Устройство верхнего строения пути (ВСП)

Верхнее строение пути включает:
Линейные конструкции;
2. Конструкции для пересечения и соединения путей.

Линейные конструкции ВСП

Верхнее строение в целом

1. Рельсы
2. Подрельсовое основание
3. Промежуточные скрепления
4. Стыковые скрепления
5. Балластный слой
6. Противоугоны

Элементы

Задачи курса!!!

Изучить устройство ВСП в целом и его отдельных элементов

Назначение ВСП

1. Формирование колеи для направления колес экипажей (ОФ)
2. Обеспечение пространственной

Классификация путей

Соотношения прочностных свойств элементов железнодорожного пути

Прочность

Рельсы

Шпалы

Балласт

ЗемПолотно

Учебники и пособия

1. Учебник «Железнодорожный путь» под ред. Т.Г.Яковлевой, М. «Транспорт»,

Рельсы

Назначение :
- сформировать колею;
- передать давления колес на подрельсовые опоры.
Основные требования:
-

Рельсы

Основные характеристики:
1. Погонный вес
2. Длина
3. Химический состав
4. Поперечный профиль

Химический состав рельсовой стали в процентах (осредненно)

Углерод - 0,71-0,82
Марганец - 0,75-1,05
Кремний

Вредные добавки

Фосфор – создает хладноломкость
Сера - вызывает красноломкость
Алюминий –вызывает образования силикатов

Углерод и марганец

Повышают:
- сопротивление износу,
- вязкость, сопротивление ударным воздействиям

Содержание углерода

Твердость
(износостойкость)

Допуски на прямолинейность

Рельс Р65 (поперечный профиль)

Рельс UIC60

Механические свойства

Основные причины выхода рельсов из строя

Контактно-усталостные и усталостные трещины
Боковой износ в

Направления повышения надежности рельсового хозяйства

Термическая обработка
Повышение чистоты металла (вакуумирование

Одиночный выход рельсов (среднесетевые условия)

Рельс для кривых Р65К

Промежуточные скрепления

Назначение:
- прикрепить рельс к опорам, создав устойчивую колею;
- распределить силы

Требования.
Должно быть:
малодетальным
неметаллоемким
простым в изготовлении и эксплоатации
ремонтопригодным
экономичным

Скрепления для деревянных шпал

Классификация:
1- бесподкладочные
2- подкладочные:
2.1.- нераздельное
2.2.-раздельное
2.3.- смешанное
Подкладочные обеспечивают подуклонку 1/20

Смешанное костыльное скрепление

Металлическая подкладка костыльного скрепления

Прикрепители

Пружинные прикрепители

Скрепление типа Метро

Скрепление типа Д4

Скрепление Pandrol

Скрепления для железобетонных шпал

Подкладка КБ

Варианты конструкций зарубежных промежуточных скреплений для ж.б. шпал

Скрепление Пендрол для Ж.б. шпал

Стыковые скрепления

Назначение: соединить рельсы в единую нить.
Классификация:
1. Электропроводный
2. Изолирующий

Расположение стыка относительно шпал

В настоящее время принять располагать на сближенных шпалах

Принципы расположения стыков

1. По наугольнику
2 . Вразбежку

Стыковая двухголовая накладка

Накладки 4-х и 6- дырные

30

R15

40

Стыковой болт

Рельсовые соединители

Изолирующие стыки

Изолирующий стык с объемлющими накладками

1 – изоляция; 2 – накладка;
3

Клееболтовой стык

а – с простроганными типовыми накладками; б- с полнопрофильными накладками;

Изолирующий стык фирмы «АпАТэК»

Подрельсовые опоры

Назначение:
обеспечение пространственной устойчивости (геометрической неизменности колеи).
Достигается образованием рамной конструкции и

Подрельсовые опоры

Типы:
1. Шпалы (деревянные, железобетонные, металлические, полимерные)
2. Рамы и лежни
3. Плиты
4.

Эпюра шпал, шт/1км

Выбор определяется из условий :
- выравнивания давлений в балластном

Деревянные шпалы

Достоинства:
- легкость обработки при изготовлении
- упругость
- диэлектричность
- небольшой вес (легко

Деревянные шпалы

Длина -275 см

Поперечные размеры

Основные виды разрушения:
Механический износ – растрескивание и размочаливание
(увеличение влажности на

Железобетонные шпалы

Достоинства:
- большой срок службы
- однородность упругости пути
- высокая устойчивость пути

Недостатки:
Высокая жесткость пути ( в 3-5 раз выше, чем у пути

Железобетонные шпалы

Виды:
1. Двублочные (Франция)
2. Цельнобрусковые

Тенденции развития железобетонного подрельсового основания

Главная задача – снижение давления на балласт.

Железобетонные шпалы, применяемые на сети железных дорог Германии

Широкая шпала типа BBS2

Шпала рамной конструкции RS95 из преднапряженного железобетона

Малогабаритная рама

Лежневая шпала японских ж.д

Недостаток: нестабильность ширины колеи

Двухблочная полимербетонная шпала фирмы АБВ (Россия)

Противоугоны

Пружинный противоугон

Балластный слой

Назначение:
- обеспечение устойчивости геометрических параметров колеи;
- распределение давлений на земляное

Основные требования

1. Не задерживать воду;
2. Прочность материала;
3. Морозоустойчивость материала;
4. Диэлектричность;
5. Экономичность

Материал

1. Песок
2. Гравий карьерный или сортированный
3. Щебень 4. Отходы асбестовой промышленности
5. Металлургические

Шебень

Фракции:
- 25 - 60 мм для главных путей;
- 5 –

Конструкция балластной призмы

Типы:
1. Однослойные (песок, асбест, шлак);
2. Двухслойные (щебень и песчаная

Двухслойная балластная призма

Щебень твердых пород – основной материал. Хорошая сцепляемость частиц.
Толщина

Меры повышения устойчивости балластной призмы.

Враги балласта: засорители в совокупности с водой.
Методы

Распределение напряжений в балластном слое

Бесстыковой путь

ВСП на искусственных сооружениях

ВСП в метрополитене

ВСМ для легкого метро

Экономическая эффективность бесстыкового пути

1. Снижение затрат на текущее содержании
2. Уменьшение выхода

Направление движения

Зазор

Ступенька

Сила удара

Р

(нагрузка на колесо)

Стыковая просадка