Новые железнодорожные линии сооружают для освоения новых районов и их природных богатств, для разгрузки существующих грузонапряженных линий, сокращения пути и времени следования пассажиров и грузов. Строительные нормы и правила, являющиеся основным руководством при проектировании, предусматривают деление новых железных дорог и подземных путей колеи 1520 мм на несколько категорий. От категории линии зависят основные параметры и технические условия ее проектирования, допускаемые скорости движения пассажирских и грузовых поездов, мощность всех устройств линии. По железнодорожным путям категории назначаются в зависимости от количества перевозимого груза. С учетом перевозимого груза определяется скорость доставки груза или пассажиров.
Скоростные: Железнодорожные магистральные линии для движения пассажирских поездов со скоростью свыше 160 км/ч
Особогрузонапряженные:
1) Железнодорожные магистрали (линии), обеспечивающие основные об-щегосударственные связи внутри страны или в сообщениях с другими странами;
2) Железнодорожные магистрали (линии), обеспечивающие преимущественно межрайонные грузовые и пассажирские перевозки внутри страны или в сообщениях с другими странами;
3) Железнодорожные линии, обеспечивающие преимущественно грузовые и пассажирские перевозки местного значения;
4) Железнодорожные линии местного значения, не имеющие перспективы роста грузонапряженности до десятого года эксплуатации, и подъездные пути, не имеющие перспективы до десятого года эксплуатации включения их в состав железнодорожных линий;
5) Подъездные пути и соединительные пути на станциях.
Общие сведения о железнодорожном пути
Железнодорожный путь – это комплекс инженерных сооружений, предназначенный для пропуска по нему поездов с установленной скоростью. От состояния пути зависят непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективное использование технических средств железной дороги. Железнодорожный путь состоит из верхнего и нижнего строений. Нижнее строение пути включает в себя: земляное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки) и искусственные сооружения (мосты, тоннели, трубы, подпорные стены и др.). К верхнему строению пути относятся балластный слой, шпалы, рельсы, скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, мостовые и переводные брусья. Рассмотрим подробнее каждое из строений пути.
Нижнее строение пути
Земляное полотно – это основа всей дороги. При проложении трассы железных дорог на местности приходится располагать дорогу на уровне поверхности земли, в насыпях и выемках. Поперечные профили земляного полотна имеют правильное трапецеидальное очертание. Их наклонные поверхности называют откосами. Верхние грани откосов насыпей называют бровкой, верхние грани выемок кромкой. В зависимости от расположения дороги по отношению к окружающей местности земляное полотно устраивают в насыпях или выемках. Положение трассы дороги по отношению к уровню земли в отдельных точках называют рабочей отметкой. Если насыпь невысокая (ниже 0,6–0,8 м) и для ее устройства достаточно земли из несколько уширенных боковых канав, то говорят, что дорога располагается в нулевых отметках. При большей высоте насыпей боковые канавы не устраивают, а грунт для насыпи подвозят из расположенных поблизости выемок или берут из устраиваемых в стороне от дороги малоценных землях грунтовых карьеров. В отдельных случаях с согласия землепользователей устраивают вблизи от дороги неглубокие выработки, называемые резервами. Полосу земли между началом (бровкой) резерва и подошвой откоса насыпи называют бермой. Ширину ее принимают тем большей, чем выше насыпь, но не менее 2 м. Грунт из выемок, который не транспортируют в расположенные поблизости насыпи, используют для заполнения пониженных участков рельефа вблизи от дороги или укладывают на обрезе дороги в валы (кавальеры), которым придают правильное геометрическое очертание. Описанные типы земляного полотна характерны для равнинной или слабохолмистой местности. При сильно пересеченном рельефе и в горных районах, где дороги часто приходится прокладывать вдоль косогоров, используют другие типы поперечных профилей: полунасыпи, полувыемки, насыпи с подпорными стенками и врезанные в косогор стенки. Последние предпочтительнее, чем полунасыпи-полувыемки, так как в них отсутствует менее устойчивая насыпная часть. Надежность работы железных дорог зависит от прочности земляного полотна, которая не должна изменяться в течение года под влиянием погодно-климатических воздейс вий. Для этого насыпи должны быть возведены из устойчивых грунтов, уложенных горизонтальными слоями, хорошо уплотненных и защищенных от проникания воды, так как сопротивление нагрузкам всех грунтов (кроме песков) при насыщении влагой снижается. Искусственные сооружения предназначены для пересечения железной дорогой водных преград, других железных и автомобильных дорог, глубоких ущелий, горных хребтов, застроенных городских территорий, а также для обеспечения 40 безопасного перехода людей через пути и устойчивости земляного полотна в сложных условиях. К искусственным сооружениям относятся мосты, тоннели, трубы, подпорные стены, регуляционные сооружения, дюкеры, галереи, селе- спуски и др. Разновидностями мостов являются путепроводы, виадуки и эстакады. Путепроводы строят в местах пересечения железных и автомобильных дорог или двух железнодорожных линий. Они обеспечивают независимый и безопасный пропуск транспорта на пересечении дорог в разных уровнях. Виадуки сооружают вместо высокой обычной насыпи при пересечении железной дороги глубоких долин, оврагов, ущелий. Эстакады устраивают взамен больших насыпей в городах, где они меньше стесняют улицы и не препятствуют проезду и проходу под ними, а также на подходах к большим мостам через реки с широкими поймами разлива воды. При пересечении горных хребтов вместо глубоких выемок сооружают тоннели. Тоннель представляет собой искусственное сооружение для прокладки пути под землей. Транспортные тоннели по их месторасположению разделяют на: горные, подводные и городские. Пространство, образованное после удаления породы при сооружении тоннелей, называется тоннельной выработкой, а конструкция, служащая для ее закрепления – обделкой. Для обеспечения устойчивости откосов земляного полотна на крутых косогорах, берегах рек и морей служат подпорные стены, а при подходах к большим мостам для защиты их опор от подмыва при паводках и повреждения льдом – регуляционные сооружения, которые строят из водонаправляющих грушевидных и шпоровидных дамб и траверс; их откосы со стороны реки укрепляют каменным мощением или бетонными плитами. Дамбы отводят поток воды от насыпи, предохраняют от подмыва береговые устои моста и обеспечивают спокойный проход высоких вод через отверстие моста. Траверсы, представляющие собой короткие поперечные дамбы, препятствуют течению воды вдоль насыпи и предохраняют ее от размыва. В горах, в местах возможных обвалов, сооружают специальные галереи, а в местах возможных грязекаменных (се- левых) потоков – селеспуски. При необходимости пропуска через путь потока воды (водовода) устраивают дюкеры, представляющие собой два колодца, расположенных с обеих сторон железнодорожного пути и соединенных трубой. Трубы устраивают при пересечении железной дороги небольших водотоков или суходолов. По материалу различают каменные, металлические, бетонные и железобетонные трубы. Трубы требуют небольших затрат на содержание и устройство. В зависимости от высоты насыпи и предполагаемого расхода воды трубы бывают одно-, двух- и в отдельных случаях трехочковые. По форме поперечного сечения они могут быть круглыми, прямоугольными, сводчатыми.
