ЮД.ВОЛОШКО-А.Н ОРЛОВСКИЙ
КАК РАБОТАЮТ
СТРЕЛОЧНЫЕ
ПЕРЕВОДЫ ~
ПОД ПОЕЗДАМИ
ЮД.ВОЛОШКО КАК РАБОТАЮТ
«хорпмстй стрелочные
ПЕРЕВОДЫ
ПОД ПОЕЗДАМИ
МОСКВА "ТРАНСПОРТ" 1987
Волошко-Ю. Д.. Орловский А. Н. Как работают стрелочные перед,
иод поездами.— М.: Транспорт, 1987. - 120 с.
В книге изложены условия взаимодействия движущегося подвижное,
состава с остряками, крестовинами и контррельсами стрелочных переводов
Рассмотрены природа и особенности возникающих при этом сил. Освещены проб-
лемы и задачи, связанные с обеспечением безопасности и установлением
допускаемых' скоростей движения поездов по стрелочным переводам и
глухим пересечениям. Описаны методы и результаты специальных эксперименталь-
ных исследований стрелочных переводов пол поездной нагрузкой.
Книга предназначена для инженерно-технических и линейных работников
путевого хозяйства.
Ил. 52, табл. 14.
Рецензенты: д-р техн, наук, проф. С. В. Амелин, канд. техн, наук
Н. Н. Путря
Заведующий редакцией В. Г. Пешков
Редактор А. С. Яновский
Производственное издание
Юрий Данилович Во.юшко. Анатолий Николаевич Орловский
КАК РАБОТАЮТ СТРЕЛОЧНЫЕ ПЕРЕВОДЫ ПОД ПОЕЗДАМИ
Обложка художника Г. 11. Казаковцева
Технический редактор М. И. Ройтман
Корректор /?. А. Луиенко
ИБ № 3407
Сдан\> в набор 0932.86. Подписано в печать 25.06.87. Т-00545. Формат бОХМ’/и,. Бум. тип. .Vi 3
Гарнитура литературная. Офсетная печать. Ус л. печ. л. 7,0. Усл. кр.отт. 7.23. Уч. изл. л. /ЛИ
Тираж 16 0(10 эк.< Заказ 226,3 Цена 45 коп. Изд. № 1 -3-1 /3	3189. .
Ордена «Знак Почета» издательство «ТРАНСПОРТ». 103064, Москва, Басманный гуп , 6а.
Московская типография .Vs 4 Союзпо.тиграфпро.ми при Г<н\дарственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
129041, Москва. Б. Переяславская ул.. 4G
3602020000-305
—------------- 19.87
049(011-87
в
© Издательство «Транспорт». 198?
ОТ АВТОРОВ
Поезд идет но стрелочной улице... Слож-
ные динамические процессы сопровождают
это неустановившееся движение. Резуль-
таты этих процессов имеют большое практи-
ческое значение для путевого хозяйства
железных дорог. Характер взаимодействия
подвижного состава с остряками, кресто-
винами и другими элементами стрелочных
переводов и пересечений определяет в конеч-
ном итоге основные технико-экономические
показатели путевого хозяйства — долговеч-
ность этих элементов, трудовые затраты на
их содержание и ремонты, безопасность
движения поездов.	'
Характер взаимодействия подвижного
состава с элементами соединений и пере-
сечений рельсовых путей диктует и нормы со-
держания, обеспечивающие высокие технико-
экономические показатели. В имеющейся тех-
нической литературе широко освещены
вопросы устройства и расчета стрелочных
переводов, тогда как вопросы их взаимодей-
ствия с подвижным составом рассмотрены
в специальных статьях и массовый читатель
с ними не знаком. Нет также собранных
воедино обоснований тех или иных кон-
структивных особенностей, норм содержа-
ния и др.
Авторы попытались объединить в этой
книге вопросы и проблемы, связанные с
различными особенностями работы стрелоч-
ных переводов под воздействием подвижного
состава. В книге приведены и сведения
справочного характера, которые могут
оказаться полезными для путейцев.
1.	СОЕДИНЕНИЯ И ПЕРЕСЕЧЕНИЯ
РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ
1.	Назначение и виды соединений
и пересечений путей. Сферы их применения
Путь на перегоне — это одна, две или три стальные колеи, по
которым пропускают поезда. Кроме путей на перегоне для нор-
мальной эксплуатации железных дорог необходимы пункты с пу-
тевым развитием: станции и разъезды. Для связи всех путей в
единый комплекс необходимы специальные устройства верхнего
строения пути: стрелочные переводы и глухие пересечения.
Соединение двух или более путей и перевод подвижного состава
с одного пути на другой осуществляется стрелочными переводами.
Пересечение одного рельсового пути другим в одном уровне обес-
печивается так называемыми глухими пересечениями.
Практически почти все стрелочные переводы и глухие пере-
сечения располагаются на станциях. Одна треть общего коли-
чества стрелочных переводов лежит на главных путях и сосредо-
точена в горловинах станций. Эти переводы прежде всего должны
обеспечивать беспрепятственный пропуск поездов, следующих по
главному пути без остановки с установленными максимальными
скоростями. Онй также должны обеспечить ответвление поездов
на приемо-отправочные пути и их отправление с этих путей с
возможно большими скоростями. Переводы на главных путях
работают в тяжелых условиях под воздействием больших ударно-
динамических и вибрационных нагрузок. От состояния этих пере-
водов и их конструкции зависит пропускная способность желез-
ных дорог.
В иных эксплуатационных условиях работают переводы на,
прочих станционных путях — высокие скорости здесь не реали-
зуются. Техническое состояние и конструкция переводов и пере-
сечений в этом случае влияют на перерабатывающую способ-
ность станции и на расходы по содержанию пути. В существенной
мере здесь, как и на главных путях, от состояния переводов
зависит безопасность движения.
Стрелочные переводы на станциях следует располагать так,
чтобы по возможности избежать появления излишних кривых
участков. Взаимосвязанные переводы должны укладываться так,
чтобы обеспечить достаточную изоляцию маневровой работы от
приема и отправления поездов, иметь наименьшие пробеги ло-
комотивов при маневрах. Кроме того, должна обеспечиваться
4
возможность оборудования пёреводов централизованными сред-
ствами управления и возможность перспективных переустройств
горловин станций.
Специфические требования предъявляются к стрелочным пере-
водам, уложенным в зоне сортировочных горок. Здесь это свя-
зано с необходимостью обеспечения практически непрерывной
работы по роспуску и формированию составов и наличием гороч-
ной автоматической или электрической централизации, а также
средств малой механизации. Кроме того, здесь необходима мак-
симальная компактность расположения стрелочных переводов.
Многообразие требований эксплуатационного характера при-
вело к появлению большого количества переводов и пересечений,
различающихся мощностью и конструктивным оформлением.
Одиночные переводы позволяют осуществить раз-
ветвление одного пути на два, а сложные на три и четыре направ-
ления. Наибольшее распространение получили одиночные обыкно-
венные стрелочные переводы (рис. 1). У этих переводов основной
путь прямой, а ответвляемый влево или вправо — криволинейный.
В зависимости от направления отклонения они еще называются
левыми или правыми переводами.
Другой разновидностью одиночных переводов является раз-
носторонний симметричный перевод. Он разветвляет прямой путь
на два направления одновременно под одинаковыми углами.
Оба ответвляемых направления криволинейные (рис. 2,а).
Таких переводов на сети дорог немного — около 1,5—2%. Еще
менее распространенными являются несимметричный разносто-
ронний перевод, разветвляющий один путь на два под разными
углами (рис. 2, б), и несимметричный односторонний (рис. 2, в)
или как его еще называют криволинейный односторонней кри-
визны.
На рис. 1 и 2, кроме изображения переводов в рельсовых нитях
(см. рис. 1, а, 2, а, б, в), дано их изображение в осях (см. рис. I, б,
2, а', б', в'). При таком изображении переводов или пересечений
вычерчиваются только оси путей, которые изображаются прямо-
линейными. Точка пересечения осей основного и ответвленного
Рис. 1. Схема одиночного стрелочного перевода в рельсовых нитях (а) и в осях (б):
НИ — центр перевода; а — угол крестовины; а расстояние от начала рамного рельса
До центра перевода; b расстояние от центра перевода до торца хвоста крестовины
(бокового) путей называется центром перевода (ЦП). Угол а
между осями основного и ответвлен ноге’ путей соответствует
углу крестовины и характеризует марку йеР°вода. На проектах
и схемах станций, как правило, отмечают лишь центр перевода
и привязывают его положение к оси станции- На крупномасштаб-
ных чертежах выделяются также начал0 и конец перевода.
К числу сложных переводов относятся так называемые двой-
ные переводы, разветвляющие путь на три направления. Они яв-
ляются комбинацией частей нескольких одиночных переводов.
Из-за сложности конструкции двойных переводов они сейчас
не применяются.
Перекрестные переводы обеспечивают движение поездов по
четырем направлениям — по двум взаимно пересекающимся и по
двум боковым (рис. 3). Такой перевод состоит из двух комплектов
острых крестовин, двух комплектов тупы* крестовин, четырех
стрелок, соединительных путей и комплект^ переводных брусьев.
Глухие пересечения бывают косоугольное (рис. 4, а) и прямо-
угольные (рис. 4, б). Кроме того, они подразделяются на пересе-
чения путей с одинаковой шириной колеи (рис. 4, в) и пересечения
разноколейных путей (рис. 4, г). Основные части глухих пересе-
чений -- два комплекта острых крестовин й два — тупых, соеди-
нительные пути между ними и комплект брУсьев-
Стрелочные переводы и глухие пересечения характеризуются
типом, маркой и конструктивным устройством отдельных основных
узлов. Тип перевода оценивается типом рельсов, из которых они
изготовлены. Основные типы стрелочных переводов и пересечений
в настоящее время — Р50, Р65 и Р75. Выпуск переводов из легких
типов рельсов Р43 и легче давно прекращен. Но в пути они пока
еще сохранились в довольно большом количестве.
Марка перевода •- это по существу марка крестовины, пред-
ставляющая собой тангенс угла а, под которым пересекаются
рабочие грани острых крестовин. Марка выражается в виде про-
стой дроби 1 /.V = tga. Здесь N — обычно целое число, которое по-
казывает, во сколько раз длина сердечника больше его ширины,
измеренной в хвосте.
В настоящее время изготавливаются и укладываются в путь
обыкновенные переводы марок '/«. ‘/и, '/ы и 1 /22, симметричные
марок '/б, '/» и ‘/и, перекрестные— /д, глухие пересечения
марок l/g. 2/п. 2/« и ’/в- Глухие пересечения марки '/д изготавли-
ваются и укладываются только при пересечении путей с различной
шириной колеи. Имеются также пересечения под углами 30°,
45°, 60° и 90°.
Переводы и пересечения различных видов, типов и марок при-
меняются в тех или иных, но вполне определенных для каждого
вида условиях эксплуатации.
На станциях переводы укладываются во взаимной увязке
друг с другом, образуя различные комбинации. В зависимости от
порядка расположения переводов, комбинации подразделяются на
несколько видов: одиночные или перекрестные съезды (рис. 5, а
и 5, б), стрелочные улицы (рис. 5, о), поворотные треугольники
(рис. 5, г).
Сферы применения переводов различных типов и марок опре-
деляются назначением конкретных путей, грузооборотом и скоро-
стями движения поездов по ним.	z
На главных путях станций, разъездов и обгонных пунктов
тип стрелочных переводов должен соответствовать типу рельсов
примыкающих перегонных путей. Это же требование относится ко
всем станционным путям, но тем не менее на них допускаются и
определенные отступления. На прочих путях станций однотип-
ными должны быть все элементы переводов и по одному рельсб-
вому звену с каждой из его сторон. Износ рельсов перевода и
примыкающих звеньев должен быть одинаков.
Разнотипные переводы и рельсы прилегающих путей стыкуют-
ся с помощью переходных накладок или переходных рельсов.
Последний сваривается из двух кусков разнотипных рельсов кон-
тактной сваркой. Переходной рельс может входить в состав звена,
непосредственно примыкающего к переводу.
Преобладающими марками переводов, укладываемых практи-
чески повсеместно, являются марки '/э и '/н- Они используются
как на главных, так и на прочих путях. Однако переводы марки
7
Рис. 5. Виды комбинаций укладки переводов
'/« и круче нельзя укладывать в местах, где по их боковым путям
необходимо осуществлять движение пассажирских поездов. Это
связано с большой кривизной ответвляемого пути такого перевода
и ухудшением вследствие этого комфортности езды. Исключение
составляют перекрестные переводы марки 1 /» и являющиеся их
продолжением одиночные обыкновенны? переводы марки '/э-
В этом случае можно отклонять пассажирские поезда на боковое
направление. Допускается также отклонение пассажирских поез-
дов на боковой путь по стрелочным переводам марки '/у, если
замена таких переводов на марку '/и вызывает большое пере-
устройство стрелочных горловин, осуществить которое в данное
время не представляется возможным. По прямому пути переводов
марки '/э нет ограничений для пропуска пассажирских поездов.
На участках, где требуется пропускать поезда на боковое
направление с высокими скоростями, применяют переводы пологих
марок '/i« и '‘/12- Чаще всего они укладываются на двухпутных
вставках, при разветвлениях главного пути на несколько на-
правлений перед станциями с безостановочным пропуском поез-
дов.
В отдельных случаях при разветвлении главных путей в ка-
честве переводов для пропуска поездов с повышенными скоростями
па ответвление применяют симметричные переводы марки '/щ.
В горловинах сортировочных парков, на путях грузовых дворов
локомотивного и вагонного хозяйств в целях сокращения длины
стрелочных зон широко применяются симметричные переводы
марки '/ь. На приемо-отправочных путях могут также применять-
ся симметричные переводы марки ’/у.
В сложных условиях на крупных станциях для сокращения
длины горловины, улучшения условий пропуска поездов приме-
няются перекрестные стрелочные переводы. Особенно целесооб-
разно укладывать перекрестные переводы на тупиковых пасса-
жирских станциях, где, кроме уменьшения длины горловины, резке
сокращается число обратных кривых на маршрутах приема и от-
правления пассажирских поездов. Однако из-за сложности кон-
струкции укладка в путь перекрестных переводов весьма огра-
ничена.
Стрелочные переводы на главных путях располагаются, как
правило, на прямых участках. На кривых участках главных путей
8
переводы применяются лишь в трудных условиях. Чаше всего 0
этих случаях используются несимметричные переводы односто-
ронней кривизны. Могут также использоваться несимметричные
разносторонние стрелочные переводы.
2.	Назначение отдельных узлов и элементов
стрелочных переводов и глухих пересечений
Одиночные стрелочные переводы состоят из четырех основных
частей: стрелки, крестовинного узла, соединительной части и под-
рельсового основания. Каждая из этих четырех частей имеет свое
функциональное назначение. Стрелка обеспечивает направление
подвижного состава по основному или ответвленному пути.
Крестовинный узел обеспечивает взаимное пересечение двух
рельсовых нитей — основного и бокового направлений и движе-
ние колес по направлению, заданному стрелкой. Соединительная
часть является связующим звеном между стрелкой и крестовин-
ным узлом и дополняет их до единого комплекса. Каждая из этих
трех частей перевода предназначена также воспринимать нагрузку
от подвижного состава и передавать ее на подрельсовое осно-
вание. Подрельсовое основание обеспечивает постоянство ширины
колеи, воспринимает нагрузку от рельсовых нитей и передает ее
на балластный слой.
Стрелка состоит из двух рамных рельсов, двух остряков, двух
корневых устройств, переводного механизма, комплекта стрелоч-
ных тяг, элементов прикрепления рамных рельсов к основанию
и некоторых других деталей.
Рамные рельсы непосредственно воспринимают нагруз-
ку от колес подвижного состава, а также боковое воздействие,
передающееся на них от остряков через упорные приспособления.
Рамные рельсы изготавливают из обычных рельсов: у обыкно-
венных переводов пологих марок их длина 25 м, у обыкновенных
и симметричных переводов марок 1/э и ‘/н — 12,5 м. У перекрест-
ных переводов эта длина зависит от типа перевода, формы рам-
ного рельса в плане и находится в пределах от 8614 до 9937 мм.
У симметричных горочных переводов марки 1/6 рамный рельс
еще короче. У нового обыкновенного опытного перевода типа Р65
марки '/и с удлиненными до 10 750 мм остряками длина равных
рельсов принята равной 12,5 м. От обычных путевых рельсов рам-
ные рельсы отличаются значительным количеством отверстий в
шейке, используемых для прикрепления к брусьям, для крепления
упорных накладок и болтов корневого устройства. Отличаются
они также подстрожкой внутренней боковой грани головки
(рис. 6) для укрытия тонкой части остряка от возможных ударов
колес в его торец при противошерстном движении и уменьшения
9
вертикальной нагрузки на острие. Этим снижается веррятность
выкрашивания острия остряка по поверхности катания.
В плане один из рамных рельсов прямолинейный, другой кри-
волинейный. Криволинейный рамный рельс в плане имеет криво-
линейную часть, очерченную по определенному радиусу лишь от
конца острожки остряка до заднего стыка. Начальная часть рам-
ного рельса имеет два перегиба, образуя три прямолинейных
отрезка. Один из них находится на прямой части пути, другой —
перед остряком, обеспечивая некоторое уширение колеи для укры-
тия острия остряка, а третий — в зоне прилегания остряка к
рамному рельсу.
Часть рамного рельса от переднего стыка до начала остряка
называется передним вылетом, а часть от торца остряка в корне
до заднего стыка рамного рельса — задним вылетом. Обычно
стремятся сделать длиннее передний вылет рамного рельса, так
как это обеспечивает лучшую работу стрелки в целом и особенно
при движении подвижного состава в пошерстном направлении
с бокового пути. Длина этой части у современных переводов
типа Р65 марки '/и и 1 /9 — 2765 мм, а у марки 1 /ib — 3832. Длину
заднего вылета стараются сделать минимальной, но это зависит от
совместной компоновки стыков остряка и рамного рельса и от
раскладки брусьев в этой зоне. Длина заднего вылета современ-
ных стрелок около 1,5 м. У новых переводов с гибким удлиненным
остряком для обеспечения длины рамного рельса 12,5 м передний
вылет рамного рельса сокращен до 1750 мм, а задний стык рамного
рельса расположен в одном пролете со стыком корня остряка.
Следует отметить, что передний вылет рамного рельса работает
в очень трудных условиях. Переход колеса с остряка на рамный
рельс при движении в пошерстном направлении сопровождается
изменением направления движения всего экипажа. Поперечным
горизонтальным силам инерции здесь противостоит передний вы-
10
crvn рамного рельса. Это одно из наиболее напряженных мест
в переводе. Поэтому укорочение его в новых переводах нельзя
признать удачным решением: к тому же это привело к уменьше-
нию практической длины перевода, что усложняет его укладку
в путь взамен типового перевода с обыкновенными остряками.
Остряки изготавливаются из рельсов специального остря-
кового несимметричного профиля типа ОР50, ОР65. ОР75 (рис. 7).
Высота этих рельсов меньше обычных на 40 мм, толщина шейки
примерно в 3 раза больше, подошва несимметрична относительно
оси сечения рельса и одинаковой ширины для всех типов. Металл,
из которого делаются остряковые рельсы, идентичен металлу
путевых рельсов. Остряковые рельсы поступают на заводы-изго-
товители переводов в незакаленном состоянии. Пониженная
высота острякового рельса обеспечивает прилегание остряка к
рамному рельсу без строжки подошвы последнего при сравни-
тельно небольшой строжке подошвы остряка со стороны рамного
рельса. Несимметричность подошвы существенно увеличивает
сопротивление остряка изгибу от действия боковых сил.
Передняя часть остряка называется острием, а хвостовая
часть корнем. Острию остряка строжкой придается переменное
сечение ширины головки по длине в .зоне прилегания к рамному
рельсу (рис. 8). На этой же длине частично острагивается и по-
дошва. Это делается для плотного прилегания остряка к рамному'
рельсу и для обеспечения плавного перекатывания колеса е остря-
Рис. 7. Поперечные профили остря-
новых рельсов типа:
Ч - ОР65 (ГОСТ 17507 851; П ОР75
(ГОСТ 2Ы68 81); а- ОР65
(ГОСТ 17507 80); г- ОР50 (ГОСТ
1/508- 80)
Рве. 8. Схема острия остряка после
вертикальной и горизонтальной острож-
ки:
a — продольный профиль остряка по по-
верхиости катания; б - вилостряьа в плане
11
ка на рамный рельс. Длина горизонтальной строжки зависит от
угла, под которым остряк примыкает к рамному рельсу, и радиуса
остряка. Заканчивается строжка в том месте, где расстояние
между рабочими гранями остряка и рамного рельса становится
равным ширине головки остряка. Для того чтобы при строжке
головки и подошвы сохранить целой шейку, т. е., чтобы оставшаяся
часть головки остряка в каждом сечении, и в том числе в самом
тонком, подпиралась шейкой, в конце строжки делают небольшой
предварительный изгиб остряка..
Вертикальная строжка осуществляется от начала остряка до
сечения, где ширина головки равна 50 мм (см. рис. 8).
Остряки в плане бывают прямолинейные и криволинейные.
Остряки, ведущие на прямое ответвление, всегда прямые. Остря-
ки бокового пути у всех современных переводов криволинейные
секущего типа. Рабочая грань остряка такого типа в его теорети-
ческом начале пересекается с рабочей гранью рамного рельса под
некоторым углом. Этот угол называется начальным углом остря-
ка. Величина его небольшая и составляет 18' у переводов марки
‘/is, 27'19,56" у переводов типа Р65 марок 1 /» и */ц и 40'50,5"
у переводов типа Р50 марок '/9 и '/и колеи 1520 мм. У переводов
колеи 1524 мм эти углы несколько больше.
Рабочая грань криволинейного остряка очерчивается в плане
кривой одного или двух радиусов. У всех переводов колеи
1524 мм остряки были только двухрадиусной кривизны. Первая
кривая, начинаясь от острия остряка до сечения его головки 40 мм,
была более пологой, чем вторая, по которой описывалась осталь-
ная часть остряка. Криволинейные остряки стрелочных переводов
марки '/и колеи 1520*мм описаны одной кривой радиусом 300 м,
а марки '/is — 961,69 м. На всем своем протяжении остряк
свободно лежит на опорах, имея возможность перемещаться го-
ризонтально поперек пути для перевода из одного положения в
другое. В то же время при проходе подвижного состава должно
обеспечиваться стабильное положение остряка за счет его по-
стоянной связи с рамным рельсом и рельсами соединительной
части. Выполнение этого требования обеспечивается соответству-
ющим устройством корневого крепления, а также постановкой
упорных накладок и запиранием острия остряка переводным
устройством через соответствующие тяги.
В современных переводах применяются два типа корневых
креплений: вкладышно-накладочное и обычный путевой стык
при гибких остряках. В обоих типах крепления для стыкования
остряков пониженного профиля и примыкающих рельсов соеди-
нительных путей с использованием обычных накладок остряки в
корне выпрессовываются под профиль нормального рельса.
Вкладышно-накладочное крепление к настоящему времени полу-
чило большое распространение. Однако оно имеет ряд недостатков
12
и менее надежно в эксплуатации, чем обычный стык при гибких
остряках.
Рассмотрим устройство корневого крепления вкладышно-
накладочного типа. Стык остряка и примыкающего к нему рельса
соединительного пути расположен на корневом мостике (рис. 9).
Между рамным рельсом и остряком вставлен литой фигурный
вкладыш с отверстиями для пропуска крепежных болтов. Этот
вкладыш обеспечивает стабильность желоба в корне между рам-
ным рельсом и остряком. Со стороны оси пути остряк и примыкаю-
щий к нему рельс соединяются четырехдырной двухголовой на-
кладкой, половина которой со стороны остряка отогнута для полу-
чения зазора между ней и остряком порядка 7—8 мм. Благодаря
этому зазору остряк в корне имеет возможность перемещаться
в горизонтальной плоскости при переводе его из одного положе-
ния в другое. Весь корневой узел стягивают четырьмя болтами.
Чтобы при закручивании гаек первых двух болтов (на остряке)
накладка не разгибалась, первый болт пропускают через сталь-
ную распорную втулку, которая упирается во вкладыш и на-
кладку.
Положительными качествами этого крепления являются:
прочность, простота, малодетальность. Однако подвижки остряка
в корне при переводе из одного положения в другое, вибрации
из-за ударов колес в стыке приводят этот узел относительно
быстро к расстройству. Пазуха между остряком и накладкой
быстро забивается грязью, снегом, что затрудняет перевод остря-
ка. Основной недостаток заключается в том, что отогнутая на-
Рис. 9. Вкладышно-накладочное корневое крепление остряка:
I рамный рельс; 2— корневой вкладыш; 3 — остряк; 4 — распорная втулка; 5 —
стыковая накладка; 6 — стыковой болт с гайкой и шайбой; 7 — мостик; 8 — упорка;
9 — клемма КС-1
13
кладка плохо воспринимает нагрузку, которая передается на г0-
ловку остряка в его корне. Вследствие этого в шейке остряка
развиваются дефекты в виде трещин под головкой или по болто.
вым отверстиям (но рис. 0.52.1, 0.53.1). Остряки с такими дефек-
тами должны сниматься с пути и в дальнейшем использоваться
не могут.
В корневом креплении второго типа стык остряка и рельса
соединительной части устраивается аналогично типовому рельсо-
вому стыку с двухголовыми накладками. Под рамным рельсом
и остряком на стыковых брусьях размешаются плоские двойные
подкладки, единые под оба элемента. Это сделано из-за неболь-
шого желоба в корне (не размешаются две обычные подкладки|
и в определенной мере способствует стабильности его ширины.
Перевод остряка из одного положения в другое осуществляется
за счет гибкости остряка. Это возможно, конечно, только при
сравнительно длинных остряках. В частности, на переводах типа
Р65 это возможно при длине остряка не менее 10,0- 11,0 м. С тем
чтобы изгибающее усилие при переводе остряков не передавалось
на стык, не расстраивало его, в зоне двух предстыковых брусьев
остряк жестко защемляется на мостике. Этот мостик в свою оче-
редь крепится к лафету, расположенному на четырех брусьях.
Остряк к мостику крепится клиновидными зажимными планками.
Защемление остряка надежно закрепляет его также и от угона.
На расстоянии 1,5--2 м от корня края подошвы остряка состра-
гиваются. Оставшаяся часть подошвы по ширине равна ширине
головки остряка. Длина такой острожки 900 мм. Это уменьшает
жесткость остряка в горизонтальной плоскости и заранее прогно-
зирует место изгиба остряка, обеспечивая между рамным рельсом
и отведенным остряком желоб достаточной ширины для прохода
гребня колеса. Однако в последнее время ослабление подошвы
остряка не делается (это выгодно с технологической точки зре-
ния). Корневое устройство такого остряка имеет некоторые от-
личия (рис. 10). В этом варианте мостик-лафет короче (он лежит
на двух брусьях), проще прикрепление остряка к литой части
мостика: одной стороной подошвы он заводится под выступаю-
щую литую часть мостика, другая сторона прижимается к мости-
ку двумя клиновидными планками с использованием четырех
болтов. Здесь же на мостике расположены прикрепленные к рам-
ному рельсу специальные противоугонные накладки.
Рамные рельсы устанавливают на подкладки, а остряки на
подушки, прикрепленные к этим подкладкам заклепками или
рельефной приваркой. Остряки свободно перемешаются по по-
душкам. Рамный рельс одной стороной подошвы заходит под но-
сок подушки. С другой стороны располагаются крепежные
устройства, обеспечивающие прикрепление рамного рельса к под-
кладкам и к брусьям. Имеется несколько разновидностей этих
14
Рис. 10. Корневое крепление гибкого остряка:
1— рамный рельс; 2—упорная накладка; 3 — лафет (мостик); 4 — противоугонная
накладка; 5 — рельсы соединительных путей; 6 — остряк; 7 — зажимные планки;
в — литой мостик; 9 — стыковые накладки
20
Рис. 11. Крепление рамного рельса:
— рамный рельс; 2 — болт с гайкой и пружинной шайбой; 3 — двухшиповая
^толковая упорка; 4 — закладной болт; 5 — подкладка
15
устройств, но в основе их всех имеется двухшиповая уголковая
упорка с ребрами жесткости, которая одной стороной крепится
к шейке рамного рельса, а другой — к подкладке (рис. 11). Под
кладки, как правило, должны крепиться к брусьям шурупами.
