6. Угон пути. Противоугонные устройства

Перемещаясь по рельсам, локомотив стремится сдвинуть рельсошпальную решетку в направлении против движения поезда, а следующие за ним вагоны увлекают рельсы, по которым катятся, за собой. Суммарное их воздействие проявляется в сдвижках рельсов по основанию в направлении движения поезда. Особенно большие продольные силы в рельсах, направ­ленные также в сторону движения поезда, возникают при торможении. Продольные перемещения рельсов по шпалам или вместе со шпалами называ­ют угоном пути. Он разрушает балластную призму, вызывает поломки рель­сов и скреплений, интенсивный износ шпал, искажения колеи и другие опас­ные для движения поездов неисправности. Способствуют угону изгиб рельса под движущейся нагрузкой, а также удары колес в стыках и температурные изменения длины рельсов.

Рис. 104. Пружинный противоугон к рельсу Рис. 105. Самозаклинивающийся (клиновой) противоугон

Когда конструкция промежуточных рельсовых скреплений не обладает достаточными противоугонными свойствами, их дополняют противоугонами — дополнительными упорами рельсов в шпалы. Наилучшие из них пру­жинные противоугоны (рис. 104), представляющие собой пружинные скобы, защемляемые на подошве рельса и упирающиеся в верхнюю часть шпал. Противоугон состоит из одной детали, масса его для разных рельсов 1 —1,3 кг. Сопротивление сдвигу каждого из этих противоугонов по подошве рельса не менее 5—6 кН. На одном рельсовом звене длиной 25 м устанавливают до 40 пар противоугонов. Такие противоугоны изготовляют на специальных автоматах. Применяют и самозаклинивающиеся (клиновые) противоугоны (рис. 105). По мере сдвига рельса такой противоугон заклинивается.

Особенно сильное закрепление пути от угона требуется на участках, где часто требуется торможение поездов, и на линиях, где обращаются шести и восьмиосные вагоны. Станционные пути также должны быть надежно закреплены от угона. Пути одностороннего движения поездов, горочные, подгорочные и сортировочные закрепляют постановкой на каждое 25-метро­вое звено 18 пар пружинных или самозаклинивающихся противоугонов при щебеночном и 20 пар при песчаном балласте. На путях двустороннего дви­жения ставят 14 пар противоугонов на звено в одном направлении и 14 пар — в другом. Остальные станционные пути и стрелочные переводы закрепляют от угона по мере необходимости.

7. Балластный слой

Балластный слой — это слой сыпучих материалов (щебня, отходов ас­бестового производства, гравия, крупно- и среднезернистого песка, ракушки) в виде трапеции на основной площадке земляного полотна. На балластный слой укладывают рельсовые опоры (шпалы, брусья, иногда — железобетон­ные рамы) и балласт под ними уплотняют подбивочными машинами или электрическими шпалоподбойками. Назначение балластного слоя:

• оказывать необходимое сопротивление вертикальным, боковым и про­дольным смещениям рельсошпальной решетки;

• равномерно распределять воспринимаемое от рельсовых опор давление на большую поверхность земляного полотна, амортизируя при этом ударные и вибрационные воздействия проходящего подвижного состава;

• отводить от пути поверхностную воду и не допускать увлажнения подшпального основания капиллярной влагой из грунтов земляного полотна;

• допускать выправку положения рельсошпальной решетки в плане и про­филе.

Соответственно назначению материалы для балластного слоя должны быть высокопрочными, хорошо противостоять механическому разрушению и износу; обладать большим Внутренним трением и сцеплением частиц, чтобы обеспечивать высокую стабильность пути; хорошо пропускать воду, обладать амортизационными свойствами, быть морозостойкими; в возможно меньшей мере подвергаться дроблению при подбивочных работах, не выветриваться, не размываться дождями и не быть слишком крупными, чтобы рельсовые опо­ры равномерно опирались на балластную призму. Наиболее полно всем этим требованиям отвечает асбестовый балласт.

