Ciao studente. Scartamento ferroviario Ampliamento dello scartamento

scartamento ferroviario- questa è la distanza tra le facce laterali interne delle teste dei binari, misurata a un livello di 13 mm sotto la superficie del battistrada, nel nostro Paese, all'inizio della costruzione delle ferrovie, è stata presa pari a 5 piedi, cioè 1524 mm. Nella maggior parte degli altri paesi, lo scartamento normale è di 1435 mm. In India, Pakistan, Ceylon, Spagna, Portogallo, Argentina e Cile, lo scartamento è di 1676 mm, in Brasile, Irlanda del Nord - 1600 mm, in Giappone e in numerosi paesi africani - 1067 mm.

In molti paesi ci sono strade a scartamento ridotto con uno scartamento di 750, 600, 500 mm e altre dimensioni.

Per migliorare l'interazione del binario con il materiale rotabile, il Regolamento operazione tecnica ferrovie, approvato dal Ministero delle Ferrovie nel 1970, lo scartamento è stato ridotto da 1524 a 1520 mm.

Carreggiata normale si applica ai tratti rettilinei e alle curve con un raggio di 350 m o più. Per curve con raggio da 349 a 300 m è 1530 mm e per raggi di curva inferiori a 300 m è 1535 mm. L'allargamento della carreggiata in curve di piccolo raggio è predisposto per facilitare il passaggio del materiale rotabile lungo di esse. Nelle curve con raggio compreso tra 650 e 300 m, lo scartamento può presentare un ulteriore allargamento pari all'entità dell'effettiva usura laterale del fungo della rotaia, ma non superiore a 1530 mm nelle curve con raggio compreso tra 650 e 450 m, 1535 mm nelle curve con raggio compreso tra 449 e 350 me 1540 mm nelle curve con raggio compreso tra 349 e meno di 349 m.

A causa dell'impossibilità di fornire uno scartamento assolutamente accurato durante l'assemblaggio della griglia traversa rotaia e della sua invariabilità durante il funzionamento, le tolleranze nel contenuto dello scartamento sono fissate pari a +8 e -4 mm. Ciò significa che alla velocità di 1520 mm, la carreggiata può variare da 1528 a 1516 mm. Per le sezioni curve vengono utilizzate le stesse tolleranze, ma con una limitazione: la carreggiata superiore a 1548 mm non è consentita in nessun caso, poiché un tale aumento crea il pericolo di una possibile diffusione della sua parte della ruota con una maggiore conicità della superficie.

Se sulla sezione sono impostate velocità del treno consentite pari o inferiori a 50 km/h, la sagoma può essere allargata fino a 10 mm e ridotta di 4 mm.

Sulle linee esistenti, fino al passaggio allo scartamento da 1520 mm, sono consentiti i seguenti scartamenti: sui tratti rettilinei e in curva con raggio pari o superiore a 350 m - 1524 mm; in curve con un raggio da 349 a 300 m - 1530 mm e con un raggio di 299 m o meno - 1540 mm.

Sono presenti sezioni separate con scartamento di 1524 mm, dove sono ancora conservate curve con i seguenti scartamenti: con raggi da 650 a 450 m - 1530 mm; con raggi da 449 a 350 m - 1535 mm; con raggi di 349 m e meno - 1540 mm.

Fino al passaggio allo scartamento da 1520 mm, è consentito mantenere il binario secondo questi standard.

In condizioni difficili (linee di montagna, binari interni allo stabilimento, ecc.), quando si utilizzano curve molto ripide e la carreggiata di 1548 mm è insufficiente, è possibile consentire un ulteriore allargamento, ma a condizione che vengano posate controrotaie e altri dispositivi, escludendo la possibilità che le ruote cadano nel binario.

Il più favorevole è iscrizione gratuita nella curva della base rigida della locomotiva o del carro (Fig. 1), quando l'asse anteriore viene premuto dalla cresta di una ruota sulla filettatura esterna della rotaia e l'asse posteriore tocca la cresta della filettatura interna della rotaia; in questo caso l'assale posteriore si trova nella direzione del raggio della curva. In questo caso, la base rigida dell'unità rotabile è installata completamente libera all'interno del binario.

Il tipo di ingresso più sfavorevole è inceppamento in forma(Fig. 2), in cui entrambe le ruote estreme in una base rigida sono premute da creste sul binario. Tale montaggio provoca una resistenza molto grande al movimento del treno e una pressione pericolosa delle ruote sulle rotaie. Viene chiamata un'iscrizione, per sua natura, che occupa una posizione intermedia tra libera e incuneata costretto.

Sulla nostra linee ferroviarie attualmente, locomotive a carrello (locomotive elettriche e locomotive diesel) e merci a carrello e vagoni passeggeri con base rigida da 1,8 m per un carro merci scoperto a quattro assi a 4,4 m per una locomotiva elettrica.

Il passaggio ai rotabili a base corta ha consentito di unificare la larghezza, le sagome sui tratti rettilinei e curvilinei (di raggio pari o superiore a 350 m), ad eccezione di un tratto di binario relativamente piccolo in zone montane, di accesso, di raccordo, interno stabilimento e di stazione, con raggio di curvatura inferiore a 350 m.

