1.13. Устройство рельсовой колеи

Рельсовая колея – две параллельные рельсовые нити, уложенные на подрельсовом основании и закрепленные на определенном расстоянии друг от друга. Рельсовая колея обеспечивает направление колес подвижного состава при движении на прямых и криволинейных участках. К основным параметрам рельсовой колеи относятся: ширина колеи, положение рельсовых нитей по уровню, подуклонка рельсов.

Ширина колеи – расстояние между внутренними гранями головок рельсов, измеряемое на уровне 13 мм ниже поверхности катания рельсов. Железные дороги разделяются на дороги с нормальной, широкой и узкой шириной колеи. В России с 1970 года принята в качестве нормальной ширина колеи 1520 мм¹. Допускаемые отклонения ширины колеи от нормы при скоростях движения поездов свыше 50 км/ч приняты не более +8 мм (по уширению) и –4 мм (по сужению). Узкая колея имеет ширину в основном 600, 750, 1000 мм.

Положение рельсовых нитей – расположение верха головок рельсов обеих нитей пути относительно горизонтальной плоскости. На прямых участках пути принято положение рельсовых нитей в одном уровне. Разрешенным отклонением по высоте является 6 мм, а также расположение одной рельсовой нити до 6 мм выше другой на всем протяжении прямых участков пути.

Подуклонка рельсов – наклон рельсов внутрь колеи относительно вертикальной плоскости. За нормативную величину принята подуклонка рельс 1/20, что соответствует конической форме основной поверхности катания колес. Допуски на прямых участках и наружных рельс в кривых участках составляют не менее 1/60 и не более 1/12. На деревянных шпалах подуклонка рельсов обеспечивается укладкой клинчатых подкладок, а на железобетонных – наклоном опорной поверхности шпал (см. рис. 1.5 и 1.8).

1.14. Особенности устройства пути в кривых

На кривых участках пути рельсовая колея имеет следующие особенности:

• возвышение наружного рельса;

• уширение колеи;

• уширение межосевого расстояния;

• устройство переходных кривых;

• укладка укороченных рельсов;

• укладка контррельсов;

• усиление пути.

Возвышение наружного рельса – расположение наружной рельсовой нити на несколько большей высоте относительно внутренней нити для компенсирования воздействия центробежной силы. Центробежная сила оказывает боковое воздействие подвижного состава на путь с усилением износа рельсов и гребней колес, повышает нагрузку наружной нити, а также вызывает неблагоприятные ощущения у пассажиров. Это может привести к нарушению подуклонки рельсов (раскантовке), уширению колеи и поперечному сдвигу рельсошпальной решетки. Возвышение наружной рельсовой нити устраивается в кривых радиусом 4000 м и менее. Величину возвышения определяют из условий обеспечения равного давления колес на наружную и внутреннюю рельсовые нити и обеспечения комфортности для пассажиров (см. п. 2.6). Максимальная величина возвышения ограничена 150 мм.

Уширение колеи – увеличение ширины колеи для предотвращения заклинивания колесных пар, жёстко закрепленных в раме тележки. Уширение колеи производится при радиусах кривых менее 350 м (табл. 1.7 и 1.8).

Таблица 1.7

Значения ширины колеи в кривых в зависимости от радиуса кривой (магистральные железные дороги)

Радиус кривой, м	299 и менее	349 – 300	350 и более
Ширина колеи, мм	1535	1530 (1520*)	1520

* для железобетонных шпал.

Таблица 1.8

Значения ширины колеи в кривых в зависимости от радиуса кривой (промышленные железные дороги)

Радиус кривой, м	99 и менее	149 – 100	349-150	350 и более
Ширина колеи, мм	1550	1545	1535	1520

Уширение межосевого расстояния – увеличение расстояния между смежными путями для обеспечения безопасности движения поездов. Для межосевого уширения применяются два способа: устройство дополнительной s-образной кривой, располагаемой на прямом участке перед переходной кривой; сдвижка внутреннего пути за счет увеличения длины и параметра переходной кривой внутреннего пути. Требуемое уширение междупутья определяют расчетом или по таблицам.

Устройство переходных кривых – заложение кривой переменного радиуса кривизны, обеспечивающей плавное изменение величины центробежной силы. Переходные кривые вписываются между прямым участком и круговой кривой, а также между круговыми кривыми разных радиусов. На протяжении данных кривых также устраивают отводы возвышения наружного рельса, уширения колеи и межосевого расстояния. На железных дорогах наибольшее распространение получили клотоида (радиоидальная спираль) и кубическая парабола. Нормируемым параметром переходной кривой является её длина, находящаяся в интервале 20-180 м для магистральных и 20-80 м для промышленных железных дорог.

Укладка укороченных рельсов – размещение во внутренней рельсовой нити рельс меньшей длины исключающее разбежку стыков. Для расположения рельсовых стыков в кривой по наугольнику (см. п. 1.7, 1.8) применяют стандартные укорочения рельс длиной 25,0 м на 80 и 160 мм. При укладке укороченные рельсы чередуют с рельсами нормальной длины так, чтобы забег стыков не превышал половины укорочения, т.е. 40 и 80 мм.

Укладка контррельсов – размещение внутри колеи дополнительных рельс для предотвращения схода подвижного состава и расстройств рельсовой колеи. Контррельсы применяются при радиусе кривой 160 м и менее, когда максимальная нормативная ширина колеи 1535 мм оказывается меньше минимально необходимой. Укладка контррельс производится вдоль внутренней нити, а при особо малых радиусах – у обеих нитей. Ширина желоба между контррельсами и ходовыми рельсами составляет 60-85 мм.

Усиление пути – увеличение прочностных характеристик верхнего строения пути. Усиление пути достигается путем увеличения эпюры шпал и ширины балластной призмы, применения щебеночного балласта и несимметричных подкладок с большим плечом в наружную сторону, подбора типа рельсов. Усиление пути производится при радиусе кривой 1200 м и менее.