Асбестовый балласт — это отходы асбестового производства. Он пред­ставляет собой дробленую гравийно-песчаную массу с примесью до 5% мелких волокон асбеста, обладает высокими несущей способностью и сопро­тивлением сдвигу шпал, не допускает засорения, не увлажняется, не под­вергается пучению, удобен для выправки пути. Асбестовый балласт разрешено применять на главных и станционных путях всех категорий, в том числе и для бесстыкового пути с железобетонными шпалами. Поскольку приготовление асбестового балласта практически почти не требует затрат, то экономически оправдана дальность его возки на расстояние до 2000—2500 км (среднесетевая дальность возки щебня 350 км).

Частицы путевого щебня должны иметь размеры 25—50 и 25—60 мм. Допускается в составе этого балласта и некоторое количество частиц крупнее и мельче.

Так как щебень получают дроблением, то он отличается от других балластных материалов, например гравия и песка, острыми гранями, что при­дает ему высокое сопротивление сдвигу и обеспечивает прочное механичес­кое сцепление с деревянными шпалами. Особенно высокими эксплуатацион­ными свойствами обладает щебень, приготовленный из высокопрочных скаль­ных горных пород (гранита, базальта, диорита и др.)- Щебень фракций 5—25 мм, получаемый как попутный продукт дробления, разрешается исполь­зовать для балластировки малодеятельных главных путей, а также путей на станциях.

Гравий и песок получают из естественно образовавшихся отложений этих материалов. Гравий пригоден для балластного слоя, если более полови­ны его состава представлено частицами крупнее 3 мм, а остальная часть — песок.

Гравий и гравийно-песчаный балласт применяют на линиях с грузо­напряженностью брутто менее 25 млн. ткм/км в год.

Чтобы балластный слой наилучшим образом отвечал своему назначению, ему придают определенные размеры и форму, которые в совокупности обра­зуют так называемую балластную призму. Для различных балластных мате­риалов и конструкций пути типовые поперечные профили балластной призмы различны.

В качестве примера на рис. 106 приведены поперечные профили балластной призмы из щебня с песчаной подушкой для главных путей с гру­зонапряженностью брутто от 25 до 50 млн. ткм/км в год. При большей гру­зонапряженности толщина слоя щебня и расстояние от концов шпал до бровки балластной призмы на 5 см больше, а при меньшей — на 5 см меньше. Наименьшая толщина балластного слоя под шпалами на приемо-отправочных путях станций принята 30 см, а на прочих станционных путях — 25— 30 см. Почти все деятельные главные пути уже переведены на щебеночное или асбестовое основание, а размеры балластной призмы увеличены до предельно допускаемых шириной основной площадки земляного полотна. Но и такой балластный слой остается одним из наиболее уязвимых элементов верхнего строения пути. До 45% всех затрат труда на текущее содержание

Рис. 106. Поперечные профили балластного слоя из щебня с песчаной подушкой (деревянные

и железобетонные шпалы):

а—на прямом двухпутном участке пути; б— то же, на кривой # = 600 м;в — на прямом однопутном участке,г — то же, на кривой /? = 600 м, /г= 100 мм; / — щебень;2 — песок

пути с деревянными шпалами и до 70% с железобетонными шпалами обус­ловлены расстройствами балластного слоя.

Изыскиваются способы повышения несущей способности балластной призмы. В частности, испытывается щебеночный балласт, превращенный в монолит с помощью вяжущих полимерных материалов. Рассчитывают, что это позволит в несколько раз снизить интенсивность остаточных дефор­маций балластного слоя, но осуществление данного мероприятия встречает большие затруднения технологического характера.

Большой ущерб щебеночному балласту наносит засорение его высыпа­ющимися из вагонов грузами (уголь, руда, торф), в некоторых случаях ще­бень требует сплошной очистки через каждые один-два года. Чтобы умень­шить засорение щебня и потери грузов, следует не допускать их погрузки в по­лувагоны с неисправным полом и дверями, а после нее надо обязательно обметать уголь с рам и тормозных устройств вагонов.