Предмет станции и узлы. Станции и узлы. Габариты на железных дорогах

В книге дается описание устройств и конструкций станций, узлов и их отдельных элементов в соответствий с прогрессивной технологией работы, излагаются принципы построения станций и узлов всех типов, теория расчетов их устройств и современные методы проектирования новых и переустраиваемых станций и узлов с учетом новейшей техники, оптимальных методов эксплуатации и взаимодействия железных дорог с другими видами транспорта. Приводятся примеры из отечественного и зарубежного опыта развития станций и узлов. Наряду с тем, что книга является учебником для студентов транспортных вузов, она может служить пособием для инженерно-технических специалистов, работающих в области эксплуатации и проектирования железнодорожных станций и узлов.

Предисловие
Введение
1. Значение железнодорожных станций и узлов
2. Краткий обзор развития станций и узлов дореволюционной России
3. Краткий обзор развития станций и узлов в СССР
4. Формирование и развитие науки о станциях и узлах
5. Общие задачи дальнейшего развития станций и узлов

Раздел I. Классификация и общие требования к проектированию станции

Глава I. Классификация и назначение раздельных пунктов

Глава II. Станционные пути и основные габаритные расстояния
1. Классификация станционных путей
2. Габариты и расстояния между осями путей на станциях

Глава III. Соединения путей
1. Основные виды стрелочных переводов и условия их применения
2. Глухие пересечения
3. Взаимное расположение смежных стрелочных переводов
4. Соединения двух параллельных путей
5. Стрелочные улицы
6. Укладка стрелочных переводов в кривых
7. Параллельное смещение (раздвижка) путей
8. Сплетение и совмещение путей
9. Принципы автоматизации расчетов соединений путей с применением ЭВМ

Глава IV. Полная и полезная длина путей. Парки путей и горловины
1. Установка предельных столбиков и сигналов
2. Полная и полезная длина станционных путей
3 Парки путей
4. Основные понятия о горловинах станции
5. Нумерация станционных путей и стрелочных переводов

Глава V. Основные нормы проектирования раздельных пунктов
1. Основные нормативные положения
2. Расположение станционных путей в профиле
3. Требования к расположению путей в плане

Глава VI. Земляное полотно и верхнее строение на станциях, разъездах и обгонных пунктах
1. Земляное полотно и водоотводные устройства
2. Верхнее строение главных и станционных путей
3. Путепроводы и переезды при пересечениях железных дорог с автодорогами и городским транспортом

Глава VII. Общие условия проектирования и технико-экономические обоснования развития станций и узлов
1. Исходные данные для проектирования и основные требования, предъявляемые к проектам
2. Технико-экономическое сравнение вариантов
3. Порядок и стадии проектирования

Раздел II. Разъезды, обгонные пункты и промежуточные станции

Глава VIII. Разъезды и обгонные пункты
1. Разъезды
2. Обгонные пункты

Глава IX. Промежуточные станции
1. Операции, выполняемые на промежуточных станциях, и основные устройства
2. Типы и схемы промежуточных станций
3. Условия выбора типа и схем промежуточных станций
4. Промежуточные станции многопутных участков
5. Пассажирские устройства на промежуточных станциях, разъездах и обгонных пунктах
6. Грузовые устройства на промежуточных станциях вновь сооружаемых линий

Глава X. Переустройство разъездов, обгонных пунктов и промежуточных станций
1. Основные причины, вызывающие переустройство, и общие требования
2. Развитие раздельных пунктов при введении электрической тяги или более мощных локомотивов
3. Переустройство станций и разъездов при введении на линии безостановочного скрепления поездов
4. Переустройство промежуточных станций при сооружении второго главного пути, примыкании новых подходов и подъездных путей
5. Переустройство промежуточных раздельных пунктов в связи с введением скоростного движения
6. Развитие грузовых устройств на опорных станциях
7. Определение объемов работ по развитию промежуточных станций, разъездов и обгонных пунктов

Раздел III. Участковые станции

Глава XI. Назначение участковых станций и их классификация
1. Назначение участковых станций и их размещение на железнодорожных линиях
2. Классификация участковых станций
3. Основные операции, выполняемые на участковых станциях

Глава XII. Схемы участковых станций
1. Основные принципы расположения устройств
2. Основные схемы неузловых участковых станций
3. Станции стыкования участков с разными системами тока
4. Узловые участковые станции и условия выбора их схем

Глава XIII. Пассажирские, грузовые и сортировочные устройства на участковых станциях

1. Пассажирские устройства
2. Грузовые устройства
3. Сортировочные устройства

Глава XIV. Устройства локомотивного и вагонного хозяйств, электрификации, водоснабжения, энергоснабжения, связи и СЦБ
1. Состав локомотивного хозяйства
2. Локомотивные здания
3. Экипировочные устройства для электровозов и тепловозов
4. Схемы размещения устройств на территории локомотивного хозяйства
5. Вагонное хозяйство
6. Устройства электроснабжения электрифицированных участков
7. Устройства водоснабжения, канализации, энергоснабжения, связи, СЦБ и другие

Глава XV. Расчет числа путей и пропускной способности участковой станции
1. Определение размеров работы станции
2. Методы расчета путевого развития участковых станций
3. Определение числа путей в приемо-отправочных парках аналитическим способом
4. Определение пропускной способности приемо-отправочных путей(аналитический способ)
5. Расчет числа сортировочных и вытяжных путей
6. Аналитический расчет загрузки горловин
7. Определение продолжительности задержек на пересечениях
8. Графический способ проверки числа путей и загрузки горловин
9. Емкость путевого развития станции

Глава XVI. Проектирование участковых станций

1. Общие условия и порядок проектирования
2. Проектирование парков и горловин
3. Примыкание к станции подъездных путей
4. Переустройство участковых станций, очередность и этапность выполнения работ

Раздел IV. Сортировочные станции

Глава XVII. Назначение сортировочных станций, размещение их на сети железных дорог и классификация
1. Назначение сортировочных станций, основные операции и устройства
2. Классификация сортировочных станций
3. Размещение сортировочных станций

Глава XVIII. Схемы сортировочных станций
1. Схемы односторонних сортировочных станций
2. Схемы двусторонних сортировочных станций
3. Расположение главных путей на сортировочных станциях
4. Схемы промышленных (заводских) сортировочных станций

Глава XIX. Сортировочные устройства
1. Классификация сортировочных устройств
2. Расчет и проектирование горочной горловины
3. Расчет высоты горки
4. Основы динамики скатывания вагонов с горки
5. Проектирование продольного профиля горки
6. Основные положения автоматизации и комплексной механизации регулирования скоростей скатывания вагонов на горках
7. Расчет мощности тормозных средств на сортировочных горках
8. Техническое оборудование сортировочных горок
9. Проверка продольного профиля спускной части горки
10. Расчет перерабатывающей способности горки
11. Расчет и проектирование вытяжных путей специального профиля

Глава XX. Проектирование сортировочных станций
1. Общий порядок проектирования
2. Определение размеров работы станции
3. Выбор типа и схемы сортировочной станции
4. Выбор места расположения новой сортировочной станции
5. Расчет потребности основных устройств станции
6. Принципы определения числа и длины путей сортировочного парка
7. Проектирование парков сортировочной станции (профиль, план и конструкция горловин)
8. Примыкание подъездных путей к сортировочной станции
9. Сооружения, размещаемые на сортировочных станциях, и их оборудование
10. Последовательность развития и переустройства сортировочных станций

Глава XXI. Особенности развития зарубежных сортировочных станций

Глава XXII. Перспективы дальнейшего развития и технического оснащения сортировочных станций в СССР

Раздел V. Пассажирские и технические пассажирские станции

Глава XXIII. Назначение пассажирских станций и их классификация

Глава XXIV. Основные типы и схемы пассажирских станций и их устройства
1. Пассажирские станции со сквозными приемо-отправочными путями
2. Пассажирские станции с тупиковыми приемо-отправочными путями
3. Пассажирские станции комбинированного типа
4. Вокзалы и привокзальные площади
5. Пассажирские платформы
6. Зонные станции и пассажирские остановочные пункты

Глава XXV. Технические пассажирские станции
1. Назначение технических пассажирских станций, классификация и основные устройства
2. Схемы пассажирских технических станций

Глава XXVI. Расчеты путевого развития пассажирских и технических пассажирских станций

Глава XXVII. Зарубежный опыт сооружения пассажирских и технических пассажирских станций

Глава XXVIII. Перспективы дальнейшего развития пассажирских и технических пассажирских станций в СССР

Раздел VI. Грузовые станции

Глава XXIX. Назначение грузовых станций, их классификация и исходные данные для проектирования

Глава XXX. Неспециализированные грузовые станции и обслуживающие подъездные пути
1. Основные операции и устройства грузовых станций
2. Основные схемы грузовых станций
3. Грузовые дворы
4. Грузовые станции, обслуживающие подъездные пути
5. Особенности зарубежных грузовых станций
6. Основные задачи реконструкции грузовых станций

Глава XXXI. Грузовые станции и пункты, специализированные для отдельных грузов

1. Пункты погрузки угля (руды) из шахт
2. Пункты (базы) выгрузки минерально-строительных материалов
3. Пункты, обслуживающие перевозки зерна
4. Станции, обслуживающие перевозки нефтегрузов
5. Устройства на станциях для перевозки живности, очистки и промывки вагонов

Глава XXXII. Портовые станции
1. Железнодорожные устройства и станции в морских портах
2. Железнодорожные устройства и станции в речных портах
3. Расчет железнодорожных устройств в портах
4. Портовые станции, обслуживающие железнодорожные паромные переправы

Глава XXXIII. Перегрузочные станции
1. Основные виды перегрузочных станций и перегрузочных устройств
2. Пограничные (таможенные) перегрузочные станции
3. Внутрисоюзные перегрузочные станции

Раздел VII. Узлы

Глава XXXIV. Железнодорожные и транспортные узлы. Классификация железнодорожных узлов
1. Общие понятия о железнодорожных и транспортных узлах
2. Классификация железнодорожных узлов

Глава XXXV. Основные типы узлов
1. Узлы с одной станцией
2. Узлы крестообразного типа
3. Узлы треугольного типа
4. Узлы с параллельным расположением станций
5. Узлы с последовательным расположением станций
6. Узлы радиального типа
7. Узлы тупикового типа
8. Узлы кольцевого типа
9. Узлы радиально-полукольцевого типа
10. Узлы комбинированного типа
11. Общие принципы развития узлов основных типов

Глава XXXVI. Развязки подходов железнодорожных линий в узлах
1. Основные виды пересечений
2. Проектирование плана и профиля путей путепроводных развязок
3. Схемы развязок путей в разных уровнях

Глава XXXVII. Обходы узлов

Глава XXXVIII. Промышленные железнодорожные узлы

Глава XXXIX. Железнодорожные узлы в крупнейших городах

Глава XL. Основные проблемы развития транспортных узлов
1. Классификация транспортных узлов
2. Краткая характеристика роли отдельных видов транспорта в составе единой транспортной системы СССР
3. Основные задачи развития транспортных узлов
4. Комплексное развитие различных видов транспорта в транспортных узлах для обслуживания пассажиров
5. Комплексное развитие различных видов транспорта в транспортных узлах для обслуживания грузовых перевозок
6. Увязка транспортного узла с развитием города
7. Примеры крупнейших транспортных узлов.

Приложения

1. Основные размеры стрелочных переводов
2. Расстояние между осями смежных путей (в прямых участках)
3. Расстояния между центрами смежных стрелочных переводов
4. Расстояния от центров стрелочных переводов до предельных столбиков и сигналов (основные случаи)
5. Значения прямых вставок р для разгонки уширения колеи в кривых при радиусах кривых на станционных путях менее 350 м
6. Тригонометрические функции углов, кратных стрелочным
7. Мощность верхнего строения главных и станционных путей
8. Основные данные для расчета числа стойл в депо, нормы пробегов электровозов и тепловозов между ремонтами и простои в различных видах ремонта
9. Расчет необходимой емкости резервуаров дизельного топлива
10. Расчет необходимой емкости складов песка
11. Элементы плана параллельного смещения главных путей для линий I и II категорий (в основных случаях)
12. Условные обозначения на планах станций
Список литературы

ПРЕДИСЛОВИЕ

Железнодорожные линии представляют собой совокупность перегонов, станций и других раздельных пунктов, оснащенных соответствующими техническими средствами для осуществления перевозок. Станции являются основными предприятиями транспорта, играющими важнейшую роль в обслуживании пассажиров, отправителей и получателей грузов, организации вагонопотоков и перевозочного процесса в целом, обеспечении безопасности движения.
На станциях размещается большой комплекс технических устройств, начиная от простейших сооружений из земли и заканчивая тончайшими механизмами и аппаратами, основанными на последних достижениях науки в области автоматики, телемеханики, связи, комплексной механизации, вычислительной и микропроцессорной техники.
Основу станций составляет их путевое развитие: земляное полотно, искусственные сооружения, верхнее строение пути, включающее балласт, шпалы, рельсы, стрелочные переводы и др., поэтому изучение станционного хозяйства немыслимо без знания устройств железнодорожного пути.
На станционной площадке, кроме земляного полотна и других путевых устройств, размещаются:

• наземные сооружения (служебно-технические здания, локомо­тивные и вагонные депо, устройства водо- и энергоснабжения и др.);
• подземные сооружения (трубы водоснабжения и канализации, кабельные сети, тоннели);
• воздушные сети (энергетические, телефонные, телеграфные, контактная сеть электрифицированных дорог).

Весьма велика доля станций в строительной стоимости новых железнодорожных линий: до половины затрат на сооружение железной дороги приходится на станции. Протяженность станционных путей составляет около 60 % эксплуатационной длины сети железных дорог.
Как показывает практика, при проектировании новых линий, вторых путей, электрификации железных дорог наиболее сложные проблемы возникают на станциях. Иногда их месторасположение влияет на направление самой трассы железнодорожной линии. В связи с этим проектирование станций является одной из важнейших частей комплексных проектов строительства и реконструкции железных дорог.
Работа техника по организации перевозок и управлению движением на железнодорожном транспорте требует глубокого знания всего хозяйства железных дорог, в первую очередь устройств пути и станций.
В учебном плане специальности «Организация перевозок и управление движением на железнодорожном транспорте» предусмотрена дисциплина «Станции и узлы». В ней излагаются основы устройства, текущего содержания и ремонта пути, а также расчета, проектирования и эксплуатации станций. На практических занятиях студенты приобретают первые навыки в проектировании этих раздельных пунктов.
Оказать необходимую помощь студентам в изучении дисциплины «Станции и узлы» - цель настоящего пособия.

Предисловие
Глава I. Общие сведения о железнодорожном пути
1.1. Основные сведения о категориях железнодорожных линий, трассе, плане и продольном профиле
1.2. Понятие об изысканиях и проектировании железных дорог
1.3. Значение пути в работе железных дорог, его основные элементы и требования к ним
Глава 2. Земляное полотно и искусственные сооружения
2.1. Поперечные профили земляного полотна. Водоотводные устройства
2.2. Деформации земляного полотна
2.3. Искусственные сооружения, их виды и назначение
Глава 3. Верхнее строение пути
3.1. Назначение и составные элементы верхнего строения пути
3.2. Балластный слой
3.3. Шпалы
3.4. Рельсы и рельсовые скрепления
3.5. Бесстыковой путь
Глава 4. Устройство рельсовой колеи
4.1. Общие сведения
4.2. Особенности устройства пути в кривых участках
Глава 5. Стрелочные переводы
5.1. Назначение и виды стрелочных переводов
5.2. Основные элементы и размеры стрелочных переводов
5.3. Взаимное расположение стрелочных переводов в горловинах станций
Глава 6. Переезды, путевые заграждения и путевые знаки
6.1. Назначение, классификация и оборудование переездов
6.2. Путевые заграждения и путевые знаки
Глава 7. Ремонт и текущее содержание пути
7.1. Задачи путевого хозяйства и его структура
7.2. Классификация путевых работ и организация их проведения
7.3. Защита пути от снега, песчаных заносов и паводков
Глава 8. Общие сведения о железнодорожных станциях и узлах
8.1. Классификация раздельных пунктов. Значение станций в работе железнодорожного транспорта
8.2. Краткие исторические сведения о развитии станций и узлов
Глава 9. Габариты и междупутные расстояния
9.1. Габариты на железных дорогах
9.2. Расстояния между осями путей на станциях
Глава 10. Станционные пути и их соединения
10.!. Классификация путей на станциях
10.2. Соединение двух параллельных путей
10.3. Стрелочные улицы, их виды и условия применения
10.4. Параллельное смещение, сплетение и совмещение путей. Глухие пересечения
10.5. Понятие о полной, полезной и строительной длине станционных путей
Глава 11. Парки путей и горловины станций
11.1. Назначение и виды парков
11.2. Горловины станций и основные требования к ним
11.3. Нумерация станционных путей и стрелочных переводов
11.4. Координирование элементов горловин и парков
Глава 12. Основы проектирования раздельных пунктов
12.1. Общие принципы и стадии проектирования
12.2. Понятие станционной площадки. Требования к расположению станционных путей в профиле и плане
12.3. Земляное полотно и верхнее строение пути на станциях, разъездах и обгонных пунктах
!2.4. Общий порядок выбора варианта проектного решения
12.5. Состав капитальных вложений и эксплуатационных расходов
12.6. Методика технико-экономического сравнения вариантов проектных решений
12.7. Этапы развития станций и узлов
Глава 13. Промежуточные раздельные пункты
13.1. Разъезды. Назначение, типовые схемы и условия их применения
13.2. Обгонные пункты. Назначение, основные устройства и схемы
13.3. Промежуточные станции
Глава 14. Участковые станции
14.1. Назначение и классификация участковых станций
!4.2. Размещение основных устройств на участковых станциях
14.3. Основные типовые схемы участковых станций
14.4. Схемы участковых станций на линиях с обращением сдвоенных грузовых поездов
14.5. Проектирование приемоотправочных парков
14.6. Особенности проектирования сортировочного парка участковых станций
14.7. Пассажирские и грузовые устройства на участковых станциях
Глава 15. Локомотивное и вагонное хозяйства и другие устройства на станциях
15.1. Состав локомотивного хозяйства
15.2. Расчеты и планировка устройств для ремонта и экипировки локомотивов
15.3. Схемы локомотивного хозяйства
15.4. Вагонное хозяйство. Другие устройства на станциях
Глава 16. Сортировочные станции
16.1. Назначение, классификация и размещение сортировочных станций на сети железных дорог
16.2. Основные схемы и технология работы сортировочных станций
16.3. Выбор типа и схемы сортировочной станции и места се расположения
16.4. Определение путевого развития сортировочных станций
16.5. Проектирование основных парков сортировочных станций
16.6. Особенности схем и технологии промышленных сортировочных станций
16.7. Примыкание подъездных путей к сортировочным станциям
16.8. Основные направления дальнейшего развития и совершен­ствования схем и технологии сортировочных станций
16.9. Особенности сортировочных станций зарубежных железных дорог
Глава 17. Основы проектирования сортировочных устройств
17.1. Классификация сортировочных устройств
17.2. Основные элементы и параметры сортировочной горки
17.3. Основы динамики скатывания вагонов с горки. Понятие энергетической высоты
17.4. Сопротивление движению вагонов и удельная работа сил сопротивления
17.5. Проектирование плана горочной горловины сортировочного парка
17.6. Расчет высоты и профиля спускной части горки
17.7. Проектирование профиля надвижной и перевальной частей горки
17.8. Расчет тормозных средств. Выбор числа замедлителей на тормозных позициях
17.9. Расчет перерабатывающей способности горки и мероприятия по ее увеличению
Глава 18. Пассажирские и технические пассажирские станции
18.1. Назначение, классификация и комплекс устройств пассажирских станций
18.2. Схемы пассажирских станций и основы технологии их работы
18.3. Конструкция горловин пассажирских станций
18.4. Основные схемы и технология работы пассажирских технических станций
18.5. Расчет путевого развития пассажирских и технических пассажирских станций
18.6. Основные нормы и требования при проектировании пассажирских платформ
18.7. Остановочные пассажирские пункты, зонные и пересадочные станции
18.8. Станции высокоскоростных специализированных магистралей
Глава 19. Грузовые станции
19.1. Назначение и классификация грузовых станций
19.2. Основные устройства грузовых станций общего пользования
19.3. Схемы грузовых станций общего пользования и технология их работы
19.4. Число и полезная длина путей на грузовых станциях
19.5. Устройства для грузовых операций
19.6. Расчет грузовых устройств
19.7. Специализированные грузовые станции
19.8. Межгосударственные приграничные передаточные станции
Глава 20. Пропускная и перерабатывающая способность станций
20.1. Основные положения
20.2. Расчет пропускной способности горловин
20.3. Пропускная способность станционных путей
20.4. Перерабатывающая способность грузовых фронтов
20.5. Перерабатывающая способность вытяжных путей
20.6. Мероприятия по увеличению пропускной и перерабаты­вающей способности станции
Глава 21. Железнодорожные узлы
21.1. Понятие о железнодорожных и транспортных узлах. Классификация железнодорожных узлов
21.2. Принципиальные схемы узлов отдельных типов и условия их применения
21.3. Развязки подходов железнодорожных линий в узлах. Проектирование плана и продольного профиля путепроводной развязки
21.4. Промышленные железнодорожные узлы
21.5. Основные причины развития и реконструкции железнодорожных узлов
21.6. Общие принципы и требования по разработке генеральных схем развития узлов
21.7. Основные проблемы развития и реконструкции железно­дорожных узлов

Тема 7 Станции и узлы стр.6

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ РАЗДЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ Разъезды

Разъездом называется раздельный пункт на однопутных лини­ях, имеющий путевое развитие, предназначенное для скрещения и обгона поездов. Кроме скрещения и обгона поездов на разъездах осуществляются посадка и высадка пассажиров, а в отдельных случаях – погрузка и выгрузка грузов в небольшом объеме. Для вы­полнения указанных операций на разъездах имеется главный путь, используемый в основном для безостановочного пропуска поез­дов, один или два приемо-отправочных пути, на которые поезда принимаются для скрещения или обгона, пассажирское здание (обычно совмещенное с помещением дежурного по станции) и платформы для посадки и высадки пассажиров, устройства сиг­нализации, централизации и блокировки (СЦБ) и связи, осве­щения, стрелочные посты. На электрифицированных линиях, кро­ме того, имеется контактная сеть.

