Верхнее строение железнодорожного пути
Машины и оборудование карьерного железнодорожного транспорта
• Достоинствами железнодорожного транспорта являются высокая надежность, возможность перевозить практически любые грузы, незначительное влияние климатических условий на эффективность, возможность достижения высокой производительности за счет пропуска большого числа поездов и увеличения массы поезда до 1500-2000т, относительно низкие удельные затраты на транспортирование, большой срок службы оборудования, возможность использования разных типов энергии и локомотивов. Железнодорожный транспорт оказывает незначительное негативное воздействие на окружающую среду.
Недостатками железнодорожного транспорта, ограничивающими область его применения, являются большая протяженность фронта работ (не менее 300-500 м), значительные радиусы поворота (не менее 80-100 м), незначительные подъемы (40-60‰), значительные затраты на перемещение рельсошпальной решетки и контактной сети, малая механизация вспомогательных работ, большие капитальные затраты и другие.
Схемы железнодорожных путей карьера во многом определяются схемой вскрытия карьера.
• Наиболее простым является план трассы при прямых съездах, но он применяется, как правило, при неглубоких карьерах со значительными размерами в плане (а). При небольших размерах карьера в плане приходиться применять тупиковые (б) и петлевые (в) съезды, что обуславливает значительные маневровые операции и увеличивает длину транспортирования. В глубоких карьерах применяют спиральные съезды (г), что позволяет уменьшить количество пересечений путей.
Устройство железнодорожного пути
• Железнодорожный путь - инженерное сооружение, предназначенное для пропуска по нему поездов.. От его состояния зависят непрерывность и безопасность движения поездов.
• По назначению, сроку службы и месту расположения карьерные железнодорожные пути подразделяются на временные, положение которых меняется по мере подвигания фронта работ, и постоянные, находящиеся в эксплуатации длительное время (например, все время существование карьера).
• К временным (передвижным) путям относятся:
• 1 – погрузочно-разгрузочные пути забоев (забойные пути), отвалов (отвальные пути), перегрузочных пунктов 2– пути внутрикарьерных постов и разъездов;3 – пути бортов карьера, соединяющие траншейные пути с забойными путями.
• К постоянным путям относят:
• 1 – главные траншейные пути;2 –пути, уложенные на поверхности от карьера к пунктам разгрузки поездов;3 – станционные пути;4 – Прочие (пути отстоя подвижного состава, складских сооружений, звеносборочных баз, ремонтных площадок и др.)
• В зависимости от назначения путей устанавливаются допускаемые скорости движения поездов согласно строительным нормам и правилам.
• Допускаемая скорость движения поездов по карьерным временным участкам пути не должна превышать 10 - 25 км/час.
• Постоянные пути в зависимости от годового грузооборота Wгод (млн. т. брутто) подразделяются на три категории, в которых скорость ограничивается 25-65 км/ч
Строение пути
• Железнодорожный путь имеет нижнее и верхнее строение.
• К нижнему строению относятся земляное полотно и искусственные сооружения (мосты, трубы для пропуска воды, подпорные стенки и другие устройства).
• . Часть земляного полотна, на которую укладывают верхнее строение пути, называют основной площадкой. Ширина основной площадки зависит от числа путей, ширины колей и характеристики грунтов.
• Для нормальной работы земляного полотна устраивают водоотводные сооружения: в выемках – кюветы, лотки, глубина которых достигает 2м, нагорные канавы, глубиной и шириной по дну не менее 0,6 м с предельным уклоном не менее 20 ‰, у насыпей – резервы или канавы. В более сложных условиях проектируют дренажные, защитные и укрепительные устройства. Поверхность земляного полотна планируют так, чтобы обеспечивался сток воды в водоотводы.
• Основными требованиями, предъявляемыми к земляному полотну, являются прочность, устойчивость и долговечность.
• При пересечении железной дороги водных и других препятствий устраивают искусственные сооружения: мосты, тоннели, водопропускные трубы, путепроводы, эстакады, подпорные стенки и др.
