Определение минимально допустимой ширины колеи

За расчетную схему определения минимально допустимой ширины колеи принимают схему заклиненного вписывания жд экипажа, при которой наружные колеса крайних осей жесткой базы своими ребордами упираются в наружный рельс кривой, а внутренние колеса средних осей упираются во внутренний рельс. Центр поворота экипажа находится посередине жесткой базы (двухосные жесткие базы, многоосные жесткие базы с симметричных расположением осей и их разбегов), либо стремится занять это положение. После этого к полученной на основании такой расчетной схемы ширине коле следует добавить минимальный зазор между боковыми рабочими гранями рельсов и гребнями колес на прямом участке, потому что заклиненное вписывание в эксплуатации допустить нельзя. При этом: во всех случаях, определенная расчетом минимально допустимая ширина рельсовой колеи S не должна превышать максимальной ширины колеи 1535 мм. Если определенная расчетная ширина колеи получается больше максимальной, то это значит, что данная кривая без специальных устройств в виде контррельсов не может обеспечить прохождения рассматриваемого жд экипажа. Если расчетная ширина колеи получается меньше стандартной, то конструктивные размеры и особенности ходовых частей рассматриваемого экипажа позволяют ему проходить кривую данного радиуса без затруднений. Ширина колеи в таком случае принимается по ПТЭ в зависимости от радиуса кривой.

В случае свободного вписывания положение центра поворота не может быть однозначно определено только геометрически, как в случае заклиненного вписывания. В связи с этим необходимо определение поперечных сил и центра поворота при вписывании жесткой базы экипажа в кривую. Непрерывное вращение экипажа относительно центра поворота происходит под действием сил, возникающих в точках соприкосновения гребней колес направляющих осей с боковой гранью головки рельсов. Это направляющие силы У. В контактах колес с рельсами возникают силы трения, равные произведению сил, перпендикулярных плоскости катания колес и рельсов на коэффициент трения скольжения.

Возвышение наружного рельса в кривых

При проходе подвижного состава по кривой возникает центробежная сила, стремящаяся опрокинуть экипаж наружу кривой. Опрокидывание может произойти только в исключительных случаях. Однако центробежная сила неблагоприятно действует на пассажиров, вызывает перераспределение вертикальных давлений на рельсы обеих нитей и перегруз наружной нити. Центробежная сила вызывает также дополнительное воздействие на путь при вписывании экипажа в кривую. Это влечет за собой усиленный износ рельсов наружной нити. Кроме того, большие поперечные силы вызывают раскантовку рельсов, уширение рельсовой колеи, расстройство положения пути в плане. Во избежание указанных явлений устраивают возвышение наружной рельсовой нити над внутренней. Появляющиеся горизонтальные составляющие веса экипажей за счет наклона полотна железнодорожного пути нейтрализуют негативные последствия действия центробежных сил в кривых. Величина возвышения определяется исходя из двух требований: обеспечения одинакового вертикального износа обоих рельсов в кривых, характеризуемого одинаковым давлением колес на наружную и внутреннюю рельсовые нити; обеспечения комфортабельности езды пассажиров, характеризуемой допускаемым непогашенным ускорением.