EntradaAncho de vía en vías férreas. Ancho de vía Ampliación de vía
0Sujetadores de rieles. Anti-robo
Vía férrea: dos hilos de riel continuos ubicados a cierta distancia entre sí. Esto se garantiza mediante la unión de los raíles a las traviesas y los enlaces de raíles individuales entre sí.
Las fijaciones de riel se dividen en intermedias y a tope.
Las fijaciones intermedias deben asegurar una unión fiable y suficientemente elástica de los carriles con las traviesas, mantener constante el ancho de vía y la necesaria inclinación del carril, y evitar el desplazamiento longitudinal y el vuelco de los carriles.
Los sujetadores intermedios se dividen en tres tipos principales: inseparables, mixtos y separados.
Fijación inseparable (muletas): el riel y los revestimientos sobre los que descansa se unen a las traviesas con las mismas muletas (tres), de acuerdo con la Figura 1a
Figura 1 Sujeciones con clavos intermedios para durmientes de madera: a - inseparables; b - mixto; 1 - riel; 2 - muleta; 3 - forro; 4 - durmiente.
Fijación mixta (DO) - (muletas) forros se unen a los durmientes con muletas adicionales (cinco), Figura 1 b.
Su ventaja es la simplicidad del diseño, bajo peso, facilidad de llenado, recostura y desmontaje de la pista.
La desventaja es que no garantiza la constancia del ancho de vía, contribuye al desgaste de las traviesas y resiste mal el robo de la vía.
En la fijación DO, las muletas principales evitan que el riel se desplace lateralmente y vuelque, y las muletas de revestimiento reducen el desplazamiento del revestimiento bajo la acción de las fuerzas horizontales y la vibración de los revestimientos. El revestimiento en forma de cuña lo proporciona la inclinación de los rieles.
Fijaciones separadas (terminal) KD: el riel se une a los revestimientos con terminales rígidos o elásticos y pernos de terminales, los revestimientos a las traviesas, con pernos o tornillos de acuerdo con la Figura 2.
Figura 2 Fijación separada intermedia para traviesas de madera: 1 - junta; 2 - forro; 3 - tornillo; 4 - terminales; 5 - lavadora de dos vueltas; 6 - tuerca; 7 - tornillo terminal.
En estas fijaciones, los revestimientos se unen permanentemente a las traviesas con tornillos, y el riel se presiona constantemente con abrazaderas a los revestimientos.
La ventaja de estos sujetadores es la ausencia de grandes vibraciones de las almohadillas, la resistencia al robo de rieles y la capacidad de cambiar los rieles sin quitar los tornillos.
Para una vía con traviesas de hormigón armado, se utilizan sujetadores de terminal de tipo KB, KB65 con terminal de barra, ZhBR-65, BPU, de acuerdo con la Figura 3
Figura 3 Fijación de KB-65 con un terminal de barra: 1 - terminal; 2 - arandela; 3, 8 - juntas; 4 - forro; 5 - lavadora de dos vueltas; 6 - manguito aislante; 7 - soporte para manguito aislante
En grandes cantidades, se utiliza la fijación KB, en la que se une una junta plana a la traviesa con pernos hipotecarios.
Los enlaces ferroviarios están conectados entre sí por medio de sujetadores a tope.
Los sujetadores a tope conectan firmemente los rieles en un hilo continuo. Los puntos de conexión se denominan juntas de carril. Los extremos de los rieles están cubiertos con superposiciones, que se atornillan a través de los agujeros. Se colocan arandelas elásticas o Belleville debajo de las tuercas de los pernos, de acuerdo con la Figura 4
Figura 4 Junta de riel: 1 - muleta; 2 - forro; 3 - perno; 4 - superposición; 5 - riel; 6 - arandela; 7 - tuerca.
Las placas de tope están diseñadas para conectar rieles y absorber las fuerzas de flexión y transversales en la unión. Las almohadillas de doble cabeza están hechas de acero de alta resistencia y están sujetas a endurecimiento. EN Últimamente cambiar al uso de superposiciones de seis agujeros.
Según la ubicación con respecto a las traviesas, se distinguen juntas por peso, en traviesas y en traviesas dobles. Las juntas colgantes (Figura 4) se aceptan como estándar, lo que proporciona una mayor elasticidad y conveniencia de apisonar el balasto para durmientes a tope. Los extremos de los rieles están conectados en el medio entre dos durmientes a tope, y las uniones de ambos tramos de riel están ubicadas una contra la otra, a lo largo de un cuadrado.
Se deja un espacio entre los extremos de los rieles en las juntas, ya que la longitud de los rieles cambia con el cambio de temperatura. Para evitar fuertes impactos de las ruedas del material rodante, el espacio no debe exceder los 21 mm. Cada temperatura de los rieles corresponde a un cierto espacio entre los extremos.
lz \u003d γ (tmáx - t),
donde γ es el coeficiente de expansión lineal del acero lp es la longitud de los rieles en m.
tmax, t - respectivamente, la temperatura más alta en el área y la temperatura en el momento de colocar el riel.
En líneas con autobloqueo, se disponen juntas aislantes en los límites de los tramos de bloque para que la corriente eléctrica no pueda pasar de uno de los carriles conectados al otro. Existen dos tipos de juntas aislantes: con almohadillas metálicas de cerramiento y atornilladas con pegamento, de acuerdo con la Figura 5
Figura 5 Sección transversal de la junta aislante: a - con placas metálicas envolventes; b - perno de pegamento; 1 riel; 2 - superposición; 3 - junta lateral; 4 - tablón de fibra o polietileno para pernos; 5 - barra de bloqueo; 6 - buje; 7 - junta aislante inferior; 8 - forro; 9 - perno a tope; 10 - tuerca; 11 - arandela; 12 - aislamiento de fibra de vidrio impregnado con pegamento epoxi; 13 - aislamiento en el perno.
En el primer caso, el aislamiento se realiza colocando juntas y casquillos de fibra, textolita o polietileno. En el espacio a tope, también se colocan juntas hechas de textolita o tricol, que tienen la forma de un riel.
En el segundo caso, se utilizan juntas de pernos con pegamento, en las que las placas de tope de metal, los espaciadores de fibra de vidrio aislantes y los pernos con casquillos aislantes se pegan con pegamento epoxi a los extremos de los rieles en una estructura monolítica.
En líneas con tracción eléctrica y autobloqueo, se instalan conectores especiales a tope para el paso sin obstáculos de la corriente a través del empalme.
Bajo la acción de las fuerzas que se crean cuando los trenes se mueven debajo de los rieles (flexión ondulatoria de los rieles debajo del tren, fricción entre las ruedas y los rieles, colisiones de ruedas, frenado del tren), el movimiento longitudinal de los rieles a lo largo de las traviesas o a lo largo con las traviesas a lo largo del balasto puede ocurrir, llamado ángulo de vía.
En los tramos de vía doble, el robo se produce en el sentido de la marcha, y en los tramos de vía única, el robo es en los dos sentidos.
La mejor manera de evitar el robo de vía es utilizar grava de piedra triturada y fijaciones intermedias separadas, que ofrecen suficiente resistencia al movimiento longitudinal de los raíles y no requieren fondos adicionales fijación.
Para las fijaciones inseparables y mixtas, se utilizan antirrobos de resorte, que son clips de resorte fijados en la base del riel y apoyados contra la traviesa, de acuerdo con la Figura 6
Figura 6 Muelle antirrobo
En un enlace de 25 m de largo se colocan de 18 a 44 pares, dependiendo de la densidad de carga, el tipo de balasto y las condiciones del tráfico de trenes.
Camino sin costuras
El camino sin juntas es más progresivo en comparación con el camino de enlace. La ausencia de juntas en los amarres del riel reduce el impacto dinámico en la vía, reduce el desgaste de las ruedas del material rodante, mejora la suavidad de movimiento de los trenes, prolonga la vida útil de la superestructura de la vía, reduce los costos de mantenimiento de la vía, etc
La reducción del número de uniones debido a la soldadura de eslabones individuales en un látigo genera ahorros de hasta 1,8 toneladas por 1 km.
Una característica de una vía sin costuras es que las pestañas del riel bien fijadas no pueden cambiar su longitud cuando la temperatura sube o baja, excepto por pequeños movimientos de las partes finales. Las fuerzas longitudinales de tracción y compresión de hasta 2,5 MPa surgen en los rieles, lo que en climas cálidos puede provocar que la vía se desplace hacia un lado y, en caso de heladas severas, a una rotura en el látigo con la formación de un espacio peligroso. Por lo tanto, la vía sin juntas se coloca sobre traviesas de hormigón armado con fijación separada y balasto de piedra triturada. El prisma de balasto se compacta cuidadosamente.
