Nadbudowa toru: urządzenie i typy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-07 21:01

Każdy tor kolejowy to złożony zespół różnego rodzaju konstrukcji inżynierskich, które tworzą drogę z torem szynowym. Składa się z dwóch głównych części - podpory dolnej i górnej. Ta ostatnia to właściwie droga, po której porusza się tabor.

Główne przeznaczenie

Kiedy pociąg się porusza, nadbudowa toru przyjmuje zarówno pionowe, jak i poziome obciążenia z jego kół i przenosi je na ziemne lub sztuczne podłoże. Sam tor wyznacza kierunek ruchu pociągu. VSP jest projektowany przede wszystkim z uwzględnieniem tego, że w przyszłości powinien zapewnić bezpieczny przejazd pociągów o określonych prędkościach maksymalnych.

Cechy projektu

Nawierzchnia torów kolejowych składa się z dwóch głównych części:

• drążek sypialny;
• pryzmat balastowy.

Konstrukcja kratownicy obejmuje z kolei same szyny, a także podkłady wykonane z różnych materiałów. Pryzmat górnej ścieżkimoże być jedno lub dwuwarstwowa. Najczęściej ta druga opcja jest wykorzystywana przy budowie linii kolejowej. Dwuwarstwowy pryzmat balastowy zwykle składa się z:

• piaskowa warstwa podkładowa;
• gruz z twardych skał.

Do wypełnienia jednowarstwowego pryzmatu można użyć materiałów takich jak piasek i żwir, tłuczeń kamienny, odpady produkcyjne azbestu, żużel, kamień muszlowy.

Oprócz kraty i pryzmatu wyróżnia się następujące elementy konstrukcji toru górnego:

• obligacje;
• zabezpieczenie przed kradzieżą;
• głuche skrzyżowania;
• rozjazdy.

Projekt VSP

Podczas sporządzania rysunków tak ważnej konstrukcji, jaką jest nawierzchnia toru, inżynierowie muszą rozwiązać następujące zadania:

• definiuj klasę, kategorię i grupę ścieżek;
• określić projekt samego VSP;
• określić warunki jego instalacji;
• oblicz podwyższoną i obniżoną temperaturę biczów, biorąc pod uwagę ich siłę i stabilność;
• oblicz odstępy między mocowaniem rzęs;
• określ wysokość szyn i rozstaw na łuku.

Nadbudowa torów kolejowych: szyny

Ten element projektu VSP jest przeznaczony do rzeczywistego kierunku ruchu pociągu. W niektórych przypadkach szyny mogą również służyć jako przewodnik elektryczny.prąd (w obszarach z trakcją elektryczną lub automatyczną blokadą). Ten element VSP może być oznaczony jako P50, P65, P75 i P43. Obecnie przy budowie kolei wykorzystywany jest głównie wariant P65. Właściwie sama szyna składa się z:

• głowy;
• szyje;
• podeszwy.

Standardowa długość szyn w Federacji Rosyjskiej wynosi 25 m. Na niektórych odcinkach linii można również układać skrócone elementy prowadzące - o 24,84 m i 24,92 m. W celu zmniejszenia liczby połączeń między szyny, często są spawane w bicze o długości 800 m lub większej.

Materiały konstrukcji toru: produkcja szyn

Ten element VSP jest zwykle wytwarzany w przedsiębiorstwach przemysłu metalurgicznego ze stali węglowej martenowskiej. Szyny poddawane są na całej długości starannej obróbce cieplnej poprzez hartowanie w oleju i odpuszczanie w piecu. Ta procedura jest przeprowadzana przede wszystkim w celu zwiększenia odporności stopu na zużycie. Szyny hartowane wytrzymują półtora raza dłużej niż nieobrobione. Obecnie do montażu torów można zastosować elementy stalowe:

• niska temperatura (P65);
• Stal hartowana borowo-wanadowo-niobowa pierwszej grupy.

Ostatni typ szyn jest zwykle używany do układania torów na obszarach o trudnych warunkach klimatycznych - na Dalekim Wschodzie, Syberii itp.

Podkłady VSP

Głównym celem podpór podtorowych w podtorzu jest postrzeganie obciążenia od szyn i ich przeniesienie na pryzmat balastowy. Podkłady zapewniają również stabilność skrajni w planie i profilu. W naszych czasach podkłady mogą być wykonane z betonu zbrojonego lub z drewna. Metal nie jest używany do tego celu ze względu na jego podatność na korozję. 80% podkładów układanych w kraju jest wykonanych z drewna. Do produkcji tego elementu VSP można wykorzystać takie gatunki jak jodła, brzoza, modrzew, sosna itp.

Podkłady żelbetowe układa się zwykle tylko na sztucznych konstrukcjach - w tunelach i na mostach. Takimi podporami mogą być małe ramy lub płyty.

Długość podkładów zależy od charakterystyki odcinka toru, na którym są ułożone. Tak więc drewniane słupy mają standardową długość 2,75 cm, dopuszczalne odchylenie od normy wynosi 2 cm.

