Трамвайный путь воспринимает относительно небольшие вертикальные нагрузки от колес вагона (табл. 1). Максимальная статическая нагрузка от колесной пары трамвайного вагона на рельсы составляет 80 кН (8,0 тс*).
Таблица 1. Основные характеристики трамвайных вагонов
Характеристика | Типы вагонов | |||
ΡΒ3-6Μ | КТМ-5МЗ | ЛМ-68М | Т-3 | |
Длина вагона со сцепными приборами, мм | 14080 | 15076 | 15350 | 15200 |
База вагона, мм | 6600 | 7500 | 7500 | 6400 |
База тележки, мм | 1940 | 1940 | 1940 | 1900 |
Масса тары, т | 16,5 | 18 | 19,0 | 17,0 |
на рельсы при максимальном заполнении, кН (тс) | 75,0 (7,5) | 80,0 (8,0) | 80,0 (8,0) | 74,9 (7,49) |
Диаметр колес, мм | 700 | 700 | 700 | 700 |
Невелики и определяющие дополнительные динамические силы, скорости движения. Для обычного (нескоростного) трамвая перегонная скорость не превышает 60—65 км/ч** . Это значительно меньше нагрузок и скоростей, реализуемых на железных дорогах. Меньше и горизонтальные усилия, возникающие в прямых участках пути. Однако условия, в которых работает путь трамвая, нельзя считать облегченными. Это объясняется особенностями конструкции пути и его эксплуатации.
Рассмотрим эти особенности. У подвижного состава колесного транспорта обычно выделяются так называемые сцепные или движущие оси. Это те оси, на которые в отличие от несцепных или свободных передается тяговое усилие. Очевидно, что именно под их воздействием в основном происходит износ рельсов. У трамвайных поездов практически все оси являются сцепными. Свободные оси встречаются только у редких сейчас необмоторенных прицепов. На железных дорогах сцепные оси имеет только локомотив, все вагонные оси (кроме моторных секций электро- и дизель-поездов) являются свободными. Таким образом, доля движущих осей от общего их количества у трамвайного поезда намного выше, чем у железнодорожного. Далее, так как частота движения трамваев обычно выше, то сравнительно высокой становится интенсивность развития и накопления деформаций пути. Этому способствуют также частые плановые и неплановые остановки, при которых возникают пусковые и тормозные усилия. Все это влияет на темпы износа рельсов и других элементов пути.
* Перевод единиц измерения с системы МКГСС в СИ: 1 тс = 9,80665 кН ≈ 10 кН; 1 кгс/см2 = 0,098066 МПа ≈ 0,1 МПа.
** На скоростных линиях перегонная (ходовая) скорость может достигать 65—90 км/ч.
Конструкции трамвайных путей характеризуются значительными продольными уклонами (до90%)*, крутыми кривыми (радиусом до 20 м)2, использованием трамвайных рельсов в качестве проводника обратного тока и некоторыми другими особенностями, определяющими условия их работы, ремонта и содержания.
Сам факт размещения трамвайного пути на улице вызывает необходимость пропуска безрельсового транспорта, который не только определяет дополнительный износ рельсов, но и, действуя через дорожное покрытие на шпально-балластное основание, вызывает его общее расстройство. Наличие покрытия в ряде случаев создает дополнительные условия для загрязнения пути, накопления пыли в рельсовых желобах, затрудняет поверхностный водоотвод. Кроме того, это исключает возможность постоянного наблюдения за состоянием пути на закрытых участках и вызывает повышенную сложность и трудоемкость производства ремонтных работ.
Трамвайные пути могут классифицироваться по назначению, скорости и частоте движения, расположению на улице. Все эти признаки не являются конструктивными, но все же оказывают заметное влияние на конструкцию пути. В зависимости от назначения выделяются пассажирские пути, по которым осуществляются трамвайные пассажирские перевозки; пути, расположенные на территориях депо, ремонтных заводов и мастерских, а также подъездные пути к ним, если они одновременно не являются пассажирскими путями; грузовые и служебные пути, предназначенные только для движения соответствующих поездов.
По скорости движения трамвайные линии можно подразделить на скоростные (скорость сообщения не менее 25 км/ч) и обычные, по частоте движения — на менее напряженные (менее 20 пар поездов в час) и более напряженные (более 20 пар поездов в час).
Расположение трамвайных путей на улицах города определяется общими условиями городской планировки, назначением и категорией улицы, характером ее застройки, размещением подземных коммуникаций и степенью благоустройства.
Трамвайные пути могут располагаться на совмещенном полотне, т. е. в одном уровне с проезжей частью улицы. Этот вариант размещения пути, как правило, предусматривает наличие дорожного покрытия и пропуск по трамвайному полотну безрельсового транспорта. Пути могут располагаться и на обособленном полотне, отделенном от проезжей части разделительной полосой, бортовым камнем, подпорной стенкой. Поверхность катания рельса в этом случае должна быть выше уровня проезжей части, как правило, на 20—30 см и на 10 см — выше верха бортового камня. На так называемых вылетных линиях возможно размещение пути на независимом от улицы самостоятельном полотне. Несмотря на некоторое сокращение полезной ширины улицы, обособленное полотно оказывается в большинстве случаев предпочтительнее. Оно обеспечивает большую безопасность движения, более высокую скорость движения, меньший уровень эксплуатационных расходов, лучшие экологические условия, возможность использования наиболее экономичных конструкций пути.
При сооружении временных линий допускается укладка пути непосредственно на дорожных покрытиях.
* На некоторых действующих путях сохранились уклоны более 90 %о и кривые радиусом менее 20 м.
Рис. 1. Размещение трамвайного пути относительно оси улицы:
1 — опора контактной сети; 2 — трамвайный путь; 3 — бортовой камень
Трамвайные пути обычно сооружаются двухпутными, хотя в некоторых случаях (например, на разворотных кольцах, на менее напряженных участках пути) допускаются однопутные линии. Относительно оси улицы возможно центральное (рис. 1,а), боковое одностороннее (рис. 1,б) или боковое двустороннее (рис. 1,в) расположение. Выбор варианта делается на основе анализа характера застройки, планировки, организации транспортных и пешеходных потоков.
Скоростные линии трамвая должны располагаться на обособленном полотне, отделенном от проезжей части улиц, от тротуаров и велодорожек разделительными полосами и специально сооружаемыми ограждениями. Вне пределов городской застройки пути скоростного трамвая могут быть размещены на самостоятельном полотне. В сложных градостроительных или топографических условиях может оказаться оправданным строительство тоннелей или эстакад.