Железнодорожное полотно является важнейшим элементом транспортной инфраструктуры любой страны. От качества и надежности этого сооружения зависит бесперебойная работа железнодорожного транспорта, а значит - стабильность экономики и благополучие граждан.
Понятие железнодорожного полотна
Железнодорожное полотно представляет собой комплекс инженерных сооружений, образующих в полосе отвода дорогу с направляющей рельсовой колеей. Оно состоит из верхнего и нижнего строения пути.
К верхнему строению относятся:
- Рельсы
- Шпалы
- Рельсовые скрепления
- Балластный слой
К нижнему строению относятся:
- Земляное полотно
- Искусственные сооружения (мосты, тоннели, водопропускные трубы и т.д.)
- Водоотводные и укрепительные устройства
Основные функции железнодорожного полотна:
- Направлять движение поездов по рельсовой колее
- Воспринимать и равномерно распределять нагрузки от подвижного состава
- Обеспечивать плавность и безопасность движения на заданных скоростях
Верхнее строение пути
Верхнее строение пути включает в себя рельсошпальную решетку и балластную призму.
Рельсы представляют собой стальные балки специального профиля, по которым катятся колесные пары подвижного состава. В России наиболее распространены рельсы типа Р65.
Шпалы служат основанием, на которое укладываются и закрепляются рельсы. Применяют деревянные и железобетонные шпалы.
Рельсовые скрепления предназначены для соединения рельсов в единую нитку и их прикрепления к шпалам. Используют различные виды пружинных, винтовых и болтовых скреплений.
Балластный слой выполняется из щебня или гравия и служит для упругого смягчения динамических нагрузок от подвижного состава, а также предохранения от смещений и деформаций.
Нижнее строение пути
К нижнему строению железнодорожного полотна относятся земляное полотно и различные искусственные сооружения.
Земляное полотно представляет собой специально подготовленную полосу грунта, на которую укладывается верхнее строение пути. Оно должно обеспечивать устойчивость и прочность всей конструкции.
К искусственным сооружениям относятся мосты, путепроводы, тоннели и другие конструкции, позволяющие проложить железнодорожное полотно через различные естественные и искусственные препятствия.
Для отвода воды от полотна устраиваются водоотводные устройства - кюветы, канавы, лотки. Для защиты от размывов применяются укрепления откосов насыпей, выемок, берегов водоотводных сооружений.
Стандартные размеры железнодорожного полотна
Существуют определенные стандарты и нормы, регламентирующие основные размеры и параметры железнодорожного полотна.
Различают следующие ширины колеи:
- 1520 мм - в странах СНГ
- 1435 мм - в Европе
- 1676 мм - в Индии и Пакистане
Длина рельсов обычно составляет 12,5 или 25 метров. На магистральных линиях все чаще применяется бесстыковой путь из сварных плетей длиной до 800 метров.
Предельный руководящий уклон на участках с тепловозной тягой не должен превышать 12‰, а на участках с электровозной тягой - 15‰.
При проектировании новых линий стараются максимально приблизить продольный профиль к рельефу местности, сводя к минимуму объемы земляных работ.
Стрелочные переводы и их виды
Для соединения и разветвления железнодорожных путей используются стрелочные переводы.
Они позволяют подвижному составу плавно переходить с одного пути на другой благодаря повороту остряков, образующих непрерывную рельсовую колею.
Различают переводы с ручным и автоматическим управлением. Современные стрелки в основном управляются дистанционно с поста электрической централизации.
Существуют одиночные, сдвоенные, трехниточные, крестовые и другие типы стрелочных переводов в зависимости от вариантов разветвления путей.
Железнодорожные пути и их классификация
В зависимости от функционального назначения различают несколько видов железнодорожных путей.
К станционным относятся:
- Главные и приемо-отправочные
- Сортировочные
- Вытяжные, соединительные и др.
К путям специального назначения относятся:
- Подъездные
- Предохранительные и улавливающие тупики
- Погрузочно-выгрузочные
Отдельно выделяются магистральные пути, соединяющие крупные транспортные узлы и обеспечивающие основные грузовые и пассажирские перевозки.
Строительство железнодорожного полотна
Строительство железнодорожного полотна - комплекс работ по прокладке пути на подготовленной трассе.
Основные этапы строительства:
- Проектирование трассы с учетом рельефа местности
- Подготовка земляного полотна - устройство насыпей и выемок
- Укладка водоотводных и укрепительных сооружений
- Устройство искусственных сооружений - мостов, тоннелей, путепроводов
- Укладка балластной подушки и щебеночного балластного слоя
- Монтаж рельсошпальной решетки
При строительстве применяется различная строительная техника - бульдозеры, экскаваторы, краны, шпалоподбойки и др.
Эксплуатация железнодорожного полотна
В процессе эксплуатации железнодорожное полотно подвергается значительным динамическим нагрузкам от движения поездов.
Для обеспечения безопасности и бесперебойности движения необходимо регулярно проводить осмотры, текущее содержание, ремонты и реконструкцию пути.
Основные виды работ по содержанию пути:
- Регулировка ширины колеи
- Выправка и подбивка шпал
- Очистка щебня от загрязнений
- Досыпка балласта
- Замена дефектных элементов верхнего строения пути
Ремонт железнодорожного полотна
Ремонт железнодорожного полотна подразделяется на текущий и капитальный.
Текущий ремонт направлен на восстановление отдельных элементов верхнего и нижнего строения пути.
Капитальный ремонт подразумевает полную замену верхнего строения пути, усиление земляного полотна, реконструкцию искусственных сооружений.
Для ремонта пути используется специализированная техника - путеукладчики, выправочно-рихтовочные и балластировочные машины.
Механизация работ на железнодорожном полотне
Для повышения производительности труда на содержании и ремонте пути применяются различные машины и механизмы.
Основные виды механизированных работ:
- Очистка щебня и выправка пути - выправочно-подбивочно-рихтовочные машины
- Регулировка ширины колеи - путерасширители
- Замена шпал - шпалоподбойки и шпаловыдергиватели
- Замена рельсов и стрелочных переводов - путеукладчики
Механизация позволяет существенно повысить производительность труда и качество работ.
Инновации в конструкции железнодорожного полотна
Для повышения скоростей, пропускной способности и надежности железнодорожного полотна внедряются новые технологии и материалы.
Основные инновационные решения:
- Применение рельсов повышенной прочности
- Использование железобетонных шпал увеличенного срока службы
- Укладка бесстыкового пути
- Внедрение электронных систем контроля состояния пути
Все это позволяет обеспечить высокие стандарты качества железнодорожного полотна.
