Устройство и содержание жд пути - Укладка пути

ГЛАВА IX
УКЛАДКА ПУТИ

§ 44. СПОСОБЫ УКЛАДКИ ПУТИ

Перед укладкой пути на подготовленном земляном полотне производится разбивка и закрепление оси пути кольями, которые ставятся на прямых участках через 100 м, а на кривых через 20 м.
По восстановленной линии делают окончательную нивелировку и планировку земляного полотна с приведением его к нормальному профилю.
Работы по укладке пути производятся в соответствии с техническим проектом, проектом организации работ и утвержденными технологическими процессами.
Проект организации работ по укладке пути содержит:

1. календарный график укладки пути;
2. пояснительную записку с описанием принятого способа укладки, подсчетом потребности материалов, рабочей силы, машин и механизмов, перевозочных средств и пр.;
3. планы материальных складов и баз;
4. графики поступления материалов верхнего строения на базы;
5. технологический процесс укладки пути и работы звеносборочной базы.

Проектом организации работ может быть предусмотрена укладка пути как с одной стороны, так и с двух сторон — с начального и конечного пунктов строящейся линии. Различают два основных способа укладки пути: способ укладки отдельными элементами и способ укладки собранными звеньями.
В связи с развитием механизированных способов производства работ укладка пути, как правило, ведется механизированным способом с применением путеукладчиков.
В этом случае путь укладывают целыми звеньями. Звенья собирают на специальных звеносборочных базах, которые организуются для приема и хранения материалов верхнего строения пути, сборки путевых звеньев, погрузки звеньев на платформы и отправки их к месту укладки.
Звеносборочные базы располагаются с учетом максимального сокращения дальности транспортирования звеньев к месту укладки и экономической целесообразности.
Укладочные материалы, поступающие на базы, распределяются равномерно по всем секциям базы с тем, чтобы обеспечивать поточный способ сборки звеньев.
Сборка звеньев производится в четыре яруса по обеим сторонам сборочных путей. Звенья первого яруса являются шаблоном для верхних.
При раскладке шпал производится подбор стыковых и пристыковых шпал одинакового типа и сечения. В разложенных шпалах высверливают костыльные отверстия, а затем шпалы выравнивают по шнуру.
Раскладка рельсов производится с применением крана на железнодорожном ходу или автодрезиной АГМ на заранее разложенные подкладки, установленные над просверленными отверстиями и закрепленные наружными костылями на 1/3 их длины. Новые рельсы укладывают заводской маркой в одну и ту же сторону сплошными участками протяжением не менее 1 км.
После укладки рельсов на шпалы на шейках их с внутренней стороны при помощи рейки-шаблона размечают белой масляной краской положение осей шпал. Затем шпалы выравнивают по меткам и рельсы пришивают к ним костылями.
Рельсы типа Р50 и подкладки к ним пришивают к шпалам следующим образом:
на звеньях для кривых, радиус которых не превышает 650 м, —  пятью костылями, из них три основных костыля (два с внутренней и один с наружной стороны колеи) прикрепляют рельс и два дополнительных — подкладку к шпале;
на звеньях для прямых и кривых, радиус которых больше 650 м, — четырьмя костылями, из них два основных прикрепляют рельс и два дополнительных — подкладку к шпале, кроме стыковых, на которых рельсы и подкладки пришиваются во всех случаях пятью костылями.
На промежуточных шпалах все костыли располагают в сторону рельса «носиком», а на стыковых шпалах «затылком».
Противоугоны устанавливают при сборке звеньев на звеносборочных базах и только в исключительных случаях после укладки пути.
Готовые звенья грузят на четырехосные платформы передвижными кранами системы Платова или кранами на железнодорожном ходу по 8—10 звеньев на одну платформу.
Накладки и болты с гайками и шайбами грузят для каждого пакета звеньев на ту же платформу.
Количество звеньев, ежедневно отправляемых на укладку, зависит от скорости укладки пути.
Рельсовые звенья укладывают на земляное полотно по оси пути. Особое внимание обращается на правильное расположение стыков и на соответствие величины зазоров температуре рельсов. 

Необходимая величина зазоров обеспечивается укладкой зазорников между торцами рельсов.
При укладке рельсового пути путеукладчиками стыкование звеньев производится временными распорками или автоматическими скобами, которые снимают и заменяют на накладки после прохода путеукладчика.