При наличии одного приемо-отправочного пути, кроме главного, можно организовать либо скрещение поездов противопо­ложных направлений, либо обгон в одном направлении. При необходи­мости скрещения двух поездов с об­гоном одного из них более срочным поездом требуется соответственно два приемо-отправочных пути. При двух путях возможно скрещение пакета из двух поездов с поездами встречного направления при частич­но-пакетном и пакетных графиках движения. Если же на линии предусмотрено скрещение пакетов из двух поездов со встречным поездом и обгоном его четвертым, то требуется уже не менее трех приемо-отправочных путей, помимо главного.

По схеме расположения приемо-отправочных путей различают разъезды с продольным , полупродольным и поперечным разме­щением путей. Кроме приемо-отправочных путей на разъездах может быть дополнительный тупиковый путь, пред­назначенный для погрузки-выгрузки грузов, стоянки служебных вагонов, путевых машин и др.

Схемы с продольным расположением путей обеспечивают бóльшую пропускную способность прилегающих перегонов за счет возможности скре­щения и обгона удлиненных, в том числе соединенных грузовых поездов, что позволяет увеличить провозную способность участка. Кроме того, создаются лучшие условия для разгона поездов при отправлении и одновременного приема встречных поездов. Схема А, кроме того, обеспечивает максимальное использо­вание существующих устройств при строительстве двухпутных вста­вок или второго главного пути. По этой схеме строят разъезды на линиях I и II категорий. Схема Б приме­няется при большом числе пассажирских поездов, пропускаемых с обгоном грузовых, а также при выполнении погрузочно-выгрузочных работ по обе стороны главного пути. Недостатками схем продольного типа являются большая потребная длина стан­ционной площадки L пл = 2 l 0 + 350 м (l 0 – норматив­ная полезная длина приемо-отправочных путей).

Схему с полупродольным расположением путей применяют при недостаточной длине площадки или при наличии искусственных сооружений, ограничивающих длину разъезда. Смещение путей должно быть достаточным для установки пассажирского поезда в пределах полезной длины главного пути. Из-за большого расстоя­ния между стрелочными переводами эта схема допустима лишь при централизованном управлении стрелками.

Схема с поперечным расположением путей тре­бует минимальной длины площадки L пл = l 0 +400 м , обеспечивает компактное расположение устройств, а также независимость в использовании приемо-отправочных путей, когда занятие любого пути не препятствует использованию других из них. Однако при этом невозможно скрещение поездов повышенной длины, ухудшаются условия одновременного приема поездов встречных направлений и разгона поездов при размещении разъезда в яме. Поэтому схема этого типа применяется на линиях III и IV категорий, а также в трудных топографических условиях на линиях I и II категорий. Вторая пассажирская платформа может предусматриваться при скрещении на разъез­де пассажирских поездов.

Разъезды поперечного типа, где стрелочные переводы, ведущие на приемо-отправочные пути, уклады­вают на минимальном расстоянии по схеме попутной укладки и по принципу правопутности (первая входная стрелка дает отклонение вправо), требуют меньших затрат на сооружение и обслуживание.

На грузонапряженных однопутных участках, оборудованных устройствами диспетчерской централизации, создаются благопри­ятные условия для безостановочного скрещения поездов с использованием двухпутных вставок . Для создания двухпутной встав­ки один из приемо-отправочных путей удлиняется в сторону одно­го или обоих перегонов. Длина двухпутной вставки должна обес­печить возможность скрещения поездов на ходу даже в случае неодновременного прохода ими раздельного пункта: она определя­ется специальным расчетом и составляет 4...6 км. При этом в 1,5 – 1,7 раза возрастает пропускная способность, на 40...60% увели­чивается участковая скорость движения поездов, а, следователь­но, сокращается потребный парк локомотивов и вагонов, число локомотивных бригад, снижается расход топлива и электроэнер­гии.

Обгонные пункты

Обгонным пунктом называется раздельный пункт на двухпут­ных линиях, имеющий путевое развитие, которое допускает об­гон поездов и в необходимых случаях перевод поезда с одного главного пути на другой. Кроме того, на обгонных пунктах осуще­ствляются посадка-высадка пассажиров, а в некоторых случаях и грузовые операции в небольших объемах.

Для обгона поездов на обгонных пунктах, как правило, имеет­ся по одному приемо-отправочному пути в каждом направлении, а для перевода поездов с одного главного пути на другой между главными путями в горловинах укладываются диспетчерские съезды . Кроме того, на обгонных пунктах сооружают пассажирское зда­ние или павильон, платформы и переходы между ними, служеб­ное здание, устройства СЦБ и связи, освещения и контактной сети (на электрифицированных линиях), стрелочные посты.

Обгонные пункты бывают с поперечным , полупродольным и продольным расположением приемо-отправочных путей, а также с последовательным расположением пассажирских устройств и пу­тей для грузового движения, причем первый тип является основным. Полупродольное и продольное расположение обгонных путей применяют в случаях, когда необходимо облегчить разгон поездов. Схема с последовательным расположением пассажирских уст­ройств и путей для грузового движения целесообраз­на на участках с интенсивным пригородным движением.

Промежуточные станции

Из общего количества станций на железных дорогах основная доля приходится на промежуточные стан­ции . В отличие от разъездов и обгонных пунктов, сооружаемых только для обеспечения необходи­мой пропускной способности линии, на каждую промежуточную станцию возлагается еще и задача удовлетво­рения потребностей народного хо­зяйства в перевозках грузов и пассажиров. Следовательно, для промежуточных станций основными операциями будут:

пропуск пасса­жирских и грузовых поездов через станцию, а при необходимости – их скрещение и обгон;

прием и от­правление пассажирских или почто­во-багажных поездов, имеющих остановку на станции;

прием и от­правление грузовых сборных поездов, имею­щих работу на станции;

маневро­вые операции по отцепке и прицепке вагонов к таким поездам, обслуживание грузовых пунктов и подъезд­ных путей;

организация и обеспе­чение пассажирских, почтово-багаж­ных и грузовых операций, а также взаимодействие с другими видами транспорта.

Кроме того, на некоторых проме­жуточных станциях по местным ус­ловиям могут производиться дополнительные операции :

формирование сборных или других мест­ных поездов, когда на участковых или сортировочных станциях фор­мировать их очень сложно или неэффективно;

соединение или разъеди­нение соединенных поездов;

оста­новка транзитных поездов для пол­ного опробования тормозов перед перегоном с затяжным спуском;

оборот пригородных мо­торвагонных поездов, когда станция одновременно является и концом зо­ны их обращения (зонная станция );

обеспечение рабо­ты подталкивающих локомотивов и др.

Для выполнения основных опера­ций промежуточные станции должны иметь путевое развитие и устройства с соответствующим оснащением. Для организации пропуска, обгона и скрещения поездов (или других остано­вок, предусмотренных в графике движения в соответствии с особен­ностями линии), остановок пасса­жирских и почтово-багажных поез­дов, кроме главных , предусматри­ваются приемо-отправочные пути . Для организации работы с поез­дами, имеющими отцепку или при­цепку вагонов по данной станции, устраиваются вытяжные пути . Для выполнения грузовых опера­ций предусматриваются погрузочно­-выгрузочные пути , склады или площадки для приема, хранения, выдачи грузов, машины и механизмы для погрузки и выгрузки грузов, а при необходимости и взвешивания ваго­нов при большой погрузке навалоч­ных грузов, выставочные пути для вагонов, подаваемых на подъездные пути .

К пассажирским устройствам от­носятся пассажирское здание , плат­формы , переходы в одном или раз­ных уровнях (пешеходные мостики или тоннели), почтово-багажные по­мещения и машины для перевозки почты и багажа, санитарно-бытовые и торговые помещения .

Промежуточные станции оборуду­ют устройствами СЦБ и связи, ос­вещения и водоснабжения и водо­отвода; на электрифицированных линиях приемо-отправочные пути оборудуют контактной сетью. Иног­да на промежуточных станциях рас­полагают и тяговые подстанции . К пассажирскому зданию и грузо­вым складам должны быть удобные автомобильные проезды с обеих сторон от стан­ции с устройством переездов или пу­тепроводных развязок.

В зависимости от взаимного распо­ложения приемо-отправочных путей, так же как разъезды и обгонные пункты, промежуточные станции под­разделяются на станции поперечного , полупродольного и продольного типа.

На однопутных линиях чаще всего применяется схема с продольным расположением путей , обладающая преимуществами в сравнении с дру­гими по обеспечению безопасности движения и пропускной способности линии, аналогично разъездам. применяется в случае невозможно­сти из-за местных условий размес­тить пути по продольной схеме. Схе­ма с поперечным распо­ложением путей применяется на однопутных линиях III и IV категорий, а также в трудных топографических и климатических условиях на линиях I и II категорий.

Схемы продольного типа отлича­ются не только односторонним или разносторонним расположением приемо­-отправочных путей относи­тельно главного, но и разносто­ронним или односторонним рас­положением пассажирских и грузо­вых устройств относительно глав­ного пути. Организация пропуска, скрещения или обгона транзитных поездов такая же, как и на разъез­дах этого же типа.

При проектировании промежуточ­ных станций предусматривается изо­ляция маршрутов маневровой рабо­ты от поездной, т. е. чтобы работа по отцепке-прицепке вагонов со сборными поездами и обслужива­ние грузовых пунктов могли выпол­няться параллельно со скрещением или обгоном поездов по станции. Для этого пути, ведущие к грузо­вым устройствам, всегда должны примыкать к вытяжному пути за съездом, по которому осуществля­ется прием или отправление поез­дов.

При отсутствии скрещения пасса­жирских поездов на станциях предус­матривают одну пассажирскую плат­форму, как правило, у пассажирско­го здания; при наличии скрещения вторая платформа устраивается между главным и приемоотправочным путем, который далее перехо­дит в вытяжной.

На двухпутных линиях также могут использоваться схемы с поперечным , полупродольным и продольным расположением при­емо-отправочных путей. Основной считается схема стан­ции с поперечным расположением приемо-отправочных путей (а) , обеспечивающая компактность размещения устройств. Схема с полупродольным расположением путей (б) может применяться при пропуске пассажирских поез­дов с остановкой по одному из главных путей, а также при необходимости иметь дополнительный погрузочно-выгрузочный фронт или примыкание подъездного пути со стороны пассажирского здания. Схема с продольным расположением путей (в) используется, когда необходимо иметь дополнительный погрузочно-выгрузоч­ный фронт и передачу вагонов (или поездов) с одного направле­ния на другое, а также на скоростных линиях.

Поезда без остановки пропускают по главным путям, а для обгона поездов используются пути 3 (для нечетных) и 4 (для четных). Пас­сажирские поезда с остановкой пропускаются в схемах продольного и полупродольного типа по главным, а в схеме поперечного типа (а ) – четные по II главному, а нечетные – по приемо-отправочному пути 3 . Иног­да в конкретных местных условиях разрешается устраивать пассажир­скую платформу между главными путями. Сборные или другие поезда с работой на станции принимаются на путь 5 , а при его занятости – на путь 4 . При приеме и отправлении сборных поездов в нечетную сторону возникает враждебность с маршрутами по II главному пути.

Промежуточные станции на многопутных участках (обычно на грузонапряженных линиях и подходах к крупным городам) могут быть с поперечным или полупродольным расположением при­емо-отправочных путей. Схемы этих станций зависят от числа и специализации главных путей, размещения пассажирских и гру­зовых устройств, расположения приемо-отправочных путей стан­ции до укладки дополнительных главных путей, длины станционных площадок и других местных условий на участке и на станции. На трехпутных участках два пу­ти – одностороннего действия, как и на двухпутном перегоне, а тре­тий – двустороннего, как на одно­путном, причем этот третий двусто­ронний главный путь может располагаться либо сбоку, либо между главными путями одностороннего действия. На четырехпутных участках возможны раз­личные варианты специализации главных путей для пропуска в раз­ных сочетаниях и направлениях пассажирских, при­городных, пригородных «экспрессов» (имеющих небольшое число остановок в пределах четырехпут­ного участка) и грузовых поездов.

Техническое оснащение и проектирование промежуточных станций

Промежуточные станции сооружаются на однопутных и двухпутных железнодорожных линиях. Промежуточные станции бывают: обычные , опорные и для безостановочного скрещения поездов ; по расположению приемо-отправочных путей – продольного , полупродольного и поперечного типов. На промежуточных станциях проектируются главные , приемо-отправочные , вытяжные , выставочные и пoгpyзочно-выгpyзoчныe пути.

Приемо-отправочные пути имеют полезную длину 850 , 1050 ,1250 м. Для соединения путей применяются стрелочные переводы марок 1/9 , 1/11 , 1/18 и 1/22 . Число приемо-отправочных путей на промежуточных станциях однопутных линий принимается в зависимости от ее потребной пропускной способности: при 24 парах поездов и менее – два пути, кроме главного, а при пропускной способности однопутной линии более 24 пар поездов и на двухпутных линиях – от двух до трех. На предузловых и опорных станциях допускается увеличение числа приемо-отправочных путей на 1.

Вытяжные пути для маневровой работы по обслуживанию пунктов погрузки-выгрузки и в отдельных случаях для расформирования и формирования поездов сооружаются при размерах движения более 12 пар поездов в сутки. Полезная длина вытяжных путей устанавливается 450 - 500 м и соответствует примерно половине длины расчетного состава.

Выставочные пути предназначаются для стоянки вагонов в ожидании грузовых операций или после их производства. Количество путей определяется объемом работы грузового двора и подъездных путей.

На грузовом дворе выставочные пути размещаются параллельно погрузочно-выгрузочным, для подъездных путей – параллельно приемо-отправочным или последовательно за станционными путями со стороны предприятий. При отсутствии прямого участка в плане выставочные пути можно располагать на кривых радиусом не менее 600 м, а в трудных условиях – 500 м.

Погрузочно-выгрузочные пути , укладываемые на территории грузового двора, предназначаются для стоянки вагонов во время грузовых операций. Полезная длина этих путей определяется фронтом погрузочно-разгрузочных работ, но не должна быть менее 120 …150 м. Погрузочно-выгрузочные пути проектируются тупиковыми или сквозными по нормам, установленным для выставочных путей. Основное требование к их размещению – независимость подачи и уборки вагонов на каждый участок грузовых складов.

Пути для экипировки маневровых локомотивов размещаются вблизи путей грузового двора. Обычно это два тупиковых пути полезной длиной по 100 м: один содержит экипировочные устройства, а второй используется для выгрузки топлива, песка и смазочных материалов.

Путь для стоянки подталкивающего локомотива располагается вблизи приемо-отправочных путей, откуда отправляются поезда в сторону затяжного подъема. Полезная длина пути – 60 м.

Расстояние между осями смежных путей на станциях на прямых участках должно быть:

не менее 4800 мм (оптимально – 5300 мм ) – для главных, приемо-отправочных и сортировочных путей;

не менее 5300 мм (оптимально – 6500 мм ) – между вытяжным и смежным с ним путем;

не менее 4500 мм (оптимально – 4800 мм )– для второстепенных станционных путей (пути для отстоя и экипировки подвижного состава, пути грузовых дворов и т.п.);

не менее 3600 мм – для путей, предназначенных для непосредственной перегрузки грузов, контейнеров из вагона в вагон.

Длина станционных площадок L пл на новых линиях уста­навливается в зависимости от полезной длины и взаимного рас­положения приемоотправочных путей и принимается для схем:

продольной – L пл = 2 l 0 + 800 м;

полупродольной – L пл = l 0 + 1150 м;

поперечной – L пл = l 0 + 600 м ,

где l 0 – нормативная полезная длина приемо-отправочных путей для грузового движения.

В продольном профиле главные и другие станционные пути промежуточных станций располагаются на площадке или уклонах, не превышающих 1,5 0 / 00 . B трудных условиях допускается увеличение уклонов до 2,5 0 / 00 . Вытяжные пути за пределами горловин проектируются на площадке или на спуске не круче 2,5 0 / 00 в сторону станции. В трудных условиях допускается их проектирование в уровне профиля главного пути.

Поперечные профили на промежуточных станциях всех типов проектируются, как правило, двухскатными с уклонами, направленными в разные стороны: на однопутных линиях – от оси главного пути, а на двухпутных – от оси междупутья между главными путями.

Величина уклона поверхности земляного полотна устанавливается в зависимости от вида грунта земляного полотна, климатических условий и от числа путей, располагаемых в пределах ската, и колеблется в пределах от 0,01 до 0,02 .

В плане станционные пути следует располагать на прямых участках. В трудных условиях допускается их размещать на кривых радиусом не менее:

2000 м – на скоростных линиях;

1500 м – на магистральных линиях I и II категорий;

м – на линиях особогрузонапряженных, III и IV категории.

В трудных топографических условиях допускается уменьшать радиус кривой до 600 м на линиях особогрузонапряженных, III и IV категории, а в горных условиях – до 500 м.

Если возникает необходимость устройства станции, разъезда или обгонного пункта с поперечным расположением путей на кривой, то это необходимо делать на кривой, направленной в одну сторону. Раздельные пункты с продольным и полупродольным расположением путей допускается в трудных случаях располагать на обратных кривых (две смежные кривые, обращенные выпуклостью в противоположные стороны). При этом пути каждого из направлений движения в пределах полезной длины следует располагать на кривых, обращенных в одну сторону, между этими кривыми устраивается прямая вставка не менее 75 м, в особо трудных условиях – не менее 30 м.

Вытяжные пути располагать на обратных кривых не допускается. В исклю­чительных случаях допускается сохранять обратные кривые на вытяжных путях до переустройства станций. Во всех случаях при наличии обратных кривых должны быть обеспечены условия для безопасности маневровой работы.

Для предотвращения самопроизвольного ухода подвижного состава (без локомотива) за пределы полезной длины путей на станциях, разъездах и обгонных пунктах продольный профиль приемо-отправочных путей, на которых предусматривается отцепка локомотивов от вагонов и производство маневров, проектируется вогнутого (ямообразного ) очертания с одинаковыми отметками высот по концам полезной длины путей. В необходимых случаях для исключения самопроизвольного ухода вагонов должно предусматриваться устройство предохранительных тупиков, охранных стрелок, сбрасывающих башмаков или остряков, а также применение стационарных устройств для закрепления вагонов, включенных в электрическую централизацию.

Для обслуживания пассажиров сооружают пассажирские устройства: пассажирские здания (вокзалы ), пассажирские платформы и переходы между ними.

Пассажир­ские здания с помещениями для начальника станции и дежурного по станции строят на 25, 50, 100 или 200 пассажиров и располагают, как правило, со стороны населенного пункта на расстоянии не менее 20 м от оси ближайшего главного пути, а на новых линиях со скоростями движения более 120 км/ч – не менее 25 м .

Пассажирские платформы устраивают, как правило, низкими, высотой 0,2 м над уровнем головки рельсов. Высокие платформы высотой 1,1 м сооружают на станциях пригородных зон с интенсивным движением моторвагонных поездов. Длину платформ принимают по длине пассажирского состава, при этом на вновь сооружаемых станциях предусматривается возможность их удлинения до 600 м, а на станциях, обслуживающих только при­городное движение, – до 300 м . Ширина пассажирских платформ принимается: основной боковой в пределах вокзала – не менее 6 м (на остальном ее протяжении - не менее 4 м ), промежуточ­ной – не менее 4 м , а при небольшом числе пассажиров (при посадке на один поезд не более 25 чел) – не менее 3 м .

Для прохода пассажиров и пере­возки багажа и почты на промежуточные низкие платформы устраива­ют переходы (настилы) на уровне головок рельсов шириной 3…4 м. Один переход делается на­против пассажирского здания и два – примерно на 1 / 4 длины от кон­цов платформы.

