Лекция №5

Нормативно-технические требования к конструкциям, типам и элементам железнодорожного пути. Критерии назначения основных видов ремонтов пути

Нормативно-технические требования к конструкциям,

типам и элементам железнодорожного пути.

Верхнее строение пути воспринимает нагрузку от подвижного состава и передает ее на основную площадку земляного полотна. Каждый элемент верхнего строения типизирован и стандартизирован по особенностям его конструкции, размерам, качеству материала, с учетом назначения и условий работы по эксплутационным пара­метрам и требованиям прочности и надежности.

Основными эксплутационными параметрами, определяющими силовое воздействие на путь, являются:

скорости движения поездов (км/ч);

грузонапряженность (млн ткм брутто/км в год);

нагрузки на ось подвижного состава (кН/ось);

масса поездов (т) и др.

Поскольку железнодорожный путь является составной частью путевого хозяйства, система ведения которого направлена соглас­но требованиям безопасности на обеспечение соответствия техни­ческого уровня и состояния пути эксплутационным параметрам, конкретно заданным скоростям и размерам движения установлена клас­сификация путей, конструкции, типы и характеристи­ки верхнего строения пути для различных классов.

Пути, где установлены максимальные скорости пассажирских поездов более 200 км/ч, относятся к внеклассным со специальными требованиями к ним.

На отечественных железных дорогах применяются две основные конструкции верхнего пути — бесстыковой на железобетонных и звенье­вой путь на деревянных шпалах, хотя на путях низких классов возможно применение звеньевого пути на железобетонных шпалах.

Основным типом рельсов в обеих конструкциях, соответствую­щим по мощности и удовлетворяющим требованиям прочности и надежности пути, является Р65. В общем протяжении главных пу­тей (124 тыс. км) железных дорог России в настоящее время рельсы Р65 составляют 90,7 %, остальную часть — рельсы Р75 (2,5 %), Р50 (5,5 %) и Р43 (2,0 %). В звеньевом пути применяются рельсы стан­дартной длины 25 м. Рельсы прежней стандартной длины 12,5 м ис­пользуются только для укладки в уравнительных пролетах бессты­кового пути и в стрелочных переводах, а также иногда как инвентарные при сборке рельсошпальной решетки с железобетон­ными шпалами, с последующей заменой их в процессе ремонтов пути бесстыковыми рельсовыми плетями. Для обеспечения расположения рельсовых стыков в звеньевом пути по наугольнику (один против другого) на внутренней нити кривых укладываются рельсы стандартного укорочения (24,92 и 24,84) а в уравнительных пролетах 12,46, 12,42 и 12,38.

Таблица 5.1. Нормативно-технические требования к конструкциям железнодорожного пути при реконструкции и капитальных ремонтах

Примечания:

1. Применение звеньевого пути на деревянных шпалах согласовывается с Управлением пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД», при этом на путях 1-3 классов деревянные шпалы должны быть I типа.

2. На путях, которые относятся к скоростным, должны применяться рельсы Р65 повышенной прямолинейности категории В. При отсутствии рельсов категории В укладка рельсов Р65 категории Т1 на таких путях может быть осуществлена на основании технико-экономического обоснования по согласованию с Центральной дирекции инфраструктуры.

3. На путях групп А и Б, должны применяться рельсы Р65 категории В с ресурсом 1100 млн.т.бр. и более. При их отсутствии укладка рельсов Р65 категории Т1 на таких путях может быть осуществлена по согласованию с Центральной дирекции инфраструктуры.

4. На путях 3Б5, 3В4, 3В5, 3Б6, 3А6 предусматривать укладку новых рельсов
категории Т1.

5. При недостатке старогодных железобетонных шпал - новые
железобетонные.
6. На участках бесстыкового пути 1 и 2 классов с уклонами 12‰ и более, а
также с годовыми амплитудами температуры рельсов более 1100С,
преимущественно при обращении грузовых поездов повышенного веса и
длины, эпюра шпал должна составлять 2000 шт/км вне зависимости от
плана линии.
7. На путях, относящихся к скоростным, 1 и 2 классам, групп А и Б, в
качестве балласта должен применяться щебень I категории. При
отсутствии щебня I категории применение щебня II категории на таких
участках должно согласовываться с Центральной дирекции
инфраструктуры.