Укладка звеньев на земляное полотно путеукладчиком производится в такой последовательности. По прибытии поезда с базы к месту укладки на платформу путеукладчика с помощью стального каната перемещают пакет звеньев с ближайшей к путеукладчику платформы. Для перемещения пакетов на полу путеукладчика и на всех платформах имеются специальные ролики. Поезд к месту укладки для этой цели подается вагонами вперед. Переместив на себя пакет рельсовых звеньев, путеукладчик подходит к концу уложенного пути, выносит вперед по стреле с помощью электролебедок верхнее звено и укладывает его на земляное полотно. Как только уложенное звено будет соединено с предыдущим, путеукладчик переходит на уложенное звено и выносит вперед следующее и также укладывает его в путь (рис. 165).
Пока так продолжается укладка звеньев, позади путеукладчика, на некотором от него расстоянии, с помощью моторной платформы или локомотива пакеты из звеньев перемещаются по роликам с одних платформ на другие, ближайшие к путеукладчику.
Когда в путь укладывают последнее звено из первого пакета, на путеукладчик с прицепленной к нему платформы передвигают второй пакет и работа по укладке звеньев в путь продолжается в той же последовательности. Уложив все звенья с прицепленных к нему платформ, путеукладчик отходит несколько назад и на освободившиеся платформы перетягивает новые пакеты, с которыми снова подходит к концу уложенного пути и продолжает его укладку.
По мере укладки пути и продвижения путеукладчика вперед с платформ со звеньями сбрасывают накладки и болты против рельсовых стыков. Группа рабочих позади укладчика и платформ со звеньями снимает временные скобы и устанавливает в путь накладки и болты.
Уложенный путь выправляют и приводят в состояние, которое обеспечивает пропуск поездов с укладочными и другими материалами.
Работы по укладке пути вручную, отдельными элементами, производятся в исключительных случаях, при отсутствии механизмов; они обычно выполняются в такой последовательности:

1. погрузка укладочных материалов на базах и отправление их к месту укладки;
2. выгрузка материалов с прибывшего поезда у места укладки или в другом месте, удобном для дальнейшей их транспортировки;
3. разметка стыков звеньев на земляном полотне;
4. раскладка шпал в соответствии с эпюрой, с подбором по размерам стыковых и пристыковых, и выравниванием их по шнуру на однопутных линиях с правой стороны по счету километров, а на двухпутных — с полевой стороны;
5. сверление в шпалах отверстий для костылей;
6. растяжка рельсов и раскладка скреплений;
7. наживление рельсов костылями, сболчивание стыков с постановкой накладок;
8. разметка на рельсах положения шпал, перегонка шпал;
9. пришивка рельсов к шпалам;
10. черный ремонт — рихтовка, подъемка и подштопка шпал.

Доставленные поездами в голову укладки рельсы и скрепления дальше перевозятся на вагончиках, а шпалы — на автомобилях и тракторах с прицепами или на подводах.

§ 45. БАЛЛАСТИРОВКА ПУТИ

Балластировка пути требует большого количества балласта — до 2 000 м³ и больше на 1 км пути. Такое количество балласта, особенно в глубокие выемки и на высокие насыпи, может быть доставлено только поездами. Поэтому балластировка пути на вновь строящихся линиях, как правило, производится после укладки рельсовой колеи, которая позволяет перевозить балласт в железнодорожном подвижном составе. Это облегчает и условия выгрузки балласта на основную площадку земляного полотна. Правда, такой порядок ведет к нарушению ее формы.
Перевозка балласта из карьера производится специальными составами, сформированными из хопперов-дозаторов или из гондол и обыкновенных платформ, допускающих механизированную погрузку, а некоторые из них и выгрузку. Наиболее совершенным подвижным составом для перевозки балласта являются хопперы-дозаторы, из которых балласт выгружается непосредственно на путь через люки и одновременно дозируется, т. е. равномерно распределяется по участку выгрузки. Различают два способа балластировки: балластировку к карьеру и балластировку от карьера.
Балластировка к карьеру заключается в том, что балласт сначала подают на наиболее удаленный участок, затем на ближайший к нему постепенно, по мере подъемки пути на балласт, приближаясь к карьеру. При балластировке же от карьера балласт сначала выгружают на ближайшем участке к карьеру и постепенно доходят до конечного пункта. Второй способ выгодно отличается от первого тем, что все поезда с балластом проходят по забалластированному пути, в то время как при первом способе движение поездов происходит по пути без балласта, вследствие чего шпалы вдавливаются в земляное полотно, что вызывает образование в нем балластных корыт.
Преимущество первого способа перед вторым заключается в том, что при балластировке к карьеру балластные поезда не мешают подъемке пути, подбивке шпал и другим работам, связанным с балластировкой пути.
Кроме этих основных способов, применяется способ балластировки в две стороны от карьера. Такой способ увеличивает темпы балластировки, но он возможен только при большой производительности карьера.
Балластировка пути состоит из следующих работ:

1. выгрузки балласта;
2. подъемки пути на балласт со сплошной подштопкой и подбивкой шпал с заполнением междушпальных ящиков балластом;
3. рихтовки пути;
4. выправки пути с подбивкой шпал после обкатки его поездами и окончательной отделки балластной призмы.

Для подъемки пути на балласт применяются специальные балластировочные машины. Наиболее совершенной из них является электробалластер. На постройке новых железных дорог преимущественно применяется балластировочная машина системы Бизяева (рис. 166).
Балластировочная машина Бизяева состоит из двух тележек, упряжной рамы, двух продольных решетчатых ферм, консольной фермы с поворотной головкой, подъемника с роликовыми клещами, плуга-дозатора с крыльями, механизмов управления и электрооборудования.
Машина может выполнять следующие работы: планировку
балласта (грунта); дозировку балласта, подъемку и передвижку пути; срезку грунта под шпалами и на междупутье; переброску грунта с одной стороны пути на другую, оправку обочин земляного полотна.
Балластировка пути на полную высоту производится в несколько приемов; при однослойной балластной призме и толщине ее под шпалами 35 см обычно поднимают путь в два приема.
Работы по балластировке пути с применением балластировочной машины производятся в следующем порядке. Если балласт выгружен непосредственно на путь, то балластер с помощью подъемного механизма поднимает путь на балласт. Затем выгружается новый балласт и подъемка пути повторяется. После каждой подъемки пути производят его выправку подштопкой и подбивкой балласта под шпалы. Если балласт выгружается на обочины земляного полотна, то перед каждой подъемкой балласт дозируется в путь балластером с помощью крыльев.
Когда балласт под шпалами будет дополнительно уплотнен поездами, производят рихтовку пути и сплошную подбивку шпал электрическими шпалоподбойками с устранением одновременно появившихся просадок и перекосов.

Рис. 166. Балластировочная машина системы Бизяева

  Подбивка шпал электрическими шпалоподбойками повторяется дважды. После второй подбивки балластную призму оправляют, лишний балласт собирают на обочине в призмы и производят другие отделочные работы.
При ручной подъемке пути с помощью домкратов ручных или моторных придерживаются такой последовательности: сначала вывешивают одну рельсовую нить по нивелирным кольям, а затем другую по уровню; домкраты устанавливают: одну пару в стыке, вторую в середине звена; вывешенное звено закрепляют подштопкой балласта под шпалы у домкратов, после чего домкраты переносят на следующее звено, а вывешенное первое звено подбивают. Подброска балласта при подбивке и засыпке ящиков производится вручную лопатами. Подъемку пути на полную высоту производят за два-три приема. Отделочные работы производятся так же, как и при подъемке пути балластировочной машиной.

§ 46. ВПИСЫВАНИЕ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В КРИВЫЕ

Прежде чем перейти к особенностям укладки пути на кривых участках, необходимо выяснить, чем же эти особенности вызываются.
Железнодорожный путь и колесные пары подвижного состава устроены таким образом, что при движении подвижной состав направляется рельсами в желаемом направлении.
Чтобы колеса не могли сойти с рельсового пути, их делают с ребордами.
Реборды или гребни представляют собой выступающие части бандажей. Бандаж надевается на колеса в нагретом состоянии, при остывании он плотно обжимает колеса. В настоящее время имеются стальные литые и цельнокатаные колеса с ребордами.
Оба колеса одной колесной пары своими ступицами наглухо насаживаются на ось под сильным гидравлическим давлением (до 80 т). При таком положении колеса могут вращаться только вместе с осью.
Если допустить свободную насадку колеса, то в случае разработки ступицы или подступичной части оси колесо может принять наклонное положение и сойти с рельсов.
Форма и размеры поверхности катания колес и реборд (гребней) установлены Государственными стандартами.
Все оси подвижного состава во время движения по прямому пути должны занимать перпендикулярное к рельсам положение. При допущении возможности косого положения колесной пары относительно рельсовых нитей она могла бы провалиться в середину колеи.
Для обеспечения при движении перпендикулярности осей колес к рельсовым нитям оси объединяются между собой жесткими рамами, которые исключают вращение отдельных колесных пар в горизонтальной плоскости. Расстояние между крайними осями, объединенными одной жесткой рамой, называется жесткой базой. Например, жесткой базой паровоза является расстояние между центрами крайних сцепных осей, а у четырехосных вагонов — расстояние между колесными парами одной и той же тележки.
Различие жестких баз подвижного состава и локомотивов определяет особенности их вписывания в кривые.
Различают два вида вписывания: статическое и динамическое. Каждое из них может быть свободным, когда ширина колеи достаточна, и принудительным, если ширина колеи недостаточна для свободного вписывания.