Для облегчения перевода длинных гибких остряков в стрелоч-
ных переводах пологих марок применяют роликовые опоры
В переводе марки '/is их три пары. При переводе остряка из
прижатого положения в отведенное он как бы всползает на роли-
ки и перестает скользить по подушкам. В это же время отведенный
остряк, располагавшийся на роликах, скатывается с них. При
правильном размещении и регулировке роликовых опор усилие
при переводе остряков уменьшается примерно на 25%.
В зоне переднего и заднего вылетов рамных рельсов применя-
ются либо костыльное прикрепление при плоских подкладках,
либо усиленное прикрепление с использованием подкладок-
башмаков с клеммами и уголковыми упорками. Возможна и их
комбинация, т. е. через один брус обычные подкладки, а в про-
межутках уголковые двухшиповые упорки.*
К числу прикрепителей рамных рельсов относятся также
связные полосы. Они располагаются на брусьях, привариваются
в торец подкладок и обеспечивают таким образом постоянную
связь между обоими рамными рельсами. Полосы состоят из двух
частей, каждая из которых заканчивается приваренным уголком
е двумя отверстиями для болтов в вертикальных полках. В зазор
между уголками обеих частей полосы вставляются электроизоли-
рующие прокладки различной толщины, которые одновременно
являются регуляторами ширины колеи. В стрелках применяется
4, 5 или 6 связных полос в зависимости от длины остряков.
В новых переводах марки 1 /и оставляют только одну связную
полосу под острием остряка.
Важными элементами в кон-
уиорной накладки
Рис. 12. Крепление
к рамному рельсу:
1 — накладка упорная; 2—болт с гайкой
и пружинной шайбой; 3 — шайба плоская
струкиии стрелок являются
упорные накладки (рис, 12).
Они обеспечивают совместную
работу остряков и рамных рель-
сов на участке от конца строж-
ки остряка до корневого крепле-
ния. Эти накладки крепятся к
шейке рельса двумя болтами,
один из которых является об-
щим для прикрепления упорной
накладки и упорного уголка
крепления рамного рельса к
брусу. Поэтому расстояние
между накладками равно рас-
стоянию между брусьями в этой
16
зоне стрелки. На рамном рельсе стрелки типа Р50 расположены
3 упорных накладки, типа Р65 марки 1/<э и '/и — 4, марки _
11’ упорных накладок. Длина каждой упорки рассчитывается и
принимается такой, чтобы обеспечивалось ее плотное прилегание к
шейке остряка при его рабочем положении.
Остряки соединены между собой системой тяг. По назначению
тяги делятся на стрелочные, переводные и аппаратные; имеются
также контрольные тяги. Стрелочные тяги бывают рабочие и
соединительные. Через рабочие тяги к острякам передается тя-
говое усилие, приводящее к переводу их из одного положения в
другое. Соединительные тяги вместе с рабочими обеспечивают
постоянство взаимного расположения обоих остряков в плане.
Переводные тяги предназначены для передачи переводного уси-
лия от одних стрелочных рабочих тяг через рычаги дополнитель-
ного переводного устройства к другим рабочим тягам. Этим
обеспечивается приложение усилия в двух или трех точках по
длине остряка. Такое дополнительное устройство применяется
при длинных остряках переводов пологих марок. Аппаратные
тяги связывают привод с рабочей стрелочной тягой. Аппаратная
тяга располагается ниже рабочей и соединяется с ней через ушко.
В наиболее распространенных переводах марок '/о и '/и име-
ется только одна аппаратная тяга и две стрелочных. Первая
стрелочная тяга (рабочая) располагается в первом от начала
остряка пролете, называемом флюгарочным. Вторая стрелочная
тяга (соединительная) находится в пролете между брусьями в
конце строжки остряков в месте их перегиба. Эта тяга нужна
для обеспечения стабильности расстояния между остряками и
предохраняет их от возможного разгиба. Соединительные тяги в
обычных переводах жесткие, т. е. постоянной длины, а у пологих
переводов они регулируемые. Регулируемые тяги состоят из двух
полутяг, соединенных муфтой, имеющей по концам левую и пра-
вую резьбу. Тяги могут изготавливаться из круглого стержня
диаметром 40 мм или квадратного стержня сечением 34X34 мм.
Тяги с каждой стороны заканчиваются вилкой, через которую
они крепятся к серьгам, прикрепленным к шейке остряка. В месте
прикрепления серег к остряку укладываются изолирующие эле-
менты, обеспечивающие электроизоляцию одной нити от другой.
Для контроля положения остряков рядом с рабочей тягой
располагается контрольная тяга. Она крепится к остряку отдель-
ной серьгой также с устройством электроизоляции.
Для перевода остряков из одного положения в другое исполь-
зуются ручные, механические или электрические приводы. По-
следние сейчас имеют наибольшее распространение. Электричес-
кие приводы не только переводят остряки, но и обеспечивают их
запирание в крайнем положении и контроль этого положения.
17
Крестовинный узел состоит из собственно крестовины и контр
рельсов. Крестовины по углу, образующемуся в точке пересечение
рабочих граней двух нитей, делят на острые и тупые. Острые крес-
товины входят в состав одиночных стрелочных переводов, глу-
хих пересечений и перекрестных переводов. Тупые крестовины
применяются только в составе глухих пересечений и перекрест-
ных переводов.
По конструктивному устройству крестовины бывают жесткие
и с подвижными элементами. Жесткие крестовины в свою очередь
бывают сборные и цельнолитые. Основные части острой кресто-
вины—это сердечник и усовики (рис. 13). Точка пересечения
рабочих граней сердечника называется математическим центром
крестовины. Угол, образуемый рабочими гранями сердечника,
называется углом крестовины. По нему устанавливается марка
крестовины как отношение ширины сердечника к его длине (1/Л’
Самое узкое место между усовиками называется горлом кресто-
вины, а расстояние от горла до практического острия сердечника
вредным пространством. На этом участке гребень колеса направ-
ляется в соответствующий желоб крестовины контррельсом,
уложенным у противоположной рельсовой нити. Места перегибов
усовиков и контррельсов, а также желобов хорошо видны на схе
ме крестовины (рис. 13).
Сборные острые крестовины, выпускаемые в на-
стоящее время для укладки на путях МПС, называются «сборными
типа общей отливки сердечника с наиболее изнашиваемой
частью усовиков». Они имеют сердечник, отлитый совместно
с изнашиваемой частью усовиков, и сами рельсовые усовики.
на определенной длине головок которых делается вырез по раз
мерам этой литой части. Начинается вырез почти возле горла
а заканчивается там, где ширина сердечника между рабочими
гранями примерно 95 мм. Литая часть крестовины после механи
ческой обработки собирается с рельсовыми усовиками в единую
конструкцию при помощи болтов (рис. 14).
При обработке сердечника большое внимание уделяется при
данию поверхности катания крестовины определенного продоль
ного и поперечного профиля, так кзк от этого существенно зависят
динамические воздействия подвижного состава на сердечник.
При принятом в последние годы очертании продольного профиля
крестовины поверхность катания усовика, начиная от места врезки,
постепенно повышается. Максимум подъема совпадает с сечением
сердечника 20 мм. Затем следует крутой спуск и в сечении сердеч-
ника 40 мм поверхности катания усовика и сердечника находятся
на одном уровне (рис. 15, а). Максимальная высота подъема
усовика относительно верха головки его рельсовой части в раз-
личное время принималась разной: она была равна 5 мм, затем
5,7 мм; 6,3 мм и наконец у крестовин с припуском на наклеп
18
рис. 13. Острая крестовина с неподвиж-
ными элементами:
/ усовики: 2 горло крестовины; 3 —
желоба крестовины; 4 - -сердечник:
МИК - математический центр крестовины
Рис. 14. Поперечное сечение сборной крестовины с литым сердечником типа
общей отлинки с наиболее изнашиваемой частью усовиков:
I ~ шайба-накладка; 2—рельсовый усовик; 3- литой сердечник: 4 — болт
М27Х340; 5--шайба пружинная; 6 — болт М22Х85; 7— клемма КС-1; 8 — лафет
Рис- 15. Продольные профили крестовин:
а -- но ОСТ 32-1 1- 78; б — с припуском иа наклеп ОСТ 32-51—83;
19
7,0 мм (рис. 15, б). Ранее сердечник крестовины в сечении 12 мм
имел понижение относительно уровня катания 4 мм, а в сечении
20 мм — 0. Сейчас поверхность сердечника в обоих сечениях
поднята на 2 мм и после сечения 20 мм подъем плавно отводится
до нуля лишь к концу крестовины.
Рабочая поверхность усовика в поперечном направлении имеет
уклон '/го в месте наибольшего повышения усовика и сводится к
нулю в месте врезки и в конце повышения. Поверхность сердеч-
ника на участке от начала острия до сечения 40 мм соединяется с
его боковыми гранями закруглением с переменным радиусом от
5 до 13 мм. Далее выкружка-имеет постоянный радиус 13 мм.
Такое изменение выкружки в острие сделано с целью получения
возможно большей ширины сердечника но поверхности катания.
Почти у всех крестовин поверхность катания по сердечнику дела-
лась плоская. В соответствии с новым ОСТ 32-51—83 поверхности
катания усовиков и сердечника должны иметь наклон к горизонта-
ли крутизной в пределах от 1 /is до	Это достигается их совмест-
ной обработкой на станке. Двускатный уклон поверхности катания
сердечника сохраняется почти на всей его длине. В конце сердеч-
ника на протяжении 150 мм делается плавный переход к нулево-
му уклону.
У цельнолитых крестовин усовики и сердечник
представляют единую отливку. Такая крестовина имеет более
короткую длину передней части и одинаковую по сравнению со
сборной длину хвостовой части. Поперечный профиль этих кресто-
вин имеет свои особенности. На участке от переднего торца
крестовины до горла поперечный профиль усовика имеет уклон
/го- Далее, по мере удаления от горла, там, где усовик отклоня-
ется от направления рабочей грани, часть его поверхности имеет
уклон 1 /7, т. е. профиль, как бы повторяющий очертание катящего-
ся бандажа. Продольный профиль усовика по линии наружной
кромки и профиль сердечника получаются аналогичными профи-
лю сборной крестовины. Цельнолитые крестовины пока изготавли-
ваются только к переводам для скоростного движения типа Р65
марки '/и с подуклонкой и к переводам типа Р65 марки '/18.
Сборная крестовина монтируется на листе-мостике, который
располагается примерно под зоной врезки сердечника в усовик.
Крестовина крепится к этому мостику стрелочными клеммами и
закладными болтами. Мостик крепится к брусьям шурупами.
У сборной крестовины передние стыки устроены по типу обыч-
ного накладочного стыка. В хвостовом стыке примыкающие
рельсы крепятся к сердечнику двумя накладками, расположен-
ными с обеих сторон хвоста сердечника. Между примыкающими
рельсами располагается литой вкладыш. Для уменьшения воз-
можности появления вертикальных ступенек между примыка-
ющими элементами'под стыком располагается корневой мостик.
20
Рис. 16. Поперечные профили контррельсов:
а - РК59 (ГОСТ 9797-72); б - РК65 (ГОСТ 9798-^7 0; в — РК65 (ГОСТ 9798 85)
У цельнолитой крестовины стыки переднего и заднего вылетов
устроены одинаково: каждый из них собирается с помощью двух
накладок н вкладыша между примыкающими рельсами. Вместо
мостика в этом случае укладываются подкладки. Кроме этого,
у цельнолитых крестовин отсутствует мостик и под средней
частью, а нагрузки на брусья передаются через подкладки, к
которым крестовина крепится стрелочными клеммами и болтами.
Контррельсы являются неотъемлемой частью жестких
крестовин. Они изготавливаются из проката специального про-
филя (рис. 16, а, б), который выше профиля рельса на 20 мм.
Подошва контррельса несимметрична относительно его оси, так
как она усечена со стороны приконтррельсового путевого рельса.
Это сделано для того, чтобы можно было обеспечить потребную
ширину желоба без подстрожки граней подошвы приконтррель-
сового рельса. Шейка контррельса несколько толще, чем у путе-
вого рельса, поскольку она работает на изгиб. В профиле контр-
рельса, выпуск которого освоила промышленность в последнее
время, несколько- изменено очертание головки и подошвы
(рис. 16, в). Изменение профиля должно способствовать повьъ
шеиию эксплуатационной стойкости контррельсов, снижению ко-
личества брака при их изготовлении и экономии металла.
Контррельс крепится к рельсу при помощи вкладышей с одним
21
или двумя отверстиями для болтов и болтами с шайбами-на-
кладками. Поскольку контррельсы' обладают по сравнению с
рельсами малой жесткостью в горизонтальной плоскости, то тре-
буется довольно большое число болтов для присоединения их
к приконтррельсовым рельсам.
Контррельс и рельс располагаются на единых подкладках.
Рельс к подкладке и брусьям у переводов типа Р50 на некоторой
части скреплений крепится костылями, на остальных с помощью
стрелочной клеммы с болтом. Контррельс также на части подкла-
док крепится костылями, на других с помощью уголковой упорки
объемлющего типа с ребром жесткости. У порка к подкладке
крепится закладными болтами. У переводов типа Р65 на всех
подкладках применяются стрелочные клеммы с закладными
болтами.
Количество вкладышей и упорок объемлющего типа зависит
от длины контррельса. Эта длина в свою очередь связана с мар-
кой крестовины. Например, у контррельса к переводу Р50 марки
‘/п семь двухболтовых вкладышей и две прдкладки с упорками,
марки 1/9—пять вкладышей и три подкладки с упорками.
В настоящее время на участках со скоростным движением
(До 200 км/ч) укладываются переводы, имеющие крестовины с
подвижными элементами (рис. 17). Их еще называют кресто-
винами с непрерывной поверхностью катания
(НПК). Основная особенность их состоит в том, что физическое
острие сердечника начинается еще в горле, размер которого боль-
ше, чем v жестких крестовин,— около 100—146 мм. Здесь же в
горле сердечник прижимается к одному из усовиков, образуя
непрерывную поверхность катания, при которой отсутствует
вредное пространство и, следовательно, отпадает необходимость
в установке контррельсов. Для обеспечения пропуска гребней
Рис. 17. Схема крестовины с гибким подвижным сердечником:
/ — путевые рельсы; 2 — усовая часть; 3— длинный рельс сердечника; 4—короткий
рельс сердечника; 5 — боковые упоры; 6 — косое скользящее сочленение длинного
и короткого рельсов; 7 — переводное устройство; 8 — электропривод
Рис. 18. Поперечный профиль литого усовика крестовины с НПК в сечении сер-
дечника 20,мм:
/ __ литой усовик; 2 — подвижный сердечник; 3 — лафет
колес по разным направлениям сердечник с помощью электро-
привода переводится из одного положения в другое. Подвижный
гибкий сердечник изготавливается сборным из двух остряковых
рельсов типа ОР65. Длина его значительно больше обычного,
что позволяет обеспечить достаточную гибкость ветвей при пере-
воде из одного положения в другое. Крепление ветвей сердечника
сделано по типу крепления гибких остряков стрелки с выпрессов-
кой в корне. Рабочая ветвь, которая находится в прижатом
к усовику положении, не испытывает напряжения от изгиба за
счет перевода сердечника. Напряженной каждый раз бывает не-
рабочая ветвь. Обе ветви соединяются друг с другом косым сты-
ком, стянутым болтами. В этом стыке обеспечена возможность
проскальзывания одной ветви относительно другой на величину
7—8 мм за счет устройства овальных отверстий в шейке короткой
ветви сердечника. Вертикальная и горизонтальная устойчивость
гибких ветвей сердечника на участке от усовика до предкорневого
мостика обеспечивается специальными башмаками с упорными
накладками.
Усовая часть крестовины с НПК выполнена в виде единой
монолитной отливки из высокомарганцовистой стали. Передняя
часть усовика выполнена как у обычных цельнолитых крестовин,
а за горлом усовик имеет корытообразное сечение (рис. 18)^
верхняя часть которого сделана в виде полуголовок рельсов.
Снизу усовики соединены горизонтальными перемычками, кото-
рые служат башмаками для сердечника. Совместная поверхность
катания усовика и сердечника обработана с подуклонкой 1/2о и
по ширине равна поверхности катания обыкновенного рельса,
усовая часть располагается на отдельных подкладках, кроме
Ух последних опор, которые размещены на лафете. Этот лафет
-ется общим для части усовика и части подвижного сердеч-
а. на нем также расположены две опоры сердечника. Далее
лаЛ сеРдечником расположены еще два четырех-пятиопорных
22

В процессе отработки конструкции крестовин с НИК было
выпущено несколько их вариантов. Отличаются они размерами
горла, длиной и методами обеспечения проскальзывания ветвей
друг относительно друга, а также особенностями крепления в
корне. Основные положительные качества этих крестовин: умень-
шение вертикальных и горизонтальных сил при проходе подвиж-
ного состава, повышение скорости движения но прямому направ-
лению и значительно больший (в 4 5 раз по сравнению с жест-
кими крестовинами) срок службы.
По аналогии с переводами марки '/и выпущены и широко
внедряются крестовины с НПК для переводов марки '/ы- Выпущен
также вариант крестовины с НПК марки ’/и лля укладки на ли-
ниях с высокой грузонапряженностью при скоростях движения
до 140 км/ч. Это так называемые крестовины с поворотным сер-
дечником (рис. 19). Основное их отличие от крестовин с гибким
сердечником состоит в устройстве крепления ветвей сердечника
в корне, которое выполнено по типу вклады шно-накладочного
корневого крепления современных остряков. За счет такого креп-
ления удалось сократить длину крестовины до 5500 мм, т. е. сде-
лать ее такой же, как у сборной крестовины с литым сердечником.
Для перевода сердечника применяется электропривод СП-3 или
СП-6.
Принятая в первых вариантах крестовин с НПК литая усовая
часть недостаточно технологична при изготовлении и является
одним из слабых мест в эксплуатации. В связи с этим сейчас
разработан и внедряется усовик, изготавливаемый из специаль-
ного рельсового проката (рис. 20). Внедрение такого усовика упро-
щает технологию изготовления крестовин, и они более надежны
в эксплуатации.
Соединительные пути перевода состоят из четырех рельсовых
нитей - двух отрезков путей, расположенных между стрелкой и
крестовиной с контррельсами. Один из отрезков прямолинейный,
другой криволинейный. Последний образует так называемую
Рис. 19. Крестовина с поворотным сердечником
24
Рис. 20. Поперечное сечение гибкой крестовины с рельсовым усовиком из
спецпроката;
— рельсовый усовик из спенпроката; 2- подушка под сердечником; 3— сердечник
Из остряковых рельсов; 4 — лафет
переводную кривую, радиус которой, как правило, равен радиусу
остряка во второй его части (например у переводов марки ’/и)
или меньше его (как у перевода марки ‘/9).
Расстояние от конца переводной кривой до математического
Центра крестовины называется прямой вставкой. Эта вставка
необходима, чтобы обеспечить прямолинейность передней части
усовика и. как следствие, симметричность крестовины. Кроме
этого, прямая вставка обеспечивает прямолинейное направление
гребней колес при входе в желоб крестовины. Размер прямой
вставки в зависимости от марки перевода находится в пределах
°т 1,1 до 3,7 м.
Для правильной укладки и контроля положения переводной
кривой через каждые 2 м, начиная от корня остряка, измеряются
ординаты — расстояния от рабочей грани наружного прямого
рельса до рабочей грани наружного рельса переводной кривой.
Все рельсовые нити соединительных путей укладываются на
плоские дв\хребордчатые подкладки и крепятся к брусьям пятью
костылями.
В пределах соединительных путей на стрелочных переводах,
включенных в электроцентрализацию, располагаются изолиру-
ющие, стыки, которые устраиваются с использованием типовых
объемлющих накладок, устанавливаемых на плоские одноребор-
чатые подкладки. Выравнивание по высоте других рельсов, опи-
рающихся на те же брусья, где расположены изолирующие стыки,
осуществляется применением подкладок с приваренными к ним
снизу уравнительными прокладками.
Подрельсовое основание стрелочных переводов состоит из
стрелочных брусьев или плит. Деревянные брусья изго-
тавливаются из древесины хвойных пород, бука и березы. Они
выпускаются двух видов: обрезные (пропил со всех сторон) и не-
25
рбрезные (пропил только по нижней и верхней плоскостям)
(рис. 21, а). Каждый из видов брусьев делится на три типа (I,
II, III) в зависимости от размеров поперечного сечения. Брусья
также подразделяются на уширенные, широкие и нормальные.
У уширенных размер верхней постели 220 мм, у широких — 200,
а у нормальных — 175. Высота брусьев I типа — 180 мм, а II и
III— 160. Ширина нижней постели соответственно для I, II и III
типа составляет 260, 250 и 230 мм. Брусья I типа предназначены
для укладки в переводы, расположенные на главных путях.
Брусья II типа должны укладываться в переводы на станционных
путях, а также на главных при невысокой грузонапряженности.
Брусья III типа предназначены для укладки в переводы подъезд-
ных путей промышленных предприятий. Длина брусьев по длине
перевода изменяется от 3 до 5,5 м с шагом изменения длины 0,25 м.
Брусья длиной’3,0; 3,25; 3,5; -4,25; 4,5; 4,75 м выпускаются как
уширенные, так и широкие. Остальные изготавливаются широки-
ми (I, II тип) либо нормальными (III тип). Уширенные брусья
применяются в зоне стрелки-и крестовины, где наиболее трудные
условия работы под нагрузкой.
Брусья для укладки под стрелочные переводы поставляются
комплектно. Каждый комплект состоит из определенного коли-
чества брусьев различных размеров по длине и ширине верхней
постели в соответствии с эпюрой стрелочного перевода. По тол-
щине все брусья одного комплекта должны быть одинаковыми.
Под обыкновенным переводом брусья в пределах стрелки и час-
тично под соединительными путями располагают перпендикуляр-
но оси прямого пути. В пределах крестовинного узла, а также под
закрестовинными рельсами все брусья укладываются перпендику-
лярно биссектрисе крестовинного угла. Этим обеспечивается сим-
метричность всех деталей этой зоны и возможность их примене
ния в правых и левых переводах. Так же перпендикулярно ош.
крестовины укладываются брусья на всем протяжении симмет-
ричных и перекрестных стрелочных переводов и глухих пересече-
ний. Постепенный разворот брусьев, от стрелки к крестовине в
Рис. 21. Поперечные профили брусьев
26
обыкновенных переводах делается в зоне соединительной части,
начиная от центра перевода на протяжении 8 — 10 пролетов,
ррусья в разных местах перевода должны быть такой длины, чтобы
вылет их от рабочей грани крайнего рельса был в пределах
575—675 мм. В противном случае в местах перехода от группы
брусьев одной длины к группе брусьев другой длины будет сущест-
венно меняться осадка стрелочного перевода, что ведет к увели-
чению его расстройств.
При укладке переводов в съезды появляется определенная
специфика в раскладке брусьев в зависимости от типа съезда и
величины междупутья. В обыкновенном съезде, как правило,
изменения в раскладке касаются лишь последних длинных
брусьев. В перекрестном съезде изменения в раскладке брусьев
более существенны. Прежде всего брусья под переводом, включая
соединительную часть и зону крестовины, укладываются перпен-
дикулярно осям путей прямых направлений. Кроме этого, на части
перевода приходится применять брусья неэпюрной длины (начиная
с брусьев длиной 4,0 м и более). Поскольку от хорошей раскладки
в существенной мере зависит стабильное состояние подрельсового
основания и всего пересечения в целом, съезды надо укладывать
строго в соответствии с проектными эпюрами.
Железобетонные брусья изготавливаются цельно-
брусковыми с одинаковым трапецеидальным сечением по всей
длине (рие. 21, б). В подрельсовой зоне брусьев делаются углуб-
ления для размещения подкладок и прокладок под ними. Посколь-
ку расстояния между всеми рельсовыми нитями по длине перевода
различны, то и подрельсовые площадки приходится располагать
в разных местах по длине брусьев, что приводит к тому, что в
комплекте практически отсутствуют одинаковые взаимозаменяе-
мые брусья (кроме зоны стрелки). Длина брусьев изменяется от
2,75 до 5,25 м с шагом в 25 см. Брусья армированы высокопрочной
предварительно напряженной проволокой диаметром 5 мм. Масса
каждого бруса — от 401 до 800 кг. Промежуточное скрепление
при этом типе основания применяется раздельное, по типу КБ,
при специальных стрелочных подкладках. Лишь в зоне соедини-
тельной части под передним вылетом рамного рельса и под
закрестовинными рельсами укладывается стандартное скрепление
КБ, используемое при железобетонных шпалах. Эпюра располо-
жения брусьев под переводами марки '/и типа Р65 и Р50 без
подуклонки практически аналогична эпюре переводов с деревян-
ными брусьями.
Разрабатывая железобетонные плиты как подстре-
лочное основание, планировалось увеличить стабильность перево-
да и обеспечить укрытие балласта от засорения. Как следствие
этого, ожидалось продление срока службы перевода в целом и
Уменьшение затрат рабочей силы на его текущее содержание.
0-7
В разных вариантах было запроектировано от 3 до 7 различны
типоразмеров плит при общем количестве 27 щтук под переводов
марки ’/11- Ширина плит была 1610 и 1625 мм, толщина 160 и
180 мм. Длина плит изменялась от 2,8 до 5,2 м, а масса — от
1,8 до 3,25 т. В процессе опытной эксплуатации был выявлен
ряд дефектов такой конструкции основания. Прежде всего недо-
статочно работоспособными оказались скрепления, имели место
трещины в плитах. Определенные сложности возникли с выправ-
кой и подбивкой плит, а также с их укладкой.
3.	Конструктивные особенности комбинаций
укладки переводов и пересечений
и требования к ним
Взаимное расположение стрелочных переводов и пересечении
на станциях должно проектироваться так, чтобы обеспечивать
плавность и безопасность движения по ним, а также по возмож-
ности сокращать пробеги подвижного состава при маневровой
работе. Для обеспечения правильной взаимной увязки переводов
обычно регламентируют расстояния между передними стыками
рамных рельсов (при встречной укладке переводов) между тор-
цом крестовины и передним стыком рамного рельса последую-
щего перевода (при попутной укладке), а также между переводами
и примыкающими к ним кривыми. Эти расстояния зависят от
назначения путей допускаемых скоростей движения по укла-
дываемым смежным переводам.
При встречной укладке переводов (рис. 22, а, б) предусматри-
вается устройство прямой вставки d между стыками рам-
ных рельсов. На главных и приемо-отправочных путях ее величина
Рис. 22. Схемы смежной укладки од
ночных обыкновенных переводов
28
должна быть не менее 12,5 м; в стесненных условиях она может
быть уменьшена до 6,25 м, а на прочих путях ее можно вообще
не устраивать.
При попутной укладке переводов с ответвлением путей в разные
стороны (рис. 22, в) прямая вставка располагается между хвос-
товым стыком крестовины и передним вылетом рамного рельса
последующего перевода. В отличие от схем а и б (см. рис. 22)
прямая вставка на приемо-отправочных путях в этом случае может
быть уменьшена до 6,25 м или даже до 4.5 м в стесненных условиях.
На прочих путях ее длина должна быть не менее 4,5 м. При ско-
ростях движения свыше 120 км/ч указанные вставки между
переводами должны быть в два раза больше.
При ответвлениях путей в разные (рис. 22, г) или в одну сто-
рону (рис. 22, д) длина прямой вставки d между торцом кресто-
вины и передним вылетом рамного рельса или между торцами
крестовин зависит прежде всего от ширины междупутья между
разветвляемыми путями. Для станционных путей ширина между-
путья должна быть не менее 4,8 м. Расстояние между центрами
переводов L при известном междупутье Е определяется зави-
симостью
Z- = /?/sina,
где а угол крестовины.
Прямые вставки между переводами при этом будут определять-
ся по следующим формулам (в любом случае они должны прини-
маться не короче 12,5 м);
для схемы на рис. 22, г
d= E/sina — (b\ -t-Ьг);
для схемы на рис. 22, д
d = E/sina—-(К +«2),
где bi и Ь2—расстояния от центра соответствующего перевода до
хвостового стыка крестовины;
а2 — расстояние от стыков рамных рельсов второго по ходу
перевода до его центра.
В отдельных случаях между встречными или между попутными
переводами требуется уложить кривую. На главных путях такая
круговая кривая /СХ устраивается с возвышением наружного
эельса и устройством переходных кривых ПК с каждой стороны
(рис. 23,а, б, д, е). В этом случае на главных путях при скоростях
движения до 120 км/ч между торцом крестовины и началом пере-
ходной кривой ПК должна быть прямая вставка d, на протяжении
которой соединяемые пути уложены на общие переводные брусья.
