Тема 3: Общие сведения о пути.

Нижнее и верхнее строение пути.

Соединения и пересечения путей.

Бесстыковой путь. Искусственные сооружения.

Краткое содержание лекции.

Первая в России железная дорога с паровой тягой была построена на Урале в 1834 г. Механиком Ефимом Черепановым и его сыном Мироном. Дорога протяженностью 854 м соединила рудник с медеплавильным заводом.

15 апреля 1836 г. Был опубликован указ Николая 1 о сооружении Царскосельской железной дороги. Дорога проектировалась с предельным уклоном 2,0%0, почти все полотно располагалось на насыпи шириной 5,3 м и высотой 3,7 м, было построено 42 деревянных моста, уложено 2000 т железных рельсов. Ширина колеи была принята 6 футов (1829 мм). Открытие дороги длиной 27 км состоялось 11 ноября 1837 г. Паровоз преодолевал этот путь за 27 мин со скоростью 51 км/ч.

Указ о сооружении дороги Петербург - Москва Николай 1 подписал 1 февраля 1842 года. В указе говорилось: «…Признавая за благо даровать Отечеству Нашему сообщение, которого устроение хотя и сопряжено с значительными расходами, но обещает Государству выгоды и соединяет обе столицы воедино. Мы положили возвести железную дорогу от С.Петербурга до Москвы и по примеру других держав возвести оную за счет казны, дабы удержать постоянно в руках Правительства и на пользу общую сообщение столь важное для всей промышленной и деятельной жизни Государства».

В 1843 году было положено начало строительства ж.д. С-Петербург – Москва. Земляное полотно сооружали под два пути по всей трассе сразу. Приняли уклоны 2,5%0 к столице и 5,0 %0 в обратном направлении. Впервые был применен уравновешенный уклон, при котором поезда с одним и тем же числом вагонов следовали в обоих направлениях с одинаковой скоростью за счет уменьшения груза, перевозимого в составах на Москву. Минимальный радиус кривых в плане был установлен 1600 м на перегонах и 1065 м на станциях. Протяженность дороги около 650 км. Ширина колеи была 5 футов ( 1524 мм). Такая ширина колеи просуществовала более 100 лет.

Почему изменили ширину колеи?

Инженер Мельников предложил более широкую колею для удобства размещения механизма паровоза, увеличения массы груза, лучшей устойчивости подвижного состава на пути.

С1972 г. в стране используются ж.д. с шириной колеи 1520 мм (согласно СНиП 32-01-95 «Железные дороги колеи 1520 мм») с целью уменьшения зазора между колесами и рельсами, что должно способствовать уменьшению расстройств пути.

Перед строительством железной дороги определяют ее категорию, которая зависит от характера и размера перевозок, назначения в общей сети ж.дорог.

Постройке железной дороги предшествует ее проектирование.

Для принятия наилучшего решения при проектировании разрабатывают и сравнивают несколько вариантов расположения в пространстве продольной оси пути на уровне бровок земляного полотна ж.д. линии, то есть трассы.

Проекция трассы на горизонтальную плоскость называется планом. Развертка трассы на вертикальную плоскость – продольным профилем.

План ж.д. линии проектируется в виде сочетания прямолинейных участков и кривых, а профиль – в виде горизонтальных участков, называемых площадками, и наклонных, называемых уклонами. Уклон для поезда, движущегося от нижней точки к высшей называется подъемом, а обратно – спуском.

Железнодорожный путь – это комплекс инженерных сооружений, предназначенный для пропуска по нему поездов с установленной скоростью.

Железнодорожный путь состоит из верхнего и нижнего строения.

К нижнему строению пути относятся земляное полотно и искусственные сооружения.

К верхнему строению пути относятся балластный слой, шпалы, рельсы, скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, мостовые и переводные брусья.

Земляное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки земной поверхности и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспечения устойчивости пути и защиты его от воздействия грунтовых и атомосферных вод.