8. На путях 1,2 класса групп В,Г, Д, 3, 4 классов, а также 5 класса (при скоростях более 40 км/ч) должен применяться щебень II категории.

9. На станциях при пропуске скоростных поездов со скоростью 100 км/ч и менее по согласованию с Управлением пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД» на стрелочных переводах допускается укладка жестких крестовин.
10. На участках укладки пути на деревянных шпалах, а также на специальных стрелочных переводах не массовых конструкций по согласованию с Управлением пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД» допускается укладка новых деревянных брусьев.
11. По согласованию с Управлением пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД» допускается укладка деревянных брусьев.

Таблица 5.2. Технические требования и нормативы, предъявляемые к конструкции ВСП при реконструкции и капитальном ремонте в кривых R 1200 и менее

¹⁾ – в случае отсутствия железобетонных шпал с повышенным сопротивлением сдвигу применяется эпюра 2100 шпал на 1 км;

²⁾ – омоноличивание плеча и откоса балластной призмы применяется на путях 1 и 2 классов.

Нормативно-технические требования к земляному полотну и искусственным сооружениям при реконструкции должны соответствовать эксплуатационным условиям, требованиям СТН Ц 01-95, СНиП 32-01-95.

В числе искусственных сооружений наиболее сложными и ответствен­ными конструкциями являются мосты и тоннели. Несмотря на то что общее их протяжение в развернутой длине магистральных линий ОАО «РЖД» составляет порядка 1 %, от фактического состояния мостов и тоннелей, верхнего строения пути в них и соответствия техническим требованиям на устройство и содержание существенно зависит уровень безопасности движения. Отказ пути на искусственных сооружениях, осо­бенно в тоннелях, может вызвать серьезный сбой движения поездов, а аварии и крушения — привести к более тяжелым последствиям.

В связи с этим к конструкции железнодорожного пути на искусствен­ных сооружениях по сравнению с обычными участками пути с земляным полотном предъявляются повышенные требования, учитывающие осо­бенности условий его работы. В частности к основным из них относятся:

Основные требования к пути на ИС

1. Повышенные требования к мощности пути (массе, качеству рельсов, эпюре шпал);

2. Более высокая точность положения рельсовой колеи в про­странстве по отношению к искусственному сооружению и разме­ров элементов пути как по габаритным ограничениям, так и по условиям прочности и устойчивости сооружений;

3. Обеспечение безопасного прохода колес подвижного состава даже в случае их схода с рельсов на искусственном сооружении;

4. Ограничение наибольшего продольного уклона пути по усло­виям силовых воздействий поездов на мосты;

5. Более высокая требуемая несущая способность основания пути и отсутствие осадок пути в процессе эксплуатации;

6. Необходимость учета на искусственных сооружениях сравни­тельно большей жесткости пути, чем на обычном пути на земля­ном полотне, следствием чего являются повышенные динамичес­кие воздействия поездов на путь прежде всего на участках перехода с искусственного сооружения (особенно с безбалластным верхним строением) на земляное полотно;

7. Необходимость учета продольной подвижности нижнего стро­ения (ферм и балок) мостов в горизонтальной плоскости, в отли­чие от неподвижного земляного полотна.

Продольная подвижность металлических ферм и балок вызыва­ется изменением температуры пролетных строений, а также изги­бом их под поездной нагрузкой и связанными с этим удлинением нижнего и укорочением верхнего поясов с соответствующими про­дольными перемещениями подвижных опорных частей.

С целью недопущения дополнительных динамических воздей­ствий от подвижного состава должно обеспечиваться совпадение осей пути и пролетных строений. Допускается несовпадение в ог­раниченных пределах: на мостах с безбалластным мостовым по­лотном в прямом участке ось пути не должна отклоняться от оси продольного строения более чем на 30 мм, а в кривых — не более 20 мм. При езде на балласте допускаются отклонения, соответствен­но, в прямых до 50 мм, в кривых — до 30 мм.

При больших отклонениях необходимо выполнить рихтовку или перешивку пути, а если это невозможно, то проверить расчетом их допустимость по условиям грузоподъемности пролетных строений, по прочности мостовых брусьев, а на мостах с ездой понизу прове­рить их соответствие габариту приближения строений.