Грузовые устройства в соответствии с Правилами и техническими нормами проектирования станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм , как правило, следует располагать со стороны, противоположной пассажирскому зданию, что позволяет из­бежать пересечения главных путей при маневрах со сборными поездами. На линиях с трудными климатическими и топографическими условиями допускается размещение грузовых уст­ройств со стороны пассажирского здания и населенного пункта, что позволяет уменьшить объем земляных работ, протяженность автодорог, инженерных сетей и улучшить условия труда работни­ков грузового района. К недостаткам такого расположения следует отнести: занятие сборным поездом и маневровой работой пути у пассажирского здания, что осложняет пассажирские операции, угрожает безопасности пассажиров или требует устройства переходов в разных уровнях и других мер безопасности; необходимость прекращения маневров для перехода пассажиров к поездам или обратно. При приеме сборных поездов на противоположную от грузовых устройств сторону возникает пересечение главных путей при отцепке и прицепке вагонов, что вызывает задержки сборных поездов, особенно на двухпутных участках. При выборе мес­та размещения грузовых устройств нужно также учитывать возможность увеличения числа путей в перспективе со стороны этих устройств, места примыкания подъездных пу­тей, розу ветров и санитарные требо­вания, затраты на автотранспорт, загрузку линии.

При небольшом грузообороте грузовые устройства включают в себя крытый склад и крытую платформу обшей длиной 40 м , а также площадку для навалочных грузов длиной 30 м . Размеры кон­тейнерных площадок принимают в зависимости от объема работы и типа погрузочно-разгрузочного механизма. Основными механиз­мами на контейнерных площадках являются автопогрузчики и козловые краны .

Устройства автоматики и телемеханики состоят из входных , выходных , маршрутных и маневровых светофоров истрелочных электроприводов , управляемых дежурным по станции или поездным диспетчером (при диспетчерской централизации). При ручном управлении стрелками во входных горловинах строятся (с правой стороны по направлению движения поезда) стрелочные посты . На промежуточных станциях электрифицированных дорог располагаются также тяговые подстанции .

Устройства водоснабжения состоят из водозаборных и водонапорных сооружений , насосных станций , напорных и разводящих сетей , гидроколонок , пожарных и водоразборных кранов . Водонапорные сооружения располагаются на возвышенных местах, вблизи основного потребителя воды. При размещении их вне путевого развития пересечение путей производят под прямым углом. Для снабжения водой пассажирских устройств и технических нужд строятся водоемные здания , располагаемые на расстоянии не менее 150 м от оси пассажирского здания и 70 м от оси главного пути.

Осветительные линии размещаются вне путевого развития. В первую очередь освещаются горловины, пассажирские платформы и грузовые устройства.

Примыкание подъездных путей

В районе промежуточных стан­ций, как правило, располагаются предприятия или базы, потребности в перевозках которых обеспечива­ются железнодорожным транспор­том. Такие предприятия имеют свою внутреннюю железнодорожную сеть, которую называют промышленным железнодорожным транспортом . На небольших предприятиях это могут быть один-два пути непосредственно у грузовых фронтов, а на крупных, например металлургических заво­дах, развернутая длина сети дохо­дит до нескольких сотен километров с десятками внутренних станций, собственным локомотивным и ва­гонным пар­ком.

Для связи железнодорожных станций с внутрен­ней сетью предприятий проектируют подъездные пути , по которым осуще­ствляется передача вагонов на пред­приятия и обратно. Подъездные пути примыкают к станции, а в особо трудных условиях с разре­шения ОАО «РЖД» примыкание может быть на перегоне (вспомогательные посты ).

Примыкание подъездных путей усложняет работу станции и требует допол­нительного путевого развития в зависимости от вагонооборота подъездного пути, характера посту­пающих и отправляемых вагонопотоков (маршрутами, группами, отдель­ными вагонами или смешанный), количества грузовых пунктов, системы тягового обслуживания (локомоти­вом станции или предприятия), характера движения по подъ­ездному пути (поездное или манев­ровое), параметров подъездного пути (протяженность, уклоны, наимень­шие радиусы и места расположения площадки предприятия относи­тельно станции примыкания) и пр.

В среднем к промежуточным стан­циям примыкают один-два подъезд­ных пути, обслуживающих мелкие и средние предприятия, для которых характерны небольшой разнородный или большой, но однородный грузо­поток, концентрация грузовых уст­ройств в одном месте и использо­вание железнодорожного транспорта преимущественно либо для завоза грузов, либо для вывоза продукции. Один или несколько грузовых фрон­тов, сосредоточенных в одном месте предприятия с путевым развитием, складами, машинами и механизма­ми для грузовых операций, назы­вают грузовым пунктом.

В зависимости от местных условий, от расположения предприятий по отношению к станции существуют различные варианты примыкания подъездных путей к путям станции. Подъездные пути должны примыкать к основной группе путей станции, расположенной с противоположной стороны от пассажирского здания, не пересекать главные пути при подаче вагонов на подъездной путь. Варианты примыкания подъездных путей со стороны пассажирского здания нежелательны.

Во всех случаях при примыкании подъездных путей к промежуточной станции укладываются предохранительные тупики или сбрасывающие стрелки, чтобы исключить выход подвижного состава на главные и приемо-отправочные пути станции.

Примыкание подъездных путей с маршрутизированным вагонопотоком осуществляется по возможности так, чтобы на станции примыкания не менялось направление движения маршрутов, следующих на подъезд­ной путь и обратно, причем примыкать такие подъездные пути должны к горловине станции. Например, при следовании маршру­тов на подъездной путь и с него в направлении А примыкание должно быть по варианту I или IV , а в направлении Б – по вариантам II или III . При обслуживании маги­стральными локомотивами через станцию осуществляется только пропуск маршрутных поездов на подъездной путь и обратно, а на станции дополнительно укладыва­ется один приемо-отправочный путь (путь 7 для I и II вариантов, 6 – для III и IV вариантов) для ожи­дания отправления на подъездной путь или на участок в зависимости от занятости. Для любых типов станций примыкание таких подъезд­ных путей будет аналогичным. Если на станции примыкания происходит изменение направления движения маршрутов, то требуется еще один путь для обгона локомотивов.

В большинстве случаев маршруты в адрес подъездного пути после при­бытия на станцию примыкания до­ставляются на грузовые пункты подъездного пути по частям локомотивом предприятия или маневровым локомотивом станции. Если пере­возки осуществляются локомотивом предприятия, то требуется три пути (один – для оставляемой час­ти маршрута, второй – для выводи­мых с подъездного пути вагонов, третий – для обгона локомотива), как показано на рис. б в ва­рианте I , пути 6, 7, 8 и тупик 9 со стороны, противоположной примыка­нию для устройства изолированных маршрутов передвижения локомоти­ва подъездного пути.

Подъездные пути рассмотренного типа имеют предприятия добывающей промышленности (карьеры, раз­резы) с поступающими маршрутами порожняка и отправительскими мар­шрутами на выходе, а также пред­приятия стройиндустрии и ТЭЦ, при­нимающие грузы маршрутами и отправляющие на линию порожняк.

При примыкании подъездных пу­тей с немаршрутизированным вагонопотоком , поступающим на стан­цию со сборными или вывозными по­ездами, не играет особой роли направление, откуда он поступает или отправляется, поскольку на станции примыкания он перерабатывается.

Если вагонопоток небольшой, то при обслуживании подъездного пути локомотивом железной дороги на станции дополнительно укладыва­ется сортировочно-выставочный путь в маневровом районе станции неза­висимо от расположения предприя­тия, обычно рядом с существующим выставочным путем у грузовых устройств (путь 8 или 8`) или параллельно приемоотправочному пути.

Длина этого пути должна быть не меньше наибольшей группы ва­гонов, поступающих одновремен­но в адрес примыкающего промыш­ленного предприятия. Если подъезд­ной путь обслуживается локомоти­вом станции, то организация ра­боты зависит от схемы грузового пункта, а примыкание в зависимости от расположения пло­щадки предприятия может произво­диться по вариантам II , IIIa , III б, IVа и IV б .

При обслуживании подъездного пути локомотивом промышленного предприятия на станции примыка­ния осуществляется подборка ва­гонов в адрес подъездного пути и перестановка на выставочный путь. Пример такого примыкания – варианты Ia , II. Когда площадка расположена со стороны, противоположной основному манев­ровому району, количество выста­вочных путей зависит от порядка движения по подъездному пути, необходимости обгона локомотива и изоляции маршрутов передвиже­ния локомотива промышленного предприятия.

Для обеспечения безопасности движения при примыкании подъезд­ных путей в необходимых случаях предусматриваются предохрани­тельные тупики (или охранные стрелки, сбрасывающие башмаки и т.п.).

Приемо-сдаточные операции вы­полняются, как правило, на путях станции примыкания при обслуживании перевозок локомотивом пред­приятия и, наоборот, на подъездном пути при обслуживании его локомо­тивом станции.

При обслуживании подъездного пути локомотивом станции ее пу­тевое развитие упрощается, так как не нужно создавать изолированные районы для разных локомотивов, но может потребоваться усиление путевого развития на внутренних путях предприятий.

Опорные промежуточные станции

На линиях с интенсивным дви­жением обращение сборных поездов оказывает отрицательное вли­яние на участковую скорость и пропускную способность участков, т.к. каждая остановка сборного поезда увеличивает продолжительность нахождения его на участке и приводит к съему с графика не менее одного поезда другой категории. Поэтому уменьшение числа остановок сборного поезда спо­собствует увеличению участковой скорости и лучшему использова­нию пропускной способности участка.

На многих участках железных дорог имеется большое количество промежуточных станций, расположенных на расстоянии 7…10 км друг от друга, при этом объем грузовой работы на таких станциях незначителен. В целях интенсификации перевозочного процесса на участках с большими размерами движения организуют так называемые опор­ные промежуточные станции . Сборный поезд останавливается толь­ко на этих станциях, где вагоны отцепляются в адрес получате­лей, расположенных как на этой станции, так и на близлежащих промежуточных станциях, на которых он не останавливается. От­цепленные на опорной станции вагоны развозятся на близлежа­щие станции маневровым локомотивом. После выполнения грузовых операций маневровый локомотив собирает вагоны и доставляет на опор­ную станцию, где их прицепляют к сборному поезду.

При концентрации грузовой рабо­ты на опорных станциях остальные стан­ции либо закрываются для грузовой работы и превращаются по сути в разъезды или обгонные пункты, либо остаются станциями примыкания подъездных путей, которые обслуживаются локомотивом опорной станции. Грузы малодеятельных станций доставляют на опорную станцию автомобильным транспортом, при этом достигается не только сокращение числа остановок сборного поезда, но и сосредоточение грузовой работы на меньшем числе станций.

Опорные станции с развитыми грузовыми устройствами располагаются на расстоянии 30...40 км друг от друга в зависимости от наличия и состояния автомобильных дорог.

Опорные станции имеют соответствующее развитие путевого и складского хозяйства, средства механизации. На опорных станциях предусматривается уси­ление путевого развития и грузовых устройств, которые превращаются в грузовые районы, подразделяемые в зависимости от суточной грузопереработки на четыре категории: I – 12, II – 22, III – 32, IV – 45 ва­гонов.

На грузовых районах опорных станций для переработки тарно­-штучных грузов строят крытые склады, крытые и открытые платформы. Длину крытых складов прини­мают кратной 6, но не более 300 м, а ширину не менее 18 м. Расчетную длину фронта крытых складов с на­ружным расположением пути увеличивают до суммарной длины вагонов максимальной подачи (длина крытого вагона 14,73 м), чтобы при постановке вагонов их двери были напротив дверей склада.

На грузовых районах III и IV ка­тегорий строятся крытые склады с внутренним вводом путей шириной 24 или 30 м с вводом одного или двух путей и длиной 72 или 144 м. Пути у складов могут быть тупиковыми или сквозными.

Длину погрузочно-выгрузочных фронтов открытых платформ и пло­щадок определяют так же, как и для крытых складов. Размеры кон­тейнерной площадки принимают по типовым проектам.

Для непосредственной перегрузки грузов по прямому варианту вагон–автомобиль сооружают высокие платформы шириной 6 м, имеющие со стороны подъезда автотранспорта зубчатую форму, а в торце – пандус с уклоном 1:10 для въезда автопо­грузчиков. Длина платформы при­нимается по типовым проектам из расчета переработки в сутки 8, 12, 16, 20 вагонов и составляет соот­ветственно 38,6; 47,6; 65,6; 74,6 м.

Для погрузки–выгрузки самохо­дом различных колесных грузов устраивается высокая платформа с боковым и торцовым фронтом или только боковым длиной 27 или 54 м и шириной 6 м с уклонами пандусов не более 1:7.

Для выгрузки навалочных грузов, перевозимых в полувагонах, стро­ятся повышенные пути высотой 1,5…2,4 м, с обеих сторон от которых размеща­ются площадки для хранения гру­зов. Иногда повышенные пути и площадки перекрывают козловым краном для погрузки грузов на автотранспорт, закрытия люков вагонов, вы­грузки грузов зимой.

Для организации сортировочной работы по подборке вагонов на опорных станциях укладывают сор­тировочно-выставочные пути , коли­чество которых зависит от объема работы, числа грузовых фронтов и грузовых пунктов или подъездных путей, вагонопотоков на них и системы обслуживания подъездных пу­тей.

Переустройство промежуточных станций

Переустройство промежуточных станций производится в связи с введением новых видов тяги, строительством вторых путей, переходом на безостановочное скрещение поездов, развитием устройств для пассажирского или грузового движения, примыканием новых линий или подъездных путей, внедрением новых средств автоматики и телемеханики.

К основным видам переустройства промежуточных станций относятся: адаптация станции для скоростного движения ; удлинение приемо-отправочных путей для увеличения массы поездов; укладка дополнительных путей при увеличении движения; строительство новых и расширение существующих пассажирских платформ и грузовых дворов ; примыкание подъездных путей ; оборудование устройствами автоматики и телемеханики .

В связи с развитием скоростного движения на промежуточных станциях проводится:

спрямление главных путей и увеличение радиусов кривых;

вынос горловин на прямые участки пути;

снятие на главных путях некоторого количества стрелочных переводов и замена перекрестных переводов и глухих пересечений на обыкновенные переводы марок 1/11 с подуклонкой и непрерывной поверхностью качения в крестовинной части, 1/18 или 1/22 ;

переустройство горловин для замены коротких вставок между стрелочными переводами более длинными (не менее 25 м);

вынос пассажирских платформ на внешнюю сторону главных путей;

замена переходов и переездов тоннелями, пешеходными мостами и путепроводами;

модернизация устройств электрической централизации стрелочных переводов и сигналов.

Удлинение путей производится, как правило, в сторону более простой (по конструкции) горловины и пологого уклона. Для уменьшения объема земляных работ допускается удлинение путей в обе стороны.

Увеличение длины станционной площадки возможно путем изменения уклонов при подходе к станции или использования существующей площадки или части ее с уклоном 1,5 0 / 00 . Укладку дополнительных путей производят параллельно существующим или переустраивают станцию, меняя ее тип (например, поперечный на полупродольный или продольный).

Примыкание новых линий местного или магистрального значения в зависимости от заданных условий производится с любой стороны станции. Примыкание новой линии в горловине должно обеспечивать возможность одновременного приема поездов с существующей и вновь строящейся линии на все пути станции.

При развитии устройств для обслуживания пассажирского движения удлиняются существующие и строятся новые платформы, сооружаются переходы между платформами. При строительстве туннелей или пешеходных мостиков уширяются платформы, сдвигаются или перекладываются станционные пути, укладываются пути для отстоя составов пригородных поездов.

При переустройстве грузовых дворов расширяются и строятся новые складские площади, весы, укладываются дополнительные выставочные пути или удлиняются существующие вытяжные пути.

Внедрение новых средств автоматики и телемеханики (автоблокировки, электрической централизации стрелок и сигналов) требует уширения междупутий для установки выходных сигналов и перекладки стрелочных переводов для устройства между ними прямых вставок.

Оптимальный вариант переустройства станции определяется на основе технико-экономического обоснования с учетом перспектив развития, пропускной способности и других факторов.