Las pestañas están soldadas a partir de rieles R65 o R75 endurecidos al calor sin orificios para pernos. Los rieles se sueldan por el método de electrocontacto en máquinas de soldadura por contacto estacionarias o móviles. La longitud de los amarres de vía depende de la ubicación de juntas aislantes, grandes puentes metálicos, cruces, desvíos, etc. Y por regla general es de 950 m., que corresponde a la longitud de trenes especiales desde andenes dotados de rodillos, con los que la los latigazos se entregan al escenario.
En estructuras artificiales con tablero de puente sobre balasto, se coloca una vía continua sin restricciones; en lugares metálicos con vigas de puente, según el proyecto. Los extremos de las pestañas deben estar fuera de la pared del gabinete del pilar a una distancia de 50-100 m. Cuando la temperatura fluctúa, es posible cambiar la longitud de las secciones finales de las pestañas. Para hacer posible este cambio de longitud, se colocan rieles de nivelación entre las pestañas adyacentes, formando un proyecto de nivelación (dos o tres pares de rieles de 12,5 m de largo). Al final del tramo de bloque con bloqueo automático en la zona de los carriles de nivelación se coloca una junta aislante según esquema, de acuerdo con la Figura 7
Figura 7 Azote de una pista sin costura: 1 - junta aislante; 2 - látigo; 3 - rieles de nivelación.
La colocación de rieles de nivelación también asegura, si es necesario, la descarga de tensiones térmicas en las pestañas durante la reparación y otros trabajos. Para hacer esto, debilite la fijación del zarzo con los durmientes, después de quitar los rieles de nivelación. Como resultado, el látigo se acorta o alarga. Después de eso, se fija el látigo y se colocan rieles de nivelación de la longitud deseada. Cuanto más largas sean las pestañas, más evidentes serán las ventajas de un camino sin fisuras. En varias carreteras, existe experiencia en la colocación de amarres del largo de una sección de bloque e incluso de un recorrido completo. En el extranjero, hay latigazos de 30-40 km de largo, cuando las vías de acarreo, los desvíos y las vías de la estación se sueldan en un solo conjunto.
El dispositivo de la vía férrea en tramos rectos.
La disposición del ancho de vía está asociada al diseño y dimensiones de los juegos de ruedas del material rodante.
El juego de ruedas consta de un eje de acero, en el que las ruedas están firmemente montadas, con crestas de guía (bridas) para evitar el descarrilamiento, de acuerdo con la Figura 8
Figura 8 Juego de ruedas en una vía férrea
La superficie de la banda de rodadura de las ruedas en la parte media tiene una conicidad de 1/20, lo que proporciona un desgaste más uniforme, mayor resistencia a las fuerzas horizontales dirigidas a través de la pista, menos sensibilidad a sus fallas y evita la aparición de un surco en la superficie de la banda de rodadura. lo que dificulta que los juegos de ruedas pasen por los desvíos.
Los rieles también se instalan con una inclinación hacia adentro de 1/20 en secciones rectas debido al revestimiento de cuña con escamas de madera y con hormigón armado, con la pendiente correspondiente de la superficie de las traviesas.
La distancia entre los bordes interiores de las cabezas de los rieles se denomina ancho de vía. Este ancho se compone de la distancia entre las ruedas (1440 ± 3 mm), dos espesores de las crestas (de 25 a 33 mm) y los espacios entre las ruedas y los rieles.
El ancho de vía en tramos rectos y curvos de la vía con un radio de 349 m o más es de 1520 mm con tolerancias de 6 mm en la dirección de ensanchamiento y 4 mm en la dirección de estrechamiento.
De acuerdo con el PTE, la parte superior de las cabezas de carril de ambas roscas en tramos rectos debe estar al mismo nivel.
Se permite en tramos rectos de la vía contener un hilo de carril por cada 6 mm. más alto que el otro de acuerdo con las normas establecidas por la instrucción pertinente del Ministerio de Ferrocarriles de Rusia.
Las uniones en ambas roscas de riel se colocan estrictamente una contra la otra a lo largo del cuadrado.
Para evitar que el juego de ruedas gire alrededor de un eje vertical, los juegos de ruedas de vagones y locomotoras están conectados por un marco rígido (dos o más cada uno).
La distancia entre los ejes extremos conectados por el marco se denomina base rígida, y entre los ejes extremos de un vagón o locomotora, una distancia entre ejes completa, respectivamente, con la Figura 9
Figura 9 Distancias entre ejes rígidas y completas:
a - locomotora eléctrica VL 80; b - una sección de la locomotora diesel TE3; en - en una locomotora de vapor de la serie FD; g - vagón góndola de cuatro ejes.
La conexión rígida de los pares de ruedas proporciona una posición estable en los rieles, pero dificulta el paso en curvas de radio pequeño (atasco).
Para facilitar el paso por las curvas, el material rodante se produce sobre bogies separados con pequeñas bases rígidas.
Construcción de vías en puentes y túneles
En puentes metálicos, la vía férrea se realiza sin balasto sobre vigas o losas de madera o de hormigón armado.
Las barras se atornillan a las vigas longitudinales. Para sujetar el material rodante en caso de descarrilamiento, se colocan guardabarros o esquinas en el exterior de la vía y contracarriles o esquinas en el interior, de acuerdo con la Figura 10, 11.
Figura 10 Tablero de puente sobre travesaños de madera con fijación separada de los carriles mediante tornillos terminales: I - la esquina de protección se sujeta con un perno de trinquete; II - la esquina protectora se sujeta con tornillos; los espacios mínimos se dan entre paréntesis, mm.
Figura 11 Tablero de puente sin balasto sobre losas de hormigón armado: 1 - contra-ángulo; 2 - riel; 3 - losa de hormigón armado; 4 - pasador de fijación de placa de alta resistencia; 5 - relleno de cemento y arena (la junta de madera de montaje es monolítica); 6 - malla de refuerzo.
Sobre plazas y pasos superiores de piedra, hormigón y hormigón armado, la vía tiene un diseño convencional, y se coloca sobre balasto de piedra triturada y traviesas ordinarias.
Disposición de vía en tramos de vía curvos
La vía férrea en secciones curvas trabaja más difícilmente que en líneas rectas, ya que aparecen fuerzas centrífugas adicionales durante el movimiento del material rodante. Las características de la disposición de una vía de este tipo incluyen: la elevación del carril exterior sobre el interior, la presencia de curvas de transición, el ensanchamiento del ancho de vía en radios pequeños, la colocación de carriles acortados en la rosca del carril interior, el refuerzo de la vía, el aumento de la distancia entre los ejes de las vías en líneas de dos y multivías.
Elevación de la barandilla exterior
La elevación del riel exterior se proporciona con un radio de curva de 4000 mo menos, de modo que la carga en cada rosca del riel sea aproximadamente la misma. Tal elevación puede ser de 10 a 150 mm.
Figura 12 Esquema de fuerzas que actúan sobre el material rodante en curva cuando se eleva el carril exterior.
Cuando el carril exterior se eleva el valor h, aparece una componente de la fuerza del peso H, dirigida hacia el interior de la curva, de acuerdo con la Figura 12
Para la misma presión sobre los hilos del carril, es necesario que H equilibre I, entonces la resultante N será perpendicular al plano inclinado de la vía.
Dado que el ángulo a es pequeño ya la altura máxima admisible del carril exterior de 150 mm cosa=0,996, podemos suponer que H=I.
g=9,81 m/s 2 y expresando la velocidad V en km/h y el radio R en m obtenemos la elevación en mm.
Ya que en condiciones reales trenes de diferente masa Qi y con varias velocidades Vi, entonces para el desgaste uniforme de los rieles, la velocidad cuadrática media se sustituye en la fórmula anterior.
A h=12, 5 V 2 /R, en los trenes que circulen a una velocidad superior a Vavg, los pasajeros y las mercancías estarán sujetos a una aceleración excepcional igual a la diferencia entre la aceleración centrífuga V 2 /R y la aceleración gh/Si dirigida hacia el centro de la curva
La aceleración sobresaliente permitida en las carreteras de Rusia está permitida 0,7 m / s 2 y solo en casos excepcionales 0,9 m / s 2.
Cuando los trenes se mueven a una velocidad menor que Vav, la carga en el carril interior será mayor que en el exterior.
El dispositivo de curvas de transición es necesario para la inscripción suave del material rodante en curvas entre una sección recta y una curva circular, cuyo radio disminuye gradualmente desde sí hasta el radio R de la curva (de 20 a 200 m). Si un tren de una sección recta de la vía entra en una curva circular, donde el radio de curvatura cambia inmediatamente de sí a R, entonces la fuerza centrífuga actúa instantáneamente sobre él. A altas velocidades, el material rodante y la vía experimentarán una fuerte presión lateral y se desgastarán rápidamente.