В тоннелях отклонения оси пути в плане и профиле от пролет­ного положения не должны вызывать нарушения габарита или увеличения негабаритности сооружения. Контроль за положением пути в тоннелях должен осуществляться с помощью постоянных путе­вых реперов, заделанных в обделку стен через каждые 20 м в прямых и через 10 м в кривых. Для контрольных измерений применяют специальный шаблон, устанавливаемый на головку путевого рельса и на репер.

В качестве балласта на мостах и подходах к ним с обеих сторон (по 50 м для малых мостов, по 200 м — для средних, по 500 м — для больших мостов) должен применяться щебень из твердых скаль­ных пород. Находящийся в эксплуатации асбестовый балласт дол­жен заменяться в плановом порядке на щебеночный. На подходах к мостам и к тоннелям с безбалластной проезжей частью, с целью обеспечения плавного, с переменной жесткостью сопряжения с обычным балластом при необходимости следует уст­раивать участки переходного пути. Ширина плеча балластной призмы должна быть не менее 35 см, на путях 4 и 5-го классов на прямых участках пути и в кривых Л > 600 м допускается ширина плеча балластной призмы не менее 25 см.

Толщина к слоя балласта под шпалой в подрельсовой зоне должна быть не менее 25 см. Максимальная толщина балласта под шпалой не должна превышать 40 см, а на мостах с откидными консолями — 35 см.

На балластном пути в тоннелях толщина щебня на всем их протя­жении и на подходах не менее 200 м с каждой стороны должна быть под шпалой не менее 25 см. В случаях, когда габарит тоннеля не позволяет иметь указанную толщину балластного слоя, допускает ся толщина последнего не менее 20 см; а в исключительных случа­ях, с разрешения ОАО «РЖД», — не менее 15 см.

Эпюра шпал на пути в тоннелях должна составлять 2000 шт./км (вместо 1840 на перегоне) и 1840 шт./км (вместо 1600).

Конструкция пути и мостового полотна на искусственных сооруже­ниях должна обеспечивать возможности прохода колес подвижного со­става в случае их схода с рельсов без повреждения конструкции моста.

Для этой цели на мостах длиной более 50 м или расположенных в кривых радиусом менее 600 м с ездой на балласте, а также на всех мостах с деревянными мостовыми брусьями, металлическими попе­речинами и безбалластными железобетонными плитами при длине мо­стового полотна более 5 м или расположении их в кривых К < 1000 м, в двухпутных тоннелях укладывают внутри колеи контруголки (контр­рельсы) длиной не менее 6 м, соединяемые типовыми четырехдырными накладками. Снаружи колеи по всей длине мостов укладывают про­тивоугонные или охранные уголки либо брусья.

На больших мостах и в тоннелях длиной более 100 м, на всех мостах с разводными пролетами, а также на подходах к указанным мостам и тоннелям должны быть уложены термоупрочненные рель­сы типа Р65. На остальных мостах и в тоннелях укладываются те же рельсы, что и на перегоне.

При укладке рельсовых плетей на мостах должны учитываться особенности совместной работы пути и моста, в первую очередь подвижность подрельсового основания, вызываемая изменением длины пролетного строения температурными воздействиями и про­ходом подвижного состава.

На больших мостах должны укладываться звеньевой путь либо плети не более температурного пролета моста. Для компенсации температурных деформаций рельсов, вызываемых проходом поездов на мостах, применяются уравни­тельные приборы или уравнительные рельсы. За температурный пролет принимается расстояние от неподвиж­ных опорных частей одного пролетного строения до подвижных опорных частей смежного пролетного строения или до шкафной стенки устоя. В арочных мостах температурный пролет равен поло­вине пролета арки.

В каждом температурном пролете должно быть уложено по од­ному комплекту уравнительных приборов типа Р65 или уравнитель­ных рельсов.

Угон пути на мостах не допускается, равно как не допускается и передача угона рельсового пути с подходов на мост. Он должен быть полностью ликвидирован на этих подходах.

В тоннелях с верхним строе­нием на балласте закрепление пути от угона производится так же, как и на пути со шпалами, а в тоннелях с безбалластным верхним строением — по специальному проекту.

В уравнительных приборах все болты и прижимы должны быть плотно закреплены, а трущиеся поверхности остряков и рамных рельсов смазаны.