Между стыками рамных рельсов и переходной кривой вставок
нет (см. рис. 23, а, б). При скоростях движения более 120 км/ч
-обеих сторон между переходными кривыми^ переводами должны
29
Рис. 23. Схемы укладки смежных переводов при устройстве между ними кривой
быть вставки не менее 25 м (см. рис. 23, д, е). На приемо-отпра-
вочных и прочих путях не устраивается возвышение наружною
рельса кривой и нет переходных кривых. В этом случае между
кр-уговой кривой и примыкающими переводами устраиваются
прямые вставки, достаточные лишь для отвода уширения рельсо-
вой колеи (рис. 23, в, г). Во всех случаях при укладке смежных
переводов разных типов прямая вставка устраивается длиной
не менее 12,5 м. Приведенные нормы определяют условия укладки
двух или нескольких смежных обыкновенных переводов, но они
же должны учитываться и при устройстве различных типов
стрелочных улиц или других комбинаций укладки соединений
путей.
Стрелочные переводы в горловинах сортировочных парков
укладываются с соблюдением специальных норм, связанных с осо
бенностями организации движения вагонов с горки. Приходится
учитывать необходимость наличия вагонных замедлителей, изоли-
рованных предстрелочных участков, участков для устройства
горочной автоматической централизации и других устройств.
При соединении двух параллельных путей с помощью одиноч-
ного перевода, как показано на рис. 24, а, за крестовиной по
направлению ответвляемого пути устраивается кривая, называе-
мая закрестовинной кривой. Положение этой кривой по отноше-
нию к переводу, ее очертание в плане и размеры зависит от марки
перевода, величины междупутья Е соединяемых путей и скоростей
движения по ним. Радиус закрестовинной кривой должен быть
не менее радиуса переводной кривой. Для переводов марок '/9 и
’/и он принимается обычно кратным 50 м в пределах от 200 до
400 м. Ширина колеи закрестовинных кривых устанавливается в
соответствии с обычными нормами для кривых соответствующего
Ж
радиуса- На путях, предназначенных для организованного дви-
жения пассажирских и грузовых поездов со скоростями выше
25 км/ч, закрестовинные кривые устраивают с возвышением
наружного рельса, величина которого должна быть не менее 50%
рт потребного. При возможности устройства отвода возвышения
крутизной не более 3 мм на 1 м делают полное возвышение. Для
отвода возвышения наружного рельса и уширения колеи за тор-
цом крестовины до начала кривой должна предусматриваться
прямая вставка f.
Соединение двух путей по схеме на рис. 24, а при больших меж-
дупутьях занимает много места, поэтому при междупутьях бо-
лее 7 м устраивают сокращенное соединение, которое
включает в себя дополнительную закрестовинную кривую обрат-
ного направления (рис. 24, б). Если по соединению будут прохо-
дить организованные поезда, между обратными закрестовинными
кривыми должна быть прямая вставка d длиной не менее 15 м.
Радиусы обратных кривых обычно одинаковы.
Одной из наиболее простых и широко распространенных
комбинаций укладки двух переводов является одиночный
нормальный съезд (рис. 25, а). Реже устраиваются
перекрестные съезды (рис. 25, б). В состав нормального
съезда входят два обыкновенных перевода и прямая вставка
между ними, которая должна быть не короче 4,5 м. При большом
междупутье для сокращения длины съезда устраиваются иногда
так называемые сокращенные съезды (рис. 25, в). В пе-
рекрестном съезде применяются четыре обыкновенных стрелочных
перевода и одно глухое пересечение. Если переводы перекрест-
ного съезда будут иметь марку 1 /Л/, то глухое пересечение будет
иметь марку 2/N, т. е. марку двойного угла острой крестовины.
Съезды должны укладываться из переводов с одинаковыми
марками и одного типа. Однако имеются случаи, когда укладыва-
Рис. 24. Соединение двух путей:
а ~~ иод углом крестовины; (5 ~ сокращенное; (3 - угол наклон.! соединения
31
ются два перевода с различными марками, тогда между ними
вместо прямой вставки будет криволинейная соединительная
часть. Оба перевода во избежание появления перекосов на сое-
динительном участке пути должны находиться в одном уровне.
Наиболее распространенной комбинацией укладки переводов
и глухих пересечений являются стрелочные улицы. Стрелочной
улицей называется путь, на котором расположен ряд различных
стрелочных переводов, а иногда и глухих пересечений на вполне
определенных расчетных расстояниях.
По очертанию оси улицы подразделяются на прямолинейные,
ломаные и смешанные. Многообразие стрелочных улиц в зависи-
мости от конфигурации возможного положения переводов, их
видов и типов очень велико. Планировка стрелочных улиц опре-
деляет удобство работы станции, затраты времени на проведе-
ние маневров, условия безопасности. От длины стрелочных у лип
зависят необходимая длина станционной площадки и строитель-
ные затраты.
В зависимости от взаимного расположения переводов и угла
наклона улицы к основному пути применяется несколько схем,
стрелочных улиц. Прежде всего, это простейшие стрелочные
улицы, расположенные под углом крестовины к
главному пути или на самом главном пути. В любом случае так ы
стрелочная улица прямолинейна с односторонним отклонени '
переводов от ее оси. Возможны варианты и с двусторонне
отклонением. Особенностью таких улиц является попутная укл :
ка всех переводов. Размеры прямых вставок и расстояь с)
между переводами зависят от принятых расстояний между ,ося г
путей парка. При стрелочной улице под углом к основному ш
(рис. 26, а) все парковые пути в зоне примыкания к перевод Д
прямолинейны. Лишь за последним переводом имеется закрес '
винная кривая. В стрелочной улице, расположенной на основь
пути (рис. 26, б), за каждым стрелочным переводом после не 
торой прямой вставки /, расположена закрестовинная криви*
32
При следовании поездов по такой улице движение происходит
по S-образным кривым.
Достоинством простейших улиц является хорошая видимость
при маневрах, удобство обслуживания; недостатком — значитель-
ная длина при большом количестве переводов. Поэтому они
применяются в небольших парках (4 — 5 путей) с использованием
более коротких переводов марки 1 /э-
Другой распространенной схемой является сокращенная
стрелочная улица, относящаяся к числу смешанных
улиц: ее ось имеет прямолинейные и криволинейные отрезки.
Стрелочные улицы этого типа имеют больший угол наклона р к
основному пути, чем угол крестовины. Это осуществляется за счет
устройства дополнительной кривой после первого перевода
(рис. 27, а). Такая кривая может быть сделана только при шири-
не первого междупутья более 7,0 м, поэтому иногда выгодно пе-
ревод для второго пути переложить на основной путь (рис. 27, б).
При такой схеме улицы за каждым из переводов располагаются
кривые участки — это недостаток данной схемы, так как при ма-
неврах происходит движение по обратным кривым. Как правило,
такие сокращенные улицы применяются на путях различных
складов, баз, грузовых дворов, где имеются широкие междупутья.
Аналогично этим улицам устраиваются улицы под двой-
ным углом крестовины, в которых эффект сокращения
длины достигается за счет двух попутно уложенных переводов
одной сторонности (рис. 28). Основной путь второго перевода
в этом случае служит продолжением бокового направления
первого перевода, все последующие попутные переводы лежат
на боковом направлении второго перевода. В этой схеме, как и в
предыдущей, за каждым переводом на ответвленном пути имеются
Г'ис. 26. Простейшие стрелочные-улицы
2 Зак. 2263
33
Рис. 28. Стрелочная улица под двойным углом крестовины
Рис. 29. Ломаная улица веерного тип;
31
кривые участки. Применяется она в горловинах небольших сор-
тировочных парков и в горловинах приемо-отправочных путей.
Если каждый последующий попутный перевод укладывать на
ответвлении предыдущего, то получится ломаная стрелоч-
ная улица (рис. 29). Характерной особенностью такой улицы
является наличие сравнительно длинных концентрических или не-
концентрических кривых за переводами по их основному направ-
лению. При неконцентрическом расположении радиус всех
кривых одинаков; при концентрическом — кривые участки начи-
наются в одном створе. Специфическая конструкция ломаных
улиц получается в головах сортировочных парков. Особенность
заключается в том, что их оси ломаются на половинный угол
крестовины в связи с укладкой симметричных стрелочных пере-
водов.
Менее распространенными являются промежуточные
стрелочные улицы, пересекающие парки посередине
под углом крестовины марки ’/9 (рис. 30). Их можно встретить
в основном на крупных узлах и на тупиковых станциях. Основной
принцип их конструирования аналогичен конечным стрелочным
улицам: ,можно считать, что промежуточные улицы это набор
подряд лежащих обыкновенных или сокращенных съездов. С тем
чтобы ось такой улицы была прямолинейной, вместо двух
встречно уложенных обыкновенных переводов применяют один
перекрестный перевод.
4.	Стрелочные переводы в кривых
Основной причиной появления переводов в кривых являются
трудности, связанные с рельефом местности, стесненностью
Расположения станций в пределах населенных пунктов, необхо-
2*	'	35
димостью экономии строительных затрат, учетом норм распол<
жения станционных площадок по времени хода поездов меж.,
ними. Укладка перевода в кривой приводит к осложнению пла|
линии на небольшом по протяжению участке, так как в это
случае появляются дополнительные кривые уменьшенного р;
диусэ. Ранее, когда общий уровень скоростей движения был нев!
сок, укладка переводов в кривых существенно не сказывалась нм
скоростях движения, однако при постепенном повышении скоро-
стей эти переводы, как имеющие меньшие допускаемые скорости,
стали сдерживающим фактором в росте пропускной способности
отдельных станций. Поэтому Правилами технической эксплуата-
ции железных дорог Союза ССР ограничивается укладка стрх-
лочиых переводов на кривых участках пути, если это вызывает
снижение установленных скоростей движения поездов. Тем не
менее, в настоящее время на некоторых дорогах в кривых нахо-
дится до 5—7% переводов.
Существуют два принципиально различных метода укладки
переводов на кривых участках пути. При одном из них в пределах
кривой выделяется спрямленный участок для всего перевода в
целом. При другом методе на кривой выделяются два коротких
прямых участка, на которых располагаются стрелка и крестовин,
а оба соединительных пути между стрелкой и крестовиной изг,
баются по кривым различных радиусов. В первом случае укладе
ваются обыкновенные стрелочные переводы, во втором — спет
альные несимметричные. Ответвление бокового пути при обоих
методах может быть как вовнутрь кривой, так и наружу. В каждом
методе есть несколько способов спрямления кривой. В частности
линии, на которых выделяются прямые участки по отношению
к кривой, можно провести как хорды, секущие или касательные.
Наиболее употребительным способом спрямления кривой в первом
методе является спрямление по хорде (рис. 31, а). В пределах
хорды выделяют прямой участок, который по концам соединяется
с основной кривой сопрягающими кривыми. На главных путях
длина прямого участка должна обеспечивать расположение
одиночного обыкновенного перевода с учетом устройства пере-
Рис. 31. Схемы укладки обыкновенного перевода в кривой при спрямлении
хорде
36
ходных кривых между ним и сопрягающими кривыми (рис. 31, б).
При скоростях движения выше 120 км/ч между переводом и пере-
ходной кривой должна быть прямая вставка длиной 25 м, а при
меньших скоростях прямая вставка располагается только за хвос-
товым стыком крестовины. Длина ее при этом равна длине участ-
ка на котором уложены закрестовинные переводные брусья.
Отвод возвышения наружного рельса кривой на этом отрезке
производить нельзя. Только в пределах переходных кривых про-
изводят отвод уширения колеи и возвышения наружного рельса.
Когда основной путь перевода не главный, переходные кривые
и возвышения рельсов не устраиваются. В этом случае между
сопрягающими кривыми и переводом должны быть прямые встав-
ки длиной, обеспечивающей лишь отвод ширины колеи: от 3 до
15 м в зависимости от радиуса сопрягающей кривой.
Радиусы сопрягающих кривых /?с желательно иметь наиболь-
шими, чтобы существенно не снижать скорости движения по ос
новному направлению. Однако при больших радиусах увеличи
вается длина переустраиваемого участка, а следовательно,
сдвижки оси пути будут довольно большими. Для уменьшени:
этих величин стремятся сопрягающий радиус принять поменьше
Нижний предел этого радиуса должен быть таким, чтобы его
можно было сопрягать с радиусом главного пути /?, без устройства
переходной кривой.
Как известно, без устройства переходных кривых сопрягают
прямые участки с кривыми, если радиус кривой более 3000 м.
В этом случае разница в кривизне сопрягаемых элементов менее
1/3000. Приняв эту величину за норму, обеспечивающую плав-
ность движения при сопряжении двух кривых без устройства
переходных, имеем
j___.1 <
R R 3000 '
С	'
ГДе ---кривизна сопрягаемой кривой;
1 "
=--кривизна главного пути.
К г
Преобразовав эту формулу, получим для определения минималь-
ного значения радиуса сопрягающей кривой следующее выра-
жение:
3000
"" 3000— А’г
Вычисленное по этой формуле минимальное значение радиуса
сопрягающей кривой рекомендуется применять на главных и при-
емо-отправочных путях. В стесненных условиях значения этих
Радиусов можно принимать несколько меньшими (табл. 1).
37
Таблица 1. Радиусы круговых кривых, сопрягающихся
без переходных кривых
РаДиус кривой главного пути, м	400	500	600	700	800	900
Радиус сопрягающей кривой на главных путях, м	350	430	500	570	630	690
Радиус сопрягающей кривой в стеснен- ных условиях, м	200— 300	300	400	450	500	550
Продолжение табл. 1
Радиус кривой главного пути, м Радиус сопрягающей кривой'на главных	1000 750	1100 800	1200 850	1300 900	1500 1000	1800 1125	2000 1200
путях, м							
Радиус сопрягающей кривой в стеснен- ных условиях, м	600	650	700	750	900	900	900
Аналогичным образом выделяются прямые участки и устраи-
ваются сопрягающие кривые при спрямлении кривой другими
способами: по секущей или по касательной. Разница лишь в том,
что при этих способах сдвижка оси исходной кривой происходит
наружу (либо частично, либо на .всей длине спрямляемой части
кривой). В зависимости от потребной длины прямого участка и
радиусов главной и сопрягающих кривых сдвижка оси пути
составляет от 0,3 до 4,5 м; при этом длина рихтуемого участка
получается от 100 до 300 м.
На переустраиваемых станциях при ограниченных возмож-
ностях сдвижки разрешается укладка переводов на кривой по
второму методу, путем выделения коротких прямых вставок от-
дельно под укладку стрелки и крестовины, между которыми про-
ходит основной путь с новым радиусом Ro- Этот метод осуществ-
ляется по двум принципиальным схемам: укладка со спрямлением
по двум секущим со сдвижкой оси пути либо внутрь, либо наружу
колеи (рис. 32, а) и укладка со спрямлением по двум касательным
(рис. 32, б). При спрямлении по двум касательным возможна
укладка как без устройства сопрягающих кривых, так и с ними,
но расчеты и опыт показали, что, с точки зрения обеспечения
достаточной плавности движения экипажей и минимальности
изменения плана линии, наиболее простым способом является
укладка по двум касательным без сопрягающих кривых. Длина
рихтуемого участка при этом способе может быть около 35—50 м
со сдвижкой оси пути наружу до 10 см. Однако укладка этим
способом целесообразна при радиусах главного пути более 1500 м,
а при меньших радиусах или необходимости получения сдвижки
пути внутрь кривой более целесообразным является способ
укладки по двум секущим с радиусом основной кривой /?0, не
равным радиусу главного пути /?г. При этом методе наибольшие
сдвижки оси основного пути составляют от 0,5 м внутрь кривой
38
до 0,15 м наружу кривой в зависимости от радиуса кривой и
выбранного радиуса бокового пути перевода. Укладка переводов
этим способом может осуществляться на кривых с радиусами от
400 до 2000 м при длине рихтуемого участка от 50 до 100 м.
При способе спрямления по двум секущим обязательно устраи-
ваются сопрягающие кривые. Для получения наименьших длин
изменяемых участков кривых прямые вставки под стрелку и
крестовину желательно принимать одинаковой величины, а радиу-
сы сопрягающих кривых минимальными — вплоть до 200—300 м.
С другой стороны, это неизбежно приведет к существенному
Рис. 32. Схемы укладки перевода
прямым под стрелку и крестовину
в кривой при спрямлении по двум
39
снижению допускаемых скоростей и необходимости устройств;
переходных кривых в местах резкого изменения радиусов. Следе
вательно, целесообразно радиусы сопрягающих кривых брат?
такими, чтобы можно было сопрягать их с главным радиусом кри
вой без переходных кривых (см. табл. 1, строка 2). Отсюда напра
шивается вывод, что в практике устройства переводов на кривых
не должно быть их укладки по интуиции, без выбора оптималь-
ных соотношений всех радиусов и сдвижек, без применения перево
дов со специальными характеристиками.
Несимметричные стрелочные переводы,
укладываемые на кривых участках пути, в конструктивном отно-
шении почти одинаковы с обыкновенными стрелочными перево-
дами. Различие состоит лишь в очертании и длинах рельсовых
рубок соединительной части. У обыкновенного перевода ось ос-
новного пути прямолинейна, а ось бокового пути направлена к
этой оси под углом крестовины. У несимметричных переводов
фактические оси обоих путей криволинейны (на схемах они услов-
но показываются прямыми), а углы поворота относительно
исходного прямого направления различны. Поэтому они пересе-
каются с осью прямого направления в различных точках, образуя
как бы два центра перевода (см. рис. 2).
Для несимметричных односторонних переводов колеи 1520 мм
типов Р50 и Р65 марки '/и разработаны и рекомендуются к
применению 4 эпюры. В качестве основной исходной характе-
ристики у них приняты радиусы бокового направления: для пере
водов Р50 и Р65 они составляют 180, 200, 225 и 250 м. Для несим-
метричных разносторонних переводов тина Р65 марки 1 /9 имеются
3 эпюры с радиусами бокового пути 220, 240 и 280 м. Искривление
прямого направления и соответственно изменение радиуса от-
ветвленного пути начинается за хвостовым стыком рамного рельса
(рис. 33). Это сделано специально, чтобы сохранить без измене-
ния все детали стрелки, в том числе и подкладки за корцем остряка
Для симметричности спрямления кривой прямой участок выделя-
ется и под крестовину. Во всех эпюрах по обоим путям имеются
прямые вставки перед крестовиной, обеспечивающие прямоли-
нейность рабочей грани усовиков и сердечника.
У криволинейных переводов иные, чем у обыкновенных, теоре-
тическая длина и осевые размеры. Отсюда и различие в длинах
рельсовых рубок соединительных путей. Размеры всех рельсовых
рубок в несимметричных переводах и некоторые другие характе-
ристики, знание которых необходимо при укладке переводов в
кривых, приведены в табл. 2 и 3. Смысл буквенных обозначений,
приведенных в таблицах, понятен из рис. 33. Ордината И показы-
вает кратчайшее расстояние от прямолинейного направления ра-
бочего канта рамного рельса до центра крестовины. Ордината
у0Сн показывает отклонение рабочего канта рамного рельса основ-
ного пути от прямолинейного направления в сечении, где конча-
ется криволинейный участок с радиусом Ro. В этих же таблицах
40
Рис. 33. Схемы несимметричных стрелочных переводов:
а -- при одностороннем направлении обоих путей; б — при разностороннем направлении
путей
Для сравнения приведены значения аналогичных размеров у обык-
новенных переводов.
У односторонних несимметричных переводов с увеличением
кривизны основного пути одновременно увеличивается кривизна
бокового пути. Характерно, что уменьшение радиусов по обоим
путям приводит к необходимости увеличения теоретической длины
перевода (расстояния от начала остряка до математического
Центра крестовины) и увеличения длины всех рельсовых рубок
соединительных путей. При разностороннем направлении путей,
наоборот, с увеличением кривизны основного пути кривизна
бокового пути уменьшается. Уменьшаются также теоретическая
Длина перевода и длина соединительных рельсов.
Из этого следует, что для укладки в кривых участках можно
использовать обыкновенные стрелочные переводы марок /э и
41
'/и при условии замены четырех рельсовых рубок соединительной
части на удлиненные или укороченные.
Переводы марки 1 /9 не применяются в качестве односторонних
несимметричных переводов из-за необходимости существенного
сокращения радиуса бокового пути (до 160 м и менее).
Таблица 2. Размеры несимметричных односторонних
стрелочных переводов марки '/и
для укладки в кривых
Размеры (рис. 33, а)	Переводы типа Р65				
	г = 180	г = 200	г = 225	г =250	г = 300*
	Йо = 387	Йо = 507	Йо = 738	Йо =1159	йо= °°
L,	28 361	28 313	28 261	28 222	28 048
Ь	15 007	15 336	15710	16051	16 754
Ц	8 722	8 660	8 596	8 546	8 555
1г	12 500	12 500	12 500	12 500	12 500
1з	10 936	10 880	10 820	10 775	10 593
1,	6 246	6 246	6 246	6 246	6 246
Is	10 855	10 806	10 753	10713	10 539
Is	6 246	6 246	6 246	6 246	6 246
h	8 555	8 51 1	8 465	8 430	8 265
Is	12 500	12 500	12 500	12 500	12 500
t/бок	2 950	2 950	2 950	2 950	3 285
rfocij	3 953	3 965	3 953	3958	0
У оси	203	153	104	66	0
н	1 850	1 770	1 691	1 628	1 520
Продолжение табл. 2
Размеры (рис. 33, а)	Переводы типа P50 •				
	г = 180	г =200	г =225	г =250	г = 300*
	Йо =369	йо = 487	йо = 670	Йо = 998	йо= ОО
L,	27 434	27 380	27 328	27 283	26 902
Ь	14 906	15 222	15 888	15920	16 754
Ц	9 1 12	9 043 '	8 976	8919	8 517
Is	12 500	12 500	12 500	12 500	12 500
h	12 100	12 037	11 976	11 924	11 532
	6 246	6 246	6 246	6 246	6 246
k	12014	11 958	11 905	11 859	11 478
Is	6 246	6 246	6 246	6 246	6 246
h	8 936	8 885	8 838	8 797	8 428
h	12 500	12 500	12 500	12 500	12 500 .
	2 650	2 650	2 650	2 650	3 537
	2 651	3 651	3 663	3 651	0
	256	196	138	92	0
H	1911	1 820	1 732	1 661	1 520
* Данные для обыкновенного стрелочного перевода.
42
Таблица 3. Размеры несимметричных разносторонних
стрелочных переводов марки 1/9
для укладки в кривых
Размеры, м (рис. 33, б)	Переводы тина P65			
	r = 200*	r = 22O	r=240	r = 280
	й„ = ОС	й„=1000	Йо = 700	й„=500
'	L,	26 180	25 831	25 805	25 823
Ь	13 722	14 350	14651	15 127
h	6 027	5 660	5 623	5 636
Is	12 500	12 500	12 500	12 500
h	9 183	8 824	8 795	8 810
It	6 246	6 246	6 246	6 246
Is	9 121	8 772	8 748	8 766
Is	6 246	6 246	6 246	6 246
h	5912	5 573	5 552	5 575
Is	12 500	12 500	12 500	12 500
dfooK	1 757	2 651	2 724	2 689
docil	0	2 606	2 683	2 659
Уогн	0	65	92	130
H	0	95	135	190
Продолжение табл. 3
Размеры, м (рис. 33. б)	Переводы тина Р50			
	г=200*	г = 225	г = 245	г = 280
	Ro = со	йп= 1600	Йо = 1000	Йо = 600
	24 854	24 806	24 800	24 688
Ь	13 722	14 132	14 407	14 910
h	6 049	5 989	5 976	5 852
Is	12 500	12 500	12 500	12 500
h	6 246	6 246	6 246	6 246
Is	10 058	10 003	9 992	9 875
Is	6 246	6 246	6 246	6 246
Is	9 995	9 948	9 942	9 832
h	5 935	5 894	5 892	5 787
и	12 500	12 500	12 500	12 500
t/бок	2018	2 146	2 168	2 441
t/ocH	0	2 098	2 124	2 404
У<1СН	0	54	86	134
H	0	71	113	185
* Данные для обыкновенного стрелочного перевода					
При ответвлении бокового пути наружу кривой (разносторон-
ний перевод) наряду с применением переводов марки /в теоре-
тически возможно применение переводов марки ’/ц, но в таком
случае, чтобы получить приемлемые величины прямых встаД°к
перед крестовиной, радиус бокового пути должен быть суш
пенно больше 300 м, а радиус основного пути тогда значитель
уменьшается. Соответственно получаются неприемлемые скорости
движения по каждому из направлений. Исходя из этого переводы
марки '/и в качестве разносторонних несимметричных не реко-
мендуются. Не укладываются в кривых и переводы пологих марок,
так как при этом теряется их смысл как переводов для скоростного
движения по боковому направлению. К тому же главную кривую
потребуется переустраивать на большом протяжении.
Инструкцией по текущему содержанию железнодорожного
пути рекомендуется на односторонних несимметричных стрелочных
переводах, расположенных в кривых на главных путях, устраивать
возвышение наружной рельсовой нити. Величина этого возвыше-
ния должна соответствовать возвышению, потребному для кривой
на подходах к переводу, но делается не более 75 мм. При устрой-
стве возвышения наружной рельсовой нити по основному на-
правлению одновременно получается возвышение наружной нити
и по боковому направлению, поэтому, выбирая величину возвы-
шения для основного пути, следует иметь в виду, что возвыше-
ние на боковом пути будет ему численно равно. Так как скорость
движения по боковому пути гораздо ниже, то может оказаться,
что возвышение, принятое как- нормальное для основного пути,
будет избыточным для бокового, что приведет к перегрузке
внутреннего рельса.
При ответвлении бокового пути наружу кривой (разносто-
ронний перевод) возвышение наружного рельса основного пути
допускается лишь в отдельных случаях. Это связано с тем, что
устройство такого возвышения приводит к понижению наружной
нити бокового направления на ту же величину и вынуждает
резко снижать скорость по ответвлению.
Таким образом, устройство возвышения в пределах стрелоч-
ного перевода, уложенного на кривом участке пути, достаточно
сложно. Однако при правильном устройстве возвышения все же
имеются некоторые резервы повышения скоростей и улучшения
условий работы перевода под поездами.
2. ДВИЖЕНИЕ ЭКИПАЖА ПО СТРЕЛОЧНЫМ
ПЕРЕВОДАМ И ГЛУХИМ ПЕРЕСЕЧЕНИЯМ
5. Возмущающие факторы при движении экипажа,
по прямому направлению одиночного перевода
Большую роль в формировании сил взаимодействия подвиж-
ного состава и элементов верхнего строения пути играют ходовые
части подвижного состава. Ходовые части сосредоточены в те-
лежках, на которые шарнирно опирается кузов. Тележки вклю-
44
чают в себя 2—3 колесные пары, боковины, рессорное подвеши-
вание и некоторые другие обустройства. Для обеспечения безо-
пасности движения колесные пары в тележке закрепляются так,
чтобы они всегда были параллельны между собой и сохраняли
эту параллельность при движении.
Наиболее важным элементом ходовых частей, определяющим
условия взаимодействия, являются колеса, призванные переда-
вать нагрузки на рельсы, а от них и на другие элементы пути.
Вертикальные нагрузки на рельсы передаются, в основном, по
поверхностям катания колес, а горизонтальные — через гребни
колес, если не считать сил трения, которые также действуют по
поверхностям катания.
Как известно, поперечный профиль нового вагонного колеса
имеет коническую форму (рис. 34). Коничность основной рабочей
части поверхности катания шириной 60 мм составляет 1 /го- У на-
ружной стороны колеса коничность увеличена до 1 /?. Такой пере-
ход облегчает перекатывание колеса с рамного рельса на остряк,
с усовика на сердечник и обратно. Свободному перекатыванию
колеса с одного элемента стрелочного перевода на другой спо-
собствует также фаска размером 6 мм, расположенная под углом
45° к горизонту. Гребень колеса, имеющий наклон 60° к гори-
зонтали, сопрягается с поверхностью катания выкружкой радиу-
сом 13,5 мм. Локомотивное колесо имеет в общем аналогичные
очертания, только ширина его больше на 10 мм, а угол наклона
гребня к горизонту составляет 70°.
Четкие очертания гребня имеет новое (обточенное) колесо.
В процессе эксплуатации неизбежен износ колес. Форма их при
этом искажается, условия взаимодействия с рельсами изменя-
ются.
На рис. 34 штриховой линией показано очертание профиля
среднесетевого изношенного колеса. Полученное по многочислен-
ным замерам оно отражает влияние условий эксплуатации при
движении колес по прямым
участкам пути и кривым раз-
личных радиусов, по различным
соединениям и пересечениям
рельсовых путей. Прямолиней-
ное равномерное движение эки-
пажа происходит наиболее
плавно, с наименьшими колеба-
ниями, если на пути или в самом
экипаже не появляются факто-
ры. вызывающие отклонения
его от прямолинейного равно-
мерного движения. Эти факто-
ры называют возмущающими.