La curva de transición en planta de la Figura 13 es una curva de radio variable que va decreciendo de infinito a
R: el radio de una curva circular con una disminución de la curvatura en proporción al cambio de longitud. Una curva con esta propiedad es una espiral radioide cuyo control se expresa como una serie.
donde c es el parámetro de la curva de transición (c=lR)
Debido al hecho de que la longitud de la curva de transición l es pequeña en comparación con C, es prácticamente suficiente limitarnos a los dos primeros números, un miembro de la serie de la fórmula anterior.
En el perfil, la curva de transición en condiciones normales es una línea inclinada con pendiente uniforme i=h/l.
El ensanchamiento del gálibo es necesario para asegurar que el material rodante encaje en las curvas.
Dentro de una base rígida, los juegos de ruedas están siempre paralelos entre sí, y en el bogie solo se puede ubicar un juego de ruedas a lo largo del radio, mientras que el resto estará en ángulo. Para evitar atascos en los juegos de ruedas, es necesario ensanchar la vía, Figura 13
Figura 13 Esquema de ajuste libre en la curva de un bogie de dos ejes
Para que un bogie de dos ejes encaje libremente en una curva, el ancho de vía requerido
Sc =qmáx+fn +4
donde fn es la flecha de la curva que se dobla a lo largo de la rosca exterior con una cuerda de 2λ qmax es la distancia máxima entre las caras exteriores de las pestañas de la rueda
4 - tolerancia de estrechamiento de la rueda, mm.
Se establecen las siguientes normas de ancho de vía en curva: a R≥350m - 1520mm a R=349: 300m - 1530mm a R≤299m - 1535mm
Es necesario colocar rieles acortados en la rosca interna para evitar que las juntas se extiendan. La rosca del carril interior en la curva es más corta que la exterior. Por lo tanto, para eliminar el avance de las juntas para cada radio de la curva, es necesario tener su propia cantidad de acortamiento de carril. Aplique el acortamiento estándar de los enlaces ferroviarios en 40, 80, 120 mm - para rieles de 12,5 m en 80, 160 - para rieles de 25 m.
Numero total rieles acortados n requeridos para colocar en una curva
donde ε es el acortamiento total
k - acortamiento estándar de un riel
La colocación de rieles acortados en la rosca interior se alterna con la colocación de rieles con uno normal para que el recorrido de las juntas no exceda la mitad del acortamiento, es decir, 20, 40, 60 y 80 mm.
Durante la operación de la vía, se permite el corrimiento o empotramiento de las juntas en las curvas - 8 cm más la mitad del acortamiento estándar del riel en esta curva.
El refuerzo de la ruta en curvas se lleva a cabo en R≤1200m para garantizar la necesaria fuerza igual con las líneas rectas adyacentes. Para ello, aumente el número de durmientes por kilómetro, ensanche el prisma de balasto desde el exterior de la curva, coloque almohadillas asimétricas con un gran hombro hacia el exterior y seleccione los rieles más duros.
En las curvas circulares sobre líneas de dos y varias vías, la distancia entre los ejes de las vías aumenta de acuerdo con los requisitos de la holgura, que se logra dentro de la curva de transición de la vía interior cambiando su parámetro C.
Literatura usada: Voronkov A.I.
Curso general vias ferreas. Textos de conferencias:
Tutorial- Oremburgo: Sam GU PS, 2009.
ancho de vía- esta es la distancia entre las caras laterales internas de las cabezas de los rieles, medida a un nivel de 13 mm por debajo de la superficie de rodadura, en nuestro país, al inicio de la construcción de los ferrocarriles, se tomó igual a 5 pies, es decir , 1524 mm. En la mayoría de los demás países, el ancho normal es de 1435 mm. En India, Pakistán, Ceilán, España, Portugal, Argentina y Chile, el calibre es de 1676 mm, en Brasil, Irlanda del Norte - 1600 mm, en Japón y varios países africanos - 1067 mm.
En muchos países existen carreteras de vía estrecha con un ancho de vía de 750, 600, 500 mm y otros tamaños.
Para mejorar la interacción de la vía con el material rodante, el Reglamento operación técnica ferrocarriles, homologado por el Ministerio de Ferrocarriles en 1970, se redujo el ancho de vía de 1524 a 1520 mm.
Ancho de vía normal se aplica a secciones rectas y curvas con un radio de 350 m o más. Para curvas con radio de 349 a 300 m, es de 1530 mm, y para radios de curva inferiores a 300 m, es de 1535 mm. Se dispone el ensanchamiento de la vía en curvas de radios pequeños para facilitar el paso del material rodante por las mismas. En curvas con un radio de 650 a 300 m, el gálibo puede tener un ensanchamiento adicional por la cantidad de desgaste lateral real de la cabeza del carril, pero no más de 1530 mm en curvas con un radio de 650-450 m, 1535 mm - en curvas con un radio de 449-350 m y 1540 mm - en curvas con un radio de 349 m o menos.
Debido a la imposibilidad de proporcionar un gálibo absolutamente exacto en el montaje de la rejilla traviesa y su invariabilidad en el funcionamiento, las tolerancias en el contenido del gálibo se fijan en +8 y -4 mm. Esto significa que a razón de 1520 mm, el ancho de vía puede variar de 1528 a 1516 mm. Para secciones curvas, se utilizan las mismas tolerancias, pero con una limitación: en ningún caso se permite un ancho de vía de más de 1548 mm, ya que dicho aumento crea el peligro de una posible propagación por su parte de la rueda con un mayor conicidad de la superficie.
Si en el tramo se fijan velocidades de tren permitidas de 50 km/h o menos, el gálibo podrá ampliarse hasta 10 mm y reducirse 4 mm.
En las líneas existentes, hasta que sean transferidas al ancho de vía 1520 mm, se permiten los siguientes anchos: en tramos rectos y en curvas de radio igual o superior a 350 mo - 1524 mm; en curvas con un radio de 349 a 300 m - 1530 mm, y con un radio de 299 mo menos - 1540 mm.
Hay tramos separados con un gálibo de 1524 mm, donde aún se conservan curvas con los siguientes gálibos: con radios de 650 a 450 m - 1530 mm; con radios de 449 a 350 m - 1535 mm; con radios de 349 my menos - 1540 mm.
Hasta la transición al ancho de vía de 1520 mm, se permite mantener la vía de acuerdo con estos estándares.
En condiciones severas (líneas de montaña, vías dentro de la fábrica, etc.), cuando se utilizan curvas muy pronunciadas y el ancho de vía de 1548 mm es insuficiente, se puede permitir un ensanchamiento adicional, pero con la condición de que se coloquen contracarriles y otros dispositivos, excluyendo la posibilidad de que las ruedas caigan dentro de la pista.
La más favorable es inscripción libre en la curva de la base rígida de la locomotora o vagón (Fig. 1), cuando el eje delantero es presionado por la cresta de una rueda contra la rosca del riel exterior, y el eje trasero toca la cresta de la rosca del riel interior; en este caso, el eje trasero se encuentra en la dirección del radio de la curva. En este caso, la base rígida de la unidad de material rodante se instala con total libertad en el interior de la vía.
El tipo de entrada más desfavorable es ajuste atascado(Fig. 2), en el que ambas ruedas extremas en una base rígida son presionadas por crestas al riel. Dicho montaje provoca una gran resistencia al movimiento del tren y una presión insegura de las ruedas sobre los raíles. Una inscripción, por su naturaleza, que ocupa una posición intermedia entre libre y acuñada, se denomina forzado.
En nuestro vias ferreas en la actualidad, las locomotoras de bogies (locomotoras eléctricas y locomotoras diésel) y bogies de mercancías y carros pasajeros teniendo una base rígida desde 1,8 m para una góndola de cuatro ejes hasta 4,4 m para una locomotora eléctrica.
La transición a material rodante de base corta permitió unificar anchos, gálibos en tramos rectos y curvos (con radio igual o superior a 350 m), a excepción de un tramo relativamente pequeño de vías en zonas montañosas, acceso, conexión , intrafábrica y estación, con radios de curva inferiores a 350 m.
Cuando pasan los trenes curvas la vía experimenta impactos adicionales significativos de las ruedas del material rodante. Para evitar impactos bruscos de las pestañas de las ruedas sobre los raíles cuando el tren entra en las curvas, sobrecargas importantes de las roscas exteriores de los raíles debidas a la aparición de fuerzas centrífugas, facilitan el encaje del material rodante en las curvas y su paso por las mismas:
- aumentar el ancho de vía;
- evitar la distorsión de la curvatura de diseño de la trayectoria;
- las roscas del riel exterior están ubicadas sobre las internas;
- en los lugares de conjugación de tramos rectos de la vía con curvas, se disponen curvas de transición;
- reducir la distancia entre los durmientes;
- lubrique las superficies laterales de contacto entre las pestañas de las ruedas y los rieles.
