Призначення та типи верхньої будови колії.

1. Елементи верхньої будови колії, їх призначення та взаємозалежність, вимоги до них.

Елементи верхньої будови колії: рейки,шпали, скріплення проміжкові та стикові, баластний шар, стрілочні переводи.

Мал.1. Елементи верхньої будови колії.

1 – піщана подушка; 2 – баласт (щебінь, азбест); 3 – рейки; 4 – шпали.

У цілому елементи верхньої будови колії утворять єдину конструкцію, що безпосередньо сприймає вплив коліс рухомого состава і передає цей вплив на земляне полотно, а також задає напрямок руху рухомого состава. Всі елементи цієї конструкції взаємозалежні. Роботу верхньої будови колії як єдиної конструкції можуть характеризувати, наприклад процеси, що відбуваються в ній по розподілу вертикальних навантажень від коліс рухомого состава, які визначають за величиною напруг, що виникають у конструктивному елементі під рухомим складом.

Так, у місці контакту колеса з рейкою напруження в рейці при сучасних навантаженнях досягає 9000 кгс/см² і більше. Під навантаженням колеса рейка вигинається, випробовуючи напругу вигину до 1800—2400 кгс/див2, і розподіляє тиск від колеса на кілька опор, як правило, через підкладки. При цьому тиск рейки на підкладку становить у середньому 35—40 кгс/см².

Підкладка ширше підошви рейки, тому передаваємий нею середній тиск на шпалу знижується приблизно до 20 кгс/див2. Тиск шпали на баласт становить у середньому 1,5—3 кгс/см².

Тиск від шпал у баласті поширюється в міру заглиблення на все більшу площу і на земляне полотно передається майже рівномірний тиск, рівний приблизно 0,8 кгс/см².

2. Типи верхньої будови колії.

Для того щоб кожен елемент у конструкції верхньої будови колії міг виконувати передбачену для нього роботу і забезпечувати роботу інших елементів, необхідно, щоб верхня будова колії відповідала діючої на нього навантаженням. Така відповідність установлюється в типах верхньої будови колії, затверджених для застосування на мережі залізниць України.

Відповідно до розмірів вантажонапруженості застосовують:

Ø особливо важкий тип - для ділянок з вантажонапруженістю більше 50 млн. ткм/км брутто в рік на одну колію в рік;

Ø важкий тип - для ділянок з вантажонапруженістю від 25 до 50 млн. ткм/км брутто в рік, а також для ділянок зі швидкістю руху поїздів 140 км/ч і більше, ділянок з інтенсивним пасажирським рухом (100 поїздів і більше в добу на одна колія);

Ø легкий тип - для ділянок з вантажонапруженістю менш 25 млн.ткм/км брутто в рік.

При особливо важкому типі верхньої будови колії укладають рейки типу Р75 на залізобетонних шпалах у кількості 1840 шт/км на прямих ділянках й 2000 шт/км у кривих радіусом 1200 м і менш при швидкостях до 120 км/ч і радіусом менше 2000 м при швидкостях понад 120 км/ч; баласт - щебеневий на піщаній подушці або азбестовий, при цьому товщина піщаної подушки 20 см, щебеневого шару 35 см при дерев'яних й 40 см при залізобетонних шпалах; ширина плеча баластової призми 45 см.

При важкому типі верхньої будови колії укладають рейки типу Р65 на дерев'яних просочених або залізобетонних шпалах у такій же кількості, як при особливо важкому типі; баласт — щебеневий або азбестовий з піщаною подушкою, таких же розмірів, як і при особливо важкому типі; товщина щебеневого шару під шпалою: 30 см — при дерев'яних й 35 см — при залізобетонних шпалах; товщина шару азбестового баласту 50 см; ширина плеча баластної призми 35 см.

При легкому типі верхньої будови укладають рейки типу Р50, залізобетонні або дерев'яні просочені шпали в тих же кількостях, як і при попередніх двох типах; баласт - щебеневий на піщаній подушці, азбестовий, кар'єрний гравій, черепашка; при цьому піщана подушка має товщину 20 см, щебеневий шар 25 с - при дерев'яних й 30 см - при залізобетонних шпалах; товщина шаруючи азбестового, черепашкового баласту або баласту з кар'єрного гравію 45 см; ширина плеча баластової призми 25 см.