Призначення і складові елементи верхньої будови колії

Верхня частина колії, призначена для направлення руху рухомого складу, передачі навантаження від коліс на земляне полотно або штучні споруди, називається верхньою будовою колії.

Вона складається з таких частин:

• сталевих рейок і стрілочних переводів,які безпосередньо приймають
навантаження від коліс, а також направляють їх рух;

• рейкових опор(шпал, брусів), які утримують рейки на постійній відстані
одна від одної і передають навантаження від рейок на баластний шар;

• металевих рейкових скріплень,які з'єднують рейки між собою і рей­
ки з рейковими опорами;

• баластного шаруіз щебеню, гравію або піску.

Рейки, скріплені зі шпалами, складають рейко-шпальну решітку.

Верхня будова колії на одно- і двоколійній лініях зображена на рис. 2.66 і 2.67, а схема передачі навантаження від коліс на елементи верх­ньої будови і земляне полотно — на рис. 2.68.

Puc. 2.66. Верхня будова на одноколійній лінії: 1 — рейка;

2 — шпала; 3 — підкладка;

4 — щебеневий баластний шар; 5 - піщана подушка.

Рис. 2.67. Елементи

верхньої будови

двоколійноїлінії:

1 - піщана подушка;

2 - рейки; 3 - шпали;

4- рейкове скріплення;

5 - баластний шар

Рейки

Рейки - основні несучі і направляючі елементи верхньої будови колії. Це металеві двотаврові балки, верхня частина яких (головка рейки) взаємодіє з колесами рухомого складу, нижня частина (підошва рейки) призначена для закріплення на шпалах. Вертикальна стінка, яка з'єднує головку і підошву, називається шийкою(рис. 2.69).

Типи рейок визначаються масою одного погонного метра, профілем поперечного перерізу та механічними характеристиками металу.

Бувають такі типи рейок:

P75— укладені на деяких вантажонапружених лініях, але не являють­ся типовими для українських залізниць, на мережі їх більше не укладають, поступово замінюють на P65;

P65— укладаються на головних і станційних коліях, найбільш поши­рені на мережі України;

P50— можуть укладатись на малодіяльних лініях, станційних і під'їзних коліях;

P43— на магістральних лініях більше не використовуються, можна зустріти тільки на деяких під'їзних коліях.

На мережі України в залізничній колії знаходиться більше 120 тисяч км рейок, з них біля 84% рейок типу P65, 0,3% - типу P75, 15,7% - типу P50 і легше, які як і рейки типу P75 замінюються рейками типу P65.

Стандартні розміри основних типів рейок приведені на рис. 2.70.

Термін служби рейок обмежується не часом, а «напрацюванням», тоб­то пропуском на них вантажів, цей термін також залежить від умов ек-

Ширина головки Знизу

сплуатації (крива, тунель, ухил тощо). Наприклад, для рейок P65 за пев­них умов може установлюватись напрацювання від 500 млн. т. і більше, а для P50 — 350 млн. т. і більше.

3 вичерпанням терміну служби рейки, після ремонту, укладають на менш вантажонапружені лінії перегонів та станційні і під'їзні колії.

На лініях, обладнаних автоблокуванням, рейкові нитки слугують провідниками сигнального струму, а на електрифікованих лініях — зво­ротного тягового струму.

В колишньому CPCP одним із головних показників з заходів підви­щення ефективності колії вважалось застосування більш важких рейок. В умовах зростання вантажонапруженості це мало свої підстави: дов­говічність і безвідмовність роботи рейок, передусім, залежала від опору втомлюваності металу, який виявлявся більшим в рейках важкого типу. За високої вантажонапруженості в структурі дефектів якраз більш части­ми були дефекти, спричинені фактором втомлюваності: вищербини на бо­кових гранях, внутрішні тріщини, які призводять до зламу рейок. Із змен­шенням вантажонапруженості в 2-3 рази в 90 роках минулого століття ці дефекти відійшли на другий-третій план і, як це буває, зміна експлуа­таційних умов приводить до змін в технічній політиці).

В даний час умови експлуатації залізниць на Україні наблизились до умов Західної Європи, де ефективно працюють рейки типу UIC 60, які за розміром близькі до типу P65, але легші. Застосування на Україні рейок типу UIC 60 і заміна ними рейок типу P65 доцільна через ряд технічних і експлуатаційних переваг: менша жорсткість на згинання, менша інтен­сивність бокового зносу рейки і гребенів коліс у кривих, більша маса голо­вки, краще контактування з колесом. Крім того, при укладенні рейок типу UIC 60 замість рейок типу P65 економія металу на одному кілометрі колії складатиме до 9 тонн.