Силы, действующие на подвижной состав в кривой при возвышении наружного рельса

В кривых участках устройство пути имеет ряд особенностей, основными из которых являются: возвышение наружного рельса над внутренним, наличие переходных кривых, уширении коли при малых радиусах, укладка укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити, усиление пути, увеличение расстояния между осями путей на двух- и многопутных линиях.

Возвышение наружного рельса предусматривается при радиусе кривой 4000 м и менее, для того, чтобы нагрузка на каждую рельсовую нить была примерно одинаковой с учетом действия центробежной силы.

При движении поезда на кривых участках пути действует центробежная сила – , приложенная к центру тяжести поезда N и направленная наружу кривой. (Рис. 1) Если не применять меры, то эта сила создаст дополнительную нагрузку на наружную рельсовую нитку кривой и приведет к ускоренному ее износу и может даже вызвать опрокидывание поезда. Чтобы равномерно распределить нагрузку между обеими рельсовыми нитками, избежать опрокидывание подвижного состава и уровнять износ наружных и внутренних рельсов на кривых участках пути, наружную рельсовую нитку ставят выше относительно внутренней на величину – h. При следовании поезда по кривой вагоны и локомотив наклонены внутрь кривой. В результате этого появляется сила –  – составляющая массы вагонов и локомотивов. Центробежной силе  противостоит сила , значение которой можно считать равной силе `. При  =  – действие центробежной силы полностью снимается.

На колесную пару подвижного состава действуют рамные силы , а также силы трения между колесом и рельсом и боковое воздействие рельса на колесо  и наоборот

Рис. 1. Схема действующих сил в кривой:

N – сила веса подвижного состава

 – центробежная сила

 – сила, составляющая массы вагонов и локомотивов

 – рамные силы, действующие на колесную пару

, – боковое воздействие рельса на колесо (и наоборот)

– силы трения между колесом и рельсом

Величина возвышения наружной рельсовой нитки тем больше, чем больше установленное скорости движения поездов и чем меньше радиус кривой, но не более 150 мм., имея при этом угол  равный 0,996 (cos  0,996). Возвышение делают путем утолщения балластного слоя под наружной рельсовой ниткой в пределах всей длины кривой. Плавный переход к возвышению делают из расчета 1 мм возвышения на 1 м длины пути. На кривых участках подвижной состав воздействует на пути значительно сильнее, чем на прямых. Поэтому на кривых участках усиливают путь, увеличивая число шпал, ширину балластной призмы, применяя щебечный балласт и т.п.

Список используемой литературы

1. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на ж.д. России. – М.: Транспорт, 1993, 240 с.

2. Приказ министра путей сообщения РФ №13 Ц от 7 сентября 1995 г. «О Федеральном железнодорожном транспорте». М.: 1995.

3. Ефименко Ю.И. Общий курс железных дорог / Ю.И. Ефименко, М.М. Уздин, В.И. Ковалев и др., «Академия».: 2005., с. 256.      

4. Кудрявцев В.А. Основы эксплуатационной работы железных дорог // Уч. пос. 2-е изд. стер. / В.А. Кудрявцев., М.: 2005., с. 421.

5. Уздин М.М. Железные дороги // Общий курс: Учебник для вузов ж.д. транспорта / М.М. Уздин., М.: Транспорт, 1991., с. 240.

6. Хушит Л.И Общий курс железных дорог // Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта (ГРИФ) / Л.И. Хушит., М.: 2006., с. 256.