Рельсовые нити в прямых участках пути должны находиться на одном уровне. Если сначала, например, левый рельс выше правого на 5 мм, а затем правый выше левого на 5 мм, то минимальное расстояние между такими превышениями рельсов должно быть более 20 м.
При меньшем расстоянии образуется перекос пути (рис. 4.6). Самый длинный вагон (20 м) должен разместиться на пути между сечениями наибольших взаимных превышений левого и правого рельсов, т. е. без перекоса. При наличии же перекоса даже в допускаемых пределах возможна разгрузка одного из колес вагона, что в сочетании с большими боковыми силами может привести к сходу.
На длинных прямых (длиной не менее 250 м) рекомендуется содержать одну рельсовую нить (на двухпутных линиях бровочную) на 6 мм выше другой. При таком положении рельсовых нитей экипаж немного наклонится и от этого наклона появится боковая сила, которая будет слегка прижимать колеса к пониженной нити и затруднять их виляние. Так как пониженная нить является. рихтовочной, то прижимающееся к ней колесо будет двигаться более плавно. На однопутных линиях целесообразно каждые 3 - 5 лет менять рихтовочную нить. В конечном итоге это приведет к уменьшению нарушений прямолинейности пути. Описанное мероприятие принесет действительную пользу, если превышение одной нити над другой будет одинаковым (постоянным) на всем протяжении прямой. Если же оно будет переменным, то это вызовет дополнительные колебания вагонов и другие неблагоприятные последствия.
Крутизна отвода отклонений по уровню должна быть 1 мм на 1 м при скорости до 120 км/ч и 1 мм на 1,5 м - при скорости свыше 120 до 160 км/ч.
Если в кривом участке пути уложить наружный рельс без возвышения над внутренним, то центробежные силы, которые возникают при движении экипажа по кривой, будут вызывать целый ряд отрицательных явлений.
Колеса, катящиеся по наружной нити, будут давить на нее с большей силой, что ускорит износ наружного рельса. Значительные горизонтальные ускорения будут утомлять пассажиров и вызывать у них неприятные ощущения. В сочетании с сильным боковым ветром центробежные силы могут привести к опрокидыванию вагонов.
При устройстве возвышения h наружного рельса экипаж устанавливается с наклоном (рис. 4.7). При этом возникает боковая сила Q - составляющая его веса G, которая направлена внутрь кривой и уравновешивает составляющую центробежной силы I. В этом случае колеса надавливают на наружную и внутреннюю нити с одинаковой силой P, горизонтальные ускорения гасятся и экипаж обретает необходимую устойчивость против опрокидывания.
Величина возвышения зависит от скорости движения, веса экипажа и радиуса кривой. Чем меньше радиус кривой, тем больше центробежная сила, тем, следовательно, большее нужно возвышение. На каждой кривой могут проходить различные поезда с разной скоростью. Для каждого поезда нужно свое возвышение. Как же решается этот вопрос на практике?
Обычно вычисляют среднюю квадратичную средневзвешенную по тоннажу скорость и эту скорость используют в расчете возвышения. Например, для условий, приведенных в табл. 4.1, средняя квадратичная средневзвешенная скорость равна:
Зная среднюю квадратичную средневзвешенную скорость, можно найти возвышение наружного рельса для кривой радиусом 800 м. Оно равно 12,5 х 91,5² / 800 = 130 мм.
Число 12,5 представляет собой частное от деления расстояния между осями головок рельсов (1600 мм) на ускорение свободного падения 9,81 м/с². Кроме того, оно является переходным коэффициентом, позволяющим принимать скорость в км/ч; радиус - в м, а возвышение наружного рельса получать в мм.
Так подсчитывают возвышение, если хотят добиться одинакового вертикального износа наружного и внутреннего рельсов.
Наряду с этим необходимо выбрать такое возвышение, при котором горизонтальные ускорения, действующие на человека в поезде, не превышают допускаемых величин. Считается допустимым ускорение 0,7 м/с². В этом случае пользуются значением максимальной фактической скорости движения на данном участке. В приведенном примере (см. табл. 4.1) максимальная скорость равна 120 км/ч. Возвышение будет 12,5 х 120² / 800 - 115 = 110 мм.
Число 115 необходимо, чтобы уменьшить возвышение до такого значения, при котором горизонтальные непогашенные ускорения не превышали бы 0,7 м/с².
Из двух полученных значений возвышения принимают наибольшее, в рассматриваемом примере - 130 мм.
Таблица 4.1. Условия движения поездов по кривой радиусом 800 м
Поезд
Число поездов в сутки
Масса поезда, т
Скорость движения, км/ч
Скорый
Пассажирский
Грузовой
Пригородный
4
6
16
8
600
750
2500
700
120
100
90
80
Для участков высокоскоростного движения¹ величину возвышения, найденную в первой части примера (130 мм), умножают на коэффициент, равный 1,2 (для скоростей 120 - 160 км/ч) или 1,1 (для скоростей 161 - 200 км/ч).
Уже указывалось, что при использовании рекуперативного торможения возникают большие продольные силы и, как следствие, боковые силы. В этих условиях целесообразно делать дополнительные возвышения в пределах 10 - 12 мм.
Наибольшее возвышение наружного рельса в кривых на сети дорог принято 150 мм. Однако МПС при необходимости может разрешить и большую величину возвышения. При возвышении более 160 мм проверяют возможность его устройства по условиям соблюдения габарита приближения строений. На приемо-отправочных и прочих станционных путях, где скорость не превышает 25 км/ч, возвышение наружного рельса не обязательно.
Подуклонка рельсов. Рельсы ставят с наклоном к горизонту (с подуклонкой) 1/20. Это делают для того, чтобы добиться передачи усилий от колес с конической поверхностью катания на рельсы по их оси. Именно основная поверхность катания колес имеет уклон 1/20. При содержании пути допускаются отклонения подуклонки от этой нормы, но меньше 1/60 и больше 1/12 подуклонка не разрешается.
Инструкция по текущему содержанию пути указывает, что если изменение подуклонки происходило медленно и головка рельса приработалась к очертанию колес подвижного состава, подуклонку исправлять не следует.
-----------------------
¹ Здесь необходимо учитывать смещение центра тяжести экипажа относительно его первоначального положения.
катящиеся по наружной нити, будут давить на нее с большей силой, что ускорит износ наружного рельса. Значительные горизонтальные ускорения будут утомлять пассажиров и вызывать у них неприятные ощущения. В сочетании с сильным боковым ветром центробежные силы могут привести к опрокидыванию вагонов.