Quando passano i treni curve il binario subisce impatti aggiuntivi significativi dalle ruote del materiale rotabile. Per evitare forti urti dei bordi delle ruote sulle rotaie quando il treno entra in curva, sovraccarichi significativi delle filettature esterne della rotaia dovuti alla comparsa di forze centrifughe, facilitano l'inserimento del materiale rotabile nelle curve e il loro transito:

• aumentare la carreggiata;
• prevenire la distorsione della curvatura di progetto del binario;
• le filettature esterne della rotaia si trovano sopra quelle interne;
• nei punti di coniugazione dei tratti rettilinei del binario con le curve sono disposte le curve di transizione;
• ridurre la distanza tra le traversine;
• lubrificare le superfici laterali di contatto tra le flange delle ruote e le rotaie.

Di grande importanza per l'interazione tra materiale rotabile e binario in curva è la dimensione della base rigida di locomotive e vagoni. Sulle strade della Federazione Russa circolano locomotive a carrelli (locomotive elettriche e locomotive diesel) e carrozze merci e passeggeri con base rigida da 1,8 m per un carro merci scoperto a quattro assi a 4,4 m per una locomotiva elettrica. Il materiale rotabile a base corta ha significativamente migliori condizioni passando lungo curve, e questo ha permesso di unificare lo scartamento su tratti rettilinei e curvilinei (con raggio di 350 m o più). Solo su un tratto relativamente piccolo di binari in zone montuose, sui binari di accesso, di collegamento, all'interno dello stabilimento e di stazione, dove i raggi di curvatura sono rimasti inferiori a 350 m, lo scartamento viene ampliato.

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DISPOSITIVO DI BINARI FERROVIARI IN SEZIONI CURVE DEL PERCORSO

Il binario ferroviario nei tratti curvilinei presenta le seguenti caratteristiche:

1. ampliamento del binario ferroviario a raggi inferiori a 350 m;
2. un'elevazione è disposta lungo la filettatura esterna della rotaia della curva;
3. i tratti rettilinei con curve circolari sono collegati da curve di transizione. Le curve di transizione sono anche disposte tra curve di raggio diverso;
4. i binari accorciati sono posati lungo la filettatura interna del binario della curva per garantire la posizione dei giunti l'uno di fronte all'altro;
5. nei tratti curvi del binario su linee a doppio binario, sono disposti intertracciati allargati. L'allargamento viene effettuato all'interno delle curve di transizione.

La carreggiata deve garantire che tutti i veicoli di massa si adattino alla curva. Questa voce dovrebbe essere la più favorevole e quasi gratuita. Secondo il PTE, lo scartamento in curva, a seconda del raggio, è fissato nelle seguenti dimensioni:

• a R = 350 me più di 1520 mm;
• a R = 349...300m 1530mm;
• a R = 299 me inferiore a 1535 mm.

Secondo l'assegnazione, il raggio della curva è R = 400 m, in base al quale la carreggiata è di 1520 mm.

Le norme fornite sono stabilite dai calcoli per l'adattamento dei veicoli ferroviari alle curve. Nella pratica ferroviaria, nonostante le norme approvate, è molto spesso necessario determinare lo scartamento (passando per la sezione di rotabili speciali, progettando nuovi rotabili, comprese le macchine a binario). Si consiglia di determinare la carreggiata da due schemi di progetto che presentano due casi estremi (schemi di montaggio libero e incuneato). Qualsiasi altra posizione dell'equipaggio sarà intermedia.

DETERMINAZIONE DEL BINARIO OTTIMALE

Lo schema di progettazione per determinare la larghezza ottimale della sagoma è considerato uno schema di montaggio libero, in cui il veicolo ferroviario con la sua ruota esterna dell'asse anteriore della base rigida viene premuto contro il binario esterno della curva e l'asse posteriore della base rigida occupa una posizione radiale. In questo caso il centro di rotazione del veicolo si trova all'intersezione del raggio con l'asse geometrico longitudinale del veicolo.

Secondo il compito, secondo la tabella, determiniamo la formula della ruota per la locomotiva diesel VL 60. Le sue caratteristiche tecniche:

• diametro ruota 1250 mm
• formula ruota 3-3
• base rigida lunghezza 4600 mm
• distanza tra gli assi 2300-2300 mm
• corse dell'asse trasversale:
  • +- 1 mm
  • +- 15,5 mm
  • +- 1 mm

Sulla base delle informazioni di cui sopra, selezioniamo lo schema per l'iscrizione della Fig. 2

Riso. 2 Schema per la determinazione della carreggiata ottimale per il montaggio libero di una base rigida a tre assi con corse degli assi trasversali.

Dal diagramma sopra si può vedere che la carreggiata richiesta

Sopt = qmax + fí - ζ + 4, (1.1)

dove qmax è la carreggiata massima,

qmax = Tmax + 2dmax + 2μ; (1.2)

T - attacco ruota; secondo PTE, T = 1440 6 Z mm, il suo valore massimo Tmax = 1443 mm;

d - spessore della cresta della benda, dmax = 33 mm;

μ - ispessimento della cresta della benda nella sezione situata sopra il piano di progettazione; per ruote di carri μ = 1 mm, per ruote di locomotive μ = 0;

fn - freccia di flessione della filettatura esterna della rotaia, misurata dalla corda AB; è determinato dalla formula

dove μ è la distanza dall'asse geometrico della prima sala montata al centro di rotazione del veicolo;

R è il raggio della curva lungo l'asse del percorso;

b è la distanza in pianta dall'asse geometrico della sala montata al punto in cui il bordo della ruota tocca il fungo della rotaia,

dove r è il raggio della ruota in un cerchio rotante;

τ è l'angolo di inclinazione della flangia della ruota rispetto all'orizzonte; per carri τ = 60°, per locomotive τ = 70°;