45
Рис. 34. Очертания нового вагонного
колеса с наложением среднесетевого
изношенного профиля
На обычном пути к ним относят изменения плана и продольного
профиля линии, стыки рельсов, а также различного рода неровное,
ти рельсовых нитей, вызывающие относ, галопирование, боковую
качку и подпрыгивание экипажа. Сам экипаж тоже служит
источником возбуждения колебаний из-за коничности поверхнос-
тей катания колес и несовершенства ходовых частей (таких, как
неравномерный прокат бандажей, внецентренная насадка колес
на оси, а также из-за изменения режима движения).
Стрелочный перевод — специфическая конструкция, предна-
значенная для направления движения экипажа по тому или иному
пути. Движение от начала рамных рельсов по острякам в сторону
крестовины и далее называется движением противошерстным.
Движение в обратном направлении — пошерстным. Возмуща-
ющие факторы при движении экипажа по прямому пути обыкно-
венного стрелочного перевода в противошерстном направлении
(по одной рельсовой нити) возникают при переходе колеса с рам-
ного рельса на остряк и при проходе вредного пространства
крестовины, где рельсовая нить прерывается, а колесо перехо-
дит с усовика на сердечник крестовины. Возбуждению колебанг ''
способствуют также изменения ширины колеи на участке от н
чала ра.мных рельсов до конца крестовины (эти изменения всле
ствие коничности бандажей порождают непрерывну
неровность). Кроме того, ударно-динамические воздействия воз-
никают при набегании гребней колес на отводы контррельсов и
усовиков.
Движение по стрелке. Для того чтобы ограничить возбуждение
дополнительных колебаний экипажа при переходе колеса с криво-
линейного рамного рельса на прямой остряк, производят острожку
остряка, уменьшая его поперечное сечение в зоне перехода.
Однако получить таким путем идеальный переход нельзя из-за
потери прочности остроганного сечения. Сложности примыкания
остряка к рамному рельсу потребовали детально проанализи-
ровать форму возможного поперечного сечения остряка, и сейчас
применяемые на наших дорогах оётряковые рельсы специального
профиля (см. рис. 7) позволяют в основном сохранить необхо-
димую прочность в ослабленных острожкой сечениях и не строгать
рамные рельсы. Сохранению прочности остроганной части остря-
ка в некоторой степени способствует укрытие ее под головкой
рамного рельса. Характер примыкания остряка к рамному рельсу
в ходе эксплуатации изменяется. Эти изменения ограничиваются
ГТТЭ и инструкциями. Так, например, согласно ПТЭ, отставание
остряка от рамного рельса не должно превышать 4 мм, а пониже-
ние остряка против рамного рельса в сечении, где ширина егс
головки составляет 50 мм,— 2 мм.
Примыкание остряка к рамному рельсу как по прямому, так и
по боковому пути характерно образованием геометрической не
46
ровности в вертикальной плоскости для движущегося колеса.
Влияние неровности на движение экипажа зависит от ее парамет-
ров — длины, глубины, уклона, а также от формы и характера
износа поверхности катания колеса. Началом этой неровности
служит отвод уширения колеи, начинающийся обычно у начала
рамных рельсов. Для стрелочных переводов колеи 1524 мм на
расстоянии 1000 мм от начала остряков ширина колеи доводится
до 1530 мм, а у начала остряков — до 1536 мм. Для переводов
колеи 1520 мм у острия остряков ширина колеи увеличивается
на 4—8 мм и достигает 1524 —1528 мм, а к корню она восстанав-
ливается до 1520 мм.
Из вышеприведенных данных видно, что интенсивное измене-
ние ширины колеи начинается за 1000 мм до начала остряков у
переводов колеи 1524 мм типов Р65, Р50 и Р43 марок 1/9 и ’/и-
Это сечение условно примем за начало неровности. На протя-
жении от указанного сечения до острия остряков центр тяжести
колеса при статическом прокатывании опускается из-за смещения
точки контакта колеса с рельсом и, как следствие этого, умень-
шения радиуса круга катания из-за коничности колеса.
От сечения, где начинается остряк, и на некотором протяже-'
нии далее центр тяжести колеса продолжает опускаться, опираясь
на рамный рельс и не касаясь остряка (рис. 35, а). Ширина
головки остряка здесь еще недостаточна, чтобы полностью при-
нять нагрузку от колеса и поэтому находится ниже головки рамно-
го рельса. Кульминацией процесса перекатывания служит момент,
когда колесо опирается одновременно на рамный рельс меньшим
радиусом и на остряк большим радиусом (рис. 35, б). Этот момент
наступает в сечении, где головка остряка еще не поднята до
уровня головки рамного рельса, т. е. где ширина ее составляет
30—40 мм. В сечении остряка 50 мм головка его должна нахо-
диться в одном уровне с головкой рамного рельса (рис. 35, в), но
допускается ПТЭ понижение до 2 мм. При отсутствии такого
понижения описанная вертикальная геометрическая неровность
Рие. 35. Положения колеса при накатывании с рамного рельса на остряк
Рис. 36. Схема к определению глубины неровности при перекатывании
колеса с рамного рельса на остряк:
а — вид на рамный рельс и остряк сверху; б — внд сбоку
заканчивается в сечении, где ширина головки остряка составляет
50 мм, т. е. на расстоянии от начала остряка 2,7—3,2 м. ,
Таким образом, условную длину неровности для обыкновен-
ных переводов колеи 1524 мм можно оценить величиной порядка
3,7—4,2 м. Для колеи 1520 мм она несколько меньше из-за
меньшего уширения колеи в начале остряков. По той же причине
несколько меньше в этом случае и возможная глубина вертикаль-
ной неровности.
Глубину рассматриваемой неровности можно определить, ис-
пользуя в дополнение к рис. 35 расчетную схему на рис. 36. На
основе этой схемы можно составить уравнение, определяющее
ширину головки остроганной части остряка Ьо, где произойдет
переход колеса с рамного рельса на остряк:
, “ , (61 — 6о) + А/г=(6о-|-е) 0,05,
01—02
где Ь\ и 62— фиксированные значения ширины головки остряка с уста-
новленной разницей высоты ао
Д/г и е — допускаемые ПТЭ отклонения соответственно по высоте
остряка относительно рамного рельса и по неприлеганию
остряка к рамному рельсу1 * *;
0,05 — коничность колеса по поверхности катания.
Рассмотрим сечения bi = 50 мм и Ь2 = 20 мм, для которых
а = 2 мм. Подставим эти значения в уравнение и решим его
относительно Ьо:
1 ПТЭ допускают наибольшие значения этих отклонений соответст-
венно до 2 мм и до 4 мм (не включительно), но для простоты вычислений,
чтобы иметь дело с целыми числами, примем отклонения в 2 и 4 мм за
допускаемые.
48
gg _20 (50 —6о) + Д/г = (6о + <?) 0,05.
После преобразований получим
,	504-15А/г —0,75е по _ , „_Г.,	„ .„
Ьо = 1—f-==—:-----= 28,о + 8,55Д/г — 0,43е.
1,75
Для новых колес при отсутствии отступлений от норм положения
остряка, когда А/г = О и е = 0, имеем 6о=28,5 мм. При наибольшем
допустимом А/г = 2 мм 6о = 46 мм. Наибольшие допустимые А/г =
=2 мм и е = 4 мм приводят к 60=44 мм. Из того же рис. 36
можно легко определить глубину неровности
и=Ьо + е
у 20	'
При отсутствии отступлений в положении остряка
28,5	. .
У = ~2о~~ I’4 мм-
При Ай = 2 мм глубина увеличивается
46 0 „
// = 20 =2,3 мм.
Если имеет место и неприлегание остряка е=4 мм:
44-J-4
// = -2Q-=2,4 мм.
Таким образом, предельную глубину неровности при переходе
нового неизношенного колеса с криволинейного рамного рельса на
прямой остряк можно оценить величиной порядка 2,5 мм.
Проход колесом неровности в обратном направлении сопровож-
дается-проявлением тех же возмущающих факторов, что и при
Движении с рамного рельса на остряк. Однако дополнительные
вертикальные силы, вызванные этими факторами, могут отличать-
ся, так как процессы взаимодействия колеса и рельса формируют-
ся в зависимости не только от генеральных параметров неровно-
сти, но и от последовательности ее местных проявлений.
Условиям нормального взаимодействия пути и подвижного
состава, определяющим безопасное движение поездов, должен
Удовлетворять поперечный профиль не только пути, но и колес
подвижного состава. В частности, коничность 1/7 наружной
Насти колеса и фаска вызваны необходимостью обеспечить
безопасное движение колес подвижного состава при пошерстном
49
движении по стрелочному переводу, когда колесо переходит
остряка на рамный рельс. Отсутствие таких очертаний при износе
поверхностей катания колес может вызвать распор колеи с отжа-
тием рамного рельса и даже сход (провал) подвижного состава
с рельсов.
Движение по крестовине. Наиболее существенные ударно-
динамические воздействия экипажа на элементы обыкновенного
стрелочного перевода вызывает зона острой жесткой крестовины,
где основная опорная рельсовая нить прерывается: усовой рельс
отклоняется в сторону и колесо Переходит с него на сердечник.
Из-за коничности колес возникает необходимость расположе-
ния головок усовика и сердечника крестовины в разных уровнях:
усовик в зоне перехода несколько возвышается, а сердечник,
наоборот, опускается (см. рис. 15). В зависимости от положения
колесной пары в пределах рельсовой колеи коническое колесо
перемещается по усовику и по сердечнику различными радиксами
катания. Поэтому переход его с усовика на сердечник осуществ-
ляется как проход по вертикальной неровности пути. При этом
возникают силы инерции, действующие как на путь, так и на
подвижной состав. Все эти динамические воздействия сопровож-
даются, как правило, возникновением сил ударного характера.
Под действием ударно-динамических нагрузок в крестовине
появляется и развивается износ рабочих поверхностей усовика и
сердечника за счет их истирания, смятия, появления усталост-
ных трещин и выкрашивания металла. Интенсивность развития
этих явлений непосредственно зависит от уровня действующих
сил. Основным фактором, определяющим уровень ударно-дина-
мического взаимодействия подвижного состава и элементов
крестовины, является траектория движения центра тяжести
колеса в вертикальной плоскости, которая определяется-продоль-
ным профилем крестовины и очертаниями поверхности катания
колеса. Очертания поверхности катания колеса формируются в
процессе его износа при движении по самым различным элемен-
там пути и мало зависят от профиля крестовины. Поэтому можно
считать, что решающее регулируемое влияние на условия работы
крестовины оказывает ее продольный профиль.
Оценке работы крестовин под нагрузкой и проектированию
их продольного профиля посвящено много исследований. Чтобы
найти оптимальный профиль, который обеспечивал бы наилучшие
условия работы крестовин, необходимо предварительно устано-
вить критерии указанной оценки. В качестве такого рода крите-
риев были предложены поначалу различные геометрические по-
казатели, которые непосредственно влияют на динамическую рабо-
ту крестовины под поездами.
Так, М. В. Березовский (ЛИИЖТ) предложил в качестве кри-
терия для оценки профиля крестовины продольный уклон поверх
50
ности катания сердечника на участке от сечения 10 мм до сечения
20 мм и соответствующую этому уклону потерю кинетической
энергии при ударе колеса в сердечник. А. К. Янковский и
ду И. Шлыгин (ВНИИЖТ) предлагали профиль проектировать
так, чтобы, переход колес осуществлялся в зоне от сечения сердеч-
ника 20 мм до сечения 30 мм. Предложение Д. П. Беклемишева
(ЛИИЖТ) — учитывать относительное положение уровня катания
усовика и сердечника на основе массовых наблюдений за работой
крестовин в пути. На основе этих предложений в 1952 г. рабочая
комиссия Академии наук СССР.и Министерства путей сообщения
-- разработала проект продольного и поперечного профилей сердеч-
ников и усовиков для крестовины типа общей отлйвки сердечника
с изнашиваемой частью усовиков и для цельнолитых крестовин.
В 50-х годах С. В. Амелин (ЛИИЖТ) рассматривал профиль
крестовины с точки зрения обеспечения плавности движения поез-
дов. В качестве критерия оценки профиля служили геометричес-
кие очертания траектории движения колеса по крестовине и, в
частности, глубина неровности рельсовой нити в зоне перекаты-
вания с усовика на сердечник и обратно.
В. Ф. Яковлев (ЛИИЖТ) в качестве критерия оценки профи-
ля крестовины принял дополнительную динамическую силу на
контакте колеса и крестовины Р, которая является функцией
геометрических и физических параметров крестовины, жесткости
основания, неподрессоренной массы экипажа и скорости движе-
ния. При прямолинейных очертаниях неровности эта сила пропор-
циональна глубине неровности h и скорости движения экипажа v:
P=Bhv, где В — коэффициент пропорциональности, учитыва-
ющий физические параметры крестовины, ее основания и ходовых
частей экипажа. Однако теоретически учесть эти параметры
очень сложно. Более полноценной стала методика исследования
процессов динамического взаимодействия подвижного состава и
пути в зоне крестовины, основанная на электрическом моделиро-
вании этих процессов. Эту методику разработал Р. С. Липовский
(ДИИТ), впоследствии она использовалась многими исследо-
вателями.
В качестве критерия для оценки профиля крестовины прини-
мались также ускорения вынужденных колебаний крестовины и
буксового узла экипажа, максимальные динамические прогибы
сердечников крестовин и др. Такие показатели надежнее всего
оцениваются на основе специально поставленных эксперимен-
тов.
В последние годы наряду с оценкой отдельных показателей
работы крестовин, принятых в качестве критериев, решается за-
дача создания оптимального профиля крестовины с целью обес-
печения ее максимального срока службы в пути [работы
э- И. Даниленко, В. В. Рыбкина (ДИИТ), Г. Ф. Агафонова
(ЛИИЖТ)].
51
Предусмотренный OCT 32-51—83 профиль крестовины разра-
ботан ВНИИЖТом на основе изучения динамики изменения
траекторий перекатывания колес, условий контактирования колес
с усовиками и сердечником, определения суммарных силовых
воздействий на крестовину за срок ее службы и тоннажа отказов
по излому и дефектам.
В зависимости от положения колесной пары при подходе к
крестовинному узлу гребень колеса может набегать на отводы
контррельса и нерабочего усовика. При этом неизбежно горизон-
тальное ударно-динамическое взаимодействие экипажа и пути.
Такое взаимодействие колеса с отводом усовика может иметь
место при движении экипажа в пошерстном направлении, а с
отводом контррельса — при движении в обоих направлениях.
При противошерстном движении возможно также набегание на
усовик между горлом и сечением сердечника 20 мм. Соударение
колеса с контррельсом или усовиком практически не влияет на
напряженное состояние несущего рельса, однако с последствиями
такого соударения нельзя не считаться: быстрее развиваются
расстройства пути и износ ходовых частей экипажа. Ударно-
динамические импульсы ощущают и пассажиры. Все это приводит
к требованию о необходимости ограничения уровня таких воз-
действий. Для этого важно правильно выбрать меру указанных
воздействий й установить зависимость ее от условий движения
экипажа.
Определение силы'ударного взаимодействия представляет со-
бой сложную и далеко еще не решенную задачу динамики. В
теоретической механике рассматриваются две разновидности
удара — упругий и неупругий. При этом необходимо, подчер-
кнуть, что сила удара не зависит от его разновидности и опреде-
ляется максимальным значением потери кинетической энергии
без учета восстановления. Поэтому в качестве характеристики
ударного взаимодействия, согласно исследованиям Г. М. Шаху-
нянна, принята потеря кинетической энергии -при ударе АТ-
Потеря энергии достаточно просто определяется при централь-
ном ударе, если известны массы соударяющихся тел и скорость
их сближения, которая в момент удара становится равной нулю.
(Поэтому, рассматривая удар, иногда говорят об энергии поте-
рянной скорости.) При центральном ударе максимальная потеря
кинетической энергии, согласно теореме Карно, составляет
_/П1ОТг(с| — иг)2
— 2(/Л1 + от2)
где mi и m2 — массы соударяющихся тел;
Vi и — скорости движения этих тел до соударения.
Для рассматриваемого случая соударения гребня колеса *
рельса в горизонтальном поперечном направлении скорость
52
поперечного перемещения рельса можно считать равной нулю,
а скорость сближения колеса и рельса можно найти как проекцию
поступательной скорости движения экипажа v на ось колесной
пары. Для этого достаточно умножить ее на синус угла удара
ру. Труднее оценить приведенные массы колеса и рельса. Учиты-
вая, что эти массы определяются в первую очередь их фактически-
ми значениям.и тк и тр, для приведения их к условиям рас-
сматриваемой задачи вводят коэффициент т|’:
(1)
2(mK + mP)	1
Из выражения (1) видно, что потеря энергии АТ зависит от
массы н колеса, и рельса. Однако детальный анализ этого выраже-
ния показывает, что определяющее влияние на потерю АТ оказы-
вает меньшая из двух масс, участвующих во взаимодействии. Так
что потеря энергии и соответствующее силовое взаимодействие
при набегании на отведенный рельс колеса вагона (неподрессо-
ренная масса порядка 1,0 т) и колеса электровоза (неподрессо-
ренная масса 2,0—3,0 т) при прочих равных условиях практически
одинаковы. Чтобы убедиться в это-м, определим АТ для вагона и
локомотива по формуле (1) при значениях тк, равных соответст-
венно 1,0 и 3,0 т (в обоих случаях масса рельса принята одинако-
вой, близкой к массе 1 м рельса, щр==0,05 т):	'
<гг 1-0,05u2sin26y	2 . 2
АТв=ц-----2Т1 +Д05)~ ==0-024rly Sln
AT 3-0,05и SIH Ду л ла- 2  2о
АЕ, = т) ~2(У+03р^~ = 0-025’1и s,n Ру-
Поскольку масса колеса практически не сказывается на силе
ударного взаимодействия, а определение массы рельса, участвую-
щей во взаимодействии, весьма затруднительно, в качестве кри-
терия ударного взаимодействия колеса и контррельса (усовнка)
пользуются не самой потерей энергии АТ, а показателем &'к =
==o2sin2py. Естественно, что такой показатель нельзя использо-
вать непосредственно для оценки сил ударного взаимодействия,
но зато он может быть использован для сравнительных целей.
Приближенно силу ударного взаимодействия в интересующих
нас случаях можно определить, используя разработки В. Н. Дани-
лова (ВНИИЖТ) по формулам:
сила горизонтального поперечного ударного взаимодействия
к°леса и рельса (усовика, контррельса, остряка)
/7yj=usin Ру ^/тржк;
(2)
1 В задачах ударного взаимодействия значение т может быть приня-
т° близким к массе 1 м рельса.
53
сила вертикального взаимодействия колеса и сердечника крес-
товины
РуД=У51П Уу-т/ЙкрЖк ~\]	(3)
/Лк
где v — поступательная скорость движения экипажа;
(Зу и уу — углы удара соответственно в горизонтальной и вертикаль-
ной плоскостях;
/Пк> Пр,	—участвующие в ударе массы соответственно колеса, рельса,
крестовины;
жк — контактная жесткость взаимодействующих элементов.
Формула (3) позволяет оценить силы ударного взаимодействия
колеса и крестовины в зависимости от ее массы ткр; увеличе-
ние массы крестовины сопровождается ростом этих сил. Именно
поэтому переход на рельсы тяжелых типов приводит иногда не к
увеличению, а к сокращению сроков службы крестовин. Отсюда
следует, что одним из путей повышения сроков службы крестовин
может быть создание крестовин пониженной металлоемкости. Дру
гой путь — переход на крестовины с НПК. Условия перекатывани;
колес по таким крестовинам значительно благоприятнее из-з;
отсутствия разрыва между усовиком и сердечником; параметрь
неровности сглаживаются.
6. Возмущающие факторы при движении экипажа
по боковому направлению одиночного перевода
Движение по стрелке. Основным элементом, направляющим
движение подвижного состава на боковой путь, является остряк,
как правило, криволинейный. При противошерстном движении
экипаж, входя на стрелочный перевод, движется прямо до момен-
та встречи первой колесной пары с остряком.
Встреча эта сопровождается ударом такого же характера, как
и удары гребней колес в усовики и контррельсы, однако, допус-
тить такие же по величине ударные силы здесь нельзя. Связано
это с тем, что непосредственно после удара остряк испытывает
большие безударные воздействия сил инерции всего экипажа
вызванные изменением направления его движения, а на усовик i
контррельс передаются силы инерции только его части — тележки
Кроме того, остряк в зоне удара в отличие от усовика и сердеч-
ника подвержен непосредственному воздействию вертикальной ко-
лесной нагрузки, а сечение его в этом месте ослаблено острож-
кой.
В качестве критерия ударного взаимодействия в этом случае
используют нормируемое значение показателя эффекта удар3
wc-о- Допустимцй уровень Wc-o менее того, который установись
54
для контррельсов и усовиков, а определяется шс-о по такой же
формуле, как wK (см. предыдущий пункт): Wc-0 = v2sin2(3y.
Формирование угла удара колеса в криволинейный остряк ра-
бочей гранью гребня зависит от многих факторов. Угол удара (Зу
непосредственно зависит от начального стрелочного угла рн, от
радиуса кривизны остряка в начальной его части г0 и от макси-
мального зазора между гребнем колеса и боковой гранью голов-
ки рамного рельса 6 (рис. 37):
с
(Jy = arccos (cos ---).
Го
Тогда приближенно
®?-o=»2 (sin2p„+|^.
Последнее выражение показывает, что при регламентиповач
ном ®е-о добиться высокой скорости движения экипажа V
при малых значениях угла 0Н, малых зазорах д и значит/ 0
радиусах остряка г0. Начальный угол остряка в совпа»ЛЬНЫх
конструкциях стрелок по условиям прочности должен быть
нее 20 -40 . Увеличение радиуса остряка вызывает уД™ М<?'
общей длины перевода, поэтому величина его увязывает чение
гими параметрами стрелочного перевода, в первую очен С Дру‘
диусом переводной кривой. За-	? чеРедь с ра.
зор 6 зависит от нормы и до-.
пусков ширины колеи, от разме-
ров колесной пары, от упругих
боковых отжатий рамных рель-
сов и остряков. В расчетах
обычно используют полученное
во ВНИИЖТе как максималь-
ное вероятное значение этого
зазора при ширине колеи
1524 мм —40 мм и при шири-
не колеи 1520 мм —35 мм. За
счет такого зазора угол удара
на стрелочном -переводе марки
1/11 при рн = 0°41'24,7", к при-
меру, увеличивается в 1,7 раза.
Встреча колесной пары с
остряком, ведущим на боко-
вой путь, не ограничивается
Ударом. Движение экипажа на
боковой путь по криволинейной
тРаектории сопровождается по-
явлением центробежной силы,
Рис. 37. Схема образования vrn=
гребня колеса в криволинейный<^4аРа
55
7. Движение экипажа
по системе комбинаций
укладки глухих пересечений
и
которая равна произведению массы экипажа на ускорение.
скольку от конструкции стрелки зависит только ускорение, i
оно и принято в качестве второго критерия условий встречи колец,
с остряком. Важно подчеркнуть, что центробежное ускорение щ,
является внезапно (мгновенно) и затем продолжает действов;-
на всем протяжении кривой, изменяясь в зависимости от характер,
изменения кривизны остряка и переводной кривой. В общем виц
ускорение / внезапно появляющейся центробежной силы опре.ь
ляется как квадрат поступательной скорости движения экипа:-
v, деленный на радиус кривизны остряка в месте встречи
и2

• о
Как видно из этого выражения, ускорение / обратно проп< р
ционально радиусу остряка в месте встречи г0. Ускорение / неб.ц
гоприятно действует на пассажиров и величина его должна быт;
ограничена.
Движение по переводной кривой. На обычном пути центро-
бежное ускорение погашается центростремительным, которое
появляется при наличии возвышения наружной рельсовой нити на;
внутренней. На стрелочных переводах возможность возвышения
наружного рельса, как правило, исключена, и поэтому непогашен
ное центробежное ускорение действует при движении экипаж-
в пределах стрелки и далее в переводной кривой.
Если остряк однорадиусный и одинаковой кривизны с перевод
ной кривой, то внезапно появившееся в начале остряка центре крестовины, которые и являются основными возмущающими фак-
бежное ускорение экипажа сохраняется одинаковым до кони торами, вызывающими ударно-динамические воздействия и допол-
переводной кривой. Однако условия взаимодействия экипажа нительные колебания проходящих по нему экипажей. В числе
пути в начале остряка и на переводной кривой неоднозначнь этих крестовин — две острые и две тупые. Каждая из четырех
В кривой можно допустить большее непогашенное ускорение, че1- крестовин снабжена одним или двумя контррельсами.
в начале остряка, и поэтому, чтобы улучшить условия переход Двойной перекрестный стрелочный, перевод
экипажа на боковое направление, целесообразно увеличить ради) пРедставляет собой глухое пересечение, дополненное четырьмя
остряка в его начале. Двухрадиусный остряк имеет в своей начал-СтРелками и> следовательно, имеет четыре крестовины и восемь
ной части увеличенный радиус, а в корневой — радиус, равны Остряков. По сравнению с обыкновенным стрелочным переводом
радиусу переводной кривой. Наиболее рациональным по изложи Движение экипажа по глухому пересечению или двойному переч-
ным мотивам явилась бы переменная кривизна криволинейное Устному стрелочному переводу отличается проходом по тупой
участка. Наибольший эффект такое решение, обеспечиваюнк кРсстовине и последовательностью расположения других возму-
комфортабельное движение, дает на стрелочных переводах, пре.- ^ающих факторов.
назначенных для пропуска подвижного состава по боковому пут
с повышенными скоростями.
Условия движения экипажа по закрестовинной кривой завись
в основном от ее кривизны. В ряде случаев эти условия мож'
улучшить устройством возвышения наружного рельса, допуске
мого в половинном размере по сравнению с расчетным.
Выше были рассмотрены специфические для одиночных ст
лочных переводов возмущающие факторы, определяющие особе
ности движения экипажей по таким конструкциям. Эти факте-
56
, вызваны либо неровностями геометрического характера, либо нап-
равляющим действием отдельных элементов перевода. Однако на-
с до иметь в виду, что геометрические неровности рельсовых нитей
не изолированы от силовых неровностей и при движении подвиж-
ного состава они накладываются одна на другую. В пределах стре-
лочного перевода появление силовых неровностей обусловлено
переменной жесткостью рельсовых нитей по длине и неравно-
жесткостью подрельсового основания. Неравножесткость основа-
ния— следствие неодинаковой, длины брусьев, неравномерного
уплотнения балласта под ними, неодинаковых пролетов между их
осями, а также наличия на большей части длины перевода четырех
рельсовых нитей вместо двух. Переменная жесткость рельсовых
нитей обусловлена острожкой остряков, особенностями конструк-
ции сердечника крестовин.
стрелочных переводов
пересечение является неотъемлемой частью
1 л у х о е
перекрестного съезда, как нормального, так и сокращенного.
Конструкция глухого пересечения имеет в своем составе четыре
Проходя тупую крестовину, колесо так же, как и на острой,
Переходит с усовика на сердечник или с сердечника на усовик.
«обоих случаях ударные воздействия формируются аналогично и
Различие состоит только в величине взаимодействующих масс.
™1ассы сердечников тупых крестовин меньше, чем острых, меньше
При этом и силы ударного взаимодействия. Другой особенностью
'’’Упых крестовин являются условия преодоления вредного прост-
ранства. Обеспечить полное перекрытие вредного пространства
°нтррельсами на тупой крестовине с жесткими элементами не
57
удается, а это чревато возможными поперечными смещениями ко-
лесных пар (подробнее об этом см. п. 13).
Аналогично острым крестовинам с НПК в последние годы
появились и тупые — это крестовины с подвижными сердечниками.
В части взаимодействия с подвижным составом у них такие же
достоинства, как и у острых.
Проходящий по обыкновенному стрелочному переводу экипаж
испытывает воздействие одной крестовины по одной рельсовой ни-
ти, а при проходе по глухому пересечению или по прямым направ-
лениям двойного перекрестного стрелочного перевода — воздейст-
вие всех четырех крестовин по обеим рельсовым нитям: имеется
в виду, что каждая колесная пара экипажа четырежды перекаты-
вается с усовика на сердечник или с сердечника на усовик то
одним, то другим своим колесом, со всеми вытекающими послед-
ствиями. А последствия состоят в том, что колебания экипажа,
вызванные каждым предыдущим возмущающим фактором, накла-
дываются на последующие, вызывая его неспокойный ход и повы-
шенное воздействие на элементы стрелочных переводов.