Верхнее строение
Назначение рельсов – направлять колеса подвижного состава: непосредственно воспринимать и передавать нагрузки от колес на подрельсовое основание. На участках с автоблокировкой и электрической тягой рельсы, кроме этого, должны выполнять функцию проводников электрического тока. Типы рельсов определяются массой рельса, длиной 1,0 м, значение которой округлено и проставляется после буквы Р. На главных путях железных дорог России эксплуатируются рельсы типов Р65 (87,7 % протяжения путей), Р75 (2,9 %), Р50 (8,8 %) и Р43 и легче (2,4 %). В настоящее время прокатываются и укладываются в путь рельсы в основном Р65.
Боковые грани головок выполняют с уклоном 1:20. Это необходимо для размещения большего, по сравнению с рельсами, количества более легких типов метал ла в головке при сохранении ее предельной ширины поверху, связанной с шириной бандажей колес и допустимой величиной эксцентриситета передачи давления на рельс. Переход от головки и подошвы к шейке рельса, через которую головка передает давление от колес подвижного состава на подошву, а подошва – на подрельсовые опоры, делается особенно плавным, а сама шейка имеет криволинейное очертание. Это обеспечивает минимальную концентрацию местных подголовочных напряжений и напряжений в зоне перехода шейки в подошву. Если концы рельсов не сваривают друг с другом, то они соединяются накладками с помощью болтов. Нижние грани головки и верхние поверхности подошвы рельса имеют уклон 1:4, как и опорные поверхности стыковых накладок, что позволяет накладке при затяжке болтов входить в пазуху рельса, как клин, распирая головку и подошву, и создает условия для лучшей передачи вертикальных и горизонтальных сил от рельсов на накладку. Стандартная длина рельсов на сети железных дорог России – 25 м. Для укладки на внутренних нитях кривых участков пути в плане изготавливают укороченные рельсы длиной 24,92 и 24,84 м. Для уменьшения числа стыков рельсы сваривают в плети. Длина коротких бесстыковых плетей на дорогах России – до 800 м, длинных – более 800 м. Длинные плети могут быть длиной, равной длине блок-участка, перегона или неограниченной длины. Рельсы должны быть прочными, долговечными, иметь высокую контактно-усталостную выносливость. Масса рельса, его профиль, качество рельсовой стали и особенности изготовления находятся между собой в тесной взаимосвязи и в зависимости от нагрузок колесных пар подвижного состава на рельс, скоростей движения и грузонапряженности. Типы, профили, длины рельсов. Поверхность катания головки нового рельса для центральности передачи нагрузки от колеса имеет выпуклое криволинейное очертание.
Рельсы, полностью удовлетворяющие техническим требованиям и стандартам, относятся к первому сорту. Рельсы, имеющие отклонение в химическом составе и механических свойствах, относятся ко второму сорту. Объемно-закаленные рельсы имеют срок службы в 1,3– 1,5 раза выше, чем обычные. Заводская маркировка рельсов, сроки службы рельсов и мероприятия по их продлению Маркировка рельсов производится для правильной укладки их в путь и для определения места и времени изготовления каждого отдельного рельса. Она подразделяется на основную (постоянную), выполняемую во время прокатки клеймением, и дополнительную или временную, выполненную краской. Основная заводская маркировка указывает соответствие рельсов требованиям стандартов, а дополнительная отмечает особенности каждого рельса (укорочение, пригодность к укладке, сорт и т.д.). Маркировка разделяется на общую для всех рельсов и индивидуальную для каждого рельса. Рядом со знаками инспекции МПС, определяющими сорт рельсов, наносится клеймо ОТК завода-изготовителя. На всех рельсах вдоль шейки примерно через 2,5 м выпуклыми буквами и цифрами указывают завод-изготовитель рельсов (начальной буквой – название завода): А – Азовсталь; Д – завод им. Дзержинского и т.д. Кроме этого, на шейке рельса в 5–6 местах указывают номер плавки стали, время проката, тип рельса и т.д.