ζ è una grandezza geometrica che si presenta entrando sia nei veicoli a due che a tre assi con corse degli assi trasversali e che, a seconda del valore di ∑η e del rapporto tra ∑η e fv, può assumere diversi valori

Qui ∑η è la somma delle rincorse trasversali degli assi del veicolo che influenzano l'accoppiamento; quindi, con la libera iscrizione di una base rigida a tre assi - solo rincorse degli assi estremi. In questo caso, la formula 3.1 è valida solo a condizione che la corsa trasversale dell'asse centrale non sia inferiore alla corsa degli assi esterni, cioè η1≤η2≥η3. Nelle moderne locomotive questa condizione è soddisfatta; i decolli trasversali dei vari assi vanno da 0 a 22 mm e anche di più e sono caratteristiche del passaporto degli equipaggi; fv - freccia di flessione del binario interno, misurata dalla corda A1B1; è determinato dalla formula

Questa espressione differisce dalla formula (1.3) solo per il segno davanti a b.

Il valore di ζ può assumere i seguenti valori:

a) se ∑η \u003d 0, allora ζ \u003d 0, cioè l'iscrizione avviene in assenza di tratti trasversali (Fig. 3.1);

b) se ∑η< fв, то ζ = ∑η, т.е. в формулу (1.1) вместо ζ подставляется численное значение суммы поперечных разбегов; при этом внутренний гребень колеса передней оси еще не касается внутреннего рельса. В этом случае выражение (1.1) примет вид

Sopt = qmax + fn - ∑η +4;, come puoi vedere 2<26.2, значит ζ=2.

Sopt=1509+26,6-2+4 = 1537,6 mm

Sulla base dei risultati di questo calcolo, 1537,6 mm > 1520 mm, il che significa che il montaggio libero in queste condizioni non è garantito, è necessario procedere alla determinazione della carreggiata minima consentita.

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Elementi di fissaggio per binari. Antifurto

Binario: due fili continui del binario situati a una certa distanza l'uno dall'altro. Ciò è garantito collegando le rotaie alle traversine e i singoli collegamenti ferroviari tra loro.

I fissaggi delle rotaie sono divisi in intermedi e testa a testa.

I fissaggi intermedi devono garantire un collegamento affidabile e sufficientemente elastico delle rotaie con le traversine, mantenere uno scartamento costante e la necessaria sottopendenza della rotaia e impedire lo spostamento longitudinale e il ribaltamento delle rotaie.

Gli elementi di fissaggio intermedi sono divisi in tre tipi principali: inseparabili, misti e separati.

Fissaggio inseparabile (stampelle) - il binario e le fodere su cui poggia sono fissati alle traversine con le stesse stampelle (tre), secondo la Figura 1a

Figura 1 Fissaggi intermedi a punta per traversine in legno: a - inseparabili; b - misto; 1 - binario; 2 - stampella; 3 - fodera; 4 - dormiente.

Fissaggio misto (DO) - le fodere (stampelle) sono fissate alle traversine con stampelle aggiuntive (cinque), Figura 1 b.

Il suo vantaggio è la semplicità del design, il peso ridotto, la facilità di riempimento, ricucitura e smontaggio del binario.

Lo svantaggio è che non garantisce la costanza dello scartamento, contribuisce all'usura delle traversine e resiste male al furto del binario.

Nel fissaggio DO, le stampelle principali impediscono al binario di spostarsi lateralmente e ribaltarsi, e le stampelle della guaina riducono lo spostamento del rivestimento sotto l'azione delle forze orizzontali e la vibrazione dei rivestimenti. Il rivestimento a cuneo è dato dall'inclinazione delle rotaie.

Fissaggi separati (terminale) KD - la rotaia è fissata ai rivestimenti con terminali rigidi o elastici e bulloni terminali, i rivestimenti alle traversine - con bulloni o viti secondo la Figura 2.

Figura 2 Fissaggio separato intermedio per traversine in legno: 1 - guarnizione; 2 - fodera; 3 - vite; 4 - terminale; 5 - rondella a due giri; 6 - dado; 7 - bullone terminale.

In questi fissaggi, i rivestimenti sono fissati in modo permanente alle traversine con viti e la rotaia viene costantemente pressata con morsetti ai rivestimenti.

Il vantaggio di questi elementi di fissaggio è l'assenza di grandi vibrazioni dei cuscinetti, la resistenza al furto di binari e la possibilità di cambiare binari senza rimuovere le viti.

Per un binario con traversine in cemento armato, vengono utilizzati elementi di fissaggio terminali di tipo KB, KB65 con un terminale a barra, ZhBR-65, BPU, secondo la Figura 3

Figura 3 Fissaggio KB-65 con terminale a barra: 1 - terminale; 2 - rondella; 3, 8 - guarnizioni; 4 - fodera; 5 - rondella a due giri; 6 - manicotto isolante; 7 - staffa per guaina isolante

In grandi quantità viene utilizzato il fissaggio KB, in cui una guarnizione piatta è fissata alla traversina con bulloni ipotecari.

I collegamenti ferroviari sono collegati tra loro mediante elementi di fissaggio di testa.

Gli elementi di fissaggio di testa collegano saldamente le guide in un filo continuo. I punti di connessione sono chiamati giunti ferroviari. Le estremità dei binari sono ricoperte da sovrapposizioni, che sono imbullonate attraverso i fori. Le rondelle elastiche o Belleville sono posizionate sotto i dadi dei bulloni, secondo la Figura 4

Figura 4 giunto ferroviario: 1 - stampella; 2 - fodera; 3 - bullone; 4 - sovrapposizione; 5 - binario; 6 - rondella; 7 - dado.