Przekrój podkładów drewnianych może wynosić:

• cut;
• pół-krawędzi;
• nieobrzynana.

Podkłady żelbetowe są wykonane ze zmiennym przekrojem wzdłuż długości. Do ich produkcji używany jest ciężki beton klasy M500 lub F200. W tym przypadku okucia są używane z drutu 3 mm. Podkłady układane są na torze w ilości 2000 szt/km w trudnych terenach. Na liniach prostych są one rozłożone w ilości 1440-1600 sztuk na kilometr.

Klasyfikacjapodkłady

Żelbetowe podpory torowe, w zależności od stopnia odporności na pękanie i dokładności parametrów geometrycznych, dzielą się na produkty I i II gatunku. Urządzenie konstrukcji toru w różnych przypadkach polega na zastosowaniu podkładów drewnianych następujących klas:

• First (I) - dla głównych torów.
• Drugi (II) - dla dróg stacjonarnych i dojazdowych.
• Trzeci (III) - dla torów przemysłowych, które nie podlegają częstym obciążeniom.

Podkłady drewniane wytrzymują 12-15 lat bez konieczności wymiany, podkłady żelbetowe - do 50 lat. Za wady tych ostatnich uważa się jednak ich dużą wagę i wysoki stopień przewodności elektrycznej.

Warstwa balastowa VSP

Celem tego elementu VSP jest przeniesienie obciążenia z szyn i podkładów bezpośrednio na warstwy takiej podstawy jak podłoże (górne). Nieco inna jest konstrukcja górnej ścieżki na mostach. Pryzmat balastowy w tym przypadku nie jest wyposażony. Na działkach ziemnych jest najczęściej wykonany z tłucznia lub twardych skał. Podsypki piaskowo-żwirowe, ponieważ nie odprowadzają dobrze wody, montuje się tylko na nieistotnych liniach. W obszarach mocno zatkanych w większości przypadków wylewa się i ubija podłoże azbestowe. Podczas deszczu tworzy się na nim niezbyt gruba skorupa. Ta ostatnia stanowi dobrą przeszkodę w przenikaniu różnego rodzaju chwastów do balastu.

Rozjazdy VSP

Elementy konstrukcyjne nawierzchni tego typu toru mogą służyć do zapewnienia ruchu pociągów z jednego torudo drugiego lub do obrócenia karetki o 180 stopni. Używa się ich również przy przecinaniu ścieżek na tym samym poziomie. Główne elementy rozjazdu to:

• rzeczywista strzałka z mechanizmem transferowym;
• krzyż;
• ścieżki łączące;
• paski transferowe.

Główne typy VSP

Obecnie na głównych drogach Federacji Rosyjskiej stosowane są następujące rodzaje nadbudówek:

• ciężkie;
• średni;
• światło.

Klasa VSP jest określana w zależności od gęstości ruchu brutto. Wyjaśnia to przede wszystkim fakt, że w przeciwieństwie do większości innych konstrukcji inżynierskich, wszystkie jego elementy pracują z kumulacją odkształceń szczątkowych.

Ciężka nawierzchnia toru implikuje w większości przypadków zastosowanie szyn klasy P75. Jako podstawę stosuje się pryzmat z tłucznia kamiennego lub odpadów azbestowych. Takie konstrukcje są przeznaczone dla autostrad o natężeniu ruchu 80 mln tkm/km rocznie.

Typ środkowy polega na ułożeniu szyn P65. Przeznaczony jest dla linii o natężeniu ruchu 25-80 mln tkm/km rocznie. Układane są również takie tory dla szybkich pociągów pasażerskich oraz na odcinkach o szczególnie dużym natężeniu ruchu.

Lekki typ VSP dzieli się z kolei na dwie główne odmiany:

• dla linii o intensywności od 5 do 25 milionów tkm/km wrok;
• mniej niż 5 milionów tkm/km rocznie.

W pierwszym przypadku do układania używane są szyny P50. Również w takich obszarach można zastosować stare stalowe prowadnice P75 lub P65. Do układania torów o napięciu 5 mln tkm / km rocznie zwykle stosuje się używane szyny R50. Pryzmat VSP typu light jest zwykle wyposażony w mieszankę żwirowo-piaskową.

Tory kolejowe bez szwu

Na obszarach o niezawodnej glebie zaleca się wyposażenie tego konkretnego typu VSP. W Rosji długość rzęs torów bezszwowych wynosi średnio 500-600 m. Do ich niewątpliwych zalet należą:

• ułatwienie takiego zabiegu jak naprawa nawierzchni torowej;
• zwiększenie żywotności VSP;
• zwiększenie płynności ruchu pociągów.

Płynna ścieżka jest w rzeczywistości bardziej zaawansowaną konstrukcją niż konwencjonalna. Jednak jej projektowanie to nieco bardziej skomplikowana procedura. Rzeczywiście, w tym przypadku w szynach powstają dodatkowe naprężenia termiczne.