При движении по боковому пути перекрестного стрелочного
перевода экипаж преодолевает две стрелки с криволинейными
остряками и две острые крестовины, т. е. такие же элементы, кото-
рые имеются на двух одиночных обыкновенных переводах. Однако
взаимный характер расположения сердечников крестовин и остря-
ков различный: на перекрестном переводе остряки обращены в
сторону сердечников своими остриями, а на обыкновенном — кор-
невыми частями. Естественно, что такое взаиморасположение по-
разному влияет на условия взаимодействия экипажа и пути.
На рис. 38 схематично показаны места возникновения возму-
щений на с о к р а щ е н н о м перекрестном съезде между
11
11
Рнс. 38. Места возникновения возмущений на сокращенном перекрестном съезде
58
двумя параллельными путями. Перечислим последовательность
расположения возмущающих факторов по ходу движения экипа-
жа:
/— ударно-динамические воздействия от вертикальной неровности
при переходе колес правой стороны экипажа с прямого рам-
ного рельса на криволинейный остряк;
2—	косой горизонтальный удар и внезапное появление центробеж-
ной силы при встрече гребней колес с головкой криволинейно-
го остряка;
3—	действие центробежной силы при противошерстном движении
вдоль криволинейного остряка и переводной кривой;
4—	вертикальные ударные воздействия на острой жесткой кресто-
вине при переходе колес с усовика на сердечник;
5—	действие центробежной силы при движении по закрестовин-
ной кривой, имеющей то же направление, что и переводнай
кривая;
6~	вертикальные ударные воздействия при проходе экипажа но
всем четырем крестовинам глухого пересечения;
7—	действие центробежной силы при движении по закрестовинной
кривой обратного направления;
8—	вертикальные ударные воздействия на острой, жесткой кресто-
вине при переходе колес с сердечника на усовик;
9~	действие центробежной силы при пошерстном движении вдоль
переводной кривой и криволинейного остряка;
10—	 ударно-динамические воздействия при переходе колес левой
стороны экипажа с криволинейного остряка на прямой рам-
ный рельс;
//— удары гребней колес в усовики и контррельсы (по ходу дви-
жения встречаются четыре усовика и шесть контррельсов).
Среди этих факторов часть характерна вертикальными воз-
действиями (это 4, 6 и 8); часть (это 1 и 10) оказывает комбини-
рованное воздействие. Остальные (2, 3, 5,7, 9, 11), изменяя нап-
равление движения экипажа, оказывают на него горизонтальное
воздействие.
На нормальном перекрестном съезде закрестовинные кривые
Отсутствуют и связанные с ними факторы 5 и 7 исключаются. На
нормальном одиночном съезде исключается также фактор 6 из-за
отсутствия глухого пересечения.
Характерным для любого вида съезда между двумя параллель-
ными путями является изменение направления кривизны во второй
половине съезда по сравнению с первой. Такое изменение направ-
ления способствует возбуждению боковой качки экипажа.
На стрелочных улицах сосредоточено множество воз-
Ущающпх факторов. Здесь могут иметь место все вышеперечислен-
ные факторы, вызывающие ударно-динамическое взаимодействие
элементов экипажа и пути, а также дополнительные, возбуждаю-
59
щие колебания экипажей. Каждому виду стрелочной улицы при-
сущи свои особенности в части характера, последовательности
и расстояний между возмущающими факторами. Более того, свои
особенности в этой части имеются на каждом маршруте движения
подвижного состава в процессе маневровой работы или в организо-
ванных поездах.
В пределах стрелочного перевода и глухого пересечения обра-
зуются особо жесткие узлы, существенно влияющие на работу
этих конструкций под поездной нагрузкой. Наряду с острой и
тупой крестовинами высокая жесткость присуща корневой части
остряков. Такого рода узлы усугубляют силовые неровности,
которые имеют место на стрелочном переводе, вызывают повы-
шенные воздействия на его элементы, сокращая срок их службы.
Следует также отметить, что стрелочный перевод в целом
на пути движения экипажа представляет собой своеобразную не-
ровность. Как отмечают С. В. Амелин и В. И. Абросимов, из-за по-
вышенной жесткости рельсового основания в пределах стрелочного
перевода имеет место силовая неровность типа «бугра» с коротки-
ми неровностями в пределах отдельных шпальных ящиков. Глуби-
на (вернее, в данном случае высота) ее по обеим рельсовым нитях
различна. Перекос образуется из-за того, что рельсовые нити,
уложенные вблизи торцов брусьев, больше прогибаются под на
грузкой; а лежащие ближе к середине брусьев — меньше.
Металлические элементы стрелочных переводов и глухих пере
сечений, как правило, короче длины стандартных рельсов, что
определяет повышенное количество стыков на единицу длины пути.
А стыкам, как известно, присуши недостатки, влияющие на усло-
вия взаимодействия пути с подвижным составом: нарушается
непрерывность рельсовых нитей, изменяется вертикальная и гори-
зонтальная жесткость пути. Нередко в стыках имеются ступеньки
или люфты на границе рельсов с опорами, вызывающие дополни-
тельные воздействия на путь.
В зоне наибольшей насыщенности соединений и пересечений
рельсовых нитей — в горловинах станций — имеются разного рода
соединительные пути, которые служат для сопряжения элементов
плана и профиля. Каждое такое сопряжение — возмущающий
фактор для движения поезда (экипажа). Причем, помимо характе-
ра самих возмущений, существенное значение имеют расстояния
между отдельными очагами возмущений и время прохода экипа-
жем этих расстояний. Затруднения в устройстве возвышения на-
ружного рельса в этих условиях усложняют работу элементов пу
ти, делают её более напряженной.
Изложенные в настоящей главе особенности движения подвиж-
ного состава по стрелочным переводам, глухим пересечениям и
комбинациям их укладки свидетельствуют об обилии возмущаю
щих факторов, влияющих на это движение и на сопровождающие
60
его процессы взаимодействия соединений и пересечений путей с
подвижным составом. Понимание и оценка происходящих при этом
процессов взаимодействия элементов пути и подвижного состава—
важный фактор разработки правильных мер по совершенствова-
нию конструкций соединений и пересечений рельсовых путей. Толь-
ко результаты глубокого анализа происходящих процессов могут
служить надежным обоснованием назначения норм и допусков
устройства и содержания стрелочных переводов.
Негативное влияние возмущающих факторов на работу и сос-
тояние как пути, так и подвижного состава требует изыскания
действенных мер по существенному погашению их влияний. К чис-
лу реализованных в этом направлении мер следует отнести переход
от обычных жестких крестовин к крестовинам с непрерывной по-
верхностью катания, в результате чего резко снизился износ
несущих элементов крестовины и возрос срок их службы.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
РАБОТЫ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ
ПОД ПОЕЗДАМИ
8. Испытания новых конструкций переводов
и их практическое значение
Созданию любой новой конструкции должен предшествовать
тщательный анализ, изучение и обобщение особенностей эксплуа-
тации имеющихся аналогов. Для этого проводятся теоретические
и экспериментальные исследования. Затем вновь созданные опыт
ные образцы конструкции должны проверяться в условиях их буду-
щей эксплуатации, причем часто при нагрузках больших, чем ожи-
даются. Это общее правило относится и к такой сложной конструк-
ции, как стрелочный перевод.
Перед исследователями стрелочных переводов ставятся зада-
чи различного плана. Основная задача — это создание новых стре-
лочных переводов или их отдельных элементов с оценкой работо-
способности новой конструкции под нагрузкой.
Другое направление исследований — разработка и Пересмотр
норм и допусков содержания переводов в связи с внесением в
переводы различных конструктивных усовершенствований.
Третье направление деятельности исследователей — установ-
ление допускаемых скоростей движения по различным типам и ви-
дам существующих переводов новых единиц подвижного состава:
локомотивов, вагонов или транспортеров.
Большое разнообразие решаемых на основе испытаний практи-
6!
ческих задач требует проведения различных видов эксперимен-
тов, многие из которых в своей основе идентичны. Различие сос-
тоит лишь в методах оценки результатов и порядке их использо-
вания. Для определенных задач порой возникают специфические
места и виды измерений, но общим для многих испытаний явля-
ется исследование динамики взаимодействия подвижного состава
и стрелочного перевода или отдельных его узлов. Такие испыта-
ния предусматривают измерение сил, действующих на перевод и
вызываемых ими напряжений и деформаций элементов перевода.
Кроме того, оценивается воздействие перевода на подвижной
состав.
Места различных видов измерений выбираются в наиболее
напряженных частях переводов: в кромках подошвы переднего вы-
лета рамных рельсов, в подошвах обоих остряков в различных се-
чениях по длине, в рельсах переводной кривой, в крестовине.
В последнее время стрелочные лаборатории ВНИИЖТа,
ЛИИЖТа и путеиспытательная лаборатория ДИИТа совместно с
ПТКБ ЦП МПС занимались испытаниями и доводкой до освоения
серийного производства более совершенных обыкновенных перево-
дов с НПК, обыкновенных переводов на железобетонных брусьях
и перекрестных переводов типа Р65 и Р50 колеи 1520 мм. Послед-
ний из указанных переводов имеет непрерывную поверхность ката-
ния по тупой крестовине.
Результаты испытаний переводов, имеющих крестовины с НПК.
показали высокую эксплуатационную стойкость этих переводов и.
следовательно, перспективность и возможность их широкого ис-
пользования. Главное их достоинство — обеспечение высоких ско-
ростей движения по прямому направлению (200 км/ч при гибком
сердечнике, 140 км/ч — при поворотном) и большой срок службы
крестовины (в 4—5 раз больше срока службы жестких типовых
крестовин), практически равный сроку службы рамных рельсов
и остряков. Затраты по текущему содержанию новой конструкции
перевода, как показал опыт эксплуатации, составляют 40% от
затрат на переводах с жесткими крестовинами.
В процессе отработки конструкции переводов на желе-
зобетонных брусьях проводились испытания двух типов
таких переводов. Вначале испытывались переводы типа Р65 марки
‘/и, изготовленные с подуклонкой всех рельсовых нитей и цельно-
литой крестовиной, т. е. переводы с использованием основных ме-
таллических частей скоростного стрелочного перевода. Позже
испытывались переводы типа Р50 марки ‘/и с типовыми метал-
лическими частями массовых переводов. Железобетонные брусья
у этого типа перевода имеют углубленные горизонтальные поверх-
ности для размещения скреплений типа КБ. В зоне стрелки и под
крестовиной применяются специальные стрелочные плоские под-
кладки с прямоугольными отверстиями для закладных болтов.
62
Под всеми подкладками уложены резиновые прокладки повышен-
ной упругости толщиной 14 мм, а под рельсами — обычные кордо-
нитовые прокладки.
Испытания показали, что применение утолщенных упругих
подкладок позволило получить невысокую вертикальную и гори-
зонтальную жесткость пути. В частности, модуль упругости под-
рельсового основания в среднем составлял 33 МПа с пределами
изменения от 30 до 38 МПа. Для сравнения можно отметить, что
на переводе типа Р65 с железобетонными брусьями и резиновы-
ми прокладками толщиной 6 мм этот модуль был в среднем
50 МПа; на аналогичном переводе с деревянными брусьями —
27—36 МПа. Модуль упругости основания — важнейший показа-
тель жесткости конструкции. От него зависит уровень динами-
ческих воздействий от подвижного состава, а также способность
конструкции воспринимать ударные нагрузки, упруго их перераба-
тывать и передавать на балластное основание. Горизонтальная
жесткость рельсовых нитей снизилась против аналогичного пока-
зателя на деревянных брусьях на 30—40%.
Вследствие хорошей распределяющей способности упругих
резиновых прокладок, усилия, передающиеся на отдельные под-
кладки под крестовиной при всех скоростях, не превышали 110 кН,
а на соединительной части —70. При таких условиях напряжения
смятия под подкладками невелики и составляют соответственно
2 МПа и 1 МПа, что должно привести к длительной работоспособ-
ности резиновых прокладок.
Изгибные напряжения в кромках подошвы рельсов и остря-
ков при движении по прямому пути не превышали допускаемых
значений даже при самой высокой скорости, достигнутой в опытах
(140 км/ч). Их максимальные вероятные значения находились в
пределах 150—200 МПа. При движении по боковому направлению
превышение допускаемых напряжений на 2—4% (по средним и
максимальным величинам) отмечено только при скорости 60 км/ч
в некоторых точках наружной рельсовой нити переводной кривой.
Напряжения в переднем вылете рамного рельса под тепловозом,
следующим со скоростью 40 км/ч, достигали 235 МПа, под ваго-
нами — 200 МПа, в кривом остряке — около 210 МПа. Распределе-
ние напряжений в отдельных сечениях по длине перевода видно
из рис. 39.
Рис. 39. Напряжения в наружной
кромке рельсов стрелочного пере-
’ода типа Р50 марки ‘/п на желе-
юбетонных брусьях при пошерстном
движении восьмиосного полувагона
иа боковое направление со скоро-
стью 40 км/ч
63
В подкладках объединенного скрепления (под две нити) нап-
ряжения достигали 120 МПа, но ввиду значительной толщины под-
кладки условия прочности в данном случае удовлетворяются. В
подкладках скрепления типа КБ напряжения были больше: их
средние значения составили 220—230 МПа. По исследованиям
МИИТа при таких напряжениях имеется опасность излома под-
кладок. Неблагоприятные условия работы подкладок КБ связаны
с увеличением деформаций при резиновых прокладках повышенной
упругости и сравнительно жестких пружинных шайбах на заклад-
ных болтах.
Горизонтальные отжатия рельсовых нитей достигают на пере-
водной кривой 4,8 мм. В других местах перевода они не более
4,0 мм. Отжатия такой величины, а под воздействием длинно
образных тележек и тележек с повышенной нагрузкой от колесной
пары на рельсы даже в 1,5—1,8 раза большие, неоднократно
наблюдались при опытах на стрелочных переводах разных типов
и марок на деревянных брусьях. Следовательно, можно считать,
что полученные перемещения рельсовых нитей у перевода на желе
зобетонных брусьях вполне допустимы. Горизонтальные смещения
брусьев в тех сечениях, где измерялись перемещения рельсов,
очень малы (1 —1,5 мм), что свидетельствует о высокой устойчи-
вости перевода против сдвига. Кроме этого, применение утолщен-
ных резиновых прокладок привело к уменьшению вибрации эле-
ментов перевода.
Под воздействием подвижного состава в некоторых сечениях
длинных брусьев (более 3,5 м) появились большие просадки и вы-
сокие напряжения в бетоне. Длинные брусья изгибались выпукло-
стью вниз с большим прогибом в подрельсовой зоне более удален-
ного от конца шпалы рельса. Так. у бруса длиной 5,5 м прогиб
средней части составил почти 5 мм, а растягивающие напряжения
в бетоне достигли 30 МПа, что чревато появлением трещин в бето-
не. В большинстве брусьев напряжения были намного мёныпе
(6—10 МПа), а просадки —1,5—2 мм. Короткие брусья проседают
подобно шпалам с относительно небольшим выгибом средней части
вверх. Из этого следует, что при укладке перевода надо особое
внимание уделять подготовке балластного основания, тщательно
подбивать брусья по всей длине, полностью заполнять шпальные
ящики щебнем.
Результаты испытаний показали, что в целом новая конструк-
ция перевода типа Р50 марки '/н на железобетонных.брусьях
удовлетворяет условиям прочности под динамической нагрузкой,
имевшей место при испытаниях. Скорость движения по прямому
пути может быть установлена 120 км/ч, по боковому—40 км/ч
Последующие наблюдения за работой в пути этого экземпляра
перевода подтвердили его хорошую работоспособность: у него наб
людалась высокая стабильность основания и ширины колеи.
64
Проводились также испытания перекрестных стрелоч-
ных переводов типов Р65 и Р50 марки '/9 колеи 1520 мм.
Перевод типа Р50 имел тупую крестовину с подвижными сердеч-
никами, а Р65— обычную жесткую.
Перекрестные переводы из-за сложности конструкции трудно
эксплуатировать, условия взаимодействия их с подвижным соста-
вом очень своеобразны. Так же сложно их испытывать и давать
оценку работоспособности. Особенности воздействия сил иа пере-,
крестный перевод связаны с наличием большого количества разры-
вов рельсовых нитей по каждому из направлений движения, вызы-
вающих большие колебания подвижного состава. Испытания име-
ли основной целью уценку прочности конструкции иустановление
допускаемых скоростей движения по каждому из направлений дви-
жения. Кроме того, было необходимо оценить длительность срока
службы элементов перевода, выявить резервы его увеличения, дать
рекомендации по совершенствованию отдельных частей.
Для решения такой комплексной задачи потребовалось прово-
дить испытания дважды. Первые испытания проводились сразу же
после укладкй и небольшой обкатки нового перевода. Вторые про-
водились после пропуска по переводу примерно 100 млн. т груза
брутто, когда многие элементы достигли предельного износа. К
этому времени потребовалась и была произведена замена острых
крестовин, тупые крестовины перед испытаниями были наплавле-
ны. Нагрузка в обоих испытаниях состояла из локомотивов
2ДЭ10Л и ТЭП60, четырехосного и восьмиосного полувагонов,
загруженных до нагрузки от колесной пары на рельсы 250 кН. Ско-
рости движения изменялись от 5 до 80 км/ч по прямому направле-
нию и до 50 км/ч по боковому направлению. Во вторых испытаниях
(изношенный перевод) предельные скорости были 60 км/ч и
40 км/ч.
Вертикальный модуль упругости основания под новым перево-
дом составлял 13—27 МПа, что примерно соответствует пути на
деревянных шпалах. На изношенном переводе модуль понизился
до 8-13 МПа.
Динамические показатели работы перевода кратко можно оха-
рактеризовать следующими данными. Наибольшие вертикальные
силы возникают при перекатывании колес локомотивов по сердеч-
никам тупых жестких крестовин. От локомотива 2ТЭ10Л при ско-
рости 80 км/ч они составляли в среднем 300 кН. а наибольшие —
400; от четырехосного полувагона при скорости 60 км/ч —180 кН
(в обоих случаях), а наибольшие —250 кН и 397 кН (первое и вто-
рое испытания). В зоне острой крестовины максимальные силы под
четырехосным полувагоном были такого.же порядка: под теплово-.
6м 2ТЭЮЛ на новой острой крестовине они доходили до 370 кН.
В целом этот уровень сил не превышал таковых на обыкновенных
стрелочных переводах.
3 Зак. 2263	65
Картина распределения напряжений в различных зонах перево-
да при испытаниях хорошо вндна на рис. 40. Самыми напряженны-
ми частями перевода являются остряки, ведущие на боковое нап-
равление при противошерстном движении и рельсы переводной
кривой. Здесь по наружной кромке подошвы максимальные ве-
роятные напряжения достигали 260 и 238 МПа. Средние значения
были гораздо ниже и составляли 100—130 МПа. По внутренней
кромке этих элементов напряжения в 1,5—2 раза меньше, что сви-
детельствует о значительных горизонтальных силах, действующих
от подвижного состава. Кромочные напряжения в переднем выле-
те рамного рельса составляют 70—80% от допускаемых при дви-
жении по боковому направлению и 40—60% при движении по
прямому пути.
Испытания, проведенные после пропуска по переводу 100 млн. т
брутто, показали, что в ряде зон в связи с расстройством осно-
вания напряжения стали больше. Так, в рельсах возле тупой кре
стовины средние напряжения изменились от 115 до 125 МПа, а
максимальные — от 125 до 200—225 МПа. За острой крестовиной
максимальные напряжения выросли со 125 до 165 МПа. В остря-
ках, рамных рельсах и других элементах бокового направления су-
щественного изменения напряжений не наблюдалось. Несколько
уменьшился разброс полученных напряжений в каждой из опыт-
ных поездок, что привело к снижению максимальных вероятных
------- Данные Зля тепловоза 273ЮЛ
-------Данные для досьмаоснаго Загона
-------Данные для четырехосного вагона
Рис. 40. Напряжения в кромках подошвы рельсов перекрестного перевода при
пошерстном движении на боковое направление со скоростью 40 км/ч (нечетиьк
номера точек — наружная кромка подошвы, четные номера — внутренняя кромка;
66
значений. В целом можно отметить, что и при изношенном состоя-
нии после -пропуска нормативного тоннажа условия прочности
всех рельсовых элементов обеспечиваются.
Вертикальные деформации элементов перевода, измеренные
вскоре после укладки, не превышали 5,0—5,8 мм, но они сущест-
венно возросли при изношенном состоянии. Так, просадки тупой
крестовины выросли вдвое (средние — с 3,5 до 7,8 мм, макси-
мальные — с 5 до 9 мм), а максимальные просадки острой кресто-
вины изменились с 4,5 до 6 мм. Одновременное измерение переме-
щений наружной и внутренней нитей показало, что имеется под
различными осями и уширение и сужение колеи. В первых опытах
уширения достигали 3,1 мм, сужения до 2,6 мм, во вторых опытах
уширения были не .более 2,3 мм. Снижение упругого уширения под
нагрузкой, видимо, связано с тем, что за длительный период
эксплуатации приработались элементы скреплений и произошли
остаточные деформации. Надо отметить также, что уширения ко-
леи в сечениях над связными полосами и между ними были одно-
го порядка. Измеренные в связных полосах напряжения растяже-
ния были в пределах 30—65 МПа.
Исследования показали, что перекрестный перевод типа Р65
марки 1 /д может эксплуатироваться в течение всего срока службы
при скоростях движения по прямому направлению 70 км/ч, по бо-
ковому — 40 км/ч при обращении подвижного состава с нагруз-
ками от колесных пар на рельсы до 260 кН.
9. Испытания по воздействию
на стрелочные переводы
нового подвижного состава
Испытания по воздействию на стрелочные переводы нового
подвижного состава связаны прежде всего с оценкой ходовых ка-
честв этих единиц. Такие испытания в принципе не являются ис-
пытанием стрелочного перевода, хотя они и имеют определенное
практическое значение для путейцев, так как по их результатам
назначаются допускаемые скорости движения этих единиц в зоне
стрелочных переводов. Кроме этого, знание показателей воздейст-
вия на переводы каждого нового типа подвижного состава дает
возможность путейцам грамотно их эксплуатировать, а также
прогнозировать возможные неисправности.
Некоторые данные по напряженному состоянию элементов пе-
реводов, полученные в ДИИТе при испытаниях локомотивов, при-
ведены в табл. 4, а транспортеров — в табл. 5. Часть этих испыта-
ний выполнялась совместно с ВНИИЖТом.
Обобщенные данные показывают, что самым напряженным
местом является передний вылет рамного рельса при движении с
бокового направления. В отдельных случаях при скоростях 40—
3*	67
50 км/ч по наружной кромке подошвы рамного рельса переводов
типа Р50 фиксировались напряжения растяжения, достигающие
280—330 МПа. Такие напряжения выше допускаемых. Характер-
ным при этом является то, что во внутренней кромке подошвы рель-
са напряжения весьма малы и бывают даже сжимающими. Это
говорит о том, что основной составляющей воздействия на рельс
Таблица 4. Напряжения в кромках подошвы
рельсов стрелочных переводов
от воздействия локомотивов, МПа
Тип локомо- тива	Harp уз- ка от колес- ной па- ры на рельсы, кН	Ско- рость, км/ч	Перевод типа Р50 марки 1/11			Перевод типа Р65 .марки 1/1		
			Остряк	Перевод- ная кри- вая	Передний вылет ра много рельса	Остряк	Перевод- ная кри- вая	Передний вылет рамного рельса
		5	240	226	283	234	206	176
ВЛ 84			259	246	330	235	215	224
	261	25	269	290	275	243	218	126
			326	395	348	263	232	139
		40	287	266	327	260	200	165
			344	289	407	303	216	187
		5	271	225	289	233	202	165
			340	246	358	253	208	220
ВЛ 82м	250	25	295	260	268	256	205	 150
			343	310	338	283	240	164
		40	290	257	299	263	206	170
			337	293	352	293	232	“188
		5	188	197	236	176	152	133
			215	226	269	188	165	142
2ТЭ121	257	25	197	211	241	185	177	142
			234	250	255	210	198	149
		40	225	215	223	205	181	137
			248	265	255	242	206	148
		5	175	156	196	160	129	101
			190	158	227	175	133	109
2ТЭ116	230	25	188	165	203	175	141	105
			215	179	213	198	165	112
		40	.198	176	207	' 190	160	106
			224	195	227	225	173	133
		5	182	227	182	226	192	179
			196	241	210	226	202	188
ВЛ85	250	25	178	227	188	210	193	194
			223	253	215	258	209	205
		40	217	291	261	254	225	 254
			217	320	284	273	235	265
Примечание. В числителе приведены средние значения напряжений, в знамен<
теле — максимальные.	 •
68
Таблица 5. Напряжения в остряке (сечение 50 мм)
стрелочного перевода типа Р50 марки 1/11
при движении на боковое направление
Тип экипажа	Нагрузка от колес- ной нары на рель- сы, кН		
		5	
		ПШ1	ПРШ2
Тепловоз	215	188	200
ТЭП60		 208	220
Четырех-	220	134	130
осный полу-			
		150	143
вагон Транспор- теры грузо- подъем- ностью, т 200	210	144	129
220	217	169 192	146 175
240	220	227 166	203 210
300	200	200 139	255
340	210	144 180	498
400	213	187 150	’ 204 210
480	216	168 151	238 143
		168	248
Скорость, км/ч
25		40	
ПШ	ПРШ	ПШ	ПРШ
196	200	206	200
220	225	240	226
126	133	148	142
140	153	167	163
142	128	155	131
157	148	181	149
216	223	213	231
238	236	236	263
160	260	280	140
270	280	300	190
143	—	155	—
168		167	
219	233	216	233
228	239	233	264
177	251	267 -	246
222	279	282	276
148	146	—	—
165	185		
1 ПШ -движение пошерстное;
2 ПРШ - движение противошерстное.
Примечание. В числителе приведены средние напряжения, в знаменателе
аксимальные.
ри движении на боковое направление является поперечная го-
изонтальная сила. Появление ее связано со спецификой движе-
ия экипажей по кривой сравнительно малого радиуса без возвы-
1ения наружного рельса. Особенно большие силы вызывают эки-
ажи с большой жесткой базой тележек. В частности, при пошер-
гном движении транспортера грузоподъемностью 480 т с жесткой
азой тележки 410 см была замерена горизонтальная сила, дости-
ающая 100—105 кН, а под четырехосным полувагоном —80 кН.
то же время при движении этого опытного состава по кривой с
адиусо.м 340 м (т. е. близким к радиусу перевода) горизонталь-
ые силы достигали 45—50 кН.
бн
Напряжения порядка 300—310 МПа при скорости 40 км/ч н
переднем вылете рамного рельса типа Р50 возникают под возденет
вием электровозов с нагрузкой от колесной пары на рельсы д0
230 кН. При увеличении этой нагрузки до 250 кН (см. табл. 4)
напряжения в этой зоне превосходят допускаемые даже при малых
скоростях движения. На переводах типа Р65 напряжения в перед,
нем вылете рамного рельса гораздо меньше, но и здесь в отдель-
ных опытах отмечались случаи их приближения к допускаемым
значениям или даже превышения их на 8—12% при скоростях 40—
50 км/ч.
Большие по величине напряжения в остряках возникают при
противошерстном движении (см. табл. 4 и 5), но уровень их в
основном ниже допускаемого (275 МПа). Указанные напряжения
в зависимости от типа подвижного состава, и состояния пере-
вода возникают в сечениях с шириной головки 20, 40 и 50 мм
т. е. в ослабленной части остряка. Под электровозом ВЛЯ npi
нагрузке от колесной пары на рельсы 230 кН и скорости 50 км, ,
на переводах Р50 напряжения в остряках в сечении 20—30 мм
составляют 253—268 МПа. При таких же условиях на переводах
типа Р65 они составляют 190—220 МПа. Увеличение нагрузки от
колесной пары на рельсы до 250 кН (электровозы ВЛ10у, ВЛ81,
ВЛ82М, ВЛ84) при скорости 40 км/ч приводит к перенапряжению
остряков на 25, а при скорости 50 км/ч — на 33%. У переводов
типа Р65, как правило, перенапряжений в остряках нет.
Напряжения в остряках прямого направления при испытаниях
новых подвижных единиц измеряются не всегда. Проведенные от-
дельные измерения показывают, что под воздействием четырехос-
ных вагонов и некоторых локомотивов напряжения в них находят-
ся в пределах 100—180 МПа (наружная кромка) и 80—120 МПа
(внутренняя кромка). При таком соотношении кромочных напря-
жений осевые напряжения в прямом остряке составляют около
90—120 МПа, в кривом 90—130 МПа, т. е. практически одинако-
вые.