De gran importancia para la interacción del material rodante y la vía en las curvas es el tamaño de la base rígida de locomotoras y vagones. En las carreteras de la Federación Rusa, circulan locomotoras de bogie (locomotoras eléctricas y locomotoras diésel) y vagones de carga y de pasajeros con una base rígida de 1,8 m para una góndola de cuatro ejes hasta 4,4 m para una locomotora eléctrica. El material rodante de base corta ha mejores condiciones el paso por curvas, lo que permitió unificar el gálibo en tramos rectos y curvos (de radio igual o superior a 350 m). Sólo en un tramo relativamente pequeño de vías en zonas montañosas, en vías de acceso, conexión, intrafábrica y estaciones, donde los radios de curva permanecieron por debajo de los 350 m, se amplía el ancho de vía.
Esquemas de montaje de tripulaciones en curvas. El movimiento del carro de la tripulación a una velocidad constante a lo largo de una curva circular provoca su rotación (rotación) con respecto al centro de esta curva, es decir dicho movimiento puede considerarse como consistente en traslación, realizado en la dirección del eje longitudinal de la base rígida del vehículo, y su rotación con respecto a algún punto 0, llamado centro (polo) de rotación, que se toma como el punto en la intersección del eje longitudinal de la base rígida del carro con un radio perpendicular a ella (o radio-perpendicular).
Dependiendo de la relación entre las dimensiones de la vía y el juego de ruedas, las fuerzas aplicadas al vehículo, el radio de la curva y la velocidad de movimiento, pueden existir diferentes esquemas para encajar (setting) el vehículo en las curvas. Podemos distinguir entre atascado y no atascado. El ajuste no atascado, a su vez, se divide en forzado y libre.
circuito atascado tiene lugar en el ancho de vía mínimo teóricamente posible para un vehículo dado, cuando, con los recorridos de eje seleccionados, el vehículo no puede moverse en la dirección transversal en la vía férrea (Fig. 7.8, pero). Para bogies de dos y tres ejes, con un ajuste de cuña, surgen fuerzas entre la rueda y el riel para los ejes exteriores del bogie a lo largo de las roscas del riel externo. La tercera fuerza surge a lo largo de la rosca interior para el eje trasero del bogie con un diseño de dos ejes y para el eje medio con uno de tres ejes. Con un ajuste en cuña debido a tal instalación de las ruedas a lo largo de la rosca exterior, el polo de rotación 0 está en el medio de la base rígida 1 del hormigón armado.
Un esquema de montaje sin atascos ocurre cuando la base rígida del vehículo tiene la capacidad de moverse en la dirección transversal debido a los espacios libres o al avance de los juegos de ruedas. Centro de giro SOBRE mientras se cambia al eje trasero.
Cuando se producen fuerzas transversales en el primer eje a lo largo de la rosca exterior y en el eje posterior a lo largo de la rosca interior, se observa una entrada forzada (Fig. 7.8, B); si la última fuerza es cero, entonces dicha inscripción se llama libre (Fig. 7.8, en).
Arroz. 7.8. Esquemas para encajar bases rígidas de tripulaciones en curvas: pero- atascado; B- forzado; en- libre ("$=- punto de contacto entre la pestaña de la rueda y el riel); la flecha muestra las fuerzas de guía
No se permite el montaje en cuña en funcionamiento, ya que provoca una resistencia al movimiento muy elevada (gran rozamiento de las pestañas de las ruedas en las caras laterales de la cabeza del carril), desgaste lateral de los raíles y de las pestañas de las ruedas.
Cuando se conducen vehículos de varios ejes con una gran base rígida, para garantizar un paso sin atascos de las ruedas, es necesario ensanchar la vía del tren.
Ancho de vía en curvas. Para el esquema de cálculo para la determinación del gálibo en curvas se toma el esquema de un calce en cuña de un vehículo ferroviario, en el cual las ruedas exteriores de los ejes extremos de la base rígida con sus pestañas se apoyan contra el carril exterior de la curva, y las ruedas interiores de los ejes intermedios descansan contra el raíl interior. El centro de giro de la tripulación, como se discutió anteriormente, está ubicado en el medio de la base rígida (bases rígidas de dos ejes, bases rígidas de varios ejes con una disposición simétrica de ejes y sus despegues). Al ancho de vía obtenido sobre la base de dicho esquema de diseño (que conduce a un ajuste en cuña), debe agregarse un cierto valor, que se toma como el espacio mínimo de 5 min entre los bordes de trabajo laterales de los rieles y las pestañas de las ruedas. en un tramo recto. De esta manera es posible evitar un montaje atascado.
Considere el caso de determinar el ancho de vía mínimo requerido S de la condición de inscribir un bogie de tres ejes de base rígida T de hormigón armado en una curva de radio R(Figura 7.9). Se eligió este esquema porque actualmente en las carreteras de la Federación Rusa el bogie de una locomotora de tres ejes tiene la base más larga.
Arroz. 7.9.
Introduzcamos la notación:
SOBRE- el centro de rotación de la base rígida de la tripulación; con un bogie simétrico, el centro de rotación se encuentra en el eje del eje central; q- ancho del par de ruedas;
/ - la distancia desde el centro de rotación hasta el punto de la cresta de la primera rueda, apoyada contra el carril exterior;
/-flecha de la curvatura del riel exterior, contada desde la cuerda que pasa por el punto de contacto entre la rueda y el riel; / = -;
- ?y - la suma de las carreras transversales de los ejes.
Escribamos la expresión para el ancho de vía con un ajuste de cuña 5 clases:
Pero de la consideración del esquema para la sección recta del camino (7.2) se sigue 
El valor de la flecha z se determinará teniendo en cuenta (ver Fig. 7.9), que es aproximadamente / "0.5 /, wb:
Si se calcula que el valor de 8 es mayor que cero, entonces es necesario ensanchar la pista.
De las dos últimas expresiones se desprende que, en principio, el ancho de vía en las curvas debería ser mayor que en las rectas. También se deduce que cuanto mayor sea la base rígida y menor el radio de la curva, mayor será el ensanchamiento necesario para disponer, cuanto mayor sea el despegue de los juegos de ruedas, menor será el ensanchamiento necesario.
A partir de la expresión del valor de ensanchamiento (7.16), se puede determinar el radio de la curva en el que se produce un ajuste en cuña.
Tomando 8 = 0, obtenemos
Por ejemplo, con /, wb \u003d 4,6 m, 5 \u003d 7 mm, ?y=0 valor R= 378 metros
El ensanchamiento con material rodante moderno comienza con un radio de más de 350 m de acuerdo con los siguientes estándares: con un radio de 349 ma 300 m - por 10 mm, y con un radio de menos de 299 m - 15 mm.
En el caso de un esquema sin cuña, la posición del centro de rotación no puede determinarse sin ambigüedades solo geométricamente, como en el caso de un ajuste en cuña. En este sentido, es necesario determinar las fuerzas laterales y el centro de giro al encajar la base rígida del vehículo en la curva.
La rotación continua del carro con respecto al centro de rotación se produce bajo la acción de fuerzas que surgen en los puntos de contacto de las crestas de las ruedas de los ejes guía con la cara lateral de la cabeza del carril. Estas son las fuerzas de guía G (Fig. 7.10).
En los contactos de las ruedas con los raíles surgen fuerzas de rozamiento iguales al producto de las fuerzas perpendiculares al plano de contacto entre las ruedas y los raíles y el coeficiente de rozamiento por deslizamiento /R (. En la fig. 7.10, en lugar de estas fuerzas, se muestran reacciones entre rieles que son iguales en valor y de signo opuesto. Las componentes transversales de las fuerzas de fricción se denotan H/, y los longitudinales Vf.
Suma algebraica de peine presionado Y y fuerzas de fricción H de la misma rueda se llama fuerza lateral:
Cuando el juego de ruedas está ubicado frente al centro de rotación de la base rígida para la rueda exterior en la fórmula (7.18), se debe tomar la diferencia y para el interior, la suma de fuerzas; con la disposición opuesta: el juego de ruedas está detrás del centro de la curva, las señales también se toman al revés.
Fuerzas guía(ver Fig. 7.10) se consideran positivos si están dirigidos hacia afuera de la vía, y las reacciones de los hilos del riel correspondientes a ellos están dentro de la vía. Las fuerzas laterales se consideran positivas si actúan en la dirección de las fuerzas de guía, y las reacciones de los hilos de los rieles correspondientes actúan en la dirección opuesta.