Э.З. БРОЙТМАН ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ СТАНЦИИ И УЗЛЫ Утверждено Департаментом кадров и учебных заведений МПС России в качестве учебника для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта Москва 2004 ПРЕДИСЛОВИЕ Учебник «Железнодорожные станции и узлы» соответствует программе дисциплины «Станции и узлы». В нем подробно изложены конструкции эле​ментов пути: верхнего строения, стрелочных переводов, земляного полот​на, современные требования к конструкциям элементов пути и современ​ные методы их защиты, укладки и содержания. В учебнике представлены схемы всех раздельных пунктов и технология их работы в соответствии с Правилами и техническими нормами проектирова​ния станций и узлов на железных дорогах колеи 1520 мм, рассмотрены прин​ципы разработки конструкций горловин; указана роль станций в современ​ных условиях работы железнодорожного транспорта; приведены современное техническое оснащение железнодорожных станций и современные методы расчета устройств станции, перспективы развития станций и всего железно​дорожного транспорта. Автор выражает благодарность рецензентам - заместителю начальника Департамента управления перевозками ОАО «РЖД» СЮ. Елисееву, глав​ному специалисту отдела перспективного развития ж.-д. транспорта инсти​тута Гипротранстэи Б.И. Ефремову и преподавателю Узловского техникума железнодорожного транспорта Н.П. Коротаевой за полезные рекомендации и замечания по рукописи, а также заместителю главного инженера Мосгип-ротранса Н.В. Маркиной за ценные рекомендации по разделу станций и главному эксперту Управления экспертизы Г.И. Курковой за ценные сове​ты по содержанию п. 1.2. «Земляное полотно» и Т.Я. Бройтману за помощь в подготовке рукописи к печати. ВВЕДЕНИЕ Железнодорожный путь и станции являются основными элементами хо​зяйства железнодорожного транспорта. Железнодорожный путь представ​ляет собой комплекс инженерных сооружений и устройств, предназначен​ных для бесперебойного и безопасного движения поездов с установленными скоростями в точном соответствии с графиком движения поездов. Основ​ными элементами железнодорожного пути являются: верхнее строение, зем​ляное полотно и искусственные сооружения. Основные конструктивные формы железнодорожного пути и инженерные решения сохранились до наших дней. Это свидетельствует о высоком про​фессионализме первых проектировщиков и строителей железных дорог. На​грузка от колес подвижного состава передается на рельс, затем шпалы, бал​ласт и, наконец, земляное полотно, т.е. площадь, воспринимающая нагрузку, по мере удаления от контакта колеса и рельса все время возрастает. Это по​зволяет применять различные материалы с различной несущей способностью для сооружения железнодорожного пути (сталь, железобетон, дерево, грунт). Все элементы пути работают в сложных условиях, поэтому необходимо по​стоянно контролировать состояние пути, выполнять ремонт пути и заменять отдельные элементы верхнего строения пути. Для обеспечения необходимой пропускной способности и безопасности движения поездов каждая линия делится раздельными пунктами на перего​ны. Раздельными пунктами являются путевые посты, разъезды, обгонные пункты, станции, а при автоблокировке и светофоры. Разъезды - раздельные пункты на однопутной линии, путевое развитие которых предназначено для выполнения скрещения и обгона поездов, а также для выполнения в небольших объемах пассажирских и грузовых операций. Обгонные пункты - раздельные пункты на двухпутной линии, имеющие путе​вое развитие для выполнения обгона поездов. Разъезды и обгонные пункты кроме главных путей имеют один или два пути для приема поездов. В небольшом объеме на обгонных пунктах выполняются пассажирские и грузовые операции. Вся основная работа с поездами, по обслуживанию пассажиров, работа с грузами, принадлежащими предприятиям и организациям, выполняется на станциях. В зависимости от путевого развития, объема и характера выпол​няемой работы станции разделяются на: промежуточные, участковые, сор​тировочные, пассажирские и пассажирские технические, грузовые. Промежуточные станции выполняют прием и отправление поездов, об​гон и скрещение поездов, посадку и высадку пассажиров, прием, выдачу и хранение грузов и багажа. 4 Участковые станции обеспечивают смену поездного локомотива и локо​мотивных бригад, формирование сборных и участковых поездов, техничес​кое обслуживание и коммерческий осмотр поездов, ремонт локомотивов и вагонов, а также выполняют пассажирские и грузовые операции. Наиболее мощные сортировочные станции, на которых организуется пе​реработка вагонов, формируют все категории поездов; выполняют осмотр и ремонт локомотивов и вагонов; в небольшом объеме выполняют пасса​жирские и грузовые операции. Основной работой грузовых станций является: погрузка, выгрузка, хране​ние грузов, прием грузов от отправителей и выдача грузов получателям, а также оформление документов. Пассажирские станции обеспечивают посадку и высадку пассажиров; продажу билетов; прием и отправление пассажирских поездов. Пассажирские технические станции организуют подготовку пассажирс​ких составов, осмотр, ремонт, уборку пассажирских вагонов, снабжение ва​гонов топливом и водой. Железнодорожные узлы располагаются в месте пересечения нескольких железнодорожных линий. В узлах происходит передача поездов, вагонов и грузов с одной линии на другую и пересадка пассажиров. В узле могут разме​щаться несколько станций: пассажирская, грузовая, сортировочная. В круп​ных узлах может быть несколько станций - пассажирских, грузовых, сорти​ровочных, а также участковых и промежуточных. На 1 января 2001 г. протяженность сети железных дорог России составила 85,8 тыс. км, в том числе двухпутных линий - 36,3 тыс км. Электрифициро​ванных линий 41,6 тыс. км, и электрификация железнодорожных линий про​должается. За последние 10 лет, с 1991 г., электрифицировано 3,5 тыс. км. Бесстыкового пути уложено 45 537 км. Первая железная дорога была построена в России между Петербургом и Царским Селом в 1837 г. протяженностью 26 км. В 1851 г. было открыто железнодорожное сообщение между Петербургом и Москвой. С этого вре​мени началось массовое строительство железных дорог. В начале XXI в. хочется вспомнить, как начинались железные дороги и кто стоял у их истоков. В России борьба за железные дороги с самого начала приобрела не только социально-экономический, но и политический харак​тер. В развитии нового вида транспорта видели угрозу крепостному строю. Новый вид транспорта вызывал упорное сопротивление не только в Рос​сии, но и в других странах. Когда в Англии был решен вопрос о строитель​стве железной дороги, в прессе началась компания по срыву строительства. Крестьян убеждали, что «новый вид транспорта вытеснит лошадей, сено и овес не найдут сбыта». Людей, занимающихся извозом, пугали полным ра​зорением. Распространялись слухи, что «огненные машины» сожгут города и села, ужасный грохот паровозов лишит языка детей, вызовет у взрослого потерю слуха, а у коров - молока. Не отставали от Европы и в Америке. «Общеизвестный факт, - писал один американский журналист в начале 30-х гг. XIX в., - что пассажи- ры от быстрого движения в поездах теряют память. Многие деловые люди, по прибытии на место, забывали о цели своей поездки, им прихо​дилось писать домой, чтобы узнать, зачем они поехали». Важную роль в обосновании необходимости железных дорог играли такие прогрессивные офицеры корпуса инженеров путей сообщения, как П.П. Мельников, Н.О. Крафт, М.С. Волков, Н.И. Липин и другие. Они закладывали основы железнодорожной науки в России, готовили кадры будущих строителей железных дорог, а позднее возглавляли проектирова​ние и строительство железных дорог в России. Полемика о строительстве железных дорог продолжалась бы дальше, но дело ускорил профессор венского политехнического института профессор Ф.А. Герстнер, который обратился к царю с запиской о строительстве в Рос​сии сети железных дорог. Предложение было рассмотрено и принято, и в ре​зультате начала действовать первая в России железная дорога в 1837 г. между Петербургом и Царским Селом. Герстнер выполнил условие, построив опыт​ную железную дорогу с вокзалом, рестораном и театром. Ширина колеи этой железной дороги была 1829 мм. Чтобы дорогу не заносило зимой снегом, она была построена на насыпи высотой 3 м. Опытная железная дорога доказала возможность ее эксплуатации в России круглый год. Один из будущих руководителей железнодорожного транспорта П.П. Мель​ников был энциклопедически образованным человеком. Он свободно владел тремя иностранными языками, обладал глубокими знаниями в области мате​матики и механики. В 1835 г. он издал книгу «О железных дорогах», которая стала первым учебным пособием в Институте Корпуса инженеров путей сооб​щения, изданным на русском языке. До сих пор мы пользуемся терминами «же​лезная дорога», «стрелка», «разъезд», введенными П.П. Мельниковым. В 1837 г. по указанию императора Николая I П.П. Мельников был на​правлен в Европу и Америку для изучения опыта строительства железных дорог. Вернувшись из командировки, П.П. Мельников заявил, что желез​ные дороги будто созданы специально для России, с ее огромными терри​ториями и холодным климатом, с длинными, морозными зимами. В то время в Европе и в Америке было построено достаточно много же​лезных дорог, но они были короткие и не связанные друг с другом и имели разную ширину колеи. Пользоваться такими железными дорогами было крайне сложно. На основании изучения иностранного опыта был сделан вывод, что нужно строить сеть железных дорог с единой шириной колеи и по общему плану. Проект сооружения железнодорожной сети в России был разработан в 1852 г. Составление проекта первой магистральной железной дороги в России Мос​ква - Петербург было поручено инженерам П.П. Мельникову и Н.О. Крафту. 1 февраля 1842 г. был издан указ о сооружении железной дороги Санкт-Петербург-Москва, подписанный Николаем I. Понимая, что строитель​ство железных дорог в России имеет большое будущее, был поднят вопрос об унификации ширины колеи. Была создана специальная комиссия, кото​рая рассмотрела два варианта ширины колеи - 1524 и 1829 мм. По подсче- там профессора Н.О. Крафта на магистрали Петербург-Москва примене​ние ширины колеи 1524 мм давало экономию в земляных работах около 1750 тыс. руб. серебром. Комиссия рекомендовала в связи с этим устано​вить ширину колеи в 1524 мм. С тех пор эта колея и была принята как нор​мальная для всех железных дорог России. При проектировании и строительстве этой железной дороги были вы​полнены исследования для определения максимальной величины уклона, был определен и вес поезда и определена схема размещения раздельных пун​ктов, определена пропускная и провозная способность в зависимости от уклона. Эти исследования послужили основанием для определения пологих уклонов первой русской железнодорожной магистрали. Была разработана методика подсчета эксплуатационных расходов для этой линии, которая ис​пользуется и в настоящее время. По предложению П.П. Мельникова было принято прямое направление дороги без захода в Новгород, это предложение поддержал император Ни​колай I. Было принято решение вести дорогу по возможно прямому направ​лению. Насколько прямая первая наша железная дорога, можно судить по тому, что астрономическое расстояние между Москвой и Санкт-Петербур​гом составляет 598 верст, а протяженность построенной линии оказалась 604 версты, на этой линии было построено 34 станции. Так как железная дорога проходила по кратчайшему расстоянию, она пересекала множество рек и оврагов, на ней возвели 278 искусственных сооружений, в том числе 154 моста, 69 труб и 19 путепроводов. Все большие и средние мосты имели деревянные решетчатые фермы системы Гау-Журавского. Основоположник мостостроения Д.И. Журавский за теорию расчета мостовых ферм получил полную Демидовскую премию. Мосты, построенные под его руководством, оказались необычайно прочными и простояли до замены их металлически​ми более 35 лет. Первые рельсы были железными, весом 27,8 кг погонный метр и были изготовлены в Англии. В 1870-е гг. были испытаны рельсы со стальными головками и с начала 1880-х гг. стали изготавливать рельсы из стального проката. В настоящее время укладываются термически обработанные рель​сы, весом 65 и 75 кг погонный метр. Строительством самой длинной железной дороги в мире руководили вы​дающиеся русские инженеры путей сообщения П.П. Мельников, Н.О. Крафт, Д.И. Журавский, Н.И. Липин и другие. Работы по сооружению дороги были начаты в 1843 г. и закончены в 1851г. С вводом железной дороги время по​ездки из Санкт-Петербурга в Москву сократилось втрое (по сравнению со временем движения по шоссе). Уже в первый год было перевезено по желез​ной дороге 780 тыс. пассажиров и более 163 800 т (10 млн пудов) грузов. Вскоре после сооружения магистрали Петербург-Москва была построе​на дорога Петербург-Варшава. После отмены крепостного права в резуль​тате реформы 1861 г. строительство железных дорог стало продвигаться бы​стрыми темпами. В эти годы были построены: железная дорога Поти-Тифлис (1866-1872 гг.) (с пересечением отрогов Кавказского хребта), в Средней Азии в труднейших условиях - в песках пустыни - Закаспийская дорога Красно-водск-Самарканд (1880-1888 гг.), в районе вечной мерзлоты - некоторые участки Транссибирской магистрали (1891-1903 гг.). К началу первой мировой войны была создана железнодорожная сеть, зани​мающая по протяженности первое место в Европе. После окончания граждан​ской войны продолжилось развитие сети. За период с 1918 по 1940 гг. было пост​роено свыше 35 тыс. км новых железных дорог: в том числе Казань-Ека​теринбург, Нижний Новгород-Котельнич, Петропавловск-Курорт Боровое- Акмолинск-Караганда-Балхаш, Волочаевка-Комсомольск-на-Амуре. В то же время ведется реконструкция существующих линий. Укладываются вторые пути, с 1920-х гг. началась электрификация железных дорог. С появлением первых железнодорожных линий появились первые желез​нодорожные станции. На линии Петербург-Москва были построены 34 стан​ции. Первые станции имели небольшое число путей, их схемы были несовер​шенны. Возможностей для дальнейшего развития станций не было, так как возводились фундаментальные здания с одной и другой стороны путей. По​лезная длина приемо-отправочных путей составляла 220-320 м. На некото​рых первых железнодорожных линиях приемо-отправочные пути делали ту​пиковыми. Тупиковые пути начали перестраивать в сквозные уже в начале XX в. С увеличением мощности локомотивов увеличивалась весовая норма поездов, что привело к удлинению полезной длины приемо-отправочных пу​тей. В начале XX в. она составляла 480-640 м. Первыми сортировочными станциями, на которых для расформирования поездов была сооружена горка, стали станции Ртищево (1899 г.) и Кочетовка (1901 г.). В 1908-1910 гг. были построены сортировочные станции на Московс​ком (Лосиноостровская, Люблино, Ховрино, Перово), Петербургском и других узлах. Станция Люблино была первой станцией, построенной по классической схеме с тремя последовательно расположенными парками в обеих системах. В период с 1900 по 1914 гг. были начаты работы по развитию узлов с увеличением объема перевозок, сооружением новых сортировочных стан​ций, примыканием новых линий. В 1925-1927 гг. выполнялись работы по развитию узлов: Московского, Ростовского, Горьковского и ряда других. В эти годы была начата электри​фикация пригородного движения в крупных узлах. В 1930-1934 гг., в связи с развитием промышленности на Урале, в Кузбассе, Караганде и др. были сооружены узлы: Магнитогорск, Карталы, Новокузнецк, Караганда и др. В Новосибирском узле - крупная сортировочная станция Инс-кая. С 1929 по 1940 гг. реконструируются узлы: Днепропетровский, Куйбышевс​кий, Брянский, Ярославский, Тульский, Киевский и многие другие. С введением более мощных локомотивов (ФД, СО) увеличились составы поездов. Длина путей в 640 м оказалась недостаточной, и она удлиняется вначале до 720 м, а затем на грузонапряженных линиях до 850 м. В 1934 г. на станции Красный Лиман было положено начало работам по реконструкции сортировочных станций с механизацией горок. К 1940 г. было механизировано 39 горок. 8 В период Великой Отечественной войны развивались станции в связи со строительством важнейших для страны железнодорожных линий: Печорской, Карталы-Акмолинск, Казань-Ульяновск-Сызрань-Саратов-Иловля и др. В эти годы увеличились объемы перевозок железных дорог в районах По​волжья, Урала, Западной Сибири. Чтобы обеспечить перевозки, развивают​ся узлы Новосибирский, Челябинский, Пензенский, Вологодский и др. Во время войны было разрушено 65 тыс. км железнодорожных линий, многие крупные железнодорожные узлы, 4100 станций, 2573 вокзала, 13 тыс. мостов и др. устройства. Уже во время войны были выполнены работы по восстановле​нию железных дорог, но особенно темп восстановительных работ увеличился после окончания войны. Продолжилось и развитие сети. В последующие годы строятся новые линии с сооружением новых стан​ций и развиваются станции в местах примыкания новых линий к существу​ющим. Построены линии Магнитогорск-Белорецк, Тайшет-Абакан, Тю​мень-Тобольск и многие др. Построена Байкало-Амурская магистраль протяженностью 3100 км от Лены до Комсомольска-на-Амуре. Развиваются станции с целью повышения пропускной и перерабатываю​щей способности - Челябинск, Кинель, Дема, Ярославль Главный. Разви​ваются узлы Московский, Свердловский, Саратовский. Удлиняются пути до 850-1050 м, сооружаются самые крупные станции на сети железных до​рог - Орехово и Бекасово, выполняется реконструкция локомотивного хо​зяйства, выполняется автоматизация сортировочных горок. С 70-х гг. XX в. начинается автоматизация железнодорожного транспор​та. Создаются автоматизированные системы управления, в первую очередь, в работе сортировочных станций. В трудные 90-е гг. работы по развитию и реконструкции транспорта не проводились. В настоящее время выполняются работы по развитию ж.-д. транспорта, в частности, Санкт-Петербургского узла: удлиняются пути до 1050 и 1500 м, развивается станция Санкт-Петербург-Сортировочный-Мос​ковский, строится пассажирская станция Ладожская и новый пассажирский вокзал Ладожский. Укладываются вторые пути на участке станции Ладожс​кая-Горы. Выполняется электрификация линии Мга-Гатчина-Веймарн- Ивангород с развитием станций. Строятся новые (Усть-Луга) и реконструируются существующие морс​кие порты (Туапсе, Новороссийск, Автово), новые пограничные станции (Чернышевская) и выполняется реконструкция пограничных станций (Све-тогорск, Ивангород). Начинается программа комплексной реконструкции сортировочных стан​ций, включающей и удлинение путей и автоматизацию работы станции (Ин-ская, Бекасово). Вводятся новые системы контроля технического состояния вагонов, ко​торые позволят удлинить участки проследования вагонов без осмотра. Для лучшего управления, контроля и оперативного вмешательства в ра​боту железных дорог создана система ЦУП (Центр управления перевозка​ми), которая работает в реальном масштабе времени. Информация о погру- женном или выгруженном вагоне, о передаче вагонов по стыкам, о движе​нии пассажирских поездов тут же поступает в систему. На специальном табло отображается перевозочный процесс и показате​ли работы сети. Также в реальном масштабе времени в ЦУПе отображается функциони​рование важнейших сортировочных станций сети: Санкт-Петербург-Сорти​ровочный-Московский, Ховрино, Люблино, Орехово-Зуево, Бекасово и др. Работает система контроля погрузки и продвижения наливных грузов. Первый поезд от Петербурга до Москвы находился в пути 21 ч 45 мин. Максимальный вес товарных поездов составлял 288 т (18 тыс. пудов). Сред​ние технические скорости первых поездов: пассажирских - 30 км/ч, товар​ных - 15 км/ч. В настоящее время «Красная стрела» в пути находится 7 ч 55 мин, ско​ростные поезда проходят расстояние до Санкт-Петербурга за 4 ч 30 мин. Вес грузового поезда достигает 6500 т. Глава 1 ПУТЬ И ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО 1.1. Трасса, план и профиль пути План местности в горизонталях. Для того чтобы разместить наиболее рационально вновь строящиеся сооружения или устройства (мосты, здания, станции и т.д.), необходимо иметь изображение местности на чертеже. Для этого делают на местности измерения и составляют ее план со всеми необ​ходимыми данными. Рельеф местности на планах изображают особыми линиями, которые на​зывают горизонталями. Горизонтали - это контуры фигур, получаемых от воображаемого пересечения местности горизонтальными плоскостями, отсто​ящими друг от друга на одинаковом расстоянии (1 м, 5 м, 10 м). Для постро​ения горизонталей соединяют точки с одинаковыми отметками. Отметкой называется расстояние по высоте от какого-либо уровня до точки местности. Отметки различают абсолютные и относительные. Абсо​лютные - измеренные от уровня Балтийского моря, который считают не​изменным. На практике часто пользуются относительными отметками. От​носительные отметки - это расстояния по высоте, измеренные от условного уровня до точек местности. Условный уровень фиксируется неизменными точками - реперами (металлическими марками на фундаментах зданий, опо​рах мостов и др.). План местности в горизонталях дает полное представление о рельефе местности и позволяет выбрать наиболее рациональное расположение же​лезнодорожной линии, станции, путепроводной развязки. Планы в гори​зонталях составляют в масштабе 1:10 000, 1:5000, 1:2000, 1:1000. По плану местности в горизонталях можно: · составить профиль местности в заданном направлении; · провести линию заданного уклона; · провести водораздельные и водосливные линии. Составление профиля местности в заданном направлении. Например, тре​буется по плану местности в горизонталях (рис. 1.1) построить профиль по направлению М-Н. Для этого на произвольно взятой прямой КЛ от началь​ной точки а в принятом горизонтальном масштабе откладывают расстояния до точек б", в" г\ д", е\ ж", равные расстояниям до точек а, б, в, г, д, ж на плане в горизонталях. Из точек а" б", в", г", д", е\ ж"восстанавливают перпендикуля- 11 проектирования: топографические, геологические, гидрографические и др. Экономические и физические ус​ловия определяют опорные точки (на​селенные пункты) и фиксированные точки трассы, т.е. точки местности, че​рез которые должна пройти трасса ли​нии (удобные места пересечения боль​ших рек, обхода болот и т.п.). Же​лательно, чтобы трассирование ве​лось вольным ходом, с небольшими. уклонами, при этом трасса укладыва​лась по кратчайшему направлению (по прямой) между опорными и фик​сированными точками. К сожалению, достаточно редко трассирование ведется вольным хо​дом. Его можно применять только в равнинных и малонаселенных местностях, где не требуется обходить неприят​ные в гидрогеологическом отношении места, преодолевать большие высоты и водные преграды. В основном же трассирование ведут напряженным ходом, когда трассу приходится специально удлинять, а иногда и менять направле​ние, чтобы обойти какое-либо препятствие или подняться на большую высоту (в горных условиях). Чтобы выбрать лучший вариант трассы, разрабатывают и сравнивают между собой несколько вариантов. Основные показатели при сравнении: длина трассы, средняя крутизна уклонов, число пересекаемых трас​сой рек и оврагов, протяженность геологически неблагоприятных участков (болот, неустойчивых косогоров, карстовых участков и др.). Выбирают луч​ший вариант с учетом окупаемости вложенных в строительство капиталов в процессе эксплуатации. На железнодорожном транспорте принят срок окупа​емости не более 10 лет. План линии. Проекцию трассы линии на горизонтальную плоскость назы​вают планом линии. План железнодорожной линии - это сочетание прямоли​нейных и криволинейных участков пути. При благоприятных условиях желез​нодорожная линия состоит из длинных прямых участков и небольших кривых. В гористой, густонаселенной или пересеченной местности линия состоит в ос​новном из кривых и небольших прямых участков. На рис. 1.4 приведена схема круго​вой кривой. Показатели кривой следу​ющие: угол поворота кривой (р - вне​шний угол между первоначальным и отклоненным положением железнодо​рожной линии, тангенс Т - отрезок прямой соединяет вершину угла пово​рота «О» с началом или концом кри- ная расчетной. Решается и обратная задача: можно определить мощность локо​мотива, необходимую, чтобы провести поезд заданного веса по заданному укло​ну. Для проектируемых линий принимают руководящий уклон по табл. 1.1. Проектируемая линия продольного профиля состоит из элементов раз​ной длины и разной крутизны. Чтобы переход подвижного состава с одно​го элемента на другой был плавным, без толчков и ударов, элементы про​дольного профиля сопрягают между собой кривой в вертикальной плоскости. Согласно СТН Ц-01- 95, применяют радиусы вертикальных кри​вых, представленные в табл. 1.1. План и продольный профиль новых железнодорожных линий общего пользования и подъездных путей выполняют, как правило, на одном листе. В этом случае участки плана и профиля совпадают. Пример совмещенного плана и профиля приведен на рис. 1.6. Пути изображается в том же масшта​бе по горизонтали, что и профиль пути. На плане показывают: ось пути, ситуацию, геологические скважины, вер​шины углов поворота, их номера, начало и конец кривой, элементы круго​вых кривых, пикеты и километровые знаки, бровки откосов насыпей и вые​мок, искусственные сооружения. Основной масштаб чертежа 1:2000, допускается масштаб 1:5000. На продольном профиле, совмещенном с планом, показывают: линию фак​тической поверхности земли по оси пути и проектную линию (проектируе​мую бровку земляного полотна), наименование слоев грунта и номер грунта (в соответствии с классификацией). Основной масштаб по вертикали 1:200, допускается 1:500. В сетке под продольным профилем указывают отметки поверхности зем​ли по оси пути и проектные отметки бровки земляного полотна на пикетах и плюсовых точках. Сетка выполняется по форме 6. Выше проектной линии продольного профиля показывают уклоны и дли​ны элементов продольного профиля в виде дроби: в числителе - уклон в %о (подъем со знаком «+», спуск со знаком «-»), в знаменателе - длину эле​мента в метрах; обозначение раздельных пунктов, расстояние между ними, искусственные сооружения, переезды, рабочие отметки насыпи. 