Напряжение в рельса^ переводной кривой примерно того же
порядка, что и в рамных: они превосходят допускаемые значения
у переводов типа Р50 и близки к таковым у переводов типа Р65.
Это особенно заметно для локомотивов с нагрузками от колесных
пар на рельсы до 250 кН при скоростях движения 40—50 км/ч.
Зависимость напряжений, а следовательно, и сил от скорости
движения практически одинакова для многих испытанных единии
локомртивов и транспортеров. Изменение напряжений с ростом
скорости от 5 до 40, а иногда и до 50 км/ч составляет лишь 5 —
10%, реже 20%. Существенное увеличение напряжений отмеча-
лось при скоростях 60 км/ч.
Наличие больших горизонтальных сил при движении экипажа
по боковому направлению приводит к появлению существенных
70
горизонтальных упругих перемещений головок рельсовых нитей
Так, на переводах типа Р50 при воздействии транспортера гру-
зоподъемностью 300 т отжатия были в пределах 6—8 мм, а под
электровозом ВЛ60—6,2—8,6 мм. Под некоторыми тепловозами
(например 2ТЭ121) и транспортерами отжатия доходили до 7,7 мм.
Рекомендации, вытекающие из этих испытаний, сводятся к
следующему. Электровозы типа ВЛ8, а испытывался целенаправ-
ленно из группы подобных только этот локомотив, могут следовать
на боковое направление стрелочных переводов типа Р65 марки
»/,, со скоростю 50 км/ч. На основе учета несколько лучших ди-
намических качеств электровозов серий ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80к, ВЛ82
в сравнении с электровозом ВЛ8, данная рекомендация распрост-
раняется и на них. Имеется возможность повысить скорость до
50 км/ч по переводам типа Р65 марки '/и Для локомотивов типа
ВЛЮУ, ВЛ81, ВЛ82, ВЛ82М, ВЛ84 с нагрузкой от колесной пары
на рельсы 250 кН.*
По стрелочным переводам типа Р50 марки ’/и из-за невы-
полнения условий прочности не рекомендуется повышение скорос-
ти для электровозов с двухосными тележками и нагрузкой от ко-
лесной пары на рельсы 230 кН свыше установленной ныне дейст-
вующим приказом МПС о нормах скоростей.
Стрелочные переводы типа Р50, как известно, не рассчитыва-
лись для эксплуатации подвижного состава с высокими нагруз-
ками от колесной пары —250 кН и более. Полученные результаты
испытаний убедительно подтвердили правильность этого решения.
Поэтому на участках, обслуживаемых локомотивами с высокой
нагрузкой от колесной пары на рельсы, переводы типа Р50, как
не соответствующие условиям нормальной эксплуатации, должны
быть заменены на более мощные. Временно до замены по таким
переводам может быть допущена скорость 40 км/ч при условии
постановки упорок на переднем вылете рамного рельса и осу-
ществлении более тщательного контроля за состоянием элементов
перевода, что ведет к увеличению объемов работ по их содержа-
нию.
Что касается большегрузных транспортеров, то для большин-
ства из них вводятся ограниченные допускаемые скорости движе-
ния (табл. 6). При назначении скоростей учтено, что некоторые
транспортеры строятся в количестве от одного до пяти экземпля-
ров и воздействие их на переводы можно считать разовым. В этом
случае допускаются перенапряжения в элементах пути до 30%.
В целом анализ обширного материала многих экспериментов
показал, что под одним и тем же типом подвижного состава на
одном и том же типе перевода в разное время могут быть разные
По величине напряжения и деформации. Это прежде всего зависит
°т состояния основания переводов и, следовательно, одним из
первых мероприятий по уменьшению напряженного состояния пе-
71
Таблица 6. Допускаемые скорости движения
большегрузных транспортеров, км/ч,
по основным типам стрелочных переводов
Марка крестовины	Тип перевода	Транспортеры				грузоподъемностью				
		500 |	500*	480	400	340	300**	240	220	200~
1/9	Р50	50	70	80	80	90	70	70	90	90
		5	5	10	10	10	5	25	15	40
1/9	Р65	60	90	80	80	90	70	70	90	90
		5	5	10	10	10	5	25	15	40
1/И	Р50	60	70	88	80	90	80	70	90	90
		10	5	15	15	15	5	40	25	40
1/Н	Р65	60	90	80	80	90	80	70	90	90
		10	5	15	15	15	5	40	25	40
* Транспортеры фирмы Крупп (ФРГ).
** Транспортеры фирмы МАН (ФРГ).
Остальные транспортеры произведены в СССР.
Примечание.В числителе — скорость по прямому направлению, в знаменателе —
по боковому.
реводов й предупреждению появления опасных неисправностей
является их хорошее текущее содержание: своевременная рихтов-
ка, выправка, подбивка брусьев и т. д. Другой важный вывод сос-
тоит в том, что в современных условиях переводы типа Р50 исчер-
пали свои ресурсы прочности и нормально эксплуатироваться на
главных и приемо-отправочных путях основных грузонапряженных
направлений уже не могут.
4. ДОПУСКАЕМЫЕ СКОРОСТИ
ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ ПО СОЕДИНЕНИЯМ
И ПЕРЕСЕЧЕНИЯМ ПУТЕЙ
10. Скорость — показатель технического
прогресса на транспорте
Повышение скоростей движения всегда было стимулом совеР'
шенствования транспортных систем. Это стремление имеет мес'1 * * 4 *'6'
на всех видах транспорта, в том числе и на железнодорожной
Различают эксплуатационные и технические скорости дви^’
ния поездов. Технические скорости показывают конструктивна'^
возможности данного вида транспорта, эксплуатационные — оТр^,
жают практические возможности претворения их в жизнь при Н°Р
мальной эксплуатации. Важнейшим условием реализации той
72
40Й скорости является обеспечение безопасности движения и
>ежде всего сохранение прочности и устойчивости пути. Это
означает, что если прочность пути обеспечивается при макси-
мальной скорости, которую может развить локомотив, эта конст-
рукционная скорость локомотива принимается в .качестве допус-
каемой. В противном случае допускаемую скорость устанавливают
из условий прочности элементов пути.
Условия организации движения поездов и коммерческой рабо-
ты определяют показатели средней технической, участковой и
маршрутной скоростей, а также скорости доставки грузов. С точки
зрения требований, предъявляемых к конструкциям пути и стре-
лочных переводов, исходной является максимальная допустимая
скорость движения поезда и возможности ее реализации. Реали-
зация высоких скоростей движения связана с характеристиками
элементов плана и профиля линии, состоянием пути на перегонах
и станциях. Увеличение допускаемых скоростей движения поездов
дает наибольший эффект в том случае, если оно осуществляется
комплексно на перегонах и станциях, т. е. при движении по прямым
и кривым участкам и по стрелочным переводам.
При смешанном движении грузовых и пассажирских поездов,
которым характерна работа железных дорог в нашей стране, раз-
рыв между установленными скоростями движения этих поездов
приводит к потере пропускной способности. В первые послевоен-
ные годы еще сохранялось ограничение скоростей движения поез-
дов (установленное в мае 1941 г.) как грузовых, так и пассажир-
ских до 70 км/ч. Такая же скорость допускалась по прямому
направлению стрелочных переводов. Проведенные мероприятия по
усилению пути позволили в 1965 г. повысить максимальные ско- >
рости движения на отдельных линиях и участках до 80 км/ч для
грузовых поездов и до 100 км/ч для пассажирских. В это же при-
мерно время в результате исследований ЛИИЖТа, ЦНИИ и дру-
гих организаций были выявлены резервы стрелочных переводов и
повышены скорости движения поездов по прямому направлению
переводов типов Р50 и Р43 до 80 км/ч. Этим было положено начало
большим работам, направленным на реализацию высоких скорос-
тей движения поездов, особенно пассажирских. Такие возможнос-
ти появились в связи с усилением пути на многих направлениях
за счет укладки рельсов типа Р65, применения бесстыкового пути
и железобетонных шпал.
В 1959 г. допускаемая скорость 120 км/ч была разрешена для
пассажирских поездов на линии Москва -Ленинград, а в 1962 г.—
11 на ряде других линий. К 1963 г. наибольшая допустимая ско-
рость на линии Москва—Ленинград была поднята до 160 км/ч, а
на ряде других направлений — до 140 км/ч. Что касается стре-
лочных переводов, то в 1960 г. после усиления контррельсовой
зоны стало возможным повысить скорости движения по прямому
4 Зак 2263	73
направлению стрелочных переводов марки '/п типов Р50 и Р65
до 120 км/ч, а в 1966 г. был создан специальный перевод типа
Р65 марки '/и с цельнолитой крестовиной, допускающий ско-
рость движения пассажирских поездов по прямому направле-
нию 160 км/ч.
Здесь уместно подчеркнуть, что даже небольшой разрыв до-
пускаемых скоростей движения поездов на перегонах и станциях
в 20—40 км/ч почти полностью ликвидирует эффект от повышения
скорости на перегоне: при проходе каждой станции теряется вре-
мя, снижается техническая скорость движения поездов, уменьша-
ется пропускная способность. Кроме того, увеличиваются затраты
топлива (электроэнергии) на тягу поездов. Характерным в этом
отношении является поезд ЭР200, рассчитанный на максимальную
скорость 200 км/ч. Пока максимальная допустимая скорость по
прямому направлению стрелочных переводов не превышала
160 км/ч, не было смысла вводить такой поезд в эксплуатацию,
так как расстояния между смежными станциями были недоста-
точны для набора скорости от 160 до 200 км/ч и последующего ее
снижения до 160 км/ч при подходе к следующей станции.
После укладки на многих станциях направления Москва—Ле-
нинград стрелочных переводов типа Р65 марок '/н и ’/ia с под-
вижным сердечником, обеспечивающим непрерывную поверхность
катания, стало возможным пропускать поезда по прямому направ-
лению со скоростью 200 км/ч и более. С 1984 г. ЭР200 находится
в регулярной эксплуатации. Его маршрутная скорость состав-
ляет 140 км/ч, максимальная допустимая —200 км/ч.
Грузовые поезда принимаются на боковой путь с разрешен-
ной скоростью, как правило, 40—50 км/ч, а иногда и меньше.
Сейчас ведутся исследования и разработки, направленные на
внедрение переводов марки ’/и- обеспечивающих безопасное
движение поездов на боковой путь со скоростью до 60 км/ч.
В наилучшей степени пропускная способность железнодорож-
ных линий используется при обособленном движении грузовых и
пассажирских поездов. Однако такие условия на наших дорогах
отсутствуют и поэтому приходится сочетать скоростное движение
пассажирских поездов с пропуском грузовых, допускаемая ско-
рость для которых в течение многих лет не превышала 80 км/ч
Чтобы уменьшить разрыв в скоростях, в конце 70-х годов ш
ряде направлений скорости движения грузовых поездов был!
подняты до 90—100 км/ч.
Продолжаются работы по изысканию возможностей повыше
ния скоростей движения пассажирских поездов на ряде направле
ний до 160 км/ч. В этом отношении огромную роль сыграла магист
раль Москва—Ленинград, на которой отрабатывались конструк
ции пути (в первую очередь стрелочные переводы, нормы и:
содержания), подвижной состав и способы организации движени'
74
поездов последовательно при скоростях до 120, 140, 160 и 200 км/ч.
Обращение пассажирских поездов со скоростью более 200 км/ч
можно обеспечить лишь на линиях с обособленным движением.
Такие разработки ведутся у нас в стране и за рубежом.
11.	Критерии установления
допускаемых скоростей
Допускаемые скорости движения поездов по соединениям и
пересечениям рельсовых нитей определяются прежде всего усло-
виями прочности и устойчивости их элементов.
Для оценки работы конструкции под нагрузкой надо оценить
и сами нагрузки. Динамические нагрузки от колес на рельсы как
на обычном пути, так и на стрелочном переводе, зависят от конст-
рукции экипажа и неровностей рельсовых нитей. Однако неров-
ности на стрелочном переводе как по прямому, так и по боковому
путям имеют специфику, которая выводит их за рамки неровнос-
тей, имеющих место на обычном пути. Возмущающие факторы,
определяемые такими неровностями (см. главу 2), вызы-
вают неспокойное движение экипажа и повышенные силовые
воздействия на элементы перевода.
В связи с изложенным оценка напряженного состояния рель-
сов стрелочного перевода — непростая задача. Решается она
приближенно теоретически и уточняется на основе специально
поставленных экспериментов (см. главу 3). В последние годы такие
эксперименты по установлению допустимых скоростей движения
проводятся для каждого нового типа (новой конструкции) эки-
пажа как на обычном пути, так и на стрелочных переводах, кото-
рые должны находиться в удовлетворительном эксплуатационном
состоянии со средним износом металлических частей.
Основным условием возможности пропуска поездов с высокими
скоростями является ограничение ударно -динами-
ческих эффектов взаимодействия подвижного состава и
элементов пути. Препятствием для существенного повышения
скоростей движения поездов по прямому направлению стрелоч-
ных переводов мощных типов является жесткая конструкция
острой крестовины. При высокоскоростном движении такие кресто-
вины заменяют крестовинами с НПК-
На обычном пути условие прочности рельсов имеет вид:
щ [<Тк],
где <тк — наибольшие кромочные напряжения от изгиба и кручения
рельсов;
[ок]—допускаемые напряжения в кромках подошвы рельсов.
4*
75
Для перегонной конструкции пути нормой допускаемых напря-
жений в рельсах современных типов с учетом необходимого коэф-
фициента запаса считается 275 МПа. В это.м случае напряжения
Ок определяются, как суммарные от воздействия подвижного сос-
тава и температурные. При оценке прочности рельсов звеньевого
пути кромочные напряжения обычно определяются только от воз-
действия подвижного состава. Учет же температурных воздействий
осуществляется надлежащим выбором допускаемых напряжений,
которые в этом случае уменьшены на 35 МПа и составляют
240 МПа. Для рельсов стрелочных переводов используется, как
правило, такая же норма. Исключение составляют остряки, контр-
рельсы и подвижные сердечники крестовин. Для этих элементов
нет необходимости уменьшать допускаемые напряжения для уче-
та температурных воздействий, так как по условиям закрепления
температурные напряжения в них практически-отсутствуют.
Наряду с обеспечением прочности несущих элементов пере-
водов и пересечений надо обеспечить устойчивость этих
конструкций против сдвига. Устойчивость сохраняется, если
соотношение боковых и вертикальных нагрузок от колес на рельсы
удовлетворяет условию Ус/Р^0,86. При этом сама боковая
нагрузка У6 по условиям прочности скреплений не должна превы-
шать 100 кН. Кроме того, для обеспечения безопасности движе-
ния показатель устойчивости колеса на рельсе должен удовлет-
ворять условию:
где Р„ и Р„ — вертикальные нагрузки соответственно на наружную и
внутреннюю рельсовые нити.
При движении на боковой путь стрелочного перевода г пая-
ются дополнительные условия, определяющие допускаем-..' ско-
рости. Эти условия сводятся к ограничению ударно-динамических
эффектов в горизонтальном поперечном направлении, вызываю
щих недопустимые (с точки зрения нормальной эксплуатации)
воздействия на путь, подвижной состав и пассажиров. Рассматри
вается несколько критериев, регламентирующих возникающие
динамические эффекты: первый связан с необходимостью ограни-
чения потери кинетической энергии при ударе гребня колеса в кри-
волинейный остряк при противошерстном движении, два других --
с необходимостью ограничения непогашенного поперечного уско-
рения экипажа а,1П и скорости его приращения ф.
Рекомендуемый у р о в е н ь эффекта удара в остряк при
противошерстном движении или в упорную нить, переводной кри-
вой при движении в пошерстном направлении [wc -»] установлен
0,225 м/с, но не более 0,27 м/с. Показатель эффекта удара в нап-
76
равляющие грани контррельсов и усовиков, когда после удара
экипаж не поворачивается, а продолжает прямолинейное движе-
ние, можно допустить значительно больше. Г. М. Шахунянц реко-
мендует принимать {wK] =[®у] = (0,44-0,6) м/с, но не более
( м/с. Напомним, что показатель w определяется, как произведе-
ние поступательной скорости движения на синус угла удара без
учета массы экипажа.
Необходимость ограничения непогашенного попе-
речного ускорения и скорости его приращения
связана главным образом с обеспечением комфортабельности езды
пассажиров. До 1960 г. действовала норма =0,6 м/с2. С
1960 г. по материалам исследований ВНИИЖТа и ЛИИЖТа уста-
новлено [сснч] =0,7 м/с2 и [ф] =0,6 м/с'. Сейчас имеются обосно-
вания по некоторому увеличению |ф| - до 0,8—0,9 м/с3.
Полученные при проведении экспериментов данные о факти-
ческих напряжениях, деформациях и силах сопоставляются с до-
пускаемыми или рекомендуемыми нормативами.
Сопоставление экспериментальных данных и расчетных пока-
зателей -работы стрелочного перевода определенного типа и кон-
струкции позволяет получить необходимый материал для определе-
ния допускаемых скоростей движения по стрелочным переводам
других типов и марок. Для этих переводов достаточно получить
расчетные показатели работы и использовать результаты сопостав-
ления, полученные при экспериментах с другими переводами. Тем
самым сокращается количество дорогостоящих экспериментов.
12.	Нормы допускаемых скоростей
движения поездов
Нормы допускаемых скоростей движения локомотивов и ваго-
нов по железнодорожным путям и стрелочным переводам нормаль-
ной колеи установлены приказом МПС № 8ЦЗ 1979 г. Эти нормы
устанавливают максимально допускаемые скорости движения ло-
комотивов и вагонов исходя из их показателей динамики и воздей-
ствия на путь, условий прочности и устойчивости верхнего строе-
ния пути, допускаемого непогашенного ускорения в кривых и
устойчивости колеса на 0ельсе против всползания.
Скорости движения по стрелочным переводам и по станцион-
ным путям устанавливаются исходя из конструкции и состояния
пути и стрелочных переводов с учетом радиусов переводных и за-
крестовинных кривых, а также местных особенностей. Так. по
обыкновенным стрелочным переводам типа Р65 с крестовиной мар-
ки '/и с подвижным сердечником допускается скорость движения
по прямому направлению для электропоездов ЭР200—200 км/ч,
Для электровозов ЧС200 —160 км/ч. Для других переводов допус-
каемые скорости указаны в табл. 7.
77
Скорость движения на боковой путь 50 км/ч, отмеченная в
ПТЭ, является максимально допустимой по техническому заданию
на изготовление новых переводов типов Р75 и Р65 с крестовиной
марки '/и х°леи 1520 мм. Скорость 50 км/ч для переводов типа
Р65 была включена в ПТЭ в 1970 г. на основе обширных экспери
ментов, проведенных ЛИИЖТом. Эта скорость устанавливалась
как норматив из условия прочности переводов от воздействия ва-
гонного подвижного состава с учетом соблюдения устойчивости от
опрокидывания наиболее опасных в этом плане экипажей (рас-
сматривались вагоны с особо высоким центром тяжести груза).
Приходилось также учитывать горизонтальные поперечные силы и
устойчивость против вкатывания колеса на рельс.
Таблица 7. Допускаемые скорости движения
по стрелочным переводам и глухим пересечениям
при расположении их в прямом участке пути
Тип	Марка	Наибольшая скорост	допускаемая ь, км/ч
		по прямому направлению	но боковому направлению
Обыкновенные стрелочные переводы			
Р50 и Р65	1/9	100	40
Р50 и Р65	1/И	120	40
Р50 и Р65	1/18	120	80
Р65 с двухболтовыми контррельсовыми	1/И	140	40
вкладышами			
Р65	1/22	120	120
Р75 и Р65 с подуклонкой и цельнолитой	1/Н	160	40
крестовиной			
Симметричные стрелочные переводы
Р65. Р50 и Р43	1/1.1		70
Р65, Р50 и Р43	1/9	—	50
Р65, Р50 и Р43	1/6		40
Перекрестные стрелочные переводы
Р65 и Р50 с неподвижными сердечни-	1/9	70	40
ками тупых крестовнн • Р50 с подвижными сердечниками ту- пых крестовин	1/9	25	25
			
Глухие пересечения косоугольные
Р43 и тяжелее	| 1/9 и 2/11 |	40	|	—
Глухие пересечения колеи 1520 с 1535 мм
Р50 н тяжелее	'/в	50 I —
7<>, 2/и	40
Примечание. Приведенные в таблице допускаемые скорости движения установ-
лены для всех типов подвижного состава, за исключением транспортеров, (см. табл. 6).
путевых машин, а также некоторых видов локомотивов.
78
рис- 41. Схема одностороннего стрелоч-
ного перевода, уложенного в кривой:
дВ и — сопрягающие кривые; ЯС —
передний вылет рамного рельса; СЕ—
криволинейный остряк; EN — переводная
кривая; DE — кривая основного пути пе-
ревода; FК и NP — прямые участки зоны
крестовины соответственно по основному
и боковому путям
В конце 70-х — начале 80-х годов ВНИИСТом при участии
ДИИТа и ЛИИЖТа были проведены испытания по изысканию воз-
можностей использования скорости 50 км/ч при движении на боко-
вой путь основными типами локомотивов эксплуатационного пар-
ка. (Ранее практически для всех локомотивов была установлена
предельная скорость на боковой путь 40 км/ч.) В итоге было
получено, что не все локомотивы могут следовать на боковой путь
с этой повышенной скоростью движения.
Условия пропуска по стрелочным переводам специального
подвижного состава, а также опытных типов вагонов и локомоти-
вов устанавливаются отдельными указаниями МПС.
Допускаемая скорость движения по стрелочным переводам на
боковое направление назначается с таким расчетом, чтобы она
была не выше скорости, устанавливаемой для такой же конструк-
ции пути на перегоне в кривой такого же радиуса, как радиус
переводной или закрестовинной кривой с учетом отсутствия воз-
вышения наружного рельса.
Установление допускаемых скоростей движения по односто-
ронним стрелочным переводам, уложенным на кривых участках пу-
ти, производится по условию непревышения норм, связанных с не-
погашенным ускорением без учета возвышения наружного рельса,
если оно имеется. Для этого надо знать кривизну (радиус) ряда
элементов (рис. 41); кривой главного пути Rr, сопрягающих
кривых перед стрелкой и за крестовиной Rc, основного пути пере-
вода /?0, криволинейного остряка г0, переводной кривой гп, кривой
ответвленного пути за крестовиной гб-
По этим данным устанавливаются наименьшие значения радиу-
сов: Rmin—по основному пути (меньшая из величин Rc и Ro)
и fmin — по ответвленному пути (наименьшая из величин то,
гв и тб). Наибольшая допускаемая скорость движения по основ-
ному пути определяется по формулам:
при Rmin<788 м	у = 2,83	(4)
ПРИ /?mjn> 788 м	п = 8,6 VFmi„.	<5>
79
Первая из этих формул ограничения скорости отражает условие
непревышения допускаемого непогашенного центробежного уско-
рения экипажа [aHIi] =0,7 м/с2. Однако, помимо ограничения
величины этого ускорения, требуется ограничить и скорость его
нарастания. Вторая формула как раз и отражает это условие.
При /? = 788 м обе формулы дают одинаковый результат. Для
ответвленного пути используются эти же выражения, но вместо
/?min сюда подставляются значения r,ni„.
В любом случае определенные таким путем скорости должны
быть не более тех, которые установлены нормами для обыкновен-
ного стрелочного перевода. Для определения условий движения
поездов по разносторонним стрелочным переводам, уложенным в
кривых участках пути, используются те же формулы. Если на та-
ком переводе имеет место понижение наружного рельса перевод-
ной кривой вследствие повышения наружного рельса основной кри-
вой, то это следует учесть при определении скорости движения
по ответвленному пути:
v = V (6,388 + 0,079ft) г ,
где ft — понижение наружного рельса переводной кривой: подставляется
в формулу в мм со знаком «минус» и должно быть не более 75 мм;
г — меньшее из двух значений радиусов: переводной кривой или кри-
волинейного остряка, ведущего на ответвленный путь.
Возможное наличие возвышения наружной нити на одностороннем
Переводе, уложенном в кривой, при назначении допускаемых ско-
ростей движения не учитывается. Однако это резерв, который в
ряде случаев может быть использован. Исследования БелИИЖТа
показывают, что учет этого возвышения можно осуществить с по-
мощью следующей формулы:
v = у] (SJHOW
По сравнению с формулами (4) и (5) эта дает возможность повы-
сить скорости на 25%. Использование этого резерва .может ока-
заться весьма необходимой добавкой в связи с подготовкой ряда
направлений к повышенным скоростям движения пассажирских
поездов.
В горловинах и других сложных зонах станций, насыщенных
соединениями и пересечениями рельсовых путей, имеют место со-
прягающие кривые небольшого радиуса и прямые вставки между
ними. Сопряжения кривых в плане должны осуществляться с та-
ким расчетом, чтобы не допускать ограничения наибольшей ско-
рости движения, возможной по сопрягаемой кривой наименьшего
радиуса. Как и в ранее рассмотренных вариантах, установление
допускаемых скоростей по сопряжениях кривых основано на не-
превышении допускаемых значений параметров, характеризующих
плавность и безопасность движения поездов. Однако допустимые
[а„„] и [ф| в этом случае зависят от условий сопряжений.
80
Так, при наличии переходных кривых и длине прямой вставки
оТ 5 до 25 м для обратных кривых и кривых одного направления
принимаются [анп] =0,7 м/с2 и [if] =0,3 м/с3. Если прямая встав-
ка менее 5 м или отсутствует, то при таком же [аНп] принимают
для кривых одного направления [ip] =0,3 м/с3, для обратных кри-
вых [if] =0,6 м/с3. При отсутствии переходных кривых и наличии
прямой вставки до 25 м [ани] =0,4 м/с2, [if] =0,3 м/с3.
Если длина прямой вставки более 25 м, то при наличии пере-
ходных кривых принимают [а„п] =0,7 м/с2, [if] =0,6 м/с3, при
отсутствии переходных кривых [а„и] =0,4 м/с2, [if] =0,3 м/с3.
При обосновании указанных значений [аип| и [if] использованы
экспериментальные и теоретические исследования движения эки-
пажей по сопряжениям кривых в плане с оценкой самочувствия
пассажиров, проведенные ВНИИЖТом и вузами МПС, а также
эксплуатационный опыт железных дорог.
Выше были рассмотрены условия движения подвижного соста-
ва по стрелочным переводам и пересечениям путей при износе голо-
вок рельсов основных элементов в пределах допустимых значений.
Однако не исключены случаи, когда на действующих путях износ
усовиков и сердечников крестовин, рамных рельсов и остряков
превышает установленные ограничения. Для обеспечения безопас-
ности движения поездов по изношенным элементам необходимо
снижать допускаемые скорости. В табл. 8 и 9 приведены уста-
новленные специальными распоряжениями МПС предельные ско-
рости для этих случаев.
Указанные в табл. 8 и 9 допускаемые скорости движения ус-
тановлены из условий обеспечения прочности изношенных элемен-
тов переводов и пересечений. При этом учтено требование, чтобы
уровень силового воздействия на крестовину, который имеет место
при допускаемом износе крестовин, сохранялся и при указанных
в табл. 8 износах. А это, в свою очередь, зависит от продольного
профиля катания крестовины, определяющего уклон неровности в
этой зоне. Поэтому по крестовинам типов Р65 и Р50 при износе
их не более 10 мм разрешается устанавливать скорости движения
на 10 км/ч выше указанных в табл. 8, если разности величин износа
Таблица 8. Допускаемые скорости движения, км/ч,
по стрелкам с износом, превышающим установленные нормы
Вертикальный износ рамных рельсов и остряков, мм
	6.1-7,0	7,1- -8,0	8.1 -9.0	9,1-10,0
Р65 и тяжелее	Без ограни- чения	Без ограни- чения	60	50
Р50	»	»	50	40
Р43 и легче	50	40	25	25
81
Таблица 9. Допускаемые скорости движения, км/ч,
по крестовинам с износом, превышающим
установленные нормы
Поезда	Тип кресто- вины	— Вертикальный износ крестовин. Мм				
		5.1—6,0	6.1-8,0	8,1—10.0	1 10,1 — 12,0 	J			 СХ1
Грузовые	Р65	Без огра- ниче- ния	70	60	50	25~
	Р50	То же	70	60	40	
	Р43	»	60	50	25	
Пассажирские и рефрижератор-	Р65	100	80	70	50	25
ные	Р65 цельно- литая	120	100	70	50	
	Р50	100	70	60	40	—
	Р43	70	60	50	25	—
Электросекции и дизель-по-	Р65	100	80	70	50	25
езда	Р50	100	80	60	40	- —
	Р43	70	60	50	25	—
сердечника в сечениях 20 и 30 мм и усовика в сечении математичес-
кого центра крестовины и сечении 12 мм не превышают 2 мм у крес-
товин марок ’/э и */ц и 3 мм у крестовин марки '/ig.