El registro es gratuito si, al entrar en el carro, aparecen fuerzas de guiado en la rosca exterior en contacto con la primera rueda en el sentido de la marcha YH y están ausentes en el hilo interior de la U c.
La fuerza transversal transmitida por el bastidor del vehículo a través del juego de ruedas a los rieles se llama fuerza de marco en r. Esta fuerza se considera aplicada sobre el eje geométrico del juego de ruedas y positiva si está dirigida hacia el exterior de la curva, igual a la diferencia de las fuerzas laterales transmitidas por el mismo eje a los raíles exterior e interior:
Para el primer eje guía
Arroz. 7.10.
Sustituyendo estos valores en la fórmula (7.19), obtenemos
En Sh_n\u003d#!_ en =fP encontrar G \u003d Y, -2 fp.
Las fuerzas laterales G b, que surgen del movimiento de vehículos, alcanzan valores grandes (a veces 100 kN o más). La influencia de las fuerzas laterales en el trabajo de la vía es muy grande. Esto explica una serie de medidas destinadas a mejorar el ajuste de las tripulaciones en las curvas y reducir las fuerzas laterales.
Con posiciones conocidas del centro (polo) de rotación SOBRE el carro (ver Fig. 7.10), el ancho de vía (medido entre los ejes de las cabezas de los rieles) y las distancias /, desde el centro O hasta cualquier juego de ruedas /-ésimo, se conoce la dirección de movimiento de cada rueda. Esta dirección es perpendicular al radio - vector dt, realizado desde el centro SOBRE hasta la mitad del área de contacto rueda-carril, aproximadamente hasta el punto de intersección del eje de la cabeza del carril con el eje geométrico del par de ruedas.
La fuerza de fricción de cada rueda (exterior, interior) de cualquier eje /-ésimo está dirigida en la dirección opuesta al movimiento de la rueda. Transversal y longitudinal V f las componentes de esta fuerza se determinan a partir de las siguientes expresiones:
Todas las fuerzas transversales: fricción SH T, guías Vi se considera que no se aplican radialmente, sino perpendicularmente al eje longitudinal del vehículo.
Fuerza T, aplicada a una distancia del primer eje del bogie, es la resultante de la componente centrífuga del peso de la tripulación (por bogie), formada por la elevación del raíl exterior, y la componente normal de la fuerza de tracción por bogie :
donde a n es la aceleración lateral sobresaliente;
a t- el número de carros en la tripulación;
lu- longitud del tren;
Lx- la longitud de la sección de cola del tren, contada desde la mitad del vagón, cuya entrada se está considerando;
Lc- la longitud del vehículo considerado entre los ejes de acoplamiento de los enganches automáticos;
FK- fuerza de tracción desarrollada por la locomotora en una curva (al empujar o al frenar la locomotora) FK tomado con un signo menos; al empujar bx- longitud de la cabeza).
A su momento
donde v es la velocidad del tren;
Y - elevación del riel exterior.
momento de amortiguamiento METRO, formado por fuerzas de fricción en el perno rey y los cojinetes laterales, depende de la carga del carro y de la posición de la carga en relación con el eje longitudinal del carro. Otorga resistencia en la curva al giro del primer bogie (ver Fig. 7.10) con respecto a la caja que, al girar, arrastra consigo al segundo bogie, contribuyendo a su giro. Por lo tanto, los signos M d del momento de amortiguamiento para el primer y segundo carro serán diferentes.
Para determinar el momento de amortiguamiento A / d, denotamos: los coeficientes de fricción deslizante en el pivote, a través de ts shk, en los cojinetes, a través de ts sk (los valores de estos coeficientes están en el rango de 0.1-0.2); presión sobre el king pin y los rodamientos laterales de cada bogie - a través q luuk Y QCK; el radio de giro estimado del bogie en relación con el cuerpo en el pivote - a través g sk, sobre patines - a través Sr. SK. Luego:
La posición normal de la caja sobre los bogies de pivote es su apoyo en los pivotes, cada uno de los cuales supone la mitad del peso de la caja: QCK= 0 y (2 SHK = 0,5 (2 cuerpo. Con un rollo grande, parte de la carga se puede transferir a los rodamientos, por ejemplo,
La presión vertical sobre los carros del KVZ-TsNII se transmite solo a través de los cojinetes. ¿En este caso?) wk = 0; QCK = 0.5Q Ky3 -
Para hallar las fuerzas directoras Fj_ H y F 3 _ B, componemos dos ecuaciones de momentos: una relativa al medio DESDE j del primer eje y el segundo - en relación con el medio C 3 del eje trasero. Habiendo realizado las transformaciones intermedias necesarias, obtenemos:
Si el eje central tiene suficientes recorridos transversales para mover la cantidad deseada, entonces sigue en las expresiones para PERO Y EN los términos con un multiplicador (/ 2 /^/ 2) se consideran iguales a cero, ya que no hay componentes transversales # 2 _ n y # 2 _ /d2 debe escribirse 2/5] debido a que en este caso V2 =fP. Los signos superiores en A / d se refieren al bogie delantero, los inferiores, a la parte trasera. En el caso de un carro de dos ejes en las fórmulas (7.22), los términos que contienen / 2 y d2. Las fórmulas son válidas para cualquier ubicación del polo de rotación.
Desde la distancia del polo /| solo las funciones dependen PERO Y EN. Para un ancho de vía dado, el valor / depende de las fuerzas de interacción entre el vehículo y la vía y no puede considerarse independiente hasta que la rueda interior del eje trasero alcanza la rosca interior con su cresta. Tan pronto como esta rueda toca y comienza a ser presionada por la cresta contra este hilo (para un ancho de vía dado), el valor de / no cambia y no depende de las interacciones de fuerza entre el vehículo y la vía.
Si se conoce el espacio libre en la vía 5, la distancia entre polos /j está determinada por la dependencia
Aquí 5 se determina teniendo en cuenta los despegues a lo largo del primer y último eje de la tripulación.
Si se va a determinar el ancho de vía (como en este caso), siempre se puede ajustar de tal manera que, para cualquier valor de las fuerzas actuantes, la rueda del eje trasero que rueda a lo largo de la rosca interior toca o presiona su cresta contra esta. hilo, es decir por lo que se cumplen las condiciones (7.22).
por dado R, T y valores L/D T\_ n y T 3 _ in son funciones PERO Y EN, y el último - funciones /,. Al mismo tiempo, la función PERO tiene un máximo en = Lq, función EN Y (A+B)- en /, = 0.5L Q . Como puede verse en la fórmula (7.23), /] no puede ser inferior a 0,5 Lq.
Es importante tener tales valores. PERO Y EN, bajo el cual YX_H y T 3 _ in sería mínimo. De particular importancia es la provisión de una cantidad mínima de U[_ n + T 3 _ in, que caracteriza la resistencia al movimiento de los carros, dependiendo del nivel de las fuerzas de guía. Generalmente Ln = 0.5L 0 En este caso, el miembro televisor la suma Tj_ H + T 3 _ in es igual a cero. Esto implica una conclusión importante de que la cantidad indicada depende de los valores de la parte sobresaliente de la fuerza centrífuga y las componentes normales de las fuerzas de empuje. Dado que la función PERO en Lq > I es menor que su máximo, entonces, en consecuencia, PERO en el cheque /, Ф Lq no será máximo, por lo que la mejor interacción de fuerza entre el bogie y la vía será al máximo/|. Sin embargo /| no puede ser arbitrariamente grande por las siguientes razones. La fuerza de guía T 3 _ en físicamente no puede ser negativa, siendo la presión de la pestaña de la rueda sobre la rosca del riel, por lo tanto /, físicamente no puede ser mayor que el valor en el que Y 3 _ en \u003d 0. Por lo tanto, dentro de lo previamente aceptado supuestos, el mejor calibre se puede encontrar a partir de la condición Y 3 _ in = 0, es decir, a partir de la condición de ajuste libre. El ancho de vía es mayor que el que Y 3 _ en \u003d 0, no es recomendable, ya que no cambia el tamaño
Se ha dedicado mucho trabajo a determinar las fuerzas transversales que actúan sobre la vía cuando el vehículo se desplaza por las curvas. Al mismo tiempo, resultó fructífera la creación de cartas-pasaportes para el ajuste de las tripulaciones en las curvas. La determinación de las principales características de dicho pasaporte se realiza en función de la aceleración pendiente y n. En este caso, las fuerzas de guía, laterales, del marco y las distancias de los postes a menudo se aproximan mediante dependencias lineales:
donde a B C D- coeficientes empíricos.