Le piastre di testa sono progettate per collegare le rotaie e assorbire le forze di flessione e trasversali in corrispondenza della giunzione. I pattini a doppia testa sono realizzati in acciaio ad alta resistenza e sottoposti a tempra. Di recente, stanno passando all'uso di sovrapposizioni a sei fori.

A seconda della posizione rispetto alle traversine si distinguono le articolazioni in peso, tra traversine e traversine doppie. I giunti sospesi (Figura 4) sono accettati come standard, fornendo maggiore elasticità e comodità di zavorra di rincalzatura per le traversine di testa. Le estremità dei binari sono collegate al centro tra due traversine di testa e le giunture di entrambi i binari sono posizionate l'una contro l'altra, lungo un quadrato.

Viene lasciato uno spazio tra le estremità delle rotaie in corrispondenza dei giunti, poiché la lunghezza delle rotaie cambia al variare della temperatura. Per evitare forti urti delle ruote del materiale rotabile, lo spazio non deve superare i 21 mm. Ogni temperatura delle rotaie corrisponde a un certo spazio di testa.

lz \u003d γ (tmax - t),

dove γ è il coefficiente di dilatazione lineare dell'acciaio lp è la lunghezza delle rotaie in m.

tmax, t - rispettivamente, la temperatura più alta nell'area e la temperatura al momento della posa della rotaia.

Sulle linee con autobloccaggio, i giunti isolanti sono disposti ai confini delle sezioni del blocco a elettricità non poteva passare da una delle rotaie collegate all'altra. Esistono due tipi di giunti isolanti: con tamponi metallici di chiusura e incollati, secondo la Figura 5

Figura 5 Sezione trasversale del giunto isolante: a - con piastre metalliche di chiusura; b - bullone di colla; 1 binario; 2 - sovrapposizione; 3 - guarnizione laterale; 4 - tavola in fibra o polietilene per bulloni; 5 - barra di bloccaggio; 6 - boccola; 7 - guarnizione isolante inferiore; 8 - fodera; 9 - bullone di testa; 10 - dado; 11 - rondella; 12 - isolamento in fibra di vetro impregnato di colla epossidica; 13 - isolamento sul bullone.

Nel primo caso l'isolamento viene fornito mediante la posa di guarnizioni e boccole in fibra, textolite o polietilene. Nell'intercapedine sono posizionate anche guarnizioni in textolite o tricol, a forma di binario.

Nel secondo caso vengono utilizzati giunti colla-bullone, in cui piastre metalliche di testa, distanziatori isolanti in fibra di vetro e bulloni con boccole isolanti sono incollati con colla epossidica alle estremità delle rotaie in una struttura monolitica.

Sulle linee con trazione elettrica e autobloccanti, vengono installati speciali connettori di testa per il passaggio senza ostacoli della corrente attraverso il giunto.

Sotto l'azione delle forze che si creano quando i treni si muovono sotto le rotaie (flessione ondulatoria delle rotaie sotto il treno, attrito tra le ruote e le rotaie, collisioni delle ruote, frenata del treno), le rotaie possono muoversi longitudinalmente lungo le traversine o insieme alle traversine lungo la massicciata, chiamata angolo di binario.

Sui tratti a doppio binario il furto avviene nel senso di marcia, mentre sui tratti a binario singolo il furto è bidirezionale.

Il modo migliore per prevenire il furto dei binari è utilizzare pietrisco e dispositivi di fissaggio intermedi separati, che forniscono una resistenza sufficiente al movimento longitudinale delle rotaie e non richiedono ulteriori mezzi di fissaggio.

Per i fissaggi inseparabili e misti si utilizzano gli antifurto a molla, si tratta di mollette fissate sulla soletta della rotaia e appoggiate alla traversina, secondo la Figura 6

Figura 6 Antifurto a molla

Da 18 a 44 coppie sono poste su un collegamento lungo 25 m, a seconda della densità di carico, del tipo di zavorra e delle condizioni del traffico del treno.

Percorso senza soluzione di continuità

Il percorso senza giunti è più progressivo rispetto al percorso di collegamento. L'assenza di giunti nelle sferze delle rotaie riduce l'impatto dinamico sul binario, riduce l'usura delle ruote del materiale rotabile, migliora la scorrevolezza del movimento dei treni, prolunga la vita utile della sovrastruttura del binario, riduce i costi di manutenzione del binario, ecc.

La riduzione del numero di giunzioni grazie alla saldatura delle singole maglie in una frusta consente di risparmiare fino a 1,8 tonnellate per 1 km.

Una caratteristica di un binario continuo è che le sferze ben fissate non possono cambiare la loro lunghezza quando la temperatura sale o scende, ad eccezione di piccoli movimenti delle parti terminali. Nelle rotaie si generano forze di trazione e compressione longitudinali fino a 2,5 MPa che, in caldo può portare all'espulsione del binario di lato e, in caso di forte gelo, a una rottura della frusta con la formazione di un pericoloso spazio vuoto. Pertanto, il binario senza giunti viene posato su traversine in cemento armato con fissaggio separato e zavorra in pietrisco. Il prisma di zavorra viene accuratamente compattato.

Le sferze sono saldate da binari R65 o R75 temprati a caldo senza fori per i bulloni. Le rotaie vengono saldate con il metodo dell'elettrocontatto su saldatrici a contatto fisse o mobili. La lunghezza delle sferze delle rotaie dipende dalla posizione dei giunti isolanti, dei grandi ponti metallici, degli incroci, degli scambi, ecc. E di norma è di 950 m.