йые рельсы имеют выкружку радиусом 15 мм, опасность распора
колеи колесами с неизношенным профилем может возникнуть при
ширине колеи 1548 мм.
На стрелочном переводе, как и на обычном пути, могут быть
изломы отдельных элементов, нарушающие безопасность движе-
ния.
Особенно сложным и опасным узлом перевода является зона
крестовины. В зоне жестких крестовин одним из основных элемен-
тов, обеспечивающих безопасность движения поездов, является
контррельс, который предотвращает давление колес на острие сер-
дечника и их попадание в желоб другого направления. В то же вре-
мя контррельс является в определенной степени вредным элемен-
том, так как в отдельные его части ударяются гребни колес и проис-
ходит некоторое принудительное смещение колесной пары поперек
пути от сердечника к приконтррельсовому рельсу. Это приводит
к расстройству крестовинной зоны, а в отдельных случаях к сме-
щению контррельса из-за разрыва контррельсовых болтов.
Другим вынужденным конструктивным элементом, усложняю-
щим крестовинный узел, является усовик. В усовики также воз-
можны удары колес тыльной стороной их гребня и, как следствие,
появление больших дополнительных горизонтальных сил. Уда-
ряясь в отводы усовика, колесная пара смешается поперек пути,
но уже в сторону сердечника.
Безопасность движения по крестовине считается обеспеченной,
если исключена возможность ударов колес в нерабочий усовик
до горла и в торцы усовиков и контррельсов, набегания колес
на острие сердечника, распора колесной пары усовиком и контр-
5. СТРЕЛОЧНЫЕ ПЕРЕВОДЫ
И БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
13.	Факторы повышенной опасности
в конструкциях соединений
и пересечений путей
На стрелочном переводе, как и на обычном пути, может прои-
зойти распор рельсовых нитей и провал колес внутрь колеи, если
будет чрезмерно превышена ее ширина. Это может произойти,
если ширина колеи с учетом отжатий под нагрузкой составит бо-
лее 1550 мм. При этом колесо будет опираться в зоне выкружки
рельса конической частью с уклоном '/7, что приведет к появле-
нию опасных распирающих сил. Расчет критической ширины
1550 мм виден из рис. 42, где числа 6, 24 и 13 мм означают соот-
ветственно размеры фаски колеса, протяженность поверхности с
коничностью */7 и радиус выкружки рельса. Поскольку современ-
42. Крайнее положение колесной пары на рельсах прн уширении
<олеи
82
83
рельсом (рис. 43). Для одновременного выполнения этих требо-
ваний установлены необходимые размеры ширины колеи 30 и
желобов t в крестовине, а также допуски на их содержание.
В числе факторов повышенной опасности, определяющих усло-
вия движения подвижного состава по боковому пути стрелочного
перевода, следует отметить такие явления, как возможность
всползания колеса на рельс и опрокидывание экипажа. При соче-
тании некоторых условий колесо может «всползти» на головку
рельса, в результате чего неизбежен сход подвижного состава.
Современная оценка устойчивости колеса на
р е л ь с е ,п р о т и в всползания производится с учетом дейст-
вия наибольших боковых сил, возникающих в результате вписы-
вания железнодорожных экипажей в рельсовую колею. Процесс
всползания при движении и особенно при входе экипажа на боко-
вой путь в рротивошерстном направлении облегчается из-за отсут-
Рис. 43. Варианты прохождения колесной пары по крестовине:
а — с ударом в усовик; б — с ударом в контррельс; в — с набеганием на сердечник.
г — с распором колесной пары; Т — насадка колес; h — толщина гребня: 8п— ширин3
колеи; 6 — зазор между рабочей гранью гребня и головкой рельса; tr — ширина же.юб3
в горле крестовины; t — ширина желоба в контррельсе; tp — ширина раструба контр-
рельса на входе; Т — ширина желоба между усовиком н сердечником; Е - расстоя-
ние между рабочими гранями контррельса и сердечника; F - расстояние между рабочими
гранями контррельса и усовика
ствия возвышения криволинейного остряка относительно рамного
рельса, из-за внезапного (скачком) появления центробежной си-
лы. из-за необходимости вертикальной строжки остряка. При
входе на криволинейный остряковый рельс колесо движется при-
жатым к головке рельса своим гребнем, который опирается на
боковую грань головки не в том сечении, где колесо передает
на рельс вертикальную нагрузку. Точка скользящего контакта
гребня колеса по боковой грани головки рельса смещена вперед
по ходу движения. Такое перемещение сопровождается появле-
нием реакции в виде силы трения. Вертикальная составляющая
этой силы уменьшает нагрузку от колеса на рельс, обезгруживает
его.
Как известно, силы трения пропорциональны нормальной наг-
рузке, действующей по поверхности контакта двух тел. В данном
случае нормальной к поверхности контакта является боковая сила,
которую можно оценить через рамное давление — горизонтальную
поперечную силу, передаваемую колесной паре рамой тележки.
Эта сила зависит от условий набегания и явлений, происходящих
на площадке контакта гребня колеса и головки рельса. По суще-
ству боковая сила возникает как сила инерции, поскольку появ-
ление ее связано с изменением направления движения экипажа.
При вписывании экипажей в кривые боковые силы формируют-
ся и под влиянием режима движения поезда. Если поезд идет в
режиме тяги, боковые воздействия — и рамные силы, и силы на
контакте гребня колеса и рельса -- уменьшаются за счет попереч-
ных составляющих тяговых усилий. При торможении, особенно
электрическом, имеет место обратное явление — поперечные
составляющие горизонтальных сил направлены наружу колеи и
способствуют увеличению боковых сил на контакте гребней колес
и рельсов.
Боковые силы вызывают пропорциональный им отжим рельсо-
вых нитей и возрастают вместе с углом набегания гребня. Посте-
пенно выбирая зазоры в пути и в тележке, сила инерции vnpyro
отжимает головку остряка на некотором расстоянии за местом
встречи ее с ребордой колеса. Боковая сила в момент встречи ре-
борды набегающего колеса с головкой остряка существенно за-
висит от угла удара (см. рис. 37).
Чем больше боковая сила и коэффициент трения гребня колеса
по рельсу, тем больше степень разгруза колеса. Сравнивая верти-
кальную составляющую силы трения с минимальной вертикальной
нагрузкой колеса на остряк, можно оценить возможность всполза-
ния колеса на остряк. При некотором значении боковой силы
сила трения на гребне настолько увеличивается, что может пол-
ностью обезгрузить колесо, которое при этом начинает отрываться
°т поверхности катания. Двухточечный контакт колеса и рельса
переходит в одноточечный но гребню. Если в процессе дальней-
85
84
шего движения экипажа рамное давление и соответствующая бо-
ковая сила не снижаются, а вертикальная составляющая давле-
ния колеса за счет сжатия рессорного подвешивания не возраста-
ет — сила трения заставляет колесо двигаться вверх по боковой
грани головки.
Для оценки возможностей всползания колеса на рельс с
последующим сходом рассматривают все действующие на колес-
ную пару активные горизонтальные и вертикальные силы (силы
веса, силы инерции) и соответствующие реактивные силы (нор-
мальные реакции рельса, силы трения). Практика такого рода
исследований показывает, что возможности всползания колеса
уменьшаются с уменьшением угла удара (угла набегания) колеса
на остряк, кривизны остряка, поступательной скорости движения
экипажа. Зависят они также от состояния рабочих поверхностей
контакта гребня колеса и головки рельса. Поверхности, покрытые
смазкой, например, в результате лубрикации, обеспечивают более
высокую устойчивость колеса на рельсе. Регулировать этот Процесс
можно и ограничением скорости движения поездов на боковой
путь.
Возможность всползания колеса на рельс имеется и в зоне
крестовины. Однако здесь возможность всползания возникает при
ударе тыльной частью гребня в рельсовый усовик. В целом про-
цесс этого’всползания аналогичен описанному для случая встречи
колеса с остряком. Исследуя этот процесс, Г. И. Иващенко получил
следующее предельно допустимое по условиям всползания соотно-
шение горизонтальных и вертикальных сил при входе на крестови-
ну против шерсти в случае удара колеса в усовик между горлом
и математическим центром
< 1,806-0,314 -^-+	,
где Ур — рамная сила;
Pi и Pz — вертикальные колесные нагрузки на крестовину и на при-
контррельсовый рельс, кН.
Величина рамной силы зависит от скорости движения и угла удара
набегающего колеса в усовик. Используя известную величину рам-
ной силы в функции скорости и опытные данные о соотношениях
сил Р\ и Р-2, Г. И. Иващенко получил для грузовых поездов зави-
симость между допускаемой скоростью и углом удара колеса в усо-
вик, приведенную на рис. 44. Пользуясь таким графиком, можно
для конкретных условий получить допускаемую скорость по пере-
воду, обеспечивающую безопасность движения. Из графика видно,
что для обеспечения пропуска грузовых поездов без ограничения
скоростей движения (в пределах действующей нормы 90 км/ч)
угол удара должен быть не круче 1°45'. У переводов колеи 1524 та-
рис- 44. Кривая ограничения скорости
движения v по переводам в зависимости
оТ максимального угла удара р в усо-
вик
кой угол был только при марках '/и и положе. При колее 1520
и при переносе точки перегиба усовика из математического центру
в сечение сердечника 20 мм этот угол сведен к минимуму, не огра,
ничиваюшему скорость движения.
Аналогичные расчеты, проведенные в ДИИТе для случаев пере.
катывания колес по тупым крестовинам перекрестных перевод^
и глухих пересечений, показали, что допускаемые скорости
ним, исходя из обеспечения безопасного пропуска колес, нах0_
дятся в пределах 65—85 км/ч. Более низкие скорости получены
для крестовин марок 2/э и 2/ц.
Опасность опрокидывания экипажа возникает в
основном из-за действия центробежных сил инерции при движении
экипажа по кривой. Здесь следует подчеркнуть, что эта опасность
зависит в первую очередь от скорости движения экипажа, кривиз-
ны пути и усугубляется отсутствием возвышения наружного рель-
са. В отличие от всползания опасность опрокидывания возникает
если обезгруживаются колеса экипажа, катящиеся не по наруж-
ной, а по внутренней рельсовой нити. Для того чтобы оценить
такую возможность, достаточно рассмотреть действующий на эки-
паж в поперечном направлении опрокидывающий момент причем
не только от центробежной силы и веса экипажа, но и от дополни-
тельных сил, в частности силы ветра.
Предельная скорость движения экипажей по кривым без воз-
вышения наружного рельса, при которой обеспечивается устой-
чивость от опрокидывания, определяется следующей зависимостью
(без учета силы ветра):
о = 7,164
Расчет по этой формуле показывает, что при реализуемых на дан-
ном этапе скоростях движения поездов нет опасения за опроки-
дывание экипажей на стрелочных переводах. Иное положение
складывается для консольно-катковых транспортеров большой
грузоподъемности (400 т и 500 т). Для них минимально допусти-
мый двухкратный запас устойчивости против опрокидывания в
Кривых радиусом 200—300 м при отсутствии возвышения обеспе-
чивается при скоростях от 10 до 40 км/ч. Именно по этому пока-
зателю были ограничены допускаемые скорости движения ряда
транспортеров по стрелочным переводам (см. табл. 6).
86
87
Специфическим местом повышенной опасности является ту.
пая крестовина марки '/9 перекрестных стрелочных пере,
водов. Если в острой крестовине вредное пространство перекры.
вается контррельсом полностью, то в тупой крестовине колесо нап-
равляется лишь на части вредного пространства, а остальная его
часть преодолевается по инерции. Чтобы не было неперекрытого
вредного пространства, колесо / (рис. 45) должно коснуться физ|
ческого острия сердечника раньше, чем колесо II минует тыльно
стороной гребня изгиб контррельса в точке В. Такое положена
имеет место у тупых крестовин марки 2/э и 2/ц. У тупой крестов!
ны марки '/9, несмотря на наличие возвышения контррельса
45 мм относительно уровня катания, остается еще не перекрытое
пространство. Величина этого неперекрытия зависит от диаметра
колес, ширины колеи, износа крестовины. На переводах колеи
1524 мм при диаметре колес 1050 мм неперекрытие составляло
67 мм. На новых перекрестных переводах колеи 1520 мм наиболь-
шее неперекрытие имеет место у вагонных колес и составляет
58,6 мм, у тепловозов при диаметре колес 1050 мм оно состав-
ляет 40 мм, у электровозов при диаметре колес 1200 мм — 14 мм,
при диаметре 1250 мм — 5,5 мм.
Из этих данных видно, что уменьшение колеи до 1520 мм да-
ет положительный эффект по снижению неперекрытия вредного
пространства. С этой целью полезно содержать колею здесь с мину-
совым допуском. Приведенные числа соответствуют движению ко-
лесной пары в неперекошенном по отношению к оси пути положе-
нии. Возможный угол поворота колесной пары относительно оси
пути зависит от базы тележки и зазора между внутренними граня-
Рис. 45. Схема перекатывания колесной пары по тупой крестовине:
/- вредное пространство; k — смещение одной крестовины относительно другой;
d - неперекрытие вредного пространства
88
Рис. 46. Схема тупой крестовины с подвижными сердечниками:
/ — подвижные сердечники; 2 — неподвижный литой сердечник; 3 — рельсы пере-
водных кривых; 4—аппаратные тяги от привода; 5 — соединительные тяги
ми колес и контррельсами. С учетом этого обстоятельства при те-
лежках ЦНИИ-ХЗ-0 неперекрытое вредное пространство может
достигать 95 мм, примерно такое неперекрытие получается у пас-
сажирских вагонов, для тележек шестиосного полувагона —81 мм,
для тепловозных осей —77 мм. В исследованиях ВНИИЖТа отме-
чалось, что неперекрытие в 95 мм не представляет опасности в
отношении схода подвижного состава. Но эти выводы справедливы
лишь для установившегося движения экипажей в режиме тяги.
Опасность схода появляется, если состав следует в неустановив-
шемся режиме движения или режиме торможения и особенно в
режиме толкания-надвига, когда тележки под действием продоль-
ных сжимающих сил могут занимать перекосное положение. Поло-
жение усугубляется, если перекосное положение занимает тележка
легковесного вагона. В этом случае колесная пара может быть
выжата в бок в зоне неперекрытого вредного пространства. Далее
в зависимости от величины горизонтально действующей силы, ко-
лесо может вкатиться на сердечник или даже пойти в желоб друго-
го направления. Ранее, когда обращались двухосные вагоны, схо-
ды были весьма частыми, ибо возникающие при сжатии попереч-
ные силы непосредственно действовали вдоль оси колесной пары.
У тележечных экипажей поперечная сила, возникающая при сжа-
тии, достигает 100 кН и прежде всего передается на шкворень,
поэтому вдоль оси действует гораздо меньшая по величине сила.
Для выдавливания же нужна поперечная сила вдоль оси не менее
60 кН при вертикальной нагрузке на ось порядка лишь 80—60 кН.
Выдавливание тележки четырехосного вагона может произойти
лишь в том случае, если при движении в сжатом составе она по
каким-либо причинам заклинится под вагоном. Тогда вся попереч-
ная сила, действующая на шкворень, полностью будет переда-
ваться на одну из осей тележки.
Таким образом, сход на тупой крестовине — это не следствие
плохого состояния перевода, а причина конструктивного недостат-
ка крестовины в сочетании с неблагоприятным режимом движе-
ния вагонов. Наиболее радикальный метод борьбы со сходами —
5 Зак. 2263	89
применение тупых крестовин с подвижными сердечниками, у кото
рых обеспечивается непрерывная поверхность катания, а вредное
пространство вообще отсутствует (рис. 46).
При выполнении ремонтных работ часто понижается прочность
и устойчивость переводов, а в отдельных случаях нарушается це-
лостность рельсовых нитей. Поэтому Инструкцией по обеспечению
безопасности движения поездов при производстве путевых работ
(Инструкция ЦП-3075) устанавливаются для разных видов работ
нормативы ограничения скоростей движения поездов как на время
производства работ, так и на период стабилизации элементов пе-
ревода. Не менее важным фактором является порядок ограждения
места работ. Соблюдение требований Инструкции является обяза-
тельным для лиц, связанных с производством путевых работ.
14.	О нормах и допусках содержания
стрелочных переводов
Одним из основных нормативов на стрелочном переводе, как
и в пути, является ширина колеи. Но в отличие от перегонной
конструкции пути здесь более строго регламентированы места
измерений, порой расположенные очень близко друг от друга. Это
касается каждого из направлений движения на переводе. Наибо-
лее существенные изменения ширины колеи имеют место в зоне
стрелки и особенно у переводов с колеей 1524 мм.
Изменения ширины колеи в пределах стрелки (табл. 10), в
частности, в начале остряков, связаны в основном с конструк-
тивными требованиями по обеспечению ответвления колеи на бо-
ковое направление и по укрытию острия остряка от ударов. Исходя
из-обеспечения вписывания тележек экипажей при переходе с пря-
мого направления на боковое, наибольшее уширение требуется в
начале остряков с постепенным отводом его в каждую из сторон
на протяжении 1 —2 м. Крутые отводы ширины колеи служат одной
из причин повышенных силовых воздействий в зоне этих отводов
и, как следствие, интенсивных расстройств колеи. Дело в том, что
местные уширения колеи соответствуют в определенной мере
вертикальным неровностям пути. Кроме того, здесь колеса набе-
гают на рельсовые нити под большими углами.
Расчеты основных типов переводов на вписывание наиболее
неблагоприятных экипажей (исследования Н. Н. Елсакова) по-
казали, что ширина колеи у острия остряков может быть уменьше-
на для стрелок типа Р65 до 1524 мм, а Р50— до 1528 мм. На осно-
вании этих же расчетов в зоне переводной кривой потребная шири-
на колеи для переводов марки 1 /э должна быть 1524 мм, а для
более пологих переводов — 1520 мм. Возможность такого сужения
колеи позволила получить у современных переводов гораздо более
90
пологие ее отводы в зоне стрелки. Так, у переводов типа Р65
наибольшая крутизна отводов ширины колеи по прямому направ-
лению 0.,0014, а по боковому (у Р65 марки '/э)—0,0020. Переход
на одинаковую ширину колеи по обоим направлениям движения
для обыкновенных переводов был необходим еще и с технологи-
ческой точки зрения. Такой переход позволил унифицировать мно-
гие детали, в частности, корневые и закорневые вкладыши, под-
кладки, упорные накладки, которые стали одинаковыми для пра-
вых и левых переводов. Для такой унификации, т. е. чисто из кон-
структивных соображений, в корне остряка по прямому направле-
нию и на некотором расстоянии от него в обе стороны ширина
колеи принята 1521 мм.
Таблица 10. Нормы и допуски ширины колеи иа стрелочных переводах
колеи 1520 мм
Тип стрелочного перевода	Марка крес- товн- ны	Ширина колеи, мм					
		в сты- ках рам- ных рель- сов	у ост- рим ост- ряков	в корнях остряков		в середи- не пере- водной кривой	в кресто- вине и а конце пе- реводной кривой
				на бо- ковой путь	на пря- мой путь		
Обыкновенные переводы
Р75 и Р65	1/11	1520	1524	1520	1521*	1520	1520
Р65	1/22	1520	1521	1520	1520	1520	1520
Р65 и Р50	1/18	1520	1521	1520	1520	1520	1520
Р50	1/11	{520	1528	1520	1521**	1520	1520
Р65	1/9	1520	1524	1520	1521*	1524	1520
Р50	1/9	1520	1528	1520	1521**	1524	1520
Перекрестные переводы
Р65, Р50	| 1/9 | 1520 | 1535 | 1535 | 1520 | 1535 | 1520
Симметричные переводы
Р65	1/И и 1/9	1520	1524	1520	—	1520	1520
Р50	1/Н и 1/9	1520	1528	1520	—	1520	1520
Р50 для приемо-отпра- вочных путей	1/6	1526	1527	1524	—	1524	1520
Р65, Р50 для горочных путей Допуски в сторону:	1/6	1522	1535	1524	—	1524	1520
увеличения		3	2	2	2	3	2
уменьшения		2	2	2	' 2	2	2
* На расстоянии 14 100 мм от острия и далее ширина колеи 1520 мм.
** На расстоянии 13 750 мм от острия и далее ширина колеи 1520 мм.
5*
91
В некоторых местах перевода ширина колеи тесно связана с
желобами. В качестве примера можно отметить ширину колеи в
крестовине, где принятие более свободных допусков привело бы
к затруднениям содержания как ширины колеи, так и желобов у
усовиков и контррельсов, и особенно соблюдения требований ПТЭ
в части размеров «не более 1435 мм» и «не менее 1474 мм».
Ширина колеи у острия остряков на всех переводах тесно
связана с вполне определенной величиной хода шибера стрелочно-
го привода, а также с наличием определенного шага этих приводов,
и не может изменяться путейцами без представителей дистанции
СЦБ и связи. Поэтому принятые здесь допуски ±2 мм в основном
оправданы. Тем не менее опыт эксплуатации показывает, что есть
настоятельная необходимость в изменении ряда допусков, причем
в основном в сторону их увеличения. Например, ширина колеи по
боковому направлению длительное время была 15351'2 мм и пере-
воды работали нормально, обеспечивая безопасный пропуск любых
экипажей.
Согласно «Указаниям по содержанию стрелочных переводов и
глухих пересечений колеи 1520 мм» 1975 г., предельная ширина ко-
леи в большинстве сечений обыкновенных переводов может быть
лишь 1523 мм или 1527 мм. В то же время в переводной кривой
принятая ширина колеи под нагрузкой оказывалась нестабильной
и имела тенденцию к уширению. То же самое можно сказать и о
передних стыках рамных рельсов, тем более, что они соединяют-
ся часто с участками пути, где допуски +10, —4 мм, а на участках,
где скорости до 50 км/ч, и того большие: +10, —4 мм.
Учитывая опыт эксплуатации переводов, МПС отдельными ука-
заниями в 1981 и 1983 гг. разрешило увеличить допуски на уши-
рение в переводной кривой обыкновенных стрелочных переводов
типов Р65 и Р50 марок '/э и 1 /п Д° + 8 мм. На горочных симмет-
ричных переводах колеи 1520 мм марки 1/6 теперь в корне остря-
ков и в переводной кривой допуск на уширение + 10 мм. При таких
допусках уменьшается количество перешивок колеи и, следова-
тельно, увеличивается срок службы подрельсового основания. Ус-
ловия безопасности движения поездов не ухудшаются. Увеличение
допусков по ширине колеи перед остряком нежелательно, так как
это ухудшит условия входа колеса на остряк из-за увеличения за-
зора между рамным рельсом и гребнем колеса и приведет к увели-
чению угла удара колеса в остряк при движении экипажа на бо-
ковое направление.
Не менее важны в деле обеспечения безопасности движения
поездов по стрелочным переводам размеры желобов в корне остря-
ков, крестовине и контррельсах. Действующие в настоящее время
нормы и допуски по их содержанию для переводов колеи 1520 мм
приведены в табл. И.
92
Таблица 11. Нормы ширины желобов, мм,
стрелочных переводов колеи 1520 мм
Тип перевода	Марка кресто- вины	В корн.е остряка		В кресто- вине		На отводах усо- Виков и контр- рельсов		
		по прямо-, му пути	чпо боко- вому пути	в гор- ле	у сече- ния сер- деч ни- ка 20 мм и до сече- ния 40 мм	в пря- мой части контр- рель- са	на вхо- де в от- вод	на входе в раст- руб
Обыкновенные переводы
Р76	1/22	124	124	64	46	44	64	86
Р65	1/18	133	133	64	46	44	64	86
Р66	1/11 и	108	108	64	46	44	64	86
Р65 с поду клон кой	1/9 1/Н	287	287	62	45	44	64	86
Р65, с гибкими остря-	1/Н	205	205	62	46	44	64	86
ками .								
Р65 с гибкой крестови-	1/Н	205/108*	205/108*	144	—	—	81	98
ной Р65 с поворотным сер-	1/Н	205/108*	205/108*	144	—	—	81	98
дечником								
Р50	1/18	136	136	64	46	44	64	86
Р50	1/11 и	79	79	64	46	44	64	86
Р65 и Р50	1/9 Перекр 1/9	естные пе 106	реводы 122.4	64	46	44	64	86
Р65	Симмег 1/11 и	'ричные п	^реводы 108	64	46	44	64	86
Р50	1/9 1/11 н			79	64	46	44	64	86
Р50 для приемо-отпра-	1/9 1/6	—	132	62	46	44	64	86
вочных путей								
Р50 для горочных путей	1/6	—	115	62	46	44	64	86
Р65 для горочных путей	1/6	—	184	64	46	44	64	86
Допуски в сторону: увеличения	—	3	2	3	2	2	3	3
уменьшения	—	2	2	2	2	2	2	2
* При длине остряка
10 750—205 мм; при длине остряка 8300 -108 мм.
93
Рис. 47. Криволинейный остряк в от-
веденном положении
Нормирование размеров же-
лобов в различных местах пере-
вода преследует различные це-
ли, но во всех случаях тесно свя-
зано с размерами ходовых
частей подвижного состава.
Размер Желоба в
корне, как и ширина колеи
здесь, влияет на величину жело-
ба, образующегося между рам-
ным рельсом и отведенным
остряком примерно в конце
строжки. Этот желоб меньше
корневого и меньше шага остря-
ка из-за кривизны последнего
(рис. 47). В то же время его величина должна быть такой, чтобы
между остряком и рамным рельсом свободно проходили
гребни колес. Необходимо, чтобы при самом неблагоприятном по-
ложении при прижатом гребне колеса к прямому остряку другое
колесо проходило желоб, не задевая тыльной стороной нерабочую
грань отведенного криволинейного остряка. В крайнем случае
можно допустить лишь касание острика или отдельные случайные
удары, которые не могут привести к выпрямлению остряка. В про-
тивном случае будет иметь место неплотное прилегание остряка
к рамному рельсу в зоне строжки.
Наименьший допустимый желоб /„„„ между рабочей гранью
рамного рельса и нерабочей гранью отведенного остряка устанав-
ливается исходя из самого неблагоприятного сочетания допусти-
мых размеров колеи и ходовых частей экипажей. Это сочетание
возникает при максимальной ширине колеи 5тах и минимальной
насадке колес Tmin при. предельно изношенных гребнях толщиной
h 
тт	'	(6)
Здесь р — отклонение нерабочей грани гребня на расчетном уров-
не от вертикали в самом узком месте между колесами, где измеря-
ется их насадка; для вагонных колес р=1 мм; для локомотивных
р = 0. Максимальная ширина колеи с учетом допуска +2 мм и
возможного упругого отжатия рельсовых нитей по прямому нап-
равлению в пределах остряка около 3 мм составляет 1520 + 2-|-3 =
= 1525 мм. Минимальная насадка колес 1437 мм, а с учетом умень-
шения расстояния между гребнями колес из-за изгиба вверх ва-
гонной оси, составляющего для груженых вагонов 2 мм —1435 мм.
Минимальная толщина гребня согласно ПТЭ —.25 мм. После
подстановки всех значений в выражении (6) получим минималь-
но допустимый желоб
rmjn= 1525—1435—25—2 = 63 мм.
94
Этот размер желоба обычно увеличивают на несколько миллимет-
зовдля учета влияния возможных люфтов в переводном механиз-
ме и из-за фактического появления отступлений по ширине колеи
и колесной пары сверх установленных допусков.
По исследованиям Г. М. Шахунянца, ширину минимального
желоба в зависимости от типа стрелки и интенсивности ее загруз-
ки рекомендовалось принимать 70—72 мм. Это число было полу-
чено для ширины колеи 1524 мм и, в частности, при Smax== 1528 мм.
Кроме того, считалось, что при желобе указанного размера в
течение года будет до 200 нажатий колес на остряк, а полностью
исключаются нажатия колес при желобе 74 мм.
Инструкцией по текущему содержанию пути непосредственно
величина желоба между остряком и рамным рельсом не регламен-
тируется. Она лишь учитывается при проектировании остряков
и принимается минимальной, поскольку каждый лишний милли-
метр желоба требует существенного удлинения остряка или уве-
личения желоба в корне.