Верхнее строение железнодорожного пути
• К верхнему строению железнодорожного пути относятся: рельсы, рельсовые скрепления (стыковые и промежуточные), шпалы, противоугонные устройства, балластный слой, стрелочные переводы, глухие пересечения, мостовые и переводные брусья. Верхнее строение пути непосредственно воспринимает воздействие колес подвижного состава и передает эти воздействия на земляное полотно.
• Сохранение параметров рельсовой колеи (ширины колеи и др.) обеспечивается надежной работой всех элементов верхнего строения пути.
• Рельсы непосредственно воспринимают нагрузку от колесных пар, передают ее на подрельсовые опоры и направляют движения колес подвижного состава.
Для лучшего сопротивления действующим нагрузкам рельсы должны быть достаточно прочными, хорошо сопротивляться изгибу, долговечными, износостойкими, твердыми и нехрупкими, так, как на них действует ударно-динамические нагрузки. Поэтому поперечный профиль рельса представляет собой несколько измененное поперечное сечение двутавра, верхней полке которого придана форма головки удобной для качения колеса.
• Тип рельсов обозначают буквой Р и числом, округленно равным массе одного метра рельса. Например, рельс, 1 метр которого имеет массу 51,67 кг, обозначается Р50.
• В настоящее время на карьерных железных дорогах применяют широкоподошвенные рельсы, состоящие из головки – 1, шейки – 2 и подошвы – 3. типов Р50, Р65 и Р75. На малодеятельных путях карьеров могут быть применены рельсы типа Р43.
• На карьерных рельсовых путях применяют как новые рельсы, так и старогодные, снимаемые с железных дорог общего пользования, после необходимого их восстановления. Новые рельсы выпускаются стандартной длины 25 м и длиной 12,5 м для забойных и отвальных путей.
• На стационарных путях при годовом грузообороте более 30 млн. т. брутто и нагрузке на ось подвижного состава 300 кН рекомендуется укладывать рельсы Р75, при грузообороте 15÷30 млн. т. брутто – рельсы Р65, при грузообороте менее 15 млн. т. брутто – рельсы Р 50.
Рельсовый путь
• Рельсовый путь на всем протяжении должен представлять собой непрерывную нить, поэтому рельсы прочно соединяют друг с другом при помощи стыковых скреплений . Стыковые скрепления состоят из накладок, болтов и гаек с шайбами.
• На стационарных путях к рельсам Р75, Р65 и Р50 применяют стандартные накладки двухголового профиля. На передвижных путях при перемещении путей кранами или путепередвигателями непрерывного действия – накладки специального профиля, обеспечивающие пропуск зажимных роликов.
• Шпалы воспринимают от рельсов вертикальные и горизонтальные силы, передают их на балластный слой, а также обеспечивают стабильность ширины рельсовой колеи, шпалы подразделяют на деревянные, железобетонные и металлические.
Рельсовый путь
• Наибольшее распространение получили деревянные шпалы.К недостаткам деревянных шпал следует отнести: небольшой срок службы из-за механического износа, гниения и растрескивания. Для борьбы с гниением древесины шпалы пропитывают масляными антисептиками. Масса пропитанных деревянных шпал соответствующей группы составляет 70, 61 и 55 кг.
• Железобетонные шпалы изготавливают из предварительно напряженного железобетона. Масса шпалы составляет 265 кг. Конструкция шпал позволяет использовать их с рельсами Р50, Р65 и Р75. Железобетонные шпалы обладают большой долговечностью, создают устойчивость пути. К недостаткам железобетонных шпал относятся: большая масса и жесткость.
• Металлические шпалы представляют собой коробчатые сварные конструкции с ребрами жесткости. Они имеют ограниченное применение на передвижных путях открытых разработок.
• Шпалы укладываются под рельсы на определенном расстоянии одна от другой. Число шпал, необходимое для укладки на 1 км. пути, зависит от грузонапряженности, нагрузок на ось подвижного состава, типа рельсов, скорости движения поездов и для колеи 1520 мм принимается равным 1440, 1600, 1840, 2000 шт/км (называется эпюрой шпал).
На криволинейных участках стационарных путей число шпал на 1 км увеличивают по сравнению с примыкающим прямым участком до ближайшего большего значения.