Sulle strutture artificiali con un impalcato del ponte su zavorra, viene posato un binario continuo senza restrizioni; su posti metallici con travi a ponte - secondo il progetto. Le estremità delle ciglia devono trovarsi all'esterno della parete dell'armadietto del moncone a una distanza di 50-100 m. Quando la temperatura oscilla, è possibile modificare la lunghezza delle sezioni terminali delle ciglia. Per rendere possibile questa variazione di lunghezza, tra le ciglia adiacenti vengono posati dei binari di livellamento, formando un progetto di livellamento (due o tre coppie di binari di 12,5 m di lunghezza). Alla fine della sezione del blocco con bloccaggio automatico nella zona delle guide di livellamento, viene posizionato un giunto isolante secondo lo schema, secondo la Figura 7

Figura 7 Flagello di una pista senza cuciture: 1 - giunto isolante; 2 - frusta; 3 - binari di livellamento.

La posa delle guide di livellamento assicura anche, se necessario, lo scarico delle sollecitazioni termiche nelle ciglia durante le riparazioni e altri lavori. Per fare ciò, indebolire il fissaggio del canniccio con le traversine, dopo aver rimosso le guide di livellamento. Di conseguenza, la frusta viene accorciata o allungata. Successivamente, la frusta viene fissata e vengono posate le guide di livellamento della lunghezza desiderata. Più lunghe sono le ciglia, più evidenti sono i vantaggi di un percorso continuo. Su un certo numero di strade, c'è esperienza nella posa di ciglia della lunghezza di una sezione di blocco e persino di un intero raggio. All'estero ci sono frustate lunghe 30-40 km, quando i binari di traino, gli scambi e i binari della stazione sono saldati in un unico insieme.

Il dispositivo del binario su tratti rettilinei

La disposizione dello scartamento ferroviario è associata alla progettazione e alle dimensioni delle sale montate del materiale rotabile.

La sala montata è costituita da un asse in acciaio, su cui le ruote sono montate saldamente, con creste di guida (flange) per evitare il deragliamento, in conformità con la Figura 8

Figura 8 Sala montata su un binario

La superficie del battistrada delle ruote nella parte centrale ha una conicità di 1/20, che fornisce un'usura più uniforme, una maggiore resistenza alle forze orizzontali dirette attraverso il binario, una minore sensibilità ai suoi malfunzionamenti e impedisce la comparsa di una scanalatura sulla superficie del battistrada, che rende difficile il passaggio delle sale montate attraverso gli scambi.

Le rotaie sono inoltre installate con un'inclinazione verso l'interno di 1/20 su tratti rettilinei grazie al rivestimento a cuneo con scaglie di legno e con cemento armato - con una corrispondente pendenza della superficie delle traversine.

La distanza tra i bordi interni delle teste delle rotaie è chiamata scartamento. Questa larghezza è costituita dalla distanza tra le ruote (1440 ± 3 mm), due spessori delle creste (da 25 a 33 mm) e gli spazi tra le ruote e le rotaie.

Lo scartamento nei tratti rettilinei e curvilinei del binario con raggio pari o superiore a 349 m è di 1520 mm con tolleranze di 6 mm in direzione dell'allargamento e di 4 mm in direzione del restringimento.

In conformità con il PTE, la parte superiore delle teste delle rotaie di entrambe le filettature nei tratti rettilinei deve essere allo stesso livello.

È consentito sui tratti rettilinei del binario contenere una filettatura della rotaia per 6 mm. più alto dell'altro in conformità con le norme stabilite dalle relative istruzioni del Ministero delle Ferrovie della Russia.

I giunti su entrambe le filettature del binario sono posizionati rigorosamente l'uno contro l'altro lungo il quadrato.

Per evitare che la sala montata ruoti attorno ad un asse verticale, le sale montate di carri e locomotive sono collegate da un telaio rigido (due o più ciascuna).

La distanza tra gli assi estremi collegati dal telaio è chiamata base rigida e tra gli assi estremi di un carro o di una locomotiva - un passo intero, rispettivamente, con Figura 9

Figura 9 Passi rigidi e interi:

a - locomotiva elettrica VL 80; b - una sezione della locomotiva diesel TE3; in - in una locomotiva a vapore della serie FD; g - gondola a quattro assi.

Il collegamento rigido delle coppie di ruote fornisce una posizione stabile sui binari, ma rende difficile il passaggio in curve a raggio ridotto (inceppamento).

Per facilitare l'inserimento in curva, il materiale rotabile è prodotto su carrelli separati con piccole basi rigide.

Costruzione di binari su ponti e gallerie

Sui ponti metallici, il binario è realizzato senza massicciata su travi o solai in legno o cemento armato.

Le travi sono imbullonate alle travi longitudinali. Per trattenere il materiale rotabile in caso di deragliamento, le barre di protezione o gli angoli sono posizionati all'esterno del binario e le controrotaie o gli angoli all'interno, in conformità con la Figura 10, 11.

Figura 10 Impalcato del ponte su traverse in legno con fissaggio a vite terminale separato delle rotaie: I - l'angolo di protezione è fissato con un bullone a nottolino; II - l'angolo protettivo è fissato con viti; tra parentesi sono indicate le distanze minime, mm.

Figura 11 Impalcato del ponte senza zavorra su solette in cemento armato: 1 - controangolo; 2 - binario; 3 - lastra in cemento armato; 4 - perno fissaggio piastra ad alta resistenza; 5 - riempimento di cemento-sabbia (il montaggio della guarnizione in legno è monolitico); 6 - rete di rinforzo.