Классическая конструкция земляного полотна в виде насыпей и выемок применялась уже в первые годы возникновения ж.д. Вначале путевую решетку укладывали непосредственно на поверхность земли, выравнивая ее положение подсыпкой балласта. Позднее стали ограничивать ширину основной площадки земляного полотна, задавать уклоны откосов и другие конструктивные размеры.

Искусственные сооружения предназначены для пересечения железной дорогой водных преград, других железных дорог и автодорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также для обеспечения безопасного перехода людей через пути и устойчивости земляного полотна в сложных условиях. К искусственным сооружениям относятся мосты, тоннели, трубы, подпорные стены, регуляционные сооружения, галереи, селеспуски, трубы и т.д.

Балластный слой предназначен для восприятия давления от шпал и равномерного распределения его на основную площадку земляного полотна, обеспечения устойчивости шпал, обеспечения упругости подрельсового основания и возможности выправки рельсово-шпальной решетки в плане и профиле, отвод от нее поверхностных вод.

В России длительное время для устройства балласта использовали песок. Применялась смесь щебня и песка, на южных дорогах использовали ракушечник, на станционных путях – угольный шлак. Щебеночный балласт считается наилучшим балластным материалом, так как существенно увеличивает устойчивость пути.

Шпалы (от голландского – подпорка) являются основным видом подрельсовых оснований и служат для восприятия и передачи давления от рельсов на балластный слой.

Как элемент верхнего строения пути шпалы появились раньше рельсов, и именно они направляли движение колес в «деревянной колее». Шпалы – рельсовые опоры – изготовлялись из целого куска дерева разнообразной формы. Позднее были разработаны чугунные и металлические шпалы, но большого применения они не нашли. На российских железных дорогах укладывали, в основном, деревянные (сосновые или еловые) шпалы, что объяснялось их небольшой стоимостью, простой формой и удобством эксплуатации. В 1910 г. Были уложены железобетонные шпалы на ст. Пологи Екатерининской ж.д. Массовое их изготовление в России началось с 1957 г.

Рельсы (от латинского слова regula – прямая палка, планка) предназначены для направления движения колес подвижного состава, восприятия нагрузки от него и передачи ее на шпалы.

Впервые рельсы появились на разработках, в рудниках и шахтах. Они были простыми деревянными лежнями-брусьями. В 60-х годах 18 столетия в Англии стали производить U- образные чугунные рельсы. Но они были очень хрупкими и плохо сопротивлялись згибу, что приводило к их излому. На ж.д. Петербург-Москва впервые стали укладывать стальные рельсы.

Рельсовый путь представляет собой две непрерывные рельсовые нити, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. Это обеспечивается за счет крепления рельсов к шпалам и отдельных рельсовых звеньев между собой.

Виды скреплений:

- промежуточные – нераздельные, смешанные, раздельные;

- стыковые.

Стрелочные переводы стали устраивать на самых ранних рельсовых путях.

Для предотвращения угона пути применяют противоугоны.

Наиболее прогрессивным и совершенным по конструкции является бесстыковой путь. За счет устранения стыков снижается динамическое воздействие на путь, существенно уменьшается износ колес подвижного состава и сопротивление движению поездов, что сокращает расход топлива и энергии на тягу поездов. Для бесстыкового пути рельсовые плети изготавливают из термически упрочненных рельсов. Сваривают рельсы стандартной длины электроконтактной сваркой. Длина плети – не более 800 м.

Для перехода подвижного состава с одного пути на другой служат устройства по соединению и пересечению путей, относящиеся к верхнему строению пути. Соединения путей между собой осуществляется стрелочными переводами, а пересечение путей – глухими пересечениями.

Основной задачей путевого хозяйства является содержание пути и путевых устройств в постоянной исправности, чтобы обеспечивать безопасное и плавное движение поездов с наибольшими скоростями. Для этого имеются дистанции пути, дистанции лесозащитных насаждений и путевые машинные станции. Размещение и техническое оснащение предприятий путевого хозяйства должны обеспечивать выполнение необходимых работ по содержанию и ремонту ж.д. пути, сооружений и устройств для выполнения заданных размеров движения. Содержание и ремонт искусственных сооружений производят мостопоезда или мостоотряды.