15 Ниже проектной лини наносят линии ординат от точек перелома проект​ной линии профиля, искусственные сооружения, фактические отметки земли и проектные отметки бровки земляного полотна, рабочие отметки выемки. Кроме изображения профиля, совмещенного с планом трассы (рис. 1.6), про​дольный профиль для путей на неспланированной застроенной территории ГОСТ Р 21... 17022-96 предусматривает изображение профиля, как показано на рис. 1.7. В нижней части сетки показаны километровые знаки, закрашенная часть на​правлена в сторону возрастания километров. Выше показывают прямые и кри​вые плана с указанием элементов кривой. В графе «Расстояние» указывается рас​стояние между пикетами и от пикета до характерных точек. В графе «Отметка земли» указываются отметки поверхности земли на пикетах и характерных точ​ках. В проектных данных указывают: уклон элементов профиля в %0 и длину в м, линия соединяет углы и показывает подъем или спуск. В графе «Отметка голов​ки рельса» показывается отметка головки рельса на пикетах и плюсовых точках. Кроме того, показаны отметки дна, уклон и длина элементов профиля левого и правого кюветов (лотков). В графе «Развернутый план пути» показывают ось пути и ситуацию прилегающей местности на расстоянии 100 м от оси пути. Над сеткой восстанавливают перпендикуляры против пикетов и плюсо​вых точек, на которых откладывают отметки точек земли, концы отрезков соединяют между собой. Полученная линия является продольным профилем местности. На этих же перпендикулярах откладывают отметки головок рель​сов, концы отрезков соединяют между собой. Полученная ломаная линия яв​ляется продольным профилем проектируемого железнодорожного пути. Выше продольного профиля показывают. · обозначения раздельных пунктов их название расстояние между ними; · обозначения проектируемых искусственных сооружений и их привязку к пикетам; 17 · обозначение реперов, наземных коммуникаций, переездов; · рабочие отметки насыпи. Ниже проектной линии наносят: · подземные инженерные коммуникации; · условные обозначения проектируемых и существующих искусственных сооружений; · рабочие отметки выемки. Геодезические работы и инструменты. Для того, чтобы построить желез​нодорожную линию, станцию, мост или путепровод, разместить локомо- 18 тивное хозяйство или любое другое сооружение, необходимо иметь съемку местности. Методами съемки местности, обработкой результатов и изобра​жением ее на местности занимается наука, которая называется геодезией. Геодезия широко применяется при изысканиях и строительстве железных дорог, съемке местности для размещения различных сооружений и при про​верке состояния существующих сооружений. Геодезические работы делятся на полевые и камеральные. Во время полевых работ измеряются горизон​тальные и вертикальные расстояния между точками, измеряются вертикаль​ные и горизонтальные углы между ними. Все данные заносят в специальные журналы, которые обрабатываются и затем наносят на чертежи. В резуль​тате съемок местности получаются планы, по которым ведутся расчеты и проектирование. К приборам, которые измеряют расстояния, относятся: мерные лен​ты (рис. 1.8), рулетки, оптические дальномеры, светодальномеры и др. Для восстановления перпендикуля​ров на местности используют эке​ры. Наибольшее распространение получил двузеркальный экер. Он со​стоит из металлической оправы, в которую установлены под углом 45° два зеркала и ручки с крючком для отвеса. Для измерения на местности го​ризонтальных и вертикальных уг​лов пользуются угломерными инст​рументами - теодолитами. В на​стоящее время применяются опти​ческие теодолиты (рис. 1.9), благо​даря большой точности измерения, небольшой массе и размеров теодо​лита. Основными частями теодоли​та являются следующие: горизон​тальный круг, называемый лимбом; зрительная труба, вращающаяся вок​руг горизонтальной оси; алидада - горизонтальный круг, концентричес​ки вставленный в лимб. На круге алидады есть диаметрально противо​положные ноль-штрихи, с помощью которых берут отсчеты с лимба. Круг лимба имеет градусные деления. Чем больше делений, тем больше точ​ность. Отсчетом называется процесс 19 фиксирования положения ноль-штрихов алидады относительно делений лим​ба. На оптических теодолитах отсчеты берутся по микроскопу. Для измерения углов наклона теодолит имеет вертикальный круг, ана​логичный горизонтальному кругу. В отличие от горизонтального круга вер​тикальный круг лимба неподвижно соединен с осью зрительной трубы. Для измерения углов зрительную трубу направляют сначала на одну точку и берут отсчет по отсчетному микроскопу, затем направляют трубу на другую точку и также берут отсчет. Разница отсчетов двух точек и дает величину угла. Для определения превышения одной точки над другой или определения разности отметок точек местности применяют нивелиры (рис. 1.10). Превы​шение точек местности относительно друг друга не является оке нчатель- ной целью, главной целью является опреде​ление превышением точек над каким-то единым уровнем. За такой ровень для Рос​сии и стран СНГ принята средняя поверх​ность Балтийского м:>ря, закрепленная спе​циальным нулевым репером, который нахо​дится на устое моста в Кронштадте. Высо​ты точек над уровнем Балтийского моря на​зываются абсолютными высотами (отмет​ками). Теодолиты и нивелиры устанавли​ваются на штативы (рис. 1.11). Основные части нивелира следующие: - подставка с тремя установочными вин​ тами, с помощью которой нивелир устанав​ ливается в рабочее положение; - зрительная труба нивелира крепится на вертикальной оси прибора и вращается толь​ ко в горизонтальной плоскости. Для приве- 20 21 чения на сети железных дорог, от объема перевозок и скоростей движения подразделяются на категории, приведенные в табл. 1.2 ная длина главных путей выражает сумму расстоянии между осями раздельных пунктов независимо от числа путей, лежащих на общем земляном полотне. Она используется при определении дальности перевозок и при тарифных расчетах. Развернутая длина представляет сумму длин всех главных путей (I, II, III, IV) на участке, линии, железной дороге. Отдельно учитывают развернутую длину стан​ционных путей (общую сумму их длин). Развернутая длина главных и станцион​ных путей определяет эксплуатационные расходы на содержание и ремонт пути, используются при расчетах пропускной способности, применяется для опреде​ления интенсивности использования путей и др. 1.2. Земляное полотно 1.2.1. Назначение земляного полотна и требования, предъявляемые к нему Земляное полотно - это инженерное сооружение из грунта, на котором размещается верхнее строение железнодорожного пути. Земляное полотно вос​принимает нагрузки от подвижного состава и верхнего строения пути и пере​дает их на основание. Земляное полотно выравнивает земную поверхность в пределах железнодорожной трассы для придания пути необходимого плана и профиля. От надежности земляного полотна зависят и скорости движения поездов, и масса поездов, и пропускная и провозная способность линий. Земляное полотно работает в сложных условиях, так как подвергается значительной поездной нагрузке и влиянию природных факторов. От цело​стности и состояния земляного полотна зависит исправность всего желез​нодорожного пути. Чтобы земляное полотно исправно служило, к нему предъявляются следующие основные требования: - прочность - способность выдерживать нагрузку от подвижного со​става (передаваемую через верхнее строение) без разрушений; · устойчивость - неизменность своей формы и положения, как от пере​ даваемой нагрузки, так и от влияния природно-климатических воздействий; · надежность и долговечность. Для защиты земляного полотна от неблагоприятных природных воздей​ствий предусматривается комплекс различных защитных, водоотводных и укрепительных сооружений. Земляное полотно должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям: · обеспечивать длительную эксплуатацию с минимальными отказами при пропуске современных (и перспективных) типов подвижного состава при максимальных скоростях движения поездов и расчетной грузонапряженно​ сти железной дороги; · быть ремонтопригодным; · быть равнонадежным независимо от применяемых грунтов. Кроме того, при проектировании земляного полотна должны учитываться вопросы максимальной сохранности ценных земель и нанесения минималь​ного ущерба природной среде. 23 Земляное полотно обычно сооружают из местных или привозных грун​тов, обладающих различными физико-техническими характеристиками (плотностью, пористостью, влажностью и др.), от которых зависят стабиль​ность и долговечность сооружений земляного полотна. Грунты для земляного полотна. Для отсыпки насыпей наиболее жела​тельны скальные, крупнообломочные грунты (щебенистые, галечниковые, гравийные) и песчаные, которые обладают высокой несущей способностью, хорошо пропускают воду, не изменяют своих свойств при увлажнении. Грун​ты основания земляного полотна чаще представлены глиной, песком, супе​сью и суглинками. И земляное полотно в основном сооружается именно из таких грунтов и в таких грунтах. При возведении насыпей используются грунты: скальные, песчаные, гра​вийные, глинистые. К скальным грунтам относят грунты, получаемые посредством разруше​ния скальных пород - изверженных, метаморфических и осадочных с же​сткими связями между зернами, залегающие в естественных условиях в виде сплошного или трещиноватого массива. Перед разработкой и укладкой в насыпь такие грунты предварительно разрыхляются. Песчаные грунты представляют собой продукт выветривания горных пород. Они обладают хорошей способностью пропускать воду и являются хорошим материалом для сооружения земляного полотна и как основание земляного полотна. Глинистые грунты имеют в большом количестве очень малые размеры частиц чешуйчатой формы. Толщина частиц в десятки раз меньше их дру​гих размеров, поэтому они обладают большой суммарной поверхностью в единице объема, достигающей нескольких квадратных метров на 1 сч3 грун​та. Этим определяется большая влагоемкость грунта. В сухом состоянии такие грунты обладают высокой несущей способностью, но при увлажне​нии сцепление частиц постепенно утрачивается и грунт становится плас​тичным, деформирующимся при незначительном силов^ м воздействии. Грунт плохо пропускает воду, а при замерзании подвергается неравномер​ному пучению. Для возведения насыпей разрешается использовать все грунты, кроме глинистых избыточно увлажненных или избыточно засоленных, сильно на​бухающих, заторфованных, а также жирных глин, торфов, ила, гипса, мела. Грунты, которые пропускают через себя воду, не разрушаясь и не теряя при этом своей прочности, называются дренирующими. Грунты, не пропус​кающие или поглощающие воду, - недренирующими. К дренирующим грун​там относятся крупнообломочные, гравийные, крупно- и среднезернистые пески; к слабодренирущим - мелкозернистые пески; к недренирующим - глинистые грунты. Для обеспечения надежности конструкции земляного полотна производится уплотнение грунтов в насыпях и, в необходимых случаях, в выемках под основ​ной площадкой, на нулевых местах и в основаниях насыпей. Грунты насыпей послойно уплотняются специальными грунтоуплотняющими машинами. 24 1.2.2. Конструктивные элементы земляного полотна Поперечным профилем земляного полотна называется поперечный раз​рез земляного полотна вертикальной плоскостью, перпендикулярной его продольной оси. Поперечные профили земляного полотна характеризуются шириной ос​новной площадки, крутизной откосов, расположением водоотводных уст​ройств, высотой насыпи и глубиной выемки. Часть поверхности земляного полотна, на которую укладывается верхнее стро​ение пути, называется основной площадкой (рис. 1.14) Пересечение основной площадки с откосом - бровка земляного полотна. Расстояние между бровками называется шириной основной площадки. Ширина основной площадки прини- мается по нормам СНиП 32-01-95 и СТН Ц-01-95 Министерства путей сообще​ния Российской Федерации в зависимости от категории железнодорожной ли​нии и представлена в табл. 1.3. Ширина основной площадки включают в себя обочины, которые пред​назначены для удобства выполнения путевых работ (на ней размещают инструмент, необходимые детали верхнего строения пути, расставляют сиг​налы и путевые знаки). Минимальная ширина обочины - 0,5 м. В кривых участках пути земляное полотно уширяется с наружной сторо​ны кривой в связи с необходимостью устройства возвышения наружного рельса за счет увеличения высоты и ширины балластного слоя. Например, при радиусе кривой R = 3000 м ширина основной площадки увеличивается с наружной стороны кривой на 0,20 м и при R - 600 м на 0,5 м. Поперечное очертание основной площадки однопутной линии в недре-нирующих грунтах имеет форму трапеции (рис. 1.14, б) с шириной поверху 2,3 м и высотой 0,15м, а двухпутной - в виде треугольника с высотой 0,20 м и основанием, равным ширине основной площадки (рис. 1.14, а). Верхняя часть земляного полотна, ограниченная основной площадкой и стягиваю​щей ее прямой, называется сливной призмой; она необходима для стока воды, проникающей к земляному полотну через балластный слой. Трапецеидальное очертание основной площадки земляного полотна на однопутных участках устраивают для отвода поверхностной воды, чтобы избежать проникновения ее в земляное полотно. Горизонтальная часть ос​новной площадки делается короче шпал, благодаря чему обеспечивается сток воды в стороны их концов. При сооружении земляного полотна в скальных или песчаных грунтах основ​ную площадку устраивают горизонтальной (рис. 1.14, в, г). Проектная бровка земляного полотна, сооружаемого из скальных, круп​нообломочных, а также песчаных дренирующих грунтов, выше профильной 26 27 ности; выемка (рис. 1.15, 6) - основная площадка земляного полотна ниже поверхности земли; полунасыпь (рис. 1.15, в) и полувыемка (рис. 1.15, г) - основная площадка с одной стороны совпадает с земной поверхностью, а с другой выше или ниже ее; полунасыпь-полувыемка (рис. 1.15, д) - основная площадка с одной стороны выше, а с другой ниже поверхности земли и ну​левое место (рис. 1.15, е) - основная площадка расположена на уровне земной поверхности. Наиболее распространены на железных дорогах на​сыпи и выемки. Нулевые места неизбежны при переходе из выемки в на​сыпь, » других случаях они недопустимы, т.к. подвержены снежным зано​сам и поэтому при проектировании продольного профиля линии, их стремятся заменять насыпями. Крутизна наклонов боковых поверхностей - откосов насыпей и выемок - зависит от их высоты или глубины и свойств грунта. Чем прочнее грунт, тем круче могут быть откосы. Крутизна откоса измеряется тангенсом угла а на​клона откоса к горизонту, т.е. равна отношению вертикальной проекции h от​коса (рис. 1.14) к его горизонтальной проекции а (заложению) tg a = Л/а. Если высоту откоса h принять за единицу, а величину заложения откоса а выразить числом этих единиц п, получим показатель крутизны откоса 1:и. Откос имеет одинарную крутизну, если п = 1, полуторную крутизну, если п =1,5. При проектировании земляного полотна применяют типовые поперечные про​фили для участков с простыми инженерно-геологическими и топографическими условиями, которые приведены в альбомах «Поперечные профили земляного по​лотна железных дорог колеи 1520 мм», «Новые железные дороги», «Вторые пути». Групповые поперечные профили разрабатывают для применения на ряде участков со сложными и многократно повторяющимися инженерно-геоло​гическими условиями. Поперечные профили земляного полотна, разработанные по специаль​ным проектам для условий, в которых типовые и групповые поперечные профили неприменимы, называют индивидуальными. По индивидуальным проектам сооружают: · насыпи высотой более 12 м и выемки глубиной более 12 м; · выемки и насыпи на косогорах круче 1:3; · земляное полотно в местах с активными склоновыми процессами; · на участках с наличием снежных лавин, оползней, обвалов, селей; · насыпи на слабых основаниях; · на участках с развитием естественных или искусственных подземных полостей (карсты, горные выработки); · земляное полотно в местах пересечения его трубопроводами; · земляное полотно в районах с высокой сейсмичностью (7 и более бал​ лов) и др. неблагоприятных условиях. 1.2.3. Поперечные профили насыпей Типовой поперечный профиль насыпи из крупных супесей, мелких и пы-леватых песков и легковыветривающихся скальных пород выполняется в со​ответствии с рис. 1.16, а. Типовой поперечный профиль насыпи из крупно- 28 обломочных грунтов и из песков гравелистых, крупных и средней крупности показан на рис. 1.16, б. Полоса земли под насыпью является ее основанием. При сооружении насыпи из глинистых грунтов для усиления верхней час​ти земляного полотна предусматривают устройство под балластом защит​ного слоя из дренирующего грунта (или из дренирующего грунта с геотек​стильными материалами) (рис. 1.17). Толщина защитного слоя под балластной призмой устанавливается расчетом в зависимости от вида грунта земляного полотна и категории железнодорожной линии, но не менее 0,8 м для суглин​ков и глин и 0,5 м - для супесей. Откосы насыпи могут быть однообразной крутизны и ломаной формы с переменной крутизной. Типовые поперечные профили насыпей из глинис- тых грунтов, мелких и пылеватых песков должны иметь откосы при высоте насыпи до 12 м - в верхней части не круче 1:1,5, а в нижней части при высо​те более 6 м - не круче 1:1,75. По обеим сторонам насыпи устраивают бермы, полосы земли между отко​сом насыпи и водоотводной канавой или резервом. Назначение бермы - за​щитить подошву насыпи от воздействия воды, текущей по канаве или резерву, и обеспечить возможный проход строительных машин. Ширину бермы прини​мают не менее 3 м и не менее 7,10 м - со стороны будущего второго пути. За бермами устраивают резервы или канавы, которые собирают поверх​ностные воды и отводят в пониженные места или к искусственным сооруже​ниям. Дну резервов и канав придают продольный уклон не менее 0,003. Глу​бина канавы должна быть не менее 0,6 м. Резервам придают поперечный уклон не менее 0.02 при ширине резерва до 10 м, дно резерва делают одно​скатным, при ширине более 10 м - двускатным. Откосы резервов и водоот​водных канав должны быть не круче 1:1,5. При сооружении насыпи на косогоре для повышения устойчивости в ос​новании насыпи устраивают уступы (рис. 1.18). При сооружении второго пути уширяют существующую насыпь также с устройством уступов (рис. 1.19). 30 1.2.4. Поперечные профили выемок Типовой поперечный профиль выемки глубиной до 12 м в супесях круп​ных, а также в мелких и пылеватых песках представлен на рис. 1.20. Для сбора и отвода поверхностной воды с откосов выемки служат кюветы, ко​торые располагаются по обе стороны от основной площадки земляного по​лотна. Размеры кюветов: глубина - 0,60 м, ширина по дну - 0,40 м, с отко​сами 1:1,5. Грунт из выемки, не использованный для сооружения насыпи, отсыпают за откосом выемки в виде призмы, называемой кавальером. Ка​вальеры закладывают на расстоянии не менее 5 м от бровки откоса выемки. 31 Если площадка между откосом выемки и кавальером имеет уклон з сто​рону выемки, то для предотвращения стекания воды в выемку, на этой пло​щадке устраивают небольшую присыпку, называемую банкетом, а за ним располагают забанкетную канаву. Продольный уклон этой канавы прини​мают не менее 0,005, а глубину не менее 0,3 м. Крутизна откосов кавальеров и банкетов должна быть не круче 1:1,5. С нагорной стороны выемки устра​ивают нагорную канаву для сбора воды с прилегающей местности и отвода ее от пути. Размер нагорной канавы: высота - 0,60 м, глубина - 0,60 м, откосы 1:1,5. Продольный уклон нагорной канавы принимают не менее 0,003. Для стока воды с низовой стороны от выемки кавальер отсыпают с разры​вами шириной понизу не менее 1 м через каждые 50 м. При сооружении выемки в глинистых грунтах предусматривают устрой​ство под балластной призмой защитного слоя из дренирующих грунтов (или в комбинации дренирующего грунта и геотекстиля) (рис. 1.21). Толщина за​щитного слоя так же, как при сооружении насыпей, принимается на основа​нии расчетов, но не менее 0,8 м для суглинков и глин, 0,5 м - для супесей. 1.2.5. Поперечные профили земляного полотна на станциях Ширина земляного полотна на раздельных пунктах зависит от числа путей и ширины междупутий (расстояний между осями смежных путей). Расстояние от оси крайнего пути до бровки земляного полотна принимают равным поло​вине ширины основной площадки однопутной линии, приведенной в табл. 1.3. Поперечный профиль основной площадки земляного полотна принимают, в зависимости от числа путей, типа станции, рода грунта и климатических усло​вий односкатным, двускатным и пилообразным (рис. 1.22). Скатам придают поперечный уклон в сторону водоотводных устройств. Односкатное земляное полотно применяется на разъездах и промежуточ​ных станциях с небольшим числом путей, двускатное - на обгонных пунктах и станциях двухпутных линий и в больших отдельных парках. Пилообразный профиль применяется на крупных станциях: сортировочных, участковых, пас- 32 сажирских и др. В междупутьях с пониженными отметками укладывают зак​рытые продольные водоотводы - лотки, дренажи. Поперечные уклоны основной площадки принимают 0,008-0,01 при су​песях, песках и других дренирующих грунтах; 0,01-0,02 при суглинках и гли​нах в зависимости от интенсивности осадков в данной местности. Крутизну откосов насыпей и выемок принимают по тем же нормам, что и на перегонах. Размещать резервы и кавальеры в пределах раздельных пунктов, в местах рас​положения зданий и переездов не допускается. Число путей на одном скате принимают: · при скальных, крупнообломочных и песчаных грунтах - до 10 и более; · при легких и тяжелых суглинках - от 6 до 10; · при глинистых грунтах и пылеватых песках - от 2 до 8. 1.2.6. Водоотводные сооружения Устойчивость и надежность работы земляного полотна во многом зависят от наличия и исправности водоотводных устройств и сооружений. Притекающая к земляному полотну поверхностная вода приводит к размывам, деформациям и разрушениям земляного полотна. Борьба с проникшей в грунт водой сложнее и дороже мер по отводу поверхностной воды. Для защиты земляного полотна от атмосферных вод, от размывов ими и проникновения воды в грунт в первую очередь осуществляют планировку всех поверхностей земляного полотна, поло​сы отвода, берм, резервов, кавальеров, водосборных и водоотводных устройств. Для этого все эти поверхности должны иметь такие поперечные и продольные уклоны, которые обеспечивают быстрый отток поверхностных вод от земляно​го полотна. Необходимые величины этих уклонов приведены в пп. 1.2.2-1.2.5. Для перехвата, сбора и отвода поверхностных вод применяют различ​ные устройства и сооружения: канавы, лотки, специальную планировку зем​ной поверхности, устройства ливневой (дождевой) канализации (обычно на территории станции). Канавы (водоотводные, кюветы, нагорные) - наиболее распространен​ные устройства для сбора и отвода воды. Форма их, как правило, трапеце​идальная, а размер определяется на основании гидравлических расчетов. В стесненных условиях (в населенных пунктах, на станциях), а также при слабых грунтах, не способных удержать откосы канавы, вместо открытых канав применяют водоотводные лотки. Лотки могут иметь трапецеидальную и прямоугольную формы. Желе​зобетонные лотки применяют двух видов: междушпальные (рис. 1.23) и меж​дупутные (рис. 1.24). Междушпальные лотки имеют глубину 0,35, 0,50 и 0,70 м. Для сбора грунтовой воды в боковых стенках лотка имеются дренажные отверстия. За стенками лотка отсыпают фильтры из песка, гравия или щебня, предохра​няющие лотки от засорения через дренажные отверстия. Междупутные лотки (рис. 1.24) выпускают глубиной 0,75, 1,25 и 1,50 м при длине блоков (секций) 1,00 и 2,00 м. 33 На станционных площадках междушпальные лотки применяют для отвода воды от стрелок. Вдоль путей - вблизи платформ, зданий, погрузочных пло​щадок и в пониженных местах при пилообразном профиле основной площад​ки укладывают междушпальные и междупутные лотки. Схемы установки меж​дупутных и междушпальных лотков представлены на рис. 1.25 и рис. 1.26. 