Como ejemplo, en la fig. 7.11 muestra un gráfico-pasaporte del impacto lateral en la trayectoria de un vagón de mercancías sobre bogies TsNII-KhZ con base rígida L Q = 1,85 m y carga del juego de ruedas sobre los raíles 220 kN. Coeficiente de fricción de las ruedas sobre los raíles / = 0,25.
Normas y tolerancias de ancho de vía en curvas. El ancho de vía en las curvas debe establecerse de tal manera que los vehículos más grandes (vagones de mercancías) puedan ingresar libremente. El ancho de vía también debe ofrecer la posibilidad técnica de encajar los vehículos más desfavorables en cuanto a su impacto en la vía sin atascarse en las curvas. Esta condición determina el ancho de vía mínimo permitido. Máximo permitido
Arroz. 7.11. Pasaporte gráfico del impacto lateral en la vía en la curva del automóvil en bogies TsNII-KhZ (18-100), el ancho se determina a partir de la condición de prevención confiable de la caída de las ruedas del material rodante en la vía.
Actualmente, en las carreteras de la Federación Rusa, el ancho de vía en tramos rectos de la vía y en curvas con un radio de 350 mo más es de 1520 mm. El gálibo en curvas más pronunciadas debe ser de 1530 mm para un radio de 349 a 300 m; con un radio de 299 mo menos - 1535 mm.
Al mismo tiempo, se requiere que la pendiente de las curvas de ancho de vía no supere:
- 1 mm por 1 m de longitud de vía en tramos con velocidades de hasta 140 km/h;
- 1 mm por 1,5 m a velocidades de 141-160 km/h;
- 1 mm por 2 m a velocidades de 161-200 km/h.
La eliminación del ensanchamiento del calibre en las curvas se realiza a lo largo de las curvas de transición.
Disposición del camino en curvas de radios pequeños. Si el radio de la curva es tan pequeño que el ancho de vía estándar máximo de 1535 mm es menor que el mínimo requerido, determinado por el esquema de montaje en cuña con la adición de un espacio mínimo de 8 min, el desgaste lateral de los rieles y el la ruptura del ancho de vía aumenta bruscamente en tales curvas.
Para facilitar el trabajo de la rosca exterior en tales curvas, se colocan contracarriles dentro de la pista a lo largo de la rosca interior. En este caso, el par de ruedas guía con la rueda que corre a lo largo de la rosca interior se apoya contra el contracarril sin reventar la rosca exterior (Fig. 7.12). En curvas muy pronunciadas, a veces es necesario colocar contracarriles en ambas roscas dentro de la vía. Los contracarriles aumentan la resistencia
Arroz. 7.12. La posición de los pares de ruedas en una curva en presencia de un carril contrario al movimiento, por lo tanto, en la práctica, se usan solo en curvas con un radio de aproximadamente 160 m o menos. La ranura entre el contracarril y el carril de la rosca interior de la curva debe tener un ancho de 60-85 mm. Los contracarriles deben estar conectados de forma segura a los carriles de rodadura por medio de casquillos y pernos.
Se espera que todas las locomotoras nuevas encajen en curvas con un radio de al menos 150 m y un ancho de vía de 1535 mm.
La disposición del ancho de vía está estrechamente relacionada con el diseño y las dimensiones de los juegos de ruedas del material rodante. El par de ruedas consta de un eje de acero, en el que las ruedas están firmemente montadas, con guías para evitar el descarrilamiento. La superficie de la banda de rodadura de las ruedas de material rodante en la parte media tiene una conicidad de 1/20, lo que proporciona un desgaste más uniforme, mayor resistencia a las fuerzas horizontales dirigidas a través de la vía, menor sensibilidad a las fallas de la vía y evita la aparición de un surco en la superficie de la banda de rodadura. , lo que dificulta el paso de los juegos de ruedas por los desvíos. De acuerdo con esto, los rieles también se instalan con una pendiente inferior de 1/20, que se logra con traviesas de madera debido a los revestimientos en forma de cuña, y con traviesas de hormigón armado - por una pendiente correspondiente de la superficie de las traviesas en el área de soporte de rieles. La distancia entre los bordes interiores de las cabezas de los rieles se llama ancho de vía. Este ancho está formado por la distancia entre las ruedas (1440 + 3 mm), dos espesores de los rebordes (de 25 a 33 mm) y los espacios entre las ruedas y los rieles necesarios para el paso libre de los juegos de ruedas. El ancho del ancho de vía normal (ancho) en secciones rectas y curvas de la vía con un radio de más de 349 m se adopta en la URSS 1520 mm con tolerancias en la dirección de ensanchamiento de 6 mm y en la dirección de estrechamiento de 4 mm. Hasta 1972 se consideraba normal en nuestras carreteras un ancho de vía de 1524 mm; se adopta su estrechamiento a 1520 mm para reducir el espacio entre las ruedas y los rieles, lo que, a mayor velocidad, ayuda a reducir los desórdenes en la vía.De acuerdo con la PTE, la parte superior de las cabezas de los carriles de ambos hilos de vía en tramos rectos debe estar al mismo nivel, se permite tener un hilo de carril 6 mm más alto que el otro en tramos de vía rectos a lo largo de toda la longitud de cada uno. de ellos.
Durante la construcción de la vía, las uniones en ambas roscas del riel se colocan exactamente una contra la otra a lo largo del cuadrado, lo que, en comparación con la ubicación de las juntas separadas, reduce el número de impactos de los pares de ruedas en los rieles, y también le permite cosechar y cambiar la red de rieles y traviesas en enlaces completos con la ayuda de tracklayers.
Para evitar que cada par de ruedas gire alrededor de un eje vertical, los pares de ruedas de un vagón o locomotora están conectados por dos o más bastidores rígidos. La distancia entre los ejes extremos conectados por el marco se denomina base rígida, y entre los ejes extremos del automóvil o locomotora, la distancia entre ejes completa. La conexión rígida de los juegos de ruedas asegura su posición estable sobre los raíles, pero al mismo tiempo dificulta el paso en curvas de pequeño radio, donde pueden atascarse. Para que sea más fácil adaptarse a las curvas, el material rodante moderno se produce en bogies separados con pequeñas bases rígidas.
:
pero- locomotora eléctrica VL8, B- una sección de la locomotora TEZ, en- serie de locomotoras FD,
GRAMO- vagón góndola de cuatro ejes
Características del dispositivo de trayectoria en curvas.
En tramos en curva, la disposición de las vías tiene una serie de características, las principales son: la elevación del carril exterior sobre el interior, la presencia de curvas de transición, el ensanchamiento del ancho de vía en radios pequeños, el tendido de carriles acortados en el carril interior, reforzando la vía, aumentando la distancia entre los ejes de las vías en líneas de dos y varias líneas.Elevación de la barandilla exterior Está previsto con un radio de curva de 4000 m o menos para que la carga en cada rosca de riel sea aproximadamente la misma, teniendo en cuenta el efecto de la fuerza centrífuga, para un desgaste uniforme de los rieles exterior e interior, así como la recuperación de aceleración centrífuga, que afecta negativamente a la comodidad de los pasajeros. El tamaño de la elevación depende de la velocidad de los trenes y del radio de la curva y, por lo general, no supera los 180 mm (en Rusia, 150 mm).
Se sabe que cuando el material rodante sigue una curva de radio R se produce la fuerza centrifuga
donde m es la masa de una unidad de material rodante;
G es el peso de una unidad de material rodante;
g - aceleración debida a la gravedad
Cuando el riel exterior se eleva por un valor h hay un componente de la fuerza del peso H, dirigida dentro de la curva.
Esquema de fuerzas que actúan sobre el material rodante en una curva cuando se eleva el carril exterior
Está claro a partir de la figura que la relación H/G es igual a la relación h/s 1. Por lo tanto H \u003d Gh / s 1.
Para la misma presión sobre las roscas del raíl, es necesario que H equilibrado I, entonces la resultante norte será perpendicular al plano inclinado de la vía.
Considerando que el ángulo α es pequeño y en la elevación máxima permisible del riel exterior de 150 mm cos α = 0.996, podemos asumir que H=I.
Luego
Donde
Sustituyendo s 1 \u003d 1.6 m, g \u003d 9.81 m / s 2 y expresando la velocidad v en km / h, y el radio R en metros, obtenemos la elevación en mm
Ya que en condiciones reales por las curvas pasan trenes de diferentes masas Q i, y con distintas velocidades Vi, luego, para el desgaste uniforme de los rieles, la velocidad cuadrática media se sustituye en la fórmula anterior
En h=2.5v cf 2 /R en los trenes que circulen a velocidades superiores a v cf, los pasajeros y las mercancías estarán sujetos a una aceleración extraordinaria igual a la diferencia entre la aceleración centrífuga v2/R y dirigido al centro de la curva por aceleración gh/s 1
en los caminos antigua URSS la aceleración constante admisible es de 0,7 m/s 2 y sólo en casos excepcionales de 0,9 m/s 2 . Cuando los trenes se mueven a una velocidad inferior a v cf La carga sobre el riel interior será mayor que sobre el riel exterior.