Динамическим вписыванием называется такое вписывание, при котором совместное действие центробежной силы, силы ветра и радиальных составляющих усилий на сцепных приборах настолько относит экипаж наружу кривой, что он гребнями наружных колес крайних осей жесткой базы прижимается к рельсам наружной нити. Если при этом между гребнями колес, катящихся по внутренней нити, и этой нитью имеются зазоры (рис. 167), то вписывание будет динамическим свободным. Если же такого зазора нет, то вписывание будет принудительным. Оно еще называется динамическим заклиненным вписыванием и определяет самую меньшую ширину колеи (рис. 168).
Динамическое заклиненное вписывание подвижного состава в условиях эксплуатации не допускается, так как оно вызывает значительные сопротивления движению и большие горизонтальные силы, распирающие рельсовые нити, что усиливает боковой износ рельсов и гребней колес.

Рис. 167. Динамическое свободное вписывание

Рис. 168. Динамическое заклиненное вписывание
Если гребни колес крайних осей жесткой базы к наружной нити не прижимаются, то такое вписывание называется статическим. Статическим свободным оно называется тогда, когда задняя ось жесткой базы при движении по кривой занимает радиальное положение (рис. 169). Когда ширина колеи бывает для этого недостаточна, вписывание становится принудительным.
Параллельность осей подвижного состава затрудняет вписывание его в кривые.
Для облегчения вписывания в кривые локомотивов и вагонов принимают ряд мер, касающихся как конструкции подвижного состава, так и устройства железнодорожного пути в плане.
Длинные вагоны выпускаются на отдельных тележках, соединенных с рамой вагона таким образом, что каждая тележка может самостоятельно поворачиваться около вертикальной оси. У некоторых серий паровозов колеса средних ведущих осей делают или совсем без гребней или с уменьшенной их толщиной. Крайним сцепным осям дают больший разбег буксовых подшипников, т. е. длину буксового подшипника делают короче длины шейки оси, вследствие этого ось может свободно перемещаться в сторону. Например, разбег крайних осей буксовых подшипников паровоза серии Эр допущен в 44 мм — по 22 мм в каждую сторону.

Что касается устройства пути, то для облегчения вписывания подвижного состава в кривых делают уширение колеи. Величина этого уширения при определенных типах подвижного состава устанавливается в зависимости от радиуса кривой, т. е. чем меньше радиус кривой, тем большее требуется уширение колеи.
При движении поезда по кривому участку пути отдельные части вагонов и локомотива отклоняются от оси пути больше, чем на прямом участке. Это обстоятельство вызывает необходимость иметь на кривых более широкое междупутье, чем на прямых. Необходимое уширение междупутья на кривых участках было приведено в главе II «Земляное полотно».

Рис. 169. Статическое вписывание

При входе подвижного состава в кривую он направляется по ней колесом передней оси, прижатым к наружной нити, в это время последняя ось продолжает катиться по прямой. В связи с этим имеет место угловая скорость и угловое ускорение поворачивания экипажа.
Чтобы вход поезда на кривую и выход из нее на прямую совершался плавно, без горизонтальных толчков, между прямой и круговой кривой устраивают переходные кривые переменного радиуса.
Переходные кривые имеют назначение обеспечивать такой переход подвижного состава с прямого пути на кривой, при котором появляющиеся в кривой дополнительные силы не возникали бы внезапно, а росли постепенно.
Действие центробежной силы создает увеличенное давление колес на наружную нить кривой, что вызывает быстрый износ ее. Для предупреждения неравномерного износа рельсовых нитей, наружной нити в кривой придается возвышение.