Su luoghi e cavalcavia in pietra, cemento e cemento armato, il binario ha un design convenzionale ed è posato su massicciata di pietrisco e traversine ordinarie.

Disposizione dei binari in tratti curvilinei

Il binario ferroviario nelle sezioni curve funziona più difficile che sulle linee rette, poiché durante il movimento del materiale rotabile compaiono ulteriori forze centrifughe. Le caratteristiche della disposizione di tale binario includono: l'elevazione del binario esterno sopra quello interno, la presenza di curve di transizione, l'allargamento dello scartamento a piccoli raggi, la posa di binari accorciati sulla filettatura interna del binario, il rinforzo del binario, l'aumento della distanza tra gli assi dei binari su linee a due e più binari.

Elevazione del binario esterno

L'elevazione della rotaia esterna è prevista con un raggio di curvatura di 4000 m o inferiore, in modo che il carico su ciascuna filettatura della rotaia sia approssimativamente lo stesso. Tale elevazione può essere compresa tra 10 e 150 mm.

Figura 12 Schema delle forze agenti sul rotabile in curva quando la rotaia esterna è sollevata.

Quando il binario esterno viene sollevato del valore h, appare una componente della forza peso H, diretta all'interno della curva, secondo la Figura 12

Per la stessa pressione sui filetti del binario, è necessario che H equilibri I, quindi la risultante N sarà perpendicolare al piano inclinato del binario.

Dato che l'angolo a è piccolo e alla massima elevazione consentita del binario esterno di 150 mm cosa=0.996, possiamo assumere che H=I.

g=9.81 m/s 2 ed esprimendo la velocità V in km/he il raggio R in m si ottiene l'elevazione in mm.

Perché dentro condizioni reali lungo le curve passano treni di diversa massa Qi e con diversa velocità Vi, quindi per un'usura uniforme delle rotaie, la velocità quadratica media è sostituita nella formula precedente.

Ad h=12.5 V 2 /R, nei treni che viaggiano a velocità superiore a Vavg, passeggeri e merci subiranno un'accelerazione eccezionale pari alla differenza tra l'accelerazione centrifuga V 2 /R e l'accelerazione gh/Si diretta verso il centro della curva

L'accelerazione eccezionale consentita sulle strade della Russia è consentita 0,7 m / s 2 e solo in casi eccezionali 0,9 m / s 2.

Quando i treni si muovono a una velocità inferiore a Vav, il carico sulla rotaia interna sarà maggiore di quello esterno.

Il dispositivo delle curve di transizione è necessario per l'iscrizione regolare del materiale rotabile in curve tra un tratto rettilineo e una curva circolare, il cui raggio diminuisce gradualmente da sì al raggio R della curva (da 20 a 200 m). Se un treno da un tratto rettilineo del binario entra in una curva circolare, dove il raggio di curvatura cambia immediatamente da sì a R, allora la forza centrifuga agisce istantaneamente su di esso. Ad alte velocità, il materiale rotabile e il binario subiranno una forte pressione laterale e si consumeranno rapidamente.

La curva di transizione in pianta nella Figura 13 è una curva a raggio variabile decrescente da infinito a

R - il raggio di una curva circolare con una diminuzione della curvatura proporzionale alla variazione di lunghezza. Una curva con questa proprietà è una spirale radioidale il cui controllo è espresso come una serie.

dove c è il parametro della curva di transizione (c=lR)

A causa del fatto che la lunghezza della curva di transizione l è piccola rispetto a C, è praticamente sufficiente limitarsi ai primi due numeri, un membro della serie della formula di cui sopra.

Nel profilo, la curva di transizione in condizioni normali è una linea inclinata con pendenza uniforme i=h/l.

L'allargamento della sagoma è necessario per garantire che il materiale rotabile si adatti alle curve.

All'interno di una base rigida, le sale montate sono sempre parallele tra loro e nel carrello può essere posizionata solo una sala montata lungo il raggio, mentre il resto sarà ad angolo. Per evitare l'inceppamento delle sale montate, è necessario allargare la carreggiata, Figura 13

Figura 13 Schema di adattamento libero in curva di un carrello a due assi

Affinché un carrello a due assi si adatti liberamente a una curva, la carreggiata richiesta

Sc =qmax+fn +4

dove fn è la freccia della curva che si piega lungo la filettatura esterna con una corda di 2λ qmax è la distanza massima tra le facce esterne delle flange della ruota

4 - tolleranza restringimento ruota, mm.

Sono stabilite le seguenti norme per la carreggiata in curva: a R≥350m - 1520mm a R=349: 300m - 1530mm a R≤299m - 1535mm

La posa di binari accorciati nella filettatura interna è necessaria per impedire l'espansione dei giunti. La filettatura interna del binario nella curva è più corta di quella esterna. Pertanto, per eliminare l'avanzamento dei giunti ad ogni raggio di curva, è necessario avere un proprio valore di accorciamento della rotaia. Applicare l'accorciamento standard dei collegamenti ferroviari di 40, 80, 120 mm - per binari 12,5 m di 80, 160 - per binari 25 m.

Numero totale di rotaie corte n richieste per la posa in curva

dove ε è l'accorciamento totale

k - accorciamento standard di un binario

La posa di rotaie accorciate nella filettatura interna è alternata alla posa di rotaie con una normale in modo che la corsa dei giunti non superi la metà dell'accorciamento, ovvero 20, 40, 60 e 80 mm.