34 Продольные уклоны канав для обеспечения стока воды и исключения за​иливания делают не менее 0,003 для водоотводных и нагорных канав, 0,002 на болотах и 0,001 в исключительных случаях. При крутом уклоне местнос​ти, чтобы не делать дорогостоящего укрепления канав, их устраивают участ​ками с пологими уклонами, исключающими размыв дна и откосов канав. На стыках этих участков сооружают быстротоки или перепады (рис. 1.27), по​зволяющие на коротком участке быстро перепустить воду в нижерасполо​женную канаву. Быстротоки (рис. 1.27, а) - сравнительно короткие канавы (лотки) из сборных или монолитных конструкций, имеющие большие продольные ук​лоны 0,08-0,1. Поэтому в быстротоках развиваются большие скорости те​чения воды, что вызывает необходимость в конце их устраивать водобой​ные уступы, водобойные стенки или водобойные колодцы. Перепады (рис. 1.27, б) - устройства с одним или несколькими уступа​ми, позволяющими на небольшом расстоянии значительно понизить ско​рость текущей воды. Вода за уступом движется с отрывом от дна. В необхо​димых случаях устраивают водобойные стенки. Для защиты земляного полотна от вредного воздействия грунтовых вод применяют устройства, которые называют дренажными, и служат они для понижения уровня, перехвата и отвода грунтовых вод. 35 Для понижения уровня грунтовых вод под основной площадкой земляного полотна наибольшее распространение получили подкюветные дренажи (рис. 1.28). Под кюветом делается траншея под дренаж, верхняя часть заполняется глиной, чтобы поверхностные воды не проникали в дренаж. Ниже этого слоя расположен 36 слой из двух слоев дерна, повернутых корнями вверх, для предохранения от засо​рения следующего слоя - дренажного заполнителя из мелкого гравия или круп​нозернистого песка. Грунтовые воды под действием силы тяжести фильтруют в заполнитель и собираются на дне дренажа. Для сбора и отвода воды укладывают дренажную трубу. Наибольшее распространение получили трубы керамические, асбоцементные трубофильтры из крупнопористого керамзитобетона. Трубы окружены дренирующим материалом. У самой трубы укладыва​ют прогрохоченный щебень или гравий крупностью 50-70 мм. Затем ще​бень или гравий с частицами 5-7 мм. Это исключает попадание грунта и мелких частиц заполнителя в трубу. Отверстия в дренажных трубах рас​полагают в нижних и боковых, но не в верхних частях трубы, чтобы вмес​те с водой в дрену не попадали частицы грунта и заполнителя. Для того чтобы следить за работой дренажей и проводить их системати​ческую прочистку, устраивают смотровые колодцы. Если грунтовые воды залегают на глубине от 6 до 10 м, устраивают дре​нажные галереи (рис. 1.29). Размеры галереи должны обеспечивать возмож​ность прохода человека (высота 1,5- 1,7 м). 1.2.7. Деформации земляного полотна В настоящее время основным требованием к перевозочному процессу является обеспечение безопасности движения поездов и надежности рабо​ты технических средств. Земляное полотно как важнейший элемент желез​нодорожного пути играет в этом первостепенную роль. Так как существую​щее земляное полотно сооружалось в разное время по разным нормам, то оно характеризуется большим разнообразием конструктивных размеров, геометрических параметров и состоянием. Несмотря на это, земляное по​лотно на значительном протяжении сети железных дорог России работает удовлетворительно. Однако примерно на 11 % эксплуатационной длины сети оно имеет дефекты и деформации. Дефекты - отступления геометрических размеров земляного полотна от современных норм. Деформации - изменение формы земляного полотна в процессе эксплуатации под воздействием поездных нагрузок, под влия​нием гидрогеологических факторов и из-за низкого качества строительства земляного полотна. Основными видами деформаций земляного полотна являются: · искажение формы основной площадки; · просадки; · пучины; · сплывы откосов насыпей и выемок; · осыпи и обвалы. Наиболее распространенной деформацией земляного полотна является искажение формы основной площадки - балластные корыта, балластные ложа, балластные мешки. Балластные корыта (рис. 1.30, а) представляют собой углубления в ос​новной площадке под отдельными шпалами, заполненные балластом. Они возникают при недостаточной толщине балластного слоя или при недоста​точной несущей способности грунта основной площадки. Балластные ко​рыта достигают глубины 0,1 - 0,3 м. Для предупреждения образования бал​ластных корыт необходимо тщательно уплотнять верхний слой земляного полотна и производить балластировку по проекту. Балластные ложа (рис. 1.30, б) - протяженные вдоль пути, замкнутые под рядом шпал углубления в основной площадке, достигающие глубины 1,5-2 м. Причиной образования балластных лож является недостаточное уплотнение грунтов в насыпи или недостаточная прочность грунтов в ос​новании выемки. Балластные мешки (рис. 1.30, в) - изолированные значительные углуб​ления в основной площадке, заполненные балластом. Балластные мешки достигают глубины 3-8 м. Углубления в основной площадке - корыта, ложа, мешки - могут выз​вать деформации земляного полотна под движущимися поездами. Мерами борьбы с углублениями в основной площадке являются срезка бортов корыт с заменой грунта дренирующим грунтом. Борта балластных корыт и лож срезают на глубину не менее 0,20 м ниже их дна с расчетом 38 полного выпуска воды. Балластные ложа и корыта осушают и устройством односторонних или двусторонних прорезей, с заполнением их дренирую​щим грунтом (рис. 1.31 и 1.32). Дренажные прорези закладывают на глубину не менее 0,20 м ниже дна ложа или мешка. Для отвода воды из прорези их дну придают уклон в насыпях не менее 0,1, в выемках 0,05. Из поперечных прорезей воду выпускают на откос насыпи или в кювет выемки. Сплошную срезку балластных корыт и лож це​лесообразно производить при капитальном и среднем ремонтах пути. Пучины. При низких температурах происходит замерзание воды, содер​жащейся в порах грунта. Происходит увеличение объема, но из-за неодно​родности грунтов, это увеличение объема различно. Неровности, образую​щиеся при этом на поверхности грунта, называются пучинами. Пучины бывают в форме пучинного горба или пучинной впадины (рис. 1.33). Пучи​ны вызывают неровности рельсо-шпальной решетки, а это не обеспечивает безопасность движения поездов. Пучины делятся на балластные и грунто​вые. Балластные образуются из-за промерзания загрязненного балластного слоя; грунтовые - из-за замерзания воды в грунте земляного полотна. Балластные пучины возникают в первой половине зимы. Высота (или глубина) их не превышает 50 мм. В начале весны балластные пучины быст​ро исчезают. Борьба с балластными пучинами заключается в очистке щебе​ночного балласта или замене песчано-гравийного балласта щебеночным, осушении балластных корыт и лож, в подъемке на балласт при недостаточ​ной его толщине. Грунтовые пучины появляются преимущественно в выемках и на нуле​вых местах, когда балластный слой уже замерз, и начинают замерзать грун​ты земляного полотна. Они продолжают увеличиваться до тех пор, пока возрастает глубина промерзания грунта, так как процесс поступления воды в промерзающий слой из нижних, еще не замерзших слоев продолжается в течение всего периода промерзания. Грунтовые пучины достигают высоты 100-150 мм и более. В конце весны или летом грунтовые пучины постепен​но исчезают. Способы ликвидации грунтовых пучин следующие: · подъемка пути на балласт, если это допускает продольный профиль пути; · замена пучинистого грунта на глу​ бину промерзания крупнозернистыми непучинистыми (дренирующими) грунтами (рис. 1.34); · устройство теплоизоляционных накладных, врезных и комбинирован​ ных подушек из асбеста, укладка пено​ пласта, чтобы не допустить промерза​ ния пучинистых грунтов. · осушение иучинистых грунтов с помощью дренажей (см. рис. 1.28). Пучины создают угрозу безопасности движения поездов, требуют боль​ших расходов на устройство плавных отводов пути от пучинистых горбов и впадин, препятствуют внедрению прогрессивных конструкций пути (бессты​кового пути, железобетонных шпал), делают невозможным высокоскорост​ное движение поездов. Поэтому предотвращение образования пучин явля​ется очень важной задачей. В процессе эксплуатации земляного полотна бывают случаи, когда тело земляного полотна обладает достаточной прочностью и устойчивостью, а откосы деформируются. Наиболее распространенными повреждениями откосов являются: сплы-вы откосов насыпей и выемок; сползание балластных шлейфов на откосах насыпей; размывы поверхности откосов насыпей и выемок; вывалы отдель​ных камней и шелушение поверхностей выемок и полувыемок в легковы-ветривающихся скальных породах. Сплывами называют деформации откосов, охватывающие массивы грун​та на глубину от 0,5 до 1,0 м. Сплывы откосов происходят главным образом на высоких насыпях и в глубоких выемках. 41 Сплывы откосов наиболее характерны для молодого земляного полотна (в первые 5 лет после постройки земляного полотна). Основной причиной сплывов является переувлажнение слабоуплотненных грунтов откосов. Грунты откосов насыпей, плохо уплотненные при строительстве, пере​увлажняются за счет атмосферных осадков, выпадающих на откосы. На устойчивость откосов отрицательно влияет сбрасывание на них ста​рого балласта при ремонтах пути или образование шлейфов в результате подъемок пути на оседающих насыпях. Сплывы насыпей на косогорах (рис. 1.35) происходят вследствие ув​лажнения грунтов основания под на​сыпью поверхностными или грунто​выми водами, выходящими на поверх​ность склонов под насыпью. Этот вид деформаций возникает, когда при поперечном уклоне местно​сти не была сделана необходимая под​готовка основания насыпи: не вырезан дерн, не нарезаны уступы, не удовлетворительно содержатся водоотводы с нагорной стороны, не выполнено поддерживающее сооружение с низовой стороны при его необходимости. Расползание насыпей происходит, как правило, длительное время. Та​кие деформации возникают из-за недостаточного учета важных местных осо​бенностей участка, на котором строится дорога или из-за нарушения пра​вил производства строительных работ. Например, расползание насыпи происходит при недостаточном уплотнении грунтов при сооружении насы​пи, что является нарушением правил производства работ. Обеспечение устойчивости нестабильных откосов и склонов производится путем устройства различных поддерживающих и удерживающих сооруже​ний: контрбанкетов, контрфорсов, подпорных стен. Осыпи и обвалы распространенный вид деформаций крутых откосов глу​боких выемок и полувыемок в скальных грунтах, в связи с потерей устойчи​вости отдельных частей или целого массива, а также обрывистый характер прилегающих к полотну железной дороги естественных горных склонов. Основными мероприятиями по предотвращению обвалов являются: упо-ложение откосов и склонов, укрепление неустойчивых скальных массивов подпорными поддерживающими стенками (рис. 1.36) Радикальной мерой защиты пути от скальных обвалов является укрытие его в галерею (рис. 1.37). Осыпи образуются на крутых горных склонах и откосах выемок и полувы​емок, при выветривании скальных пород. Перемещение осыпного материала происходит под действием силы тяжести. Для защиты от осыпей применяют агролесомелиорацию, укрепление откосов выемки и полувыемки, устройство полок, траншей. На обвальных участках и участках с осыпями предусматривают надзор за состоянием земляного полотна и прилегающих к нему склонов, охрану пути, 42 проведение мероприятий по предупреждению произвольных обрушений, лик​видацию последствий горных обвалов. При трассировании новых линий скально-обвальные участки следует обходить. 1.2.8. Укрепление и защита земляного полотна Для защиты откосов насыпей, выемок и берм применяют посев семян мно​голетних злаковых и бобовых трав. Дерн способен защитить от размыва от​косы земляного полотна на неподтопляемых участках. При больших высо​тах насыпей для предотвращения смыва семян и удержания их на откосе до образования корневой системы посев трав производится в деревянных или железобетонных обрешетках (рис. 1.38) или с использованием георешеток. 43 Посев многолетних трав в настоящее время осуществляется механизиро​ванным способом посева по слою растительной земли (специальными агре​гатами) или способом гидропосева с добавлением в смесь семян с водой муль​чирующих добавок (опилок, торфяной крошки и др.) без использования растительной земли. Если посев трав невозможен по климатическим или грунтовым услови​ям, производится обсыпка откосов скальными или крупнообломочными грунтами (галечниковыми, щебенистыми). При подтоплении откосов насыпей и берм пойменными водами применяют​ся каменные наброски из сортированного и несортированного камня (рис. 1.39). При больших скоростях течения воды и волновом воздействии, для ук​репления откосов насыпей, конусов у устоев мостов, берегов применяются железобетонные плиты и габионы. Габионы конструктивно представляют собой проволочный остов, запол​ненный камнем (рис. 1.40). Габионы бывают в виде габионных ящиков, га-бионных тюфяков и цилиндрические габионы. Габионные сооружения от​вечают требованиям экологии, не препятствуют росту растительности. Уже выполнен ряд работ в России по сооружению берегоукреплений из габио​нов (берегоукрепление Саратовского водохранилища, облицовка канала в Нижегородской области и др.) При небольших скоростях течения воды бетонные и железобетонные пли​ты являются прочным и надежным укреплением. Применяются плиты сбор​ные свободнолежащие размером 1,0x1,0x0,16 на гравийной или щебеноч​ной подготовке. Открытые швы устраивают вразбежку. 44 При больших скоростях течения воды и при волновых воздействиях при​меняют железобетонные разрезные плиты, шарнирно соединенные в ковер размером 2,50x3,0x0,20 м, при необходимости плиты омоноличиваются за​полнением швов бетоном или цементным раствором. 1.2.9. Полоса отвода Полосой отвода называется земельный участок, предназначенный для размещения земляного полотна со всеми устройствами, лесозащитными на​саждениями, постоянными снегозащитными заборами, путевыми и други​ми зданиями, линией связи, энергоснабжения и другими сооружениями и устройствами железной дороги. Ширину полосы отвода устанавливают в соответствии с Инструкцией о нормах и порядке отвода земель для железных дорог в зависимости от вы​соты насыпи или глубины выемки, обустройств земляного полотна (кава​льеров, резервов, укрепительных сооружений) наличия зеленых насаждений (для защиты от снега и песка) и других условий. Для насыпи или выемки с высотой Я до 12 м, когда не требуется устройство кавальеров, резервов, укрепительных сооружений, а также защитных насаждений, рекомендова​ны следующие нормы ширины полосы отвода L: Н,ы 1-4 5-8 9-12 L,m 28-37 40-49 52-61 Расстояние от подошвы откоса насыпи или бровки откоса выемки, а при наличии резервов или водоотводных канав - от их крайних точек до грани​цы полосы отвода должно быть не менее 2 м, в исключительных случаях-не менее 1 м. Ширина полосы отвода в местах, где путь нуждается в специальных защи​тах, устанавливается с учетом размещения этих защит (например, лесозащит​ных насаждений). В пределах городов граница полосы отвода устанавлива​ется на расстоянии не более 2 м от подошвы откоса насыпи или бровки 45 водоотводной канавы. На станциях и разъездах расстояние от оси крайнего пути до границы полосы отвода должно быть не менее 10 м, с уширением для размещения служебно-технических, жилых зданий и других устройств. Границы полосы отвода обозначаются знаками, установленными через каждые 250 м. Знаки обсыпаются землей на высоту 0,40 м, вокруг них устра​иваются канавы глубиной 0,30 м. В охранные зоны выделяются площади земли, необходимые для обеспе​чения устойчивости и прочности железнодорожных сооружений. На этих землях не допускается уничтожение растительности и устанавливаются осо​бые условия землепользования. 1.3. Искусственные сооружения Искусственные сооружения обеспечивают: · прокладку железнодорожных линий через реки, каналы, суходолы, гор​ ные хребты, глубокие ущелья, болотистые места; · пересечение с другими железнодорожными линиями, автомобильными дорогами, трамвайными и троллейбусными путями; · безопасный переход людей над или под путями: · устойчивость крутых и деформирующихся откосов земляного полотна; · регулирование водных потоков с целью предохранения железнодорож​ ных путей от переувлажнения и размывов. К искусственным сооружениям относят: мосты, трубы, тоннели, виадуки, акведуки, эстакады, пешеходные мосты, дюкеры, селеспуски, подпорные стен​ки, регуляционные сооружения, лотки, фильтрующие насыпи. Искусственные сооружения составляют менее 1,5 % общей длины пути, но доля их в общей стоимости железной дороги равна почти 10 %; стоимость одного погонного метра моста и тоннеля в десятки раз выше, чем обычного пути. Поэтому их строят капитальными, рассчитанными на длительный срок эксплуатации. Бо​лее 90 % всех искусственных сооружений составляют мосты и трубы. 46 Мост - это искусственное сооружение, которое сооружается для уклад​ки железнодорожного пути через какие-либо водные препятствия. На не​больших водотоках и суходолах устраивают малые мосты (рис. 1.41), но чаще трубы (рис. 1.42), над которыми сооружаются обычные насыпи. При невы- соких насыпях (до 2 м), где устройство труб невозможно, применяют желе​зобетонные лотки. Выбор искусственного сооружения (мост, труба или ло​ток) определяется технико-экономическими расчетами. При этом нужно учитывать, что трубы предпочтительнее, чем мосты (ниже стоимость, про​ще эксплуатация). Поэтому их необходимо применять везде, где они могут обеспечить пропуск расчетного расхода воды и высота насыпи допускает их сооружение. При малых расходах воды и малой высоте насыпи применя​ют поперечные лотки. При пересечении ущелий, глу​боких долин и оврагов строят высокие мосты (до 100 м и более), которые называются виадуками (рис. 1.43). Для пересечения с го​родской территорией строят эс​такады (рис. 1.44) - мосты с рав​номерной и нечастой расстанов​кой опор для возможно меньше​го стеснения улиц и более удоб​ного прохода и проезда под ни​ми. Эстакады часто строят и на подходах к большим мостам. Для пересечения железной дороги с автодорогами и улицами служат путепрово​ды (рис. 1.45). Для безопасного перехода людей через станционные пути ус​траивают пешеходные мосты (рис. 1.46) над путями. 47 В горных районах вместо сооружения глубоких выемок или сложных и многочисленных обходов строят тоннели (рис. 1.47). По заданной трассе и профилю удаляют горную породу, а образовавшуюся выработку закрепля​ют камнем, бетоном, железобетоном или металлическими тюбингами. По на- 48 значению тоннели бывают железнодорожные, автомобильные, метрополите​ны, гидротехнические, горнопромышленные и др. Тоннели применяются на станциях для прохода пассажиров, перевозки багажа и почты. Продольный профиль пути в тоннеле должен иметь уклон не менее 3 %о. Тоннели защищают от проникновения поверхностных вод водоотводами. Входы в тоннели укрепляют и оформляют в виде порталов. В тоннелях дли​ной более 1000 м при тепловозной тяге обязательно устраивают искусствен​ную вентиляцию. На косогорах и в местах воз​можных горных обвалов со​оружают галереи (рис. 1.48) - особый вид горных сооруже​ний напоминающий тоннель, но открытый сбоку и сверху, а в местах возможных селевых грязекаменных потоков - се-леспуски (рис. 1.49). Для пре​дотвращения обрушения грун​та откоса или подмыва грунта у основания насыпей на крутых косогорах устраивают подпор​ные стенки (рис. 1.50). При не​обходимости пропуска через путь потока воды (водовода) устраивают дюкер (рис. 1.51), состоящий из двух колодцев, соединенных трубой. Водоток по нему следует по принципу сообщающихся сосудов от входного колодца с более высоким уровнем воды к выходному с низким уровнем. Дюкеры пропускают неболь- 49 шое количество воды под низ​кими насыпями или мелкими выемками. При пересечении водотока дорогой в достаточ​но глубокой выемке может быть устроен акведук - свое​образный мост над дорогой, по пролетному строению которо​го протекает вода (рис. 1.52). Фильтрующая насыпь, имеющая в своем теле про​слойки из крупных камней (рис. 1.53). Разрешено соору​жать в исключительных случаях на линиях III и IV категории при малом количестве протекающей воды и при незначительном количестве взвешен​ных частиц грунта в ней. 50 Мосты и трубы. Мост (рис. 1.54) состоит из пролетных строений 4, пере​крывающих требуемое пространство и являющихся основанием для пути, и опор, поддерживающих пролетные строения в нужном положении. В зави​симости от числа пролетов мосты бывают однопролетными, двухпролет-ными, трехпролетными и т.д., а в зависимости от числа путей на общих опо​рах - однопутными и двухпутными. Участки земляного полотна, примыкающие с обеих сторон к мосту, называют подходами. Концевые ча​сти подходов оформляют в виде конусов 1. Концевые опоры моста 2 называют устоями. Они одной стороной под​держивают конец пролетного строения, а другой - примыкающую к мосту насыпь, и служат для нее подпорной стенкой. В пределах устоев располага​ют обычно конусы подходов. Промежуточные опоры - быки поддерживают концы двух смежных пролетных строений. Пролетные строения опираются на опоры через опорные части (рис. 1.55), которые, передавая давление на опору, позволяют пролетному строению несколько поворачиваться, удлиняться или укорачиваться при изгибе под нагрузкой, а также изменять длину в зависимо​сти от температуры. Под одним концом пролетного строения помещают не​подвижные опорные части, которые допускают только его поворот. Они со​стоят из верхнего 4 и нижнего 2 балансиров и цилиндрического шарнира 3 между ними (рис. 1.55, а). Нижний балансир прикреплен к подферменнику 1 опоры, а верхний - к нижнему поясу фермы или балки. Под другим концом пролетно​го строения помещают подвижные опорные части (рис. 1.55, б), которые по​зволяют ему перемещаться вдоль пролета по каткам 5. Расстояние между цент​рами опорных частей называется расчетным пролетом L (см. рис. 1.54). Полная длина пролетного строения L - расстояние между его торцами. По длине мосты подразделяют на: большие свыше 100 м, средние от 25 до 100 м и малые до 25 м. По типу пролетных строений мосты бывают: с ездой поверху (рис. 1.56, а), с ездой понизу (рис. 1.56, 6) и ездой посередине (рис. 1.56, в). По роду строительных материалов различают мосты: деревянные, ме​таллические, каменные и железобетонные, причем эта классификация опре​деляется материалом пролетного строения. 51 Деревянные мосты сооружались в первые годы строительства железных дорог и в годы Гражданской и Великой Отечественной войн. Их преимуще​ство - простота конструкции, дешевизна, возможность использования мест- ных материалов. Но они недолговечны, опасны в пожарном отношении, тру​доемки в обслуживании. Поэтому сооружение деревянных мостов допуска​ется только на малодеятельных линиях. Каменные мосты имеют важное преимущество - долговечность, которая измеряется иногда столетиями. Так как камень очень хорошо сопротивляет​ся сжимающим усилиям и плохо работает на растяжение и изгиб, то камен​ным мостам придавалась сводчатая форма, при которой в конструкции воз​никают только сжимающие усилия. Каменные мосты имеют большую собственную массу, поэтому мало чувствительны к увеличению массы поезда и за многие десятилетия не исчерпали своей несущей способности. Однако большая трудоемкость строительства и ограниченность допускаемой длины 52 пролетов (не более 60 м) послужили причиной того, что каменные мосты в настоящее время не строят. Металлические мосты составляют около 70 % суммарной длины всех мос​тов на железных дорогах. Их достоинство: небольшая масса, высокая проч​ность, однотипные детали и элементы. Срок службы 60-70 лет. Металличес​кие мосты особенно экономичны при расчетных пролетах более 33 м. В последнее время широкое распространение получили железобетонные мосты. Железобетон, особенно с предварительным напряжением арматуры, хорошо сопротивляется не только сжатию, но и растяжению. Железобетон​ные мосты - основной тип малых мостов. Длина типовых железобетонных пролетных строений от 2,25 до 15,8 м. При большей длине нагрузка от соб​ственного веса пролетного строения оказывается значительной, что ослож​няет строительно-монтажные работы и устройство фундаментов опор. Для защиты моста и подходов от размыва паводком и повреждения ле​доходом в необходимых случаях устраивают регуляционные сооружения (рис. 1.57), состоящие из струенаправляющих дамб и траверс и укреплен​ные каменной отмосткой или бетонными плитами. Мост, подходы, регуля​ционные сооружения и укрепления вместе с подмостовым руслом реки на​зывают мостовым переходом. Трубы бывают каменные, металлические, бетонные и железобетонные. Каменные трубы строили из бутовой кладки или прочного кирпича. Мно​гие старые трубы эксплуатируются 100 лет и более. Менее продолжитель​ное время (50-70 лет) служат стальные трубы. Водопропускные трубы по форме сечения подразделяются на круглые и прямоугольные. Применяют следующие типы труб: круглые железобетонные диаметром от 1 до 2 м, круг- 53 лые из гофрированного металла, диаметром 1,5 м, прямоугольные железо​бетонные отверстием от 1 до 4 м и бетонные отверстием от 1,5 до 6 м. Что​бы уменьшить сопротивление потоку воды, на входах и выходах труб уст​раивают оголовки (рис. 1.58). Лотки закрытые и открытые прямоугольного сечения отверстием 0,50-0,75 м, преимущественно железобетонные, устраивают между шпалами для пропус​ка небольшого количества воды при высоте насыпи менее 1 м, недостаточ​ной для укладки труб. 1.4. Верхнее строение пути 1.4.1. Назначение и составные элементы верхнего строения пути Верхнее строение пути - это верхняя, периодически заменяемая часть пути. Верхнее строение пути предназначено: для направления движения подвижного состава, восприятия нагрузки от колес движущегося поездов и передачи ее ниж​нему строению пути (земляному полотну и искусственным сооружениям). Верхнее строение пути работает в сложных условиях. Железнодорожный путь подвергается воздействию: подвижного состава, при этом воздействие локомотивов определяет проч​ность пути, а вагонов, как массовых нагрузок, - остаточные деформации; · природно-климатических факторов, из которых основные - темпера​ тура и атмосферные осадки; · собственных напряжений, возникающих в элементах верхнего строе​ ния пути, главным образом в рельсах при их изготовлении, укладке и эксп​ луатации. Верхнее строение пути должно удовлетворять следующим основным тре​бованиям: · высокой надежности: обеспечивать безопасное и бесперебойное дви​ жение поездов; · долговечности - сохранять работоспособность достаточно длитель​ ное время при установленной системе текущего содержания и ремонтов; · ремонтопригодности - позволять обеспечивать ремонт элементов верх​ него строения пути и текущее содержание пути; допускать массовое изготовление всех элементов, а также применение вы​сокопроизводительных средств механизации при сборке, замене и ремонте. 