи колеи. На отечественных дорогах принят стык на весу между двумя шпалами, который является более упругим, чем стык на сдвоенных шпалах. Хотя последний рекомендуется для переходных стыков при нагрузке на рельсы более 230 кН. Расстояние между осями стыковых шпал принято 420 мм(рельсы Р75 и Р65), 440 мм (рельсы Р50) и 500 мм для других рельсов. Стыки обычно устанавливается по наугольнику, то есть напротив друг друга, хотя в кривых малого радиуса возможно их расположение вразбежку. Расположение по наугольнику обеспечивает более плавное движение поездов (без перекосных толчков), позволяет механизировать процесс укладки и устройство изолирующего стыка при автоблокировке.

Для передачи нагрузки от рельсов к балластному слою и земляному полотну используются шпалы. Рельсы опираются на опоры – шпалы, (полушпалы в метро), плиты рамы, через прокладки. Шпалы бывают деревянные, железобетонные и металлические. Деревянные шпалы легки, упруги, дешевы. Шпалы типа 1А, 1Б применяют для главных путей; 2А, 2Б – для станционных и подъездных; 111А, 111Б – для малодеятельных. Шпалы укладывают под рельсы на определенном расстоянии одну от другой. Схема их укладки на длине звена называется эпюрой шпал. Обычно укладывают на каждое звене длиной 25 м 46 шпал или 1840 шпал на 1 км пути. В кривых участках при радиусе менее 1200 м, а на скоростных участках при радиусе менее 2000 м, укладывают 50 шпал на звено, или 2000 шпал на 1 км. На эксплуатируемом пути имеются ещё участки и станционные пути, где уложено 1440 и 1600 шпал на 1 км. Деревянные шпалы бывают обрезные и необрезные. Масса обрезных шпал – 71 кг, необрезных – 77кг, а 111 типа соответственно 54 и 58 кг.

Промежуточные скрепления служат для прикрепления рельсов к шпалам. Под рельсы устанавливают подкладки. Применяются костыльное, шурупно-болтовое скрепления. В зависимости от принципа используются раздельное и смешанное скрепления. При деревянных шпалах, как правило, применяется костыльное скрепление с длиной костыля 165мм, когда прокладка и рельс крепятся к шпале костылями. При раздельном скреплении подкладка крепиться к шпалам, а рельс к подкладке. Для уменьшения износа шпалы, а также для регулирования высоты установки рельса под подкладку устанавливают специальную подкладки толщиной 6-10мм из дерева, резины, гомбелита и т. п. подкладки применяются обычно клинчатые двухреборчатые. Клинчатая подкладка имеет уклон 1:20 и облегчает постановку рельсов с подуклонкой. На железобетонных шпалах обычно применяют скрепления типа КБ, состоящие из закладных болтов или шурупов, шайб дюбелей, устанавливаемых  в шпале для прикрепления подкладки, двух клеммных болтов ,и двух клемм, для прикрепления рельса к подкладке.