Durante il funzionamento del binario, nelle curve è consentito lo scorrimento o il sottoscorrimento dei giunti - 8 cm più la metà dell'accorciamento standard del binario in questa curva.

Il rinforzo del percorso in curva viene eseguito a R≤1200m per garantire la necessaria uguale resistenza con le linee rette adiacenti. Per fare ciò, aumentare il numero di traversine per chilometro, allargare il prisma di zavorra dall'esterno della curva, posizionare i cuscinetti asimmetrici con una spalla larga verso l'esterno, selezionare i binari più solidi.

Nelle curve circolari su linee a due e più corsie, la distanza tra gli assi dei binari aumenta in funzione delle esigenze di gioco, che si ottiene all'interno della curva di transizione del binario interno modificandone il parametro C.

Letteratura usata: Voronkov A.I.
Corso generale delle ferrovie. Testi delle lezioni:
Esercitazione- Orenburg: Sam GU PS, 2009.

scartamento ferroviario- si tratta di due filetti di rotaia installati a una certa distanza l'uno dall'altro e fissati a traversine, travi o lastre. Il dispositivo e la manutenzione del binario ferroviario dipendono dalle caratteristiche di progettazione del carrello del materiale rotabile.

Questi includono la presenza di flange (creste) sulle ruote che trattengono le ruote sui binari e dirigono il movimento di locomotive e vagoni. Le ruote sono strettamente premute sull'asse e insieme ad esso formano una coppia di ruote. Gli assi delle sale montate, uniti da un comune telaio rigido, rimangono sempre paralleli tra loro.

La superficie di rotolamento delle ruote non è cilindrica, ma di forma conica con una pendenza nella parte centrale di 1:20.

La distanza tra i bordi interni delle ruote è chiamata ugello T = 1440 mm con una tolleranza massima di ± 3 mm.

La distanza tra gli assi estremi fissati nel telaio di un carrello è chiamata base rigida.

La distanza tra gli assi estremi di un vagone o di una locomotiva è chiamata passo completo di una data unità.

Quindi, il passo completo della locomotiva elettrica VL-8 è di 24,2 m, la base rigida è di 3,2 m.

La distanza tra le facce di lavoro delle flange della ruota è chiamata larghezza della sala montata.

Lo spessore delle flange delle sale montate non deve essere superiore a 33 mm e non inferiore a 25 mm. Affinché una sala montata con l'ugello più largo e le flange ruota non usurate si adatti all'interno del binario, la sua larghezza deve essere 1440 + 3 + 2 × 33 = 1509 mm, ma la sala montata sarà bloccata (incastrata) tra le rotaie.

Larghezza della pistaè la distanza tra i bordi interni delle teste delle rotaie, misurata 13 mm sotto la pedata. Lo scartamento sui tratti rettilinei del binario e nelle curve con un raggio di 350 m o più deve essere di 1520 mm. Sulle linee esistenti, fino al loro passaggio allo scartamento 1520 mm, sui tratti rettilinei e nelle curve con raggio superiore a 650 m, è ammesso lo scartamento 1524 mm. Nelle curve con un raggio più piccolo, la carreggiata viene aumentata in conformità con le regole per l'operazione tecnica (PTE).

Le tolleranze dello scartamento sono impostate per l'allargamento più 8 mm, per il restringimento dello scartamento meno 4 mm e nelle sezioni in cui sono impostate velocità di 50 km / h o inferiori, sono consentite tolleranze di +10 per l'allargamento, -4 per il restringimento (PTE TsRB-756.2000). Entro le tolleranze, la carreggiata dovrebbe cambiare gradualmente.

Sottorotaia. Nei tratti rettilinei del binario, le rotaie non sono installate verticalmente, ma con un'inclinazione all'interno del binario, ad es. con una pendenza per trasferire la pressione dalle ruote coniche lungo l'asse del binario. La conicità delle ruote è dovuta al fatto che il materiale rotabile con tali sale montate ha una resistenza molto maggiore alle forze orizzontali dirette attraverso il binario rispetto alle ruote cilindriche, l '"oscillazione" del materiale rotabile e la sensibilità ai guasti del binario sono ridotte.

La conicità variabile della superficie di rotolamento delle ruote da 1:20 a 1:7 (Fig. 4.35) è data per evitare la comparsa di usura scanalata delle ruote e per una transizione graduale da un binario all'altro attraverso lo scambio. Le filettature del binario devono trovarsi allo stesso livello. Le deviazioni consentite dalla norma dipendono dalla velocità dei treni.

Fico. 4.35. Tipico profilo trasversale di un prisma di zavorra sulla linea San Pietroburgo - Mosca a: 1 - truciolo pulito; 2 - strato, estruso

polistirene espanso spessore 40 mm

Su lunghi rettilinei è consentito mantenere una filettatura permanentemente 6 mm più alta dell'altra. Con questa posizione dei fili del binario, le ruote saranno leggermente premute contro il filo di raddrizzamento abbassato e si muoveranno più agevolmente. Sui tratti a doppio binario, il filo di raddrizzamento è il filo inter-traccia, e sui tratti a binario singolo, di norma, è quello giusto lungo il percorso dei chilometri.