54 Верхнее строение пути (рис. 1.59) включает в себя: · стальные высокопроч​ ные рельсы 5 и стрелочные переводы, непосредственно воспринимающие нагрузку от колес подвижного состава; · рельсовые опоры-желе​ зобетонные или деревянные шпалы 3, а на мостах и стрелоч​ ных переводах - брусья мос​ товые и переводные, предназначенные для удержания рельсов на определенном расстоянии друг от друга и передачи давления на ниже расположенную часть пути; · металлические рельсовые скрепления 4 для соединения рельсов между собой и прикрепления их к шпалам или брусьям; балластный слой из щебня 2, гравия, песка, отходов асбестового про​изводства; он должен равномерно распределять нагрузку от подвижного состава на поверхность земляного полотна, не допускать продольное и по​перечное перемещение шпал и неравномерную вертикальную осадку рель-со-шпальной (путевой) решетки. На главных путях устраивается двухслой​ный балласт. На земляное полотно отсыпается песчаное основание (песчаная подушка) 1, а затем слой щебня. Рельсы, соединенные со шпалами, образуют рельсо-шпальную решетку. 1.4.2. Рельсы Рельсы являются основным несущим элементом верхнего строения пути и к ним предъявляются следующие требования: · рельсы должны воспринимать без поломок и повреждений нагрузку от колес подвижного состава; · передавать нагрузку от подвижного состава на подрельсовое основание, распределяя ее на достаточно большую поверхность; · направлять движение колес подвижного состава. На участках с автоблокировкой и электрической тягой рельсы, кроме того, должны быть проводниками электрического тока. За историю существования железных дорог рельсы прошли долгую эволю​цию от чугунных до железных, а потом стальных. Форма рельсов также претер​пела изменения. В настоящее время на сети железных дорог мира применяют только широкоподошвенные рельсы. Тип рельса определяется массой рельса длиной 1 м, значение которой ок​ругляется до целого и проставляется рядом с буквой Р. На железных дорогах России применяют рельсы Р75, Р65, Р50, имеющие массу 1 м рельса 74,4; 64,7; 51,7 кг. На главных путях эксплуатируются рельсы типов Р65 (87,7 % протя​жения путей), Р75 (2,9 %), Р50 (8,8 %), Р43 и легче (2,4 %). В настоящее время укладываются в основном рельсы Р65. При капитальных ремонтах и уклад​ке и удлинении путей применяют старогодные рельсы Р65. Рельсы должны быть прочными, долговечными (рельсовая сталь долж​на быть твердой, износоустойчивой). Для того чтобы рельс под нагруз​кой не изменял форму и не ломался, ему придают очертание в соответ​ствии с рис. 1.60. За основу формы рельса принята двутавровая балка, так как она лучше всего работает на изгиб. Верхняя часть называется го​ловкой рельса, нижняя - подошвой, соединяет головку рельса с подо​швой - шейка рельса. Для цент​ральной передачи нагрузки от коле​са поверхность катания головки рельса имеет выпуклое криволиней​ное очертание. Средняя часть голов​ки рельсов выполняется радиусом 500 мм, затем 80 мм и для соедине​ния головки рельса с боковыми гра​нями применяется радиус 13-15 мм (близкий к выкружке гребней колес). Это обеспечивает плотное прилегание гребней колеса к рельсу. Боковые грани головок выполняют с уклоном 1:20. Сопряжение боковых граней головок рельсов с их нижними гранями и всех граней подошвы делают по кривым радиуса 2-4 мм. Нижние грани головки рельса и верхние грани подошвы служат опорны​ми поверхностями для накладок, которые как клин входят между ними в пазуху рельсов, распирая головку и подошву рельса. Нижние грани голов​ки и верхние грани подошвы рельса имеют уклон 1:4. Переход от головки и подошвы к шейке рельса делается возможно более плав​ным, и сама шейка имеет криволинейное очертание, для того, чтобы обеспечить наименьшую концентрацию напряжений. Подошве рельса придают достаточную ширину, чтобы обеспечить боковую устойчивость рельса на опорах и достаточную площадь для опирания накладок. Стандартная длина рельсов на сети железных дорог России принята 25 м. Для укладки на внутренних нитях кривых изготавливают укороченные рель​сы длиной 24,92 и 24,84 м. Рельсы изготавливаются из рельсовой стали. В химический состав стали входят следующие добавки: углерод С для повышения прочности при изгибе, марганец Мп для увеличения износоустойчивости, твердости и вязкости рель​совой стали, кремний Si для повышения твердости и износоустойчивости. Для обеспечения большей износоустойчивости и долговечности рельсы Р75, Р65, Р50 подвергают термической обработке по всей длине путем объем​ной закалки в масле, с последующим печным отпуском. Объемнозакален-ные рельсы имеют срок службы в 1,3-1,5 раза выше, чем обычные. 56 Условия эксплуатации рельсов на дорогах Сибири и Дальнего Востока почти вдвое тяжелее, чем в Европейской части России. Поэтому в настоя​щее время созданы рельсы Р65 низкотемпературной надежности с добавка​ми ванадия, ниобия и бора. Для этих рельсов используется электросталь. При температуре ниже 60° рельсы из электростали выдерживают нагрузки вдвое большие, чем из мартеновской стали. В настоящее время российские рельсы - одни из лучших в мире. Маркировка рельсов производится для правильной укладки их в путь и определения места и времени изготовления. На шейке рельса через 2,5-3 м указывается марка завода, год и месяц изготовления, тип рельса. Срок службы рельсов определяется количеством тонн груза, проследовав​шего по ним до их перекладки. После истечения срока службы, рельсы сни​мают, сортируют, ремонтируют и вновь укладывают в путь, но на менее на​пряженные участки пути. Таким образом срок службы рельсов продлевается. Кроме того, для увеличения срока службы рельсов применяется шлифов​ка головки рельса рельсошлифовальными поездами для удаления неровно​стей на поверхности катания. 1.4.3. Рельсовые стыки и стыковые скрепления Стыком называется место соединения рельсов между собой. Основными элементами стыкового скрепления являются: накладки, болты с гайками и пружинные шайбы. За время существования железных дорог форма накладок претерпела су​щественные изменения от плоских, уголковых, фартучных до современных двухголовых, которые приняты в качестве стандартных. Двухголовые на​кладки (рис. 1.61) в лучшей степени сопротивляются изгибу. Для нормаль- ной работы стыка накладки должны быть достаточной длины. При длин​ных накладках в кривых участках легче обеспечивается плавность изги​ба рельсовых нитей без образования резких углов в стыках. К рельсам типа Р75 и Р65 накладки изготавли​вают длиной 800 и 1000 мм, а к рель​сам типа Р50 - длиной 820 мм Стыковые болты (рис. 1.62, а) для двухголовых накладок изготавлива​ют с круглыми головками и оваль​ными подголовками для того чтобы болты не проворачивались при за​винчивании. Для размещения подголовков в накладках круглые и оваль​ные отверстия чередуются. Болты вставляются поочередно гайками наружу или внутрь колеи (рис. 1.62, б). Болты изготавливаются из стали повышен​ной прочности и подвергаются термической обработке. Пружинные шайбы (рис. 1.62, в)являются очень важными деталями сты​ка. Их назначение - обеспечивать постоянное натяжение болтов. На участках, оборудованных электрической централизацией, а также на электрифицированных участках рельсовые нити являются токопрово-дящими. Стыки должны обеспечивать хорошую токопроходимость (токоп-роводящие стыки), а на границах рельсовых цепей стыки должны обеспе​чивать надежную электроизоляцию одной рельсовой нити от другой (изолирующие стыки). В токопроводящих стыках для уменьшения сопротивления прохождению сигнального тока через стык ставят стыковые соединители в соответствии с рис. 1.63. Они состоят из двух оцинкованных проволок диаметром 5 мм, концы которых входят в конические луженые штепсели, забиваемые в выс- а верленные в шейках рельсов отверстия диаметром 10,4 мм (по одному с каждой стороны накладки). Эти соединители по​мещают в пазуху стыковой накладки. Для пропуска сигнального тока вместо штепсельных соединителей применяют так​же короткие соединители в виде стального троса диаметром 6 мм и длиной 200 мм, приваренного к головке рельса. На электрифицированных линиях для пропуска обратного тягового тока ставят приварные соединители из медного тро​са общим сечением 70 мм при постоянном токе и 50 мм при переменном токе (см. рис. 1.63). Концы медного троса находят- 58 ся в стальных наконечниках или манжетах, привариваемых к рельсу элект​родуговым или термитным способом. Изолирующий стык устраивают таким образом, чтобы электрический ток не мог пройти от одного рельса к другому. На дорогах России наи​большее распространение получили изолирующие стыки с металлически​ми объемлющими накладками в соответствии с рис. 1.64. Изоляция рель​сов обеспечивается постановкой специальных прокладок под накладки и подкладки, а также втулок на болты из фибры, текстиля или полиэтилена. В зазор между рельсами также вставляют изолирующую прокладку. В урав​нительных пролетах бесстыкового пути получили широкое распростране​ние клееболтовые изолирующие стыки с двухголовыми накладками в со​ответствии с рис. 1.65. В таких стыках используются типовые двухголовые накладки и специальные накладки, облегающие пазуху рельсов (полноп​рофильные накладки). Изоляция обеспечивается стеклотканью, пропитан​ной эпоксидным клеем. 59 По расположению относительно шпал различают стык на шпале, на весу и на сдвоенных шпалах (рис. 1.66). Стык на шпале под колесной нагрузкой получается жестким. Кроме того, шпала может поворачиваться относитель​но продольной оси шпалы, поэтому такой стык быстро расстраивается. Наиболее распространенным является стык на весу. Преимущество та​кого стыка - большая упругость и более удобное расположение стыковых шпал для подбивки балласта. Недостатком такого расположения стыка яв​ляется больший изгиб рельсовых концов и накладок, чем при стыке на опо​ре. Для снижения изгибающего момента расстояние между стыковыми шпа​лами делают меньше, чем между промежуточными (440-420, вместо 550-500 мм). На сдвоенных шпалах размещают лишь изолирующие стыки. Стык на сдвоенных шпалах обладает большей сопротивляемостью горизонтальным и вертикальным перемещениям. Основным недостатком стыка на сдвоен​ных шпалах является большая жесткость, трудность подбивки балласта под шпалы, дополнительный расход металла на стяжные болты. По взаимному расположению стыков на обеих рельсовых нитях разли​чают стыки по наугольнику и вразбежку (рис. 1.67) Лучшими является сты​ки по наугольнику. Правильность расположения стыков проверяется шаб​лоном - наугольником (прямоугольным треугольником). Один катет прямоугольного треугольника прикладывается к боковой грани головки рельса, а на другом катете должны располагаться стыки обеих рельсовых нитей. Преимущества стыков по наугольнику по сравнению со стыками враз​бежку следующие: · одновременность ударных воздействий колес при проходе стыков, что сокращает количество ударов вдвое, по сравнению со стыками вразбежку; · центральность ударов, что снижает раскачку подвижного состава; · возможность применения звеньевых путеукладочных кранов при смене рельсов со шпалами. Поэтому на дорогах России принят стык по наугольнику. 1.4.4. Промежуточные рельсовые скрепления Промежуточные рельсовые скрепления применяются для соединения рельсов с подрельсовым основанием (шпалами, брусьями). Они должны обес​печивать: 60 · установленную ширину колеи; · прижатие рельсов к основанию, исключающее отрыв рельсов и их про​ дольное перемещение; · препятствовать опрокидыванию рельсов под воздействием подвижно​ го состава; · допускать замену деталей без перерыва в движении поездов; · допускать регулирование рельсовых нитей по высоте в пределах 10-20 мм; · обеспечивать электроизоляцию рельсов от основания (при железобе​ тонных шпалах); · обеспечивать экономическую эффективность конструкции верхнего строения пути. Скрепления должны способствовать более продолжительным срокам службы всех элементов пути. Промежуточные рельсовые скрепления по своей конструкции делятся на под​кладочные и бесподкладочные (без металлических подкладок под рельсами). Подкладка увеличивает площадь передачи давления от рельса на опору, обес​печивает подуклонку рельсов, объединяет все костыли при работе на сдвиг. Подкладочные скрепления подразделяются на раздельные, нераздельные и смешанные. При раздельном скреплении рельс к подкладке присоединяется отдельно, а подкладка к шпале отдельно с помощью шурупов или косты​лей. В нераздельном скреплении рельс вместе с подкладками соединяется с опорой одними и теми же костылями. При смешанном скреплении рельс че​рез подкладку соединяется с опорой, а подкладка, кроме того, самостоя​тельно прикрепляется к опоре. Скрепления для деревянных шпал. Наиболее распространенным скрепле​нием на дорогах России является смешанное скрепление (рис. 1.68). Достоин​ством этого скрепления являются малое число деталей, простота в из​готовлении и эксплуатации, небольшой расход металла. К недостаткам следует отнести плохое сопротивление угону пути. Основными элементами этого скрепления являются: ребордчатая подкладка и костыли (рис. 1.68). Ко​стыли подразделяются на основные и обшивоч​ные. Основные костыли прижимают подошву рельса к подкладке и шпале, удерживают рельс от бокового сдвига и опрокидывания. Обшивоч​ные костыли прижимают подкладку к шпале, уменьшая ее вибрацию. При применении смешанных скреплений ДО на прямых участках пути рельсы пришиваются к шпале четырьмя костылями, а на стыковых шпалах - пятью. В кривых радиусом 1200 м и менее, а также на мостах, в тоннелях и на ско​ростных участках на всех шпалах рельсы при​шиваются пятью костылями. Для уменьшения износа шпал между под​кладкой и шпалой укладывают прокладки тол- щиной 6-10 мм из резины, резинокор-да, интенсивность износа при этом сни​жается в 2,7-3,7 раза. Вторыми по распространению являют​ся раздельные скрепления КД (рис. 1.69). Рельс прижимается к подкладке двумя клеммами, а подкладка к шпале четырь​мя шурупами. Прижатие клеммы обеспе​чивает болт с гайкой и шайбой. Под по​дошву рельса укладывают упругую прокладку. Достоинствами раздельных скрепле​ний являются: · отсутствие вибрации подкладки, а следовательно, увеличение сроков служ​ бы шпал; · сильное прижатие рельсов к под​ кладкам, что обеспечивает достаточное сопротивление угону пути; · возможность смены рельсов без вы​ винчивания шурупов. Недостатки этих скреплений: - большое количество деталей; - быстрое ослабление натяжения клеммных болтов, что вызывает их по​ стоянное подтягивание. Более совершенным раздельным скреплением является скрепление Д 4 с упругими клеммами. Оно позволяет регулировать положение рельсов по вы​соте до 14 мм за счет изменения толщины подрельсовых прокладок. Скрепления для железобетонных опор. Типовым промежуточным скреп​лением для железобетонных шпал является раздельное клеммно-болтовое скрепление КБ (рис. 1.70), в котором рельс к подкладке прижимается жест​кими клеммами, надеваемыми на клеммные болты. Под гайки клеммных болтов ставят упругие шайбы. Металлические подкладки укладывают на наклонную (для обеспечения подуклонки рельсов), заглубленную в тело шпа​лы на 15- 25 мм подрельсовую площадку. На бетон под подкладку уклады​вают резиновую прокладку, чтобы обеспечить электро- и виброизоляцию. Подкладка крепится к шпале закладными болтами. Недостатками конструкции скреплений КБ является многодетальность (21 деталь в каждом узле скреплений), материалоемкость (общая масса ме​таллических и полимерных деталей на 1 км пути составляет соответственно 41,6 и 2,1 т). На 1 км пути около 16 тыс. болтов, содержание которых (очи​стка от грязи, смазка, подтягивание гаек) требует больших затрат. Кроме типовых скреплений КБ на участках пути с железобетонными шпа​лами в России используют бесподкладочное скрепление ЖБ. 62 Нераздельное клеммно-болтовое скрепление ЖБ (рис. 1.71) имеет два за​кладных болта, которыми при помощи упругих клемм и упругих (резино​вых) прокладок рельс прижимается к шпале. Пружинные клеммы должны быть высокой прочности и требуемой пружинности. Для электроизоляции закладных болтов от металлических частей скреп​ления на них надевают изолирующие втулки. 1.4.5. Угон пути и противоугонные устройства Угон железнодорожного пути представляет собой продольное переме​щение рельсов по шпалам, как правило, в сторону движения поезда. Причинами, вызывающими угон пути, являются: сопротивление движе​нию колес подвижного состава по рельсам, удары колес подвижного соста​ва о рельсы в стыках, изгиб рельсов под движущейся нагрузкой, что являет​ся основной причиной угона пути. При изгибе рельса в сечении под нагрузкой верхние волокна сжимаются, а нижние растягиваются. Если рассмотреть сечение на некотором расстоянии от колеса (рис. 1.72), то видно, что сечение поворачивается таким образом, что нижние волокна оказываются передвинутыми на некоторую величину Ax. Колесо накатывается на это сечение и не дает ему вернуться в исходное поло- 64 жение, и весь рельс подтягивается за колесом, а перед колесом передвигается на эту величину Ах. Если двигается одно колесо, то оно не может сме​стить рельс. При движении большой группы ко​лес, каждое из которых стремится сместить рельс, такое перемещение происходит. Угон про​является обычно на горизонтальных площадках и особенно, на тормозных участках. Угон сильно расстраивает путь. При угоне рельсы сдвигаются со своих мест и увлекают за собой часть закрепленных шпал, в том числе стыковые. Шпалы перемещаются с уплотненных постелей на менее плотный балласт, рельсовый путь в этих местах проседает, образуются толчки, путь расстраивается. На звеньевом пути нарушаются размеры стыковых зазоров. При высо​кой температуре на участках с недостаточными зазорами может произойти потеря устойчивости рельсошпальной решетки (выброс пути). При низкой температуре на участках с увеличенными зазорами может произойти раз​рыв стыков со срезом болтов. Поэтому угон пути совершенно недопустим. Продольные силы, вызывающие угон рельсов, должны быть переданы от рельсов на шпалы и далее на балласт. Для этого на участках с деревян​ными шпалами на подошву рельсов ставят противоугоны. В качестве противоугонов применяются пружинные скобы, надеваемые на подошву рельсов специальной лапой или ударами молотка до тех пор, пока его правая реборда не защелкнет подо​шву рельса. Пружинные противоугоны состоят из одной детали (рис. 1.73). Их изготавливают на специальных автома​тах с закалкой в масле. Один противо-угон к рельсам Р-65 и Р-75 весит 1,28 кг, к рельсам Р-50 - 1,15 кг. Противоуго​ны ставят симметрично относительно се​редины звена на обеих рельсовых нитях к одной и той же шпале. Сопротивление сдвигу противоугона должно быть не ме​нее 8 кН. Количество противоугонов, ус​танавливаемых на одно звено зависит от интенсивности проявления угона. Для путей особогрузонапряженных линий, а также I и II категории устанавлива​ют 44 пары противоугонов, для линий IV-V категории - до 40 пар на одно звено. На двухпутных линиях противоугоны ставятся только в одну сторону (в направлении движения). На однопутных участках противоугоны ставят со стороны преобладаю​щего направления движения поездов, при появлении следов угона в проти​воположную сторону противоугоны в количестве 13 пар устанавливаются и с другой стороны шпал. На нетормозных участках однопутных линий ус​танавливают по 13 пар противоугонов в одном и другом направлении. 65 1.4.6. Подрельсовые опоры Назначение и требования к подрельсовым опорам. Назначение подрель-совых опор: · воспринимать вертикальные, боковые и продольные усилия и переда​ вать их на балластный слой; · обеспечивать стабильность ширины рельсовой колеи, подуклонки рель​ совых нитей и их электрическую изоляцию друг от друга на участках с авто​ блокировкой; · обеспечивать совместно с балластным слоем стабильное положение рельсовой колеи в плане и профиле. Требования к подрельсовым опорам. Подрельсовые опоры должны обладать: · прочностью, износоустойчивостью и долговечностью; · высокой сопротивляемостью продольным и поперечным смещениям опор в балласте; · дешевизной, иметь простую форму, удобную для изготовления и уп​ лотнения балласта под шпалой; - упругостью и электроизолирующими свойствами. Подрельсовые опоры устраивают в виде шпал и брусьев (на стрелочных переводах и металлических мостах). Кроме того, на искусственных соору​жениях применяют блочные основания безбалластного типа из железобето​на (в виде плит на мостах, малогабаритных рам - в тоннелях). Основные материалы для шпал и брусьев - дерево и железобетон. На некоторых зарубежных дорогах применяют металлические шпалы. Причи​ны, вызвавшие применение металлических шпал: ограниченность лесных ре​сурсов, при развитом металлургическом производстве (Германия); очень ко​роткий срок службы деревянных шпал в неблагоприятных климатических условиях (в Индии, Индонезии термиты поедают шпалы); большое протя​жение кривых малого радиуса, в этом случае металлические шпалы лучше обеспечивают стабильность рельсовой колеи. Срок службы металлических шпал 20-40 лет. На отечественных железных дорогах металлические шпа​лы не применяются из-за имеющихся существенных недостатков. Металли​ческие шпалы подвергаются коррозии, они проводят электрический ток, со​здают шум при движении поездов, большой расход металла. Количество шпал на 1 км устанавливается из условия обеспечения необ​ходимой сопротивляемости рельсошпальной решетки продольному и попе​речному сдвигу, а также из условия выравнивания давления в балластном слое по его глубине. В результате экспериментальных исследований и тео​ретических расчетов было установлено оптимальное количество шпал, ко​торое и принято в качестве стандарта (табл. 1.4). Деревянные шпалы и брусья. Деревянные шпалы в настоящее время имеют наи​большее распространение на железных дорогах нашей страны. Протяжение глав​ных путей на деревянных шпалах составляет примерно 70 % развернутой длины. По форме поперечного сечения шпалы подразделяются на три вида (рис. 1.74): обрезные - пропилены четыре стороны, полуобрезные - пропилены три стороны и необрезные-пропилены две противоположные стороны. Длина деревянных шпал 66 принята 275 см. Для линий с высокой грузонапряженностью поставляются шпалы длиной 280 см. Деревянные шпалы не имеют ограничений по зонам укладки. В пер​вую очередь рекомендуется укладывать деревянные шпалы на участках: - звеньевого пути, особенно с кривыми малого радиуса (менее 300 м), где требуется уширение колеи до 1530-1535 мм; · новостроек с нестабилизированным земляным полотном, особенно в зонах вечной мерзлоты и на болотистых основаниях; · на участках, подверженных пучению; · засоряемых (угольно-рудные, торфяные маршруты и т.п.), где перио​ дичность ремонтов пути, связанных с очисткой щебеночного балласта, все​ го 2-3 года; · высокогрузонапряженных линий (свыше 80-100 млн т-км брутто/км в год), где применение бесстыкового пути с железобетонными шпалами явля​ ется малоэффективным. Достоинства деревянных шпал: упругость, легкость обработки, просто​та прикрепления рельсов, хорошее сцепление со щебнем, малая чувствитель​ность к ударам и колебаниям температуры, сравнительно небольшая масса, обладают амортизирующими и электроизолирующими свойствами. Вместе с тем деревянные шпалы имеют и недостатки: сравнительно не​большой срок службы из-за гниения, растрескивания и механического из​носа (в среднем до 15 лет на отечественных железных дорогах), большой расход дефицитной и дорогой древесины, неоднородность упругих свойств пути по длине (из-за неодинаковых размеров шпал). Для повышения срока службы деревянные шпалы пропитывают масляны​ми и водными антисептиками для защиты от гниения. Пропитка производится на специальных шпалопропиточных заводах. Для предупреждения появления и развития трещин, концы шпал стягивают обвязочной проволокой диамет​ром 6-7 мм на расстоянии 120-150 мм от концов. Наиболее эффективным является укрепление концов шпал деревянными пропитанными винтами. Железобетонные шпалы и брусья. Массовая укладка железобетонных шпал была начата в 1959 г. и в настоящее время протяженность пути на железобе​тонных шпалах составляет 48,8 тыс км, в т.ч. на главных путях 37,3 тыс. км или 30 % развернутой длины. Современная железобетонная шпала - цельнобрусковая из предвари​тельно напряженного железобетона, армированная высокопрочной про​волокой, должна соответствовать требованиям ГОСТа 10629-88. Серийно выпускается промышленностью шпала типа Ш-1 -1 для раздельного клемм-но-болтового скрепления КБ (рис. 1.75). Многолетний опыт эксплуатации шпал брускового типа из предваритель​но напряженного железобетона показал и