Para garantizar una inscripción suave del material rodante, las curvas circulares se combinan con secciones rectas mediante curvas de transición. Entre curvas contiguas de la vía férrea se prevén insertos directos con un valor mínimo de 30 a 150 m, según la categoría de la vía y el sentido de las curvas (en uno o en diferentes sentidos).
Dispositivos curvas de transición debido a la necesidad de una conjugación suave de la curva con la recta adyacente tanto en planta como en perfil. La curva de transición en planta es una curva de radio variable decreciente de ∞ (infinitamente grande) a R- el radio de una curva circular con una disminución de la curvatura en proporción al cambio de longitud. Una curva con esta propiedad es una espiral radial cuya ecuación se expresa como una serie
donde DESDE- parámetro de la curva de transición (C=lR)
Debido al hecho de que la longitud de la curva de transición yo pequeño en comparación con DESDE, es prácticamente suficiente limitarnos a los dos primeros términos de la serie de la fórmula anterior. En el perfil, la curva de transición en condiciones normales es una línea inclinada con pendiente uniforme yo = h/l.
. PNJ- el comienzo de la curva de transición. CPC- final de la curva de transición
ensanchamiento se fabrican gálibos para garantizar que el material rodante encaje en las curvas. Dado que los pares de ruedas están fijados en el marco del bogie de tal manera que siempre están paralelos entre sí dentro de la base rígida, solo un par de ruedas puede ubicarse a lo largo del radio en la curva, y el resto estará en ángulo. Esto hace que sea necesario aumentar el espacio entre las pestañas de las ruedas y los rieles para evitar que se atasquen los juegos de ruedas. Para que un bogie de dos ejes encaje libremente en una curva, el ancho de vía requerido es:S c \u003d q max + f n +4
donde fn- flecha que dobla la curva a lo largo del hilo exterior con una cuerda 2λ;
q max - la distancia máxima entre los bordes exteriores de las pestañas de las ruedas;
4 - tolerancia de estrechamiento del calibre, mm.
Se establecen las siguientes normas para el ancho de vía en curvas:
a R≥ 350 m - 1520 mm;
en R = 349-300 m - 1530 mm,
a R≤ 299 m -1535 mm.
Colocación de rieles cortos en el hilo interior es necesario excluir la extensión de las juntas. Dado que la rosca del riel interior en la curva es más corta que la exterior, colocar rieles de la misma longitud en ella que en el exterior hará que las juntas se desplacen hacia adelante en la rosca interior. Para eliminar la extensión de las juntas en cada radio de la curva, es necesario tener su propio valor de acortamiento del carril. Para fines de unificación, se utiliza el acortamiento estándar de enlaces ferroviarios de 25 m de largo por 80 y 160 mm. Número total de rieles acortados norte requerido para colocar en una curva,
n = e/k,
Donde mi- acortamiento total
k- acortamiento estándar de un riel
La colocación de rieles acortados en la rosca interior se alterna con la colocación de rieles de longitud normal para que el recorrido de las juntas no exceda la mitad del acortamiento, es decir, 40; 80 mm.
Ganar los caminos en las curvas se hacen en R<1200 м для обеспечения необходимой
равнопрочности с примыкающими прямыми. Для этого увеличивают число шпал на километр,
уширяют балластную призму с наружной стороны кривой, ставят несимметричные подкладки
с большим плечом в наружную сторону, отбирают наиболее твердые рельсы. В круговых
кривых на двух- и многопутных линиях увеличивается расстояние между осями путей
в соответствии с требованиями габарита, что достигается в пределах переходной кривой
внутреннего пути за счет изменения ее параметра С.
Extracto de las Reglas para la Operación Técnica de Ferrocarriles de la Federación Rusa
Capítulo III. Estructuras y dispositivos de instalaciones de vía. Plano y perfil de vía3.4. La vía férrea en relación a los radios de las curvas, la conjugación de rectas y curvas, la inclinación de los taludes deberá ajustarse al plano y perfil aprobado de la línea.
3.5. Las estaciones, apartaderos y puntos de paso, por regla general, deben estar ubicados en una plataforma horizontal; en algunos casos se permite su ubicación en pendientes no superiores a 0,0015; en condiciones difíciles, se permite un aumento en las pendientes, pero, por regla general, no más de 0.0025.
En condiciones especialmente difíciles en apartaderos y puntos de adelantamiento de tipo longitudinal o semilongitudinal, y con autorización del Ministerio de Ferrocarriles y en estaciones intermedias donde no se prevean maniobras y desacoplamientos de locomotora o vagones del tren, pendientes de más de que 0.0025 están permitidos dentro de la plataforma de la estación. También se permite en condiciones especialmente difíciles con autorización del Ministerio de Ferrocarriles, pendientes superiores a 0,0025 en la prolongación de las vías de recepción y salida en las estaciones existentes, siempre que se tomen medidas contra la salida espontánea de vagones o trenes (sin locomotoras).
Para evitar la salida espontánea de vagones o trenes (sin locomotora) en estaciones, apartaderos y puntos de paso, las vías de recepción y salida, de nueva construcción y reconstrucción, que permiten el desacoplamiento de las locomotoras de los vagones y la realización de maniobras, deben, como medida regla, tener un perfil longitudinal con contrapendientes en la dirección de las flechas limitantes y cumplir con las normas para su diseño.
En los casos necesarios, para evitar la salida espontánea de los vagones a otras vías, se debe prever la instalación de callejones sin salida de seguridad, flechas de protección, zapatas o interruptores.
En todos los casos en que las estaciones, apartaderos y puntos de paso estén situados en taludes, deberán darse las condiciones para la salida de trenes de la norma de peso establecida.
3.6. Las estaciones, los apartaderos y los puntos de paso, así como los parques individuales y las vías de escape deben ubicarse en tramos rectos. En condiciones difíciles, está permitido colocarlos en curvas con un radio de al menos 1500 m.
En condiciones particularmente difíciles, se permite reducir el radio de la curva a 600 my en condiciones montañosas, hasta 500 m.
3.7. La planta y el perfil de las vías principales y de la estación, así como los apartaderos pertenecientes a la vía férrea, deberán someterse a controles instrumentales periódicos.
La organización de los trabajos de verificación instrumental de la planta y el perfil de las vías, la preparación de la documentación técnica pertinente, así como la elaboración de planos generales y esquemáticos de las estaciones está encomendada a los servicios de vía férrea con la participación de institutos de diseño, estudios de diseño y grupos de diseño y estimación para llevar a cabo estos trabajos.
Las distancias de las pistas deben tener:
- dibujos y descripciones de todas las estructuras y dispositivos de las instalaciones de vía disponibles a la distancia, así como los estándares y normas pertinentes;
- planos a escala y esquemáticos de las estaciones, perfiles longitudinales de todas las vías principales y de las estaciones, patios de maniobras, así como apartaderos por donde giran las locomotoras de la vía.
Al construir nuevas instalaciones en el territorio de la estación, ampliar o transferir las existentes, cualquier organización que realice dicho trabajo debe transferir inmediatamente al jefe de la distancia de la vía y al jefe de la estación la documentación ejecutiva que determina la conexión de la instalación. al desarrollo existente de la estación.
ancho de vía- son dos hilos de carril instalados a cierta distancia uno del otro y unidos a traviesas, vigas o losas. El dispositivo y el mantenimiento de la vía férrea dependen de las características de diseño del tren de rodaje del material rodante.
Estos incluyen la presencia de bridas (crestas) en las ruedas que sujetan las ruedas en los rieles y dirigen el movimiento de locomotoras y vagones. Las ruedas se presionan fuertemente contra el eje y junto con él forman un par de ruedas. Los ejes de los juegos de ruedas, unidos por un marco rígido común, siempre permanecen paralelos entre sí.
La superficie de rodadura de las ruedas no es cilíndrica, sino de forma cónica con una pendiente en su parte media de 1:20.
La distancia entre los bordes interiores de las ruedas se denomina tobera T = 1440 mm con una tolerancia máxima de ± 3 mm.
La distancia entre los ejes extremos fijados en el bastidor de un bogie se denomina base rígida.
La distancia entre los ejes extremos de un vagón o locomotora se denomina distancia entre ejes total de una unidad determinada.