Il lavoro del binario nei tratti curvi è più difficile che nei tratti rettilinei., Perché quando il materiale rotabile si muove lungo le curve, compaiono forze laterali aggiuntive, ad esempio la forza centrifuga. Le caratteristiche dello scartamento in curva includono: aumento dello scartamento in curve di piccolo raggio, innalzamento della filettatura esterna della rotaia sopra quella interna, collegamento di tratti rettilinei con curve circolari mediante curve di transizione, posa di rotaie accorciate sulla filettatura interna della curva. Sulle linee a doppio binario in curva, la distanza tra gli assi dei binari aumenta. L'allargamento dello scartamento sui tratti curvi delle nostre strade viene effettuato con raggi inferiori a 350 m.

La necessità di ampliamento Essa è causata dal fatto che le coppie di ruote comprese in un comune telaio rigido, pur mantenendo il parallelismo dei loro assi, rendono difficoltoso il passaggio in curva dei carrelli del rotabile. In assenza di allargamento, lo spazio necessario tra le flange della ruota e la rotaia scompare e si verifica un inaccettabile passaggio bloccato del materiale rotabile. In questo caso, c'è una grande resistenza al movimento del treno, nonché un'ulteriore usura delle rotaie e delle ruote, e la sicurezza del traffico non è garantita.

Minore è il raggio di curvatura e maggiore è la base rigida, più larga dovrebbe essere la pista.

Elevazione del binario esterno. Quando l'equipaggio si muove lungo la curva, viene generata una forza centrifuga diretta verso l'esterno della curva. Questa forza crea un ulteriore impatto della ruota sulla filettatura esterna della rotaia, consumando notevolmente le rotaie di questa filettatura. Se entrambe le filettature della rotaia sono impostate allo stesso livello nella curva, la risultante della forza centrifuga e della forza peso devierà verso la rotaia esterna, sovraccaricandola e, di conseguenza, scaricando la rotaia interna. Al fine di ridurre la pressione laterale sui binari del filo esterno, ridurre il loro sovraccarico, ottenere un'usura uniforme dei binari di entrambi i fili e alleviare i passeggeri dal disagio, dispongono un'elevazione del binario esterno h (Fig. 4.36).

Fico. 4.36. Schema delle forze agenti nel dispositivo di elevazione della rotaia esterna nelle curve

In questo caso il veicolo si inclina verso il centro della curva, parte della forza peso H sarà diretta all'interno della curva, cioè nella direzione opposta alla forza centrifuga. Pertanto, l'inclinazione del carrello tramite il dispositivo di elevazione della rotaia esterna bilancia la forza centrifuga. Questo equalizza l'impatto su entrambi i binari.

Con raggi di curvatura di 4000 m o meno, viene eseguita un'elevazione della filettatura esterna della rotaia, che può essere compresa tra 10 e 150 mm. Questa quota dipende dalle velocità dei treni, dalla loro massa lorda e dal numero giornaliero di treni sulla curva considerata e dal raggio della curva. Retrazione dell'elevazione del binario esterno, ad es. una graduale diminuzione del filo esterno aumentato a zero viene eseguita senza intoppi. La deviazione dell'elevazione calcolata in termini di livello è consentita a seconda della velocità dei treni.

Curve di transizione. Per adattare agevolmente il materiale rotabile alle curve, viene disposta una curva di transizione tra il tratto rettilineo e la curva circolare, il cui raggio diminuisce gradualmente da un valore infinitamente grande nel punto in cui confina con il tratto rettilineo a un raggio R nel punto in cui inizia la curva circolare. La necessità di inserire curve a spirale è causata da quanto segue. Se un treno da un tratto rettilineo del binario entra in una curva circolare, dove il raggio di curvatura cambia immediatamente da ¥ a R, allora la forza centrifuga agisce istantaneamente su di esso. Ad alte velocità, il materiale rotabile e il binario subiranno una forte pressione laterale e si consumeranno rapidamente. Quando si organizzano le curve di transizione, il raggio diminuisce lentamente, rispettivamente, e la forza centrifuga aumenta lentamente: non si verificherà una forte pressione laterale sul treno e sul binario. Sulle ferrovie della Federazione Russa, le curve di transizione sono costruite lungo una spirale radioidale, ad es. applicare una curva con raggio di curvatura variabile. Sono accettate in lunghezze standard da 20 a 200 m.

All'interno delle curve di transizione, l'elevazione della rotaia esterna e l'allargamento dello scartamento, disposto in curve circolari, vengono dolcemente deviate e viene realizzato anche l'allargamento dell'interrotaia.

Esistono apposite tabelle per scomporre le curve circolari di transizione e successive, cioè per segnarne la posizione sul terreno.

Posa di binari accorciati in curva. La filettatura interna del binario nella curva è più corta di quella esterna. Se tutti i binari della stessa lunghezza sono disposti lungo il filo interno della curva come lungo il filo esterno, i giunti lungo il filo interno scorreranno in avanti rispetto ai giunti sul filo esterno e non si troveranno lungo il quadrato, come è consuetudine sulla nostra rete. Per eliminare un'ampia serie di giunzioni in una curva, lungo la filettatura interna vengono posate rotaie di lunghezza ridotta. Vengono utilizzati tre tipi di accorciamento delle rotaie: 40, 80 e 120 mm per le rotaie da 12,5 m e 80 e 160 mm per le rotaie da 25 m I grandi accorciamenti vengono utilizzati su curve ripide. La posa di rotaie accorciate viene alternata con rotaie di lunghezza normale in modo che la corsa o sottocorsa dei giunti non superi la metà dell'accorciamento standard, cioè rispettivamente 20; 40; 60 e 80 mm. Durante il funzionamento del binario, nelle curve è consentito lo scorrimento o il sottoscorrimento dei giunti - 8 cm più la metà dell'accorciamento standard del binario in questa curva.