Для управления движением поездов железнодорожные линии делятся на отдельные части, на границах которых размещаются раздельные пункты, классификация которых приведена на рис. 2.3.

С точки зрения инфраструктуры для обеспечения перевозок наибольшее значение имеют станции, которые обеспечивают связь с клиентурой.

Станция – раздельный пункт, на котором помимо остановки и обгона поездов осуществляются погрузка и разгрузка грузов, прием, хранение и выдача их клиентуре, обслуживание пассажиров, а при соответствующем развитии путевого хозяйства – расформирование и формирование поездов, техническое обслуживание и ремонт подвижного состава железнодорожного транспорта.

Железнодорожные пути на станциях подразделяются на две группы: станционные и специального назначения. К станционным путям относятся пути в границах станции: главные, являющиеся продолжением путей перегонов, приемоотправочные, сортировочные, погрузо-разгрузочные, деповские, вытяжные для перестановки групп вагонов или составов, выставочные для отстоя вагонов и т.п. К путям специального назначения относятся улавливающие тупики и подъездные пути к предприятиям и складам.

Если на станции имеется группа путей одинакового назначения, объединенных одним въездом и выездом (горловиной), то они называются парком.

Горловиной станции называется зона, в которой уложены стрелочные переводы, соединяющие пути и парки между собой, а также с главными, вытяжными и ходовыми путями.

Рис. 2.3.

Пассажирская железнодорожная станция – раздельный пункт сети железных дорог, осуществляющий обслуживание пассажиров, подготовку подвижного состава к перевозкам и организацию движения пассажирских поездов. Такие станции сооружают в крупных городах, промышленных центрах и курортных районах. В зависимости от основного назначения различают три вида пассажирских станций:

• – обслуживающие дальнее, местное и пригородное движение (вокзалы);
• – головные, обслуживающие только пригородное движение;
• – зонные на пригородных участках для оборота составов позволяют организовывать конечные станции маршрутов на участках существенного изменения пассажиропотока (рис. 2.4, а).

Рис. 2.4.

а – линейная; б – пересадочная между железной дорогой и метрополитеном; 1 – пути отстоя железнодорожных составов; 2 – пешеходный переход (надземный или подземный); 3 – пути метрополитена

По условиям размещения на транспортной линии станции бывают:

• – тупиковые (конечные), на которых основная часть пассажиров заканчивает или начинает поездку;
• – узловые, расположенные в местах пересечений или примыканий линий одного или нескольких видов транспорта, с высокой долей пересадочности между линиями;
• – промежуточные, расположенные между конечными и узловыми станциями, с невысоким пассажирооборотом.

Обслуживание пассажиров включает следующие операции: продажа проездных билетов, посадка и высадка пассажиров, прием, хранение и выдача багажа и ручной клади, прием и отправление почты, услуги для отдыха пассажиров и создания комфортабельных условий ожидания поездки. Для выполнения этих и других услуг на станциях организуются сервис-центры фирменного транспортного обслуживания пассажиров как на вокзалах, так и в поездах.

Здание для обслуживания пассажиров на станциях с большим пассажиропотоком называется вокзалом.

В связи с тем что железнодорожная станция обслуживает значительную территорию, на ее базе рационально формировать транспортно-пересадочный узел (ТПУ). Назначение ТПУ – обеспечение быстрой и комфортной пересадки пассажиров на другие виды транспорта. В больших городах ТПУ организуют в местах пересечения железнодорожной линии и линии метрополитена на базе зонной железнодорожной станции (рис. 2.4, б). На базе железнодорожных станций чаще всего формируют железнодорожно-автобусные терминалы.

Историческая справка

Первый ТПУ на базе железнодорожной станции "Платформа Выхино" Казанского направления и станции метро в нашей стране был построен в 1966 г. в Москве (станция метро "Выхино"), На нем использована кросс-платформенная схема, принцип которой показан на рис. 2.4, б. Пересадка пассажиров на этом ТПУ осуществляется с электропоездов пригородного сообщения на метро, троллейбус, несколько десятков автобусных маршрутов городского, пригородного и междугороднего сообщения. Станция построена из стандартных железобетонных конструкций с навесами над пассажирскими платформами и открытыми путями метро и железной дороги. К одной платформе с разных сторон подходят поезда метро и железной дороги, что существенно повышает удобство пересадки. Между платформами и выходом можно переходить по подземным переходам.

Реконструкция станции в 2003 г. частично ликвидировала возможность кросс- платформенной пересадки, и был построен специальный пересадочный павильон с турникетами.

В 1978 г. в Ленинградской области была открыта станция метро "Девяткино", на которой также был использован кросс-платформенный принцип организации ТПУ. В отличие от "Выхино" станция метро "Девяткино" является станцией закрытою типа, по обеим сторонам которой имеются железнодорожные платформы пригородных электропоездов, закрытые навесами. Подавляющее большинство пассажиров пересаживаются между электропоездами и метро, так как к станции не подходят маршруты наземного городского транспорта, а есть только небольшая автостанция, обслуживающая пригородные автобусные маршруты. В настоящий момент разработан проект существенного расширения этого ТПУ со строительством бизнес-центра, стоянок для автомобилей и международного автовокзала.

Грузовая железнодорожная станция – раздельный пункт, предназначенный в общем случае для приема к перевозке, взвешивания, кратковременного хранения, погрузки, выгрузки, сортировки и выдачи грузов, оформления перевозочных документов, приема, расформирования, формирования и отправления грузовых поездов и составов вагонов, производства маневровой работы по подаче вагонов на грузовые фронты и уборке их, обслуживания подъездных путей и организации транспортно-экспедиционного обслуживания клиентуры. На грузовой станции выполняется взаимодействие с другими видами транспорта.

В зависимости от назначения и характера выполняемой работы грузовые станции подразделяются на следующие виды:

• – общего пользования, на которых происходит переработка всех видов груза;
• – специализированные – для переработки отдельных видов грузов;
• – перегрузочные – для перегрузки грузов между вагонами разной колеи;
• – портовые – для взаимодействия с водным транспортом.

Грузовые станции общего пользования, как правило, обеспечивают круглосуточный прием и отправление поездов, формирование и расформирование составов с подборкой вагонов по станциям назначения, выполнение грузовых и коммерческих операций. Для выполнения погрузо-разгрузочных операций на станции формируется грузовой район. Если он принадлежит владельцу железнодорожной инфраструктуры, то относится к местам общего пользования. Техническое оснащение грузового района определяется объемом работы и видом перерабатываемых грузов, а его расположение должно обеспечивать удобный подъезд других видов транспорта. За оснащение грузовых районов общего пользования необходимой погрузо-разгрузочной техникой, эстакадами, средствами очистки вагонов и контейнеров несет ответственность владелец инфраструктуры. Отдельные склады, участки железнодорожных путей и грузового района могут не принадлежать владельцу инфраструктуры или быть сданы им в аренду. Эти участки относятся к местам необщего пользования, и их оборудование в соответствии с нормативными требованиями выполняется за счет средств субъекта, которому они предоставлены.

Как правило, инфраструктура железной дороги предоставляется перевозчику на основании долгосрочного договора в соответствии с Правилами оказания услуг по использованию инфраструктуры железнодорожного транспорта общего пользования. Владелец инфраструктуры согласовывает предоставленные перевозчиком заявки и может отказать в согласовании в случаях, предусмотренных Уставом железнодорожного транспорта.

В связи с развитием контейнерных перевозок большое распространение на железнодорожном транспорте получили контейнерные пункты, большинство которых располагается на автомобильно-железнодорожных терминалах. Такие пункты представляют собой асфальтобетонную площадку, оборудованную соответственно грузообороту перегрузочной техникой (козловыми кранами, погрузчиками и т.п.). Схема подобного контейнерного пункта приведена на рис. 2.5.

Рис. 2.5.

Как правило, крупные контейнерные пункты связаны между собой работающими по расписанию контейнерными поездами, что позволяет существенно ускорить транспортировку грузов.

Зарубежный опыт

В Западной Европе к концу прошлого века в связи с перегруженностью автодорожной сети существенно обострилась проблема с соблюдением сроков доставки грузов автотранспортом. Для решения этой проблемы было предложено использовать малозагруженные железнодорожные линии для организации движения по ним по расписанию грузовых составов и строительство сети терминалов для быстрой загрузки и разгрузки таких поездов.

Терминалы можно разделить на три вида, каждый из которых обеспечивает

• 1) съезд и заезд автопоездов на специальные железнодорожные платформы. В этом случае обычно необходима небольшая асфальтированная площадка и передвижная эстакада;
• 2) обмен контейнеров и съемных кузовов. Обычно на таких терминалах между железнодорожными путями организованы широкие асфальтобетонные проезды, на которых с помощью ричстакеров выполняется перегрузка. Ширина проездов позволяет обеспечить кратковременное хранение контейнеров, хотя большинство из них перегружается непосредственно с автопоезда на железнодорожную платформу и наоборот;
• 3) кроме перегрузки контейнеров и съемных кузовов еще и перегрузку полуприцепов. Для этого помимо колесной перегрузочной техники терминал оснащается мощным портальным краном.

Перевозки между терминалами осуществляются поездами ускоренного сообщения по расписанию, что позволяет оператору доставки заранее планировать график движения, так как загрузка поезда обычно занимает около часа, полчаса требуется для разгрузки состава.

Технологии контейнерных перевозок постоянно развиваются, и для снижения времени загрузки и разгрузки составов, перевозящих автопоезда, французская компания Lohr Industries разработала систему Modalohr , в которой железнодорожная платформа с автопоездом может поворачиваться, и на терминале оборудуются стационарные эстакады, расположенные под углом к оси железнодорожного пути. Это позволяет автопоездам заезжать и съезжать с железнодорожной платформы независимо друг от друга. 1

Железнодорожным узлом называется район слияния или пересечения нескольких железнодорожных линий, в котором выполняются переход поездов с одной линии на другую, сортировочные работы и пересадка пассажиров. В состав железнодорожного узла входят специализированные станции (пассажирские, сортировочные, грузовые), главные и соединительные, и подъездные пути и предприятия железнодорожного транспорта. Железнодорожный узел является частью транспортного узла – комплекса средств, реализующих транспортные процессы в местах взаимодействия нескольких видов магистрального транспорта.

Железнодорожные узлы квалифицируются с учетом следующих факторов.

В зависимости от характера эксплуатационной работы и численности населения обслуживаемых городов узлы бывают:

• – транзитные – расположенные в районе небольших и средних городов с населением до 100 тыс. жителей, обслуживающие в основном транзитное пассажирское и грузовое движение;
• – со значительной местной работой – в районе больших городов с населением от 100 тыс. до 500 тыс. жителей;
• – крупные со значительной местной работой – в больших городах с населением от 0,5 млн до 1 млн жителей;
• – крупнейшие с большой местной работой и большим объемом дальнего, местного и пригородного движения – в городах с населением более 1 млн жителей.

По географическому положению железнодорожные узлы делятся на три группы:

• – сухопутные;
• – расположенные на берегу моря (обслуживание морского порта);
• – на берегу судоходных рек (обслуживание речного порта).

По схеме размещения основных устройств различают узлы:

• – с одной станцией;
• – параллельным расположением станций;
• – последовательным расположением станций.

Инфраструктура железнодорожного транспорта должна соответствовать Техническому регламенту Таможенного союза "О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта" ТР ТС 003/2011. При этом под безопасностью понимается такое состояние инфраструктуры железнодорожного транспорта, при котором отсутствует недопустимый риск, связанный с причинением вреда жизни или здоровью граждан, имуществу физических или юридических лиц, государственному или муниципальному имуществу, а также окружающей среде, жизни или здоровью животных и растений. Для линий, на которых предусматривается движение поездов со скоростью более 200 км/ч, действует Технический регламент Таможенного союза "О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта" ТР ТС 002/2011.

• Ричстакер (reach stacker – рычажный механический укладчик) – это тяжелый специализированный кран на колесном ходу, предназначенный для выполнения перегрузочных работ с контейнерами. В отличие от крана ричстакер как погрузчик может свободно перемещаться с поднятым контейнером.