Безопасность движения колес в зоне разрыва рельсовых ни-
тей в крестовине обеспечивается постановкой контррельсов. Плав-
ность движения при минимуме ударов нерабочих граней колес
в направляющие части контррельсов и усовиков обеспечивает-
ся соответствующими размерами желобов. Контррельс своей
прямой рабочей частью должен прежде всего перекрывать про-
странство от горла до сечения сердечника 40 мм. Это связано с
тем, что мощность сердечника при меньшей ширине недоста-
точна, чтобы самостоятельно воспринимать горизонтальные на-
грузки от колес. Конструктивно прямая часть контрельса у ост-
рых крестовин продлевается в обе стороны от отмеченных сече-
ний еще на 100—300 мм (рис. 48), а затем следует отгиб. Отгиб
контррельса делается под таким углом, чтобы ударно-динами-
ческие эффекты при встрече колеса с контррельсом были не-
велики и существенно не ограничивали скорости движения.
Длина отгиба принимается от 800 до 1500 мм. Заканчивает-
ся отгиб улавливающим раструбом длиной 150 мм.
Чтобы контррельс выполнял свою основную функцию —
предотвращал давление колес на острие сердечника — он должен
находиться от него на вполне определенном минимальном расстоя-
нии, которое зафиксировано в ПТЭ и составляет 1474 мм. Этот
размер представляет собой максимальную ширину колесной пары
за вычетом толщины одного гребня, расположенного в желобе
контррельса /к (рис. 49). Учитывается также сближение колес
понизу на 2 мм за счет изгиба оси, а также наличие разницы в
1 мм нз-за разного уровня измерения насадки и толщины гребня.
С учетом этого имеем
£=14404-3-1-34—2—1 = 1474 мм.
95
В то же время колесная пара не должна заклиниваться между
контррельсом и усовиком (иногда говорят, что эти элементы' не
должны распрессовывать колесную пару). Исходя из этого усло-
вия максимальное расстояние между рабочими гранями усовика
и контррельса не должно быть более 1435 мм. Эта величина пред-
ставляет собой минимальную насадку колес 1437 мм за вычетом
2 мм за счет изгиба оси.
Чтобы выдержать эти размеры и норму ширины колеи, должны
быть определенными и размеры желобов в средней части контр-
рельсов и в крестовине (между сердечником и усовиком). Макси-
Рис. 49. Ширина колеи и основные контрольные размеры на крестовине
96
мальный желоб в контррельсе исходя из обеспечения размера
£mi„=1474 мм может быть ^ax = Smax—£niin= 1522—1474 = 48 мм.
С учетом допуска на уширение за счет износа 4-2 мм следовало
бы иметь желоб 46 мм. Однако этот желоб принят 44 мм с тем,
чтобы с учетом принятого желоба в усовике tу = 46 мм легче было
соблюдать размер £^1435 мм. Нарушение размера 1435 мм в
сторону увеличения, помимо отрицательного и весьма опасного
воздействия на колесные пары, приводит к существенному увели-
чению горизонтальных сил, действующих на контррельс. След-
ствием этого может быть обрыв контррельсовых болтов, излом
головки контррельса или сдвижка контррельсовой нити к кресто-
вине.
Эксперименты показывают, что уменьшение размера Е при ко-
лее 1520 мм до 1474 мм (ранее 1477 мм) не приводит к небла-
гоприятным явлениям. При перекатывании колеса по крестовине
гребень его, вращаясь вокруг мгновенного центра вращения, опус-
кается в желоб, как бы взрезая его, а не ударяя, обеспечивая
отжатие (сдвиг) колесной пары. Этому способствует и то, что ка-
сание происходит наклонными плоскостями гребня и сердечника.
Надо отметить, что могут возникнуть неблагоприятные случаи
сочетания допустимых размеров ширины желоба у контррельса
и ширины колеи, при которых невозможно выдерживать размеры
Е и F. Эго имеет место, в частности, при контррельсовом желобе
45 и 46 мм. В этих случаях ширина колеи должна быть либо 1519
либо 1520 мм, т. е. нельзя полностью использовать разрешенный
допуск на ее сужение.
Ширина желоба в горле крестовины и ширина
желоба на входе в отвод контррельсов принимаются одинаковыми,
исходя из одного и того же соображения: необходимо исключить
удары колес тыльной стороной гребня в крутые отводы раструб-
ной части контррельса или в усовик при противошерстном движе-
нии при подходе к горлу. Этот размер желобв определяется так же,
как и минимальный желоб у отведенного остряка, но в отличие
от расчета минимального желоба у остряка в зоне крестовины
упругое уширение колеи целесообразнее принимать 2 мм, а не 3.
С учетом этого обстоятельства, используя формулу (6), получаем
потребный минимальный размер желоба 62 мм. Учитывая дейст-
вующий допуск на сужение 2 мм, в качестве нормы на входе в
отвод контррельса и в горле крестовины принят размер желоба
64 мм. Ввиду того что срок службы крестовин в несколько раз
меньше срока службы всего стрелочного перевода, до повсемест-
ного перехода на новую ширину колеи и новые размеры желобов
в горле требовалась поставка крестовин, которые можно было ис-
пользовать как в старых, так и в новых переводах. Это обстоя-
тельство также учитывалось при принятии нормы ширины горла
64 мм.
97
В пределах стрелочного перевода на небольшом по протяже-
нию участке расположено довольно много, стыков. Желательно
стыковые зазо р.ы свести к минимуму, а еще лучше было бы
иметь полностью сварной перевод. Последнее осуществить доволь-
но сложно из-за технологических трудностей. Нормами предусмот-
рено, что в стыках крестовины зазоры должны быть нулевыми.
Такой же нулевой зазор должен быть в корневом креплении гиб-
ких остряков. Другие зазоры, кроме корневого при вкладышно-
накладочном креплении, могут устанавливаться при укладке в
пределах от 0 до 8 мм с последующим изменением при работе
под нагрузкой как и в обычном пути. Однако целесообразно, чтобы
изменение величины зазора было небольшим, например, с допус-
ком ±4 мм. Зазор в корне остряка должен быть равен 5 мм с до-
пускаемыми отклонениями ±2 мм. Такой стыковой зазор обеспе-
чивает нормальную работу остряка, так как позволяет ему быть
поворотным с центром вращения в корневом торце. При отсутствии
зазора остряки превращаются в упругоизогнутые элементы и для
их перевода требуется тяговое усилие, превышающее возможности
электроприводов СП-1 и СП-2Р.
В числе других контролируемых норм отметим также, что рель-
совые нити в пределах переводов следует держать на одном уровне.
Особое внимание следует уделять соединительным путям съездов
и избегать перекосов, если один из переводов вынужденно оказал-
ся выше другого.
На плавность движения поездов по боковому направлению
влияет положение переводной кривой. Необходимо стремиться к
ее правильному очертанию путем контроля ординат, отклонение
которых от проектного положения допускается ±2 мм. Естествен-
но, что при этом должна быть прямолинейной базисная нить пря-
мого направления. Возвышение наружной нити переводной кривой
допускается только на переводах, уложенных в кривых.
15.	Неисправности стрелочных переводов
и их влияние на условия движения поездов
При содержании стрелочных переводов наиболее распростра-
ненных типов и марок выполняются ремонтно-профилактические
работы 38 наименований. При широком внедрении переводов с
НПК перечень этих работ, по-видимому, несколько изменится.
По характеру и степени влияния различных неисправностей
на работоспособность перевода, на объем и сроки выполнения ре-
монтных работ все они могут быть разделены на несколько групп.
Часть неисправностей вызывает главным образом нарушение ком-
фортабельности и плавности езды подвижного состава, другая
часть приводит к увеличенному силовому воздействию колес на
98
элементы перевода. Следствием этого может быть увеличенный
расход рабочей силы на постоянное поддержание переводов в
нормальном состоянии, преждевременный выход из строя отдель-
ных элементов из-за дефектообразования или же ускоренный износ
элементов перевода в целом. Но есть группа неисправностей,
появление которых непосредственно ведет к сходу подвижного
состава в пределах стрелочного перевода. Эти неисправности
указаны в ПТЭ и при их наличии, впредь до устранения, перево-
ды эксплуатировать запрещается. В числе этих неисправностей
первой названа такая, как разъединение стрелочных
остряков. Следствием разъединения может быть положение,
когда оба остряка будут либо .прижаты к рамным рельсам, либо
оба будут отведены. В первом случае колеса будут распирать и
раскантовывать рельсовые нити, в другом произойдет их провал
внутрь колеи. И то и другое — крупный брак, поломка перевода
с тяжелыми последствиями для подвижного состава.
Современное конструктивное оформление узла прикрепления
к остряку максимально усилено, введено раздельное прикрепление
к остряку рабочей и контрольной тяг, сделано достаточно мощным
само сечение тяги. Тем не менее постоянный осмотр' этого узла
крайне необходим.
Опасны не только разъединение остряков, но и их сближение
как в начале, так и в зоне других соединительных тяг. Одной из
причин этого может быть изгиб стрелочных тяг в результате,
например, воздействия каких-либо свисающих с подвижного сос-
тава деталей (оборванных тормозных тяг и др.). Для предотвра-
щения этого рекомендовано перед остряками, со стороны противо-
шерстного движения укладывать отбойный брус, изготовляемый
из старогодных шпал. Иногда у переводов */э и '/н отсутствует
вторая стрелочная тяга. Это грубое нарушение ПТЭ. Следствием
его может быть изгиб остряков и неправильное их прилегание к
рамному рельсу, излишние нагрузки на остряк, способствующие
его излому.
Другая опасная неисправность — отставание остряка
от рамного рельса или подвижного сердечника от усовика
на 4 мм и более, измеряемое у остряка и сердечника тупой кресто-
вины против первой тяги, а у сердечника острой крестовины в
острие сердечника. При противошерстном движении такое непри-
легание может вызвать удар колеса в острие остряка или подвиж-
ного сердечника, что, в свою очередь, приведет к сходу подвижного'
состава с рельсов или излому остряка. Особенно опасным в этом
случае является движение колес с «подрезанным» гребнем, когда
внутренняя его грань практически почти вертикальна. Такие коле-
са могут взрезать неприлегающий остряк.
Неплотное прилегание остряка может быть вызвано заводскими
дефектами, а также плохим текущим содержанием. Возможен не-
достаточный выгиб остряка на заводе или его саморазгиб в пе-
риод хранения в запасе, скручивание и вертикальный выгиб, не-
точная острожка острия и т. п. При эксплуатации может появить-
ся угон остряка или рамного рельса, измениться ширина колеи или
шаг остряка. Опасность для движения представляет также недос-
таточное укрытие остряка под головкой рамного рельса из-за появ-
ления накатов по рабочей грани или же при укладке нового остря-
ка при оставшемся в пути изношенном рамном рельсе. Причиной
плохого прилегания может быть расстройство корневого крепле-
ния, неправильное прилеганий к упорным накладкам. Для обеспе-
чения прилегания необходимо прежде всего правильно установить
причину, вызвавшую его, и устранить ее. Если этого окажется
недостаточно, то полезна установка дополнительной прокладки
между серьгой и остряком. Общая толщина прокладок в этом мес-
те с учетом изолирующей должна быть не более 7 мм, в противном
случае необходимо удлинение тяги или ее замена.
Практически все те причины, которые приводят к неприлега-
нию остряка к рамному рельсу, при воздействии больших попереч-
ных горизонтальных сил могут привести к выкрашиванию острия
остряка в тонкой его части. Опасным считается такое выкра-
шивание остряка, при котором создается возможность вкаты-
вания гребня колеса на его острие с последующим сходом. Длина
выкрашивания не допускается во всех случаях более 200 мм на
главных путях, 300— на приемо-отправочных и 400 на прочих пу-
тях. Выкрошенный участок должен быть зашлифован так, чтобы
исключить возможность вкатывания гребня колеса на острие.
Согласно ПТЭ не допускается понижение остряка
против рамного рельса на 2 мм и более, измеряемое в се-
чении, где ширина головки остряка 50 мм и более. Это понижение
при пошерстном движении колес со значительным прокатом бан-
дажа создает угрозу того, что колесо, идущее по остряку, не
сможет подняться на рамный рельс (рис. 50), а отожмет его и.
Рис. 50. Опасное положение изношен-
ного колеса при перекатывании с ост-
ряка на рамный рельс
100
двигаясь дальше, сойдет с рель-
сов. Опасность распора увели-
чивается при износе рамного
рельса с уменьшением боковой
выкружки головки при несня-
тых накатах, которые придают
боковой поверхности головки
вид вертикальной грани.
Гребень локомотивного бан-
дажа (ширина его 140 мм) на-
чинает отжимать рамный рельс
с того места, где расстояние
между рамным рельсом и рабо-
чей гранью остряка 140—25 =
Рис. 51. Зона возможного отжима рамного рельса при пониженном положении
эстряка
= 115 мм (округленно 120 мм). Это начало опасной зоны (рис.
51, а). Конец ее определяется шириной вагонного бандажа —
130 мм (рис. 51, б). В этом случае наружная кромка бандажа,
катящегося по остряку, коснется рабочей грани прилегающего к
нему рамного рельса в сечении остряка 25 +1437-|-130—1522 =
= 70 мм. С некоторым запасом на отжатия рельсов и изгиб оси
ширина этого сечения будет 65 мм. При ширине колеи 1536 + 2 мм
на боковое направление у переводов с колеей 1524 мм ширина
предельно опасного сечения остряка составляла 54 мм (округление
50 мм). Длина опасной зоны, располагающейся от сечения остряка
65 мм или 50 мм до расстояния 120 мм между рабочими гранями
остряка и рамного рельса (рис. 51, в), зависит от радиуса остряка
и начального стрелочного угла.
Важнейшим условием безопасности движения по крестовинам
является прочное закрепление контррельса. В соответствии с ПТЭ
запрещается держать в пути перевод, у которого допущен раз-
рыв хотя бы одного контррельсового болта. Это
связано с тем, что контррельс направляет движение колес по
вредному пространству крестовины. Контррельсовый узел — один
из наиболее напряженных узлов в составе стрелочного перевода.
Его детали работают в условиях больших ударно-динамических
нагрузок и высокого уровня вибрации. При обрыве одного болта,
ослаблении другого нагрузка .будет перераспределяться на сосед-
ние. Это может вызвать выход из строя и других болтов или же
отжим контррельса на величину, допускающую набегание колеса
на сердечник. Хотя разрыв болтов явление редкое, но потенциаль-
ные возможности этого имеются.
Экспериментами установлено, что с учетом монтажных усилий
в болтах могут возникать максимальные растягивающие усилия до
120 кН при движении по прямому направлению и 80—100 кН при
движении по боковому направлению. Отсюда следует, что контр-
рельсовые болты для обеспечения безотказной работы должны
быть изготовлены из стали, выдерживающей на разрыв не менее
101
150 кН. В то же время прочность болтов на разрыв из стали Ст35
характеризуется допускаемым усилием 80—90 кН. Поэтому при
работах, выполняемых в порядке текущего содержания, следует
обязательно подтягивать контррельсовые болты. Незакрепленный
один или несколько болтов — это по последствиям практически
то же, что и оборванный болт.
С правильным положением контррельса связано и соблюдение
в крестовине размеров «не менее 1474 мм» и «не более 1435 мм»,
при нарушении которых также нельзя эксплуатировать переводы.
Обрыв болтов и их разболчивание с последующим смещением
контррельса автоматически уменьшает размер 1474 мм, вследствие
чего возникает опасность удара в острие сердечника, возможно
вс ползание колеса на сердечник или же попадание в желоб другого
направления. Нарушение размера 1435 мм, как уже отмечалось
ранее, ведет к перегрузу контррельса, обрыву болтов или же к
распрессовке колесной пары, т. е. к браку ходовых частей, в свою
очередь приводящему к тяжелым последствиям. Нарушение этих
размеров может быть вызвано и сплывами металла в желоба. От-
сюда вытекают обязательные требования о своевременном снятии
накатов.
Последствия, к которым могут привести такие дефекты, как
излом остряка или рамного рельса, излом крестовины или ее эле-
ментов, вполне очевидны. К этой же группе требований, запре-
щающих эксплуатацию перевода, должны быть отнесены и трещи-
ны, связанные с контактно-усталостными процессами как по го-
ловке остряков или рамных рельсов, так и по подошве. Сегодняш-
ние трещины завтра могут привести к хрупкому излому несущего
элемента под поездом.
Трещины и изломы чаще всего возникают в ослабленной
острожкой части остряка, в зоне перекатывания колес с остряка
на рамный рельс и обратно, в зоне выпрессовки остряков в корне,
в переднем вылете рамного рельса. Это те места, где нарушена
структура металла, имеются концентраторы напряжений и где воз-
никает повышенное силовое воздействие подвижного состава. Ска-
занное относится и к крестовинам, в том числе и новым с НПК.
Ведь у них сердечник тот же остряковый рельс с выпрессовкой
в корне, но с несколько иной обработкой острия.
В этом отношении остряки, изготавливаемые из Остряковых
рельсов нового профиля (см. рис. 7, а) должны быть более долго-
вечными, поскольку у них не потребуется острожка головки и по-
дошвы со стороны рамного рельса и, следовательно, менее вероят-
но появление трещин в этой зоне по контактно-усталостным
процессам.
102
6. СРОКИ СЛУЖБЫ СТРЕЛОЧНЫХ
ПЕРЕВОДОВ
16.	Гарантийные сроки службы элементов
стрелочных переводов
Стрелочные переводы, эксплуатируемые в пути, должны обла-
дать достаточной прочностью и надежностью, обеспечивающей
безопасный пропуск поездов с установленными максимальными
скоростями. В процессе их работы под нагрузкой происходит. рав7
номерный и местный износ всех элементов, а также смятие поверх-
ностей. Это период нормальной работы. Заканчивается он, когда
износ элементов достигает наибольших допустимых значений, за
пределами которых уже не гарантируется безопасная работа
перевода под нагрузкой. Переводы, эксплуатируемые после дости-
жения их элементами предельного износа, считаются дефектными.
Эти дефекты появляются постепенно, их рост виден и срок наступ-
ления прогнозируется. В практике, однако, имеют место случаи,
когда какая-либо деталь выходит из строя ранее окончания перио-
да нормальной работы перевода. Под выходом из строя понимают
изменение данного элемента, которое нарушает его нормальную
работу и-не дает гарантии безопасности движения. В таких слу-
чаях говорят: наступил отказ соответствующего элемента или
появился дефект.
Сроки службы стрелочных переводов в значительной мере за-
висят от качества изготовления стрелочной продукции на заводах,
причем не только на стрелочных. Качество остряков и других рель-
совых элементов перевода зависит от качества поставляемой
металлургическими заводами исходной рельсовой продукции.
Поэтому стрелочные заводы должны постоянно контролировать
качество поставляемой им продукции и нести полную ответствен-
ность за стрелочный перевод, выпускаемый ими на линию. Срок
службы переводов зависит также и от аккуратности путейцев при
их транспортировке, укладке и текущем содержании.
Для повышения ответственности предприятий-поставщиков за
качество изготовления стрелочных переводов требования к качест-
ву продукции (технические условия на изготовление) подкреп-
ляются еще условиями гарантии. В нашей стране установлены
условия гарантии, которые означают, что в течение гарантийного
срока (выраженного в пропущенном тоннаже или в годах) стрел-
ки и крестовины при содержании их в пути в соответствии с требо-
ваниями «Инструкции по текущему содержанию железнодорож-
ного пути» должны работать без изломов и других дефектов,
нарушающих нормальную эксплуатацию, а размеры их износа —
не превышать предельных допусков, установленных той же
ЮЗ
инструкцией. Завод-поставщик в течение всего гарантийного срока
несет ответственность за исправную работу основных элементов
стрелочных переводов.
Гарантийные сроки службы стрелок и крестовин, введенные
в действие указанием МПС в 1985 г., приведены в табл. 12. Эти
сроки действительны в том случае, если по уложенным в путь
крестовинам и стрелкам обращается подвижной состав с нагрузка-
ми от колесных пар до 250 кН. За не выдержавшие гарантии стрел-
ку, крестовину и их детали завод-поставщик обязан возместить
дороге стоимость этих элементов, пропорциональную оставшемуся
до конца гарантии тоннажу. Возмещаются также расходы по
замене вышедших из строя элементов. Кроме этого, завод обязан
отгрузить железной дороге сверх установленного фонда стрелки,
крестовины или их детали для замены не выдержавших гарантий-
ного срока, но уже за отдельную плату.
Не выдержавшими условия гарантии считаются стрелки и
крестовины, у которых в течение гарантийного срока возникли
дефекты, препятствующие их дальнейшей эксплуатации. Это, в
частности, изломы остряков и рамных рельсов, выкрашивание и
трещины в головке, износ рамных рельсов и остряков сверх уста-
новленных норм, вертикальные и горизонтальные расслоения, ра-
ковины, трещины, выкрашивания и изломы сердечников, усовиков,
контррельсов и другие дефекты-за воде кого происхождения.
Кроме этого, заводам предъявляются претензии, если при по-
лучении стрелочных переводов выявлены отступления от утверж-
денных стандартов, технических условий или конструкторской до-
кументации. Поэтому всю полученную етрелочную продукцию до
укладки в путь путейцам следует тщательно осмотреть и сверить
с заводским паспортом.
Таблица 12. Гарантийные сроки службы
основных частей стрелочных переводов
Вид изделия	Тип пере- вода	Гарантийная наработка, млн. т брутто	Гарантийный срок
Крестовины всех марок цельнолитые и сбор-	Р65	60	3 года с мо-
ныс с литыми сердечниками из высокомарган-			мента по-
цовистой стали			ставки
То же	Р50	50	То же
Крестовины марок 1/11 и круче сборные с	Р65	80	»
литыми сердечниками из высокомарганцо-			
вистой стали, упрочненными взрывом			
Крестовины марок 1/11 и 1/18 с подвижным	Р65	120	5 лет с мо-
сердечником			мента по-
			ставки
Ст редки	Р65	120	То же
Стрелки	Р50	100	»
104
В общесоюзном масштабе установлен единый порядок предъяв-
ления претензий. В применении к стрелочной продукции конкрети-
зация порядка предъявления претензий изложена в указании МПС
№Д—17606 от 3 июня 1985 г. Заводами-поставщиками не прини-
маются претензии на стрелки и крестовины, поврежденные при
выгрузке и укладке в путь, а также при сходах подвижного соста-
ва, если причиной этих сходов не были дефекты заводского проис-
хождения. Это обстоятельство обязывает путейцев бережно отно-
ситься к полученной продукции, правильно ее эксплуатировать,
постоянно следить за переводами в пути, своевременно устранять
причины повышенного воздействия подвижного состава на путь.
От правильного и своевременного предъявления претензий
на некачественную стрелочную продукцию зависит не только воз-
мещение ущерба потребителя. Главное, что эти претензии раскры-
вают заводам их упущения в технологии производства или выяв-
ляют слабые места конструкции, проявляющиеся в определенных
условиях эксплуатации. Э^и претензии помогают всем, связанным
с разработкой и выпуском стрелочной продукции, своевременно и
правильно принимать все меры для улучшения ее качества.
17.	Нормативные и фактические сроки
службы переводов, периодичность ремонтов
Гарантийную наработку не следует смешивать со сроками
службы переводов и их элементов по нормированной величине про-
пущенного по ним тоннажа. Если гарантийная наработка превы-
шена, то пропущенный до снятия перевода тоннаж характеризует
его срок службы. Говоря о сроках службы перевода, следует раз-
личать несколько разновидностей этого понятия. Срок службы до
отказа какого-то элемента — это срок до появления дефекта, не
обеспечивающего нормальную эксплуатацию и вызывающего
необходимость замены элемента. Срок службы до предельного
состояния наступает тогда, когда из-за общего износа элементов
не обеспечиваются условия прочности или существенно изменяет-
ся геометрия очертания перевода и тоже невозможна дальнейшая
эксплуатация. Существуют также нормативные сроки, разрабаты-
ваемые на основе широкого опыта эксплуатации. Они сейчас в
основном установлены по срокам службы в пропущенном тоннаже
до отказа.
Первые два определения сроков службы отражают фактиче-
ские сроки службы элементов, последнее понятие — плановый
срок.
Сроки службы стрелок и крестовин существенно различаются
между собой и поэтому правильнее говорить о сроке службы каж-
дого из этих элементов отдельно. Однако есть и другие части
105
стрелочного перевода, которые также изнашиваются и выход их
из строя может нарушить нормальные условия эксплуатации.
Имеется в виду выход из строя основания стрелочного перевода —
брусьев, балластного слоя, расстройство при крепителей. Если же
к этому времени будут находиться в изношенном состоянии и
металлические части перевода, то тогда можно говорить о полном
выходе из строя перевода в целом.
Для пути на перегонах установлена четкая система перио-
дичности ремонтов и смены отдельных элементов. Так, срок служ-
бы основного элемента пути — рельса — является определяющим
в назначении капитального ремонта пути. Срок службы балласт-
ного слоя меньше срока службы рельсов. Поэтому в промежутке
между капитальными ремонтами обычно назначается средний ре-
монт. основное назначение когорс"о оздоровить балластный слой.
У стрелочных переводов минимальным сроком службы обладают
крестовины. Срок службы стрелки обычно в 2—3 раза больше
(рис. 52). Следовательно, за период срока службы стрелки крес-
товина меняется несколько раз. Срок службы крестовин, стрелок
и других металлических частей перевода определяется в основном
нормами их износа. Однако в ряде случаев возникающие дефекты
существенно снижают срок службы, возможный по предельному
износу. Какой из этих двух факторов будет преобладающим в
формировании срока службы зависит от условий эксплуатации, в
/ — сердечник в сечении 20 мм; 2 — усовик против сечения сердечника
1Й мм; 3 — сердечник в сечении 40 мм; 4,5 — остряк в сечениях 20 и 50 мм;
6 — рамный рельс против сечения остряка 50 мм
106
частности, от того, где лежит перевод: на главных или менее дея-
тельных приемо-отправочных или иных путях.
От места расположения перевода зависят скорость движения
по нему, нагрузки от колесных пар, преобладающее направление
движения. Исследования ВНИИЖТа показывают, что высокие
нагрузки от колесных пар, грузонапряженность и скорости движе-
ния поездов вызывают заметное снижение дефектостойкости крес-
товин. Выход крестовин по дефектам составляет 40 -45% от об-
щего выхода, а срок их службы в пропущенном тоннаже практи-
чески в 2 раза меньше такового у крестовин, снимаемых по пре-
дельному износу. Фактический средний срок службы типовых
жестких крестовин по дефектостойкости В главных путях состав-
ляет около 80 млн. т брутто. В то же время по износу крестовины
могут пропустить около 150 млн. т брутто.
На приемо-отправочных путях срок службы таких крестовин
больше, так как здесь меньше динамические воздействия из-за
меньших скоростей движения. На этих путях большая часть крес-
товин снимается по достижении предельного износа. В связи с
неодинаковыми условиями эксплуатации на путях разных катего-
рий устанавливаются разные нормы износа элементов стрелочных
переводов. Наличие различных норм износа позволяет осущест-
влять ступенчатую последовательную перекладку перевода из тя-
желых условий эксплуатации в более легкие. Это мероприятие
дает возможность существенно повысить эффективность использо-
вания переводов. В соответствии с рекомендациями БелИИЖТа,
первая перекладка переводов, снижаемых с главных или деятель-
ных приемо-отправочных путей, должна совмещаться со сроком
проведения капитального или среднего ремонта пути. К этому вре-
мени износ металлических элементов перевода, кроме крестовины,
составит около 4- 6 мм. Аналогично, как и на перегоне, к этому
периоду загрязнится балласт и под стрелочными переводами.
Организовать его прочистку удобнее всего при смене перевода.
Переложенные в менее деятельные приемо-отправочные или
прочие пути стрелочные переводы могут служить до износа стре-
лок и рельсов переводной кривой 8—10 мм (в прочих путях и
до 12 мм). На втором этапе срок службы переводов регламенти-
руется в основном лишь износом, так как на таких путях выход
элементов перевода по дефектности хотя и бывает, но в меньшей
степени. Срок службы балласта и его оздоровление на этом этапе
чаще устанавливаются по его фактическому состоянию.
Возможна и вторая перекладка переводов с малодеятельных
приемо-отправочных путей в прочие станционные пути, где они
будут работать до достижения предельного износа 12 мм. При
первой перекладке целесообразно снимать перевод целиком или
укрупненными блоками без разборки нН отдельные элементы и
этими же блоками укладывать в путь.
107
Ввиду меньшего срока службы крестовин они в эту схему не
вписываются. Для них должна быть применена своя система, кото-
рая, в частности, разработана путеобследовательской станцией
№ 8 совместно с путейцами Северной дороги. Однако при совме-
щении смены стрелочного перевода со средним или капитальным
ремонтом снимается и крестовинный блок независимо от степени
износа