Entonces, la distancia entre ejes completa de la locomotora eléctrica VL-8 es de 24,2 m, la base rígida es de 3,2 m.
La distancia entre las caras de trabajo de las pestañas de las ruedas se denomina ancho del juego de ruedas.
El espesor de las pestañas de los juegos de ruedas no debe ser superior a 33 mm ni inferior a 25 mm. Para que un juego de ruedas con la boquilla más ancha y pestañas de rueda sin desgaste quepa dentro de la vía, su ancho debe ser 1440 + 3 + 2 × 33 = 1509 mm, pero el juego de ruedas estará sujeto (en cuña) entre los rieles.
Ancho de vía es la distancia entre los bordes interiores de las cabezas de los carriles, medida 13 mm por debajo de la banda de rodadura. El gálibo en tramos rectos de vía y en curvas de radio igual o superior a 350 mo debe ser de 1520 mm. En líneas existentes, hasta su transición a ancho de vía de 1520 mm, en tramos rectos y en curvas de radio superior a 650 m, se permite un ancho de vía de 1524 mm. En las curvas con un radio menor, el ancho de vía se incrementa de acuerdo con las Reglas de Operación Técnica (PTE).
Se establecen tolerancias de gálibo para ensanchamiento más 8 mm, para estrechamiento de gálibo menos 4 mm, y en tramos donde se fijan velocidades de 50 km/h o menos se permiten tolerancias de +10 para ensanchamiento, -4 para estrechamiento (PTE TsRB- 756.2000). Dentro de las tolerancias, el ancho de vía debe cambiar suavemente.
Base de riel. En secciones rectas de la vía, los rieles no se instalan verticalmente, sino con una inclinación en la vía, es decir, con una pendiente para transferir la presión de las ruedas cónicas a lo largo del eje del riel. La conicidad de las ruedas se debe al hecho de que el material rodante con dichos juegos de ruedas tiene una resistencia mucho mayor a las fuerzas horizontales dirigidas a través de la vía que las ruedas cilíndricas, se reduce el "bamboleo" del material rodante y la sensibilidad a las fallas de la vía.
Se da una conicidad variable de la superficie de rodadura de las ruedas de 1:20 a 1:7 (Fig. 4.35) para evitar la aparición de desgaste acanalado de las ruedas y para una transición suave de una vía a otra a través del desvío. Las roscas de los rieles deben estar al mismo nivel. Las desviaciones permisibles de la norma dependen de la velocidad de los trenes.
Higo. 4.35. Òïïéééééééé ü üüüüüü ûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûûòòòòò Ò - ï ì ì ù ùÅ ùÅáíü; 2 - capa, extruido
poliestireno expandido de 40 mm de espesor
En rectas largas, se permite mantener una rosca de carril permanentemente 6 mm más alta que la otra. Con esta posición de las roscas del riel, las ruedas estarán ligeramente presionadas contra la rosca de enderezamiento bajada y se moverán con mayor suavidad. En los tramos de doble vía, el hilo de enderezamiento es el hilo entre vías, y en los tramos de vía única, por regla general, es el correcto a lo largo de los kilómetros.
El trabajo de la vía en tramos curvos es más difícil que en tramos rectos., porque cuando el material rodante se mueve a lo largo de las curvas, aparecen fuerzas laterales adicionales, por ejemplo, la fuerza centrífuga. Las características de la disposición del gálibo en curvas incluyen: aumentar el gálibo en curvas de radios pequeños, elevar la rosca del carril exterior por encima de la interior, conectar tramos rectos con curvas circulares mediante curvas de transición, colocar carriles acortados en la rosca interior del curva. En líneas de doble vía en curvas, la distancia entre los ejes de las vías aumenta. Los ensanches de gálibo en los tramos en curva de nuestras carreteras se realizan en radios inferiores a 350 m.
La necesidad de ampliar se produce por el hecho de que los pares de ruedas incluidos en un bastidor rígido común, manteniendo el paralelismo de sus ejes, dificultan el paso por curvas de los bogies del material rodante. En ausencia de ensanchamiento, desaparece el espacio necesario entre las pestañas de rueda y el carril, y se produce un paso inaceptable de material rodante atascado. En este caso, existe una gran resistencia al movimiento del tren, así como un desgaste adicional de los raíles y ruedas, y no se garantiza la seguridad del tráfico.
Cuanto menor sea el radio de la curva y mayor sea la base rígida, más ancha debe ser la pista.
Elevación de la barandilla exterior. Cuando la tripulación se mueve a lo largo de la curva, se genera una fuerza centrífuga que se dirige hacia afuera de la curva. Esta fuerza crea un impacto adicional de la rueda sobre la rosca exterior del raíl, desgastando en gran medida los raíles de esta rosca. Si ambas roscas de riel se colocan al mismo nivel en la curva, entonces la resultante de la fuerza centrífuga y la fuerza del peso se desviará hacia el riel exterior, sobrecargándolo y, en consecuencia, descargando el riel interior. Para reducir la presión lateral sobre los raíles de la rosca exterior, reducir su sobrecarga, lograr un desgaste uniforme de los raíles de ambas roscas y evitar molestias a los pasajeros, disponen una elevación del raíl exterior h (Fig. 4.36).
Higo. 4.36. Esquema de fuerzas actuantes en el dispositivo de elevación del carril exterior en las curvas.
En este caso, el vehículo se inclina hacia el centro de la curva, parte de la fuerza del peso H estará dirigida al interior de la curva, es decir en la dirección opuesta a la fuerza centrífuga. Por lo tanto, la inclinación del carro por medio del dispositivo de elevación del riel exterior equilibra la fuerza centrífuga. Esto iguala el impacto en ambos rieles.
Con radios de curva de 4000 m o menos, se realiza una elevación de la rosca del carril exterior, que puede ser de 10 a 150 mm. Esta elevación depende de las velocidades de los trenes, su masa bruta y el número diario de trenes en la curva considerada y el radio de la curva. Retracción de la elevación del carril exterior, es decir una disminución gradual en el hilo exterior aumentado a cero se realiza sin problemas. Se permite la desviación de la elevación calculada en términos de nivel dependiendo de la velocidad de los trenes.
Curvas de transición. Para adaptar suavemente el material rodante a las curvas, se dispone una curva de transición entre la sección recta y la curva circular, cuyo radio decrece gradualmente desde un valor infinitamente grande en el punto donde se une a la sección recta hasta el radio R en el punto donde comienza la curva circular. La necesidad de insertar curvas en espiral se debe a lo siguiente. Si un tren de una sección recta de la vía entra en una curva circular, donde el radio de curvatura cambia inmediatamente de ¥ a R, entonces la fuerza centrífuga actúa instantáneamente sobre él. A altas velocidades, el material rodante y la vía experimentarán una fuerte presión lateral y se desgastarán rápidamente. Al organizar las curvas de transición, el radio disminuye lentamente, respectivamente, y la fuerza centrífuga aumenta lentamente: no se producirá una fuerte presión lateral sobre el tren y la vía. En los ferrocarriles de la Federación Rusa, las curvas de transición se construyen a lo largo de una espiral radial, es decir aplicar una curva con un radio de curvatura variable. Se aceptan en longitudes estándar de 20 a 200 m.
Dentro de las curvas de transición, se desvía suavemente la elevación del carril exterior y el ensanchamiento del ancho de vía, dispuestos en curvas circulares, y también se realiza el ensanchamiento de la intervía.
Existen tablas especiales para desglosar las curvas circulares de transición y seguimiento, es decir, para marcar su posición en el suelo.
Colocación de carriles acortados en curvas. La rosca del carril interior en la curva es más corta que la exterior. Si todos los rieles de la misma longitud se colocan a lo largo de la rosca interior de la curva como a lo largo de la rosca exterior, entonces las juntas a lo largo de la rosca interior correrán hacia adelante en relación con las juntas de la rosca exterior y no se ubicarán a lo largo del cuadrado. , como es costumbre en nuestra red. Para eliminar una gran cantidad de juntas en una curva, se colocan rieles de longitud más corta a lo largo de la rosca interior. Se utilizan tres tipos de acortamiento de rieles: 40, 80 y 120 mm para rieles de 12,5 m y 80 y 160 mm para rieles de 25 m Los acortamiento grandes se usan en curvas pronunciadas. La colocación de rieles acortados se alterna con rieles de longitud normal para que la carrera o el aflojamiento de las juntas no exceda la mitad del acortamiento estándar, es decir respectivamente 20; 40; 60 y 80 mm. Durante la operación de la vía, se permite el corrimiento o empotramiento de las juntas en las curvas - 8 cm más la mitad del acortamiento estándar del riel en esta curva.