Лафеты уравнительных приборов должны плотно опираться на мостовые брусья, безбалластные плиты или шпалы. Остряки урав­нительных приборов должны занимать положение, соответствующее температуре воздуха и определяемое в соответствии с прави­лами и технологией укладки и замены уравнительных приборов на мостах с допуском ±20 мм.

Критерии назначения основных видов ремонтов пути

Назначение работ по видам ремонтов производится по фактическому состоянию пути, определяемому по результатам комплексной оценки состояния пути, диагностики и генеральных осмотров пути, с учетом нормативных сроков его службы и предельных значений дополнительных критериев, в т.ч. параметров надежности методологии УРРАН.

Параметры определяются в соответствии с «Методикой расчета показателей надежности методологии управления ресурсами, рисками на этапах жизненного цикла и анализа надежности (УРРАН) в дистанциях пути», утвержденной распоряжением ОАО «РЖД» от 30.06.11 г. № 1420р.

При назначении работ по видам ремонтов обязательным условием является наработка тоннажа или срока службы в годах не менее нормативного.

При наработке тоннажа (срока службы в годах) менее нормативного назначение капитальных ремонтов согласовывается с Управлением пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД».

Таблица 5.4. Критерии выбора участков, подлежащих реконструкции, капитальному ремонту на новых материалах при текущем планировании

¹⁾ По таблице определяется нормативный срок службы в пропущенном тоннаже с учетом понижающих и повышающих коэффициентов или срок службы в годах.

²⁾ При определении одиночного выхода рельсов учитываются дефекты, образование и развитие которых зависит и возрастает по мере наработки тоннажа (дефекты: 10; 11.1-2; 17; 20; 21.1-2; 41), дефекты 30В, 30Г, 69, дефекты пятой группы (кроме дефектов 55; 56.3; 59), дефекты седьмой группы. Выход уравнительных рельсов не учитывается.

³⁾ На пути с железобетонными шпалами со скреплениями КБ подсчитывается суммарный процент подкладок и закладных болтов, при бесподкладочных скреплениях – клемм и прикрепителей (болтов, шурупов, анкеров), на пути с деревянными шпалами – подкладок и костылей.

Пример. На звеньевом пути негодных подкладок - 20 %, костылей - 15 %. Следовательно, сумма процентов негодных элементов составит: 20+15=35%.

1. Процент негодных элементов скреплений определяется выборочным порядком путем детального обследования на пикете скреплений на двух 25-метровых звеньях (на бесстыковом пути - на двух отрезках пути длиной по 25 м), произвольно выбранных в начале и середине плети (вне уравнительных рельсов)

2. Если приведенные в таблице дополнительные критерии по количеству негодных шпал и скреплений окажутся меньше табличных на 1/3 и более, то вместо капитального ремонта пути на новых материалах может быть назначена сплошная смена рельсов, сопровождаемая сопутствующими работами в объеме среднего или планово-предупредительного ремонта.

3. Участки пути, имеющие длительные ограничения скорости по состоянию пути, имеют приоритеты на уровне основного критерия.

Таблица 7.2. Критерии выбора участков, подлежащих капитальному ремонту на старогодных материалах

Сноски и примечания аналогичны приведенным в таблице 7.1.

Таблица 7.3. Критерии выбора стрелочных переводов, подлежащих капитальному ремонту на новых и старогодных материалах

* Нормативные сроки службы стрелочных переводов на железобетонных брусьях понижаются при отсутствии сварки стыков на 15 %.

П р и м е ч а н и я:

1. При меньшем количестве негодных брусьев вместо капитального ремонта стрелочного перевода с заменой всех брусьев может быть произведена сплошная замена металлических его частей с заменой негодных брусьев.

Таблица 7.4. Критерии выбора участков, подлежащих среднему ремонту

П р и м е ч а н и е:

¹⁾ Загрязненность щебня и количество выплесков оценивается в год, предшествующий назначению ремонта пути. При этом выплески, устраненные в течение года, также входят в эту сумму.

²⁾ Потребность в замене балласта имеет место:

- при наличии в пути щебня слабых пород;

- щебня фракций, несоответствующих ГОСТ;

- необходимости замены асбестового или других видов балласта на щебеночный.

Таблица 5.5. Критерии выбора участков, подлежащих планово-предупредительному ремонту

¹⁾ Количество отступлений определяется по показаниям вагона-путеизмерителя в среднем за 3 последних «весенних» месяца без учета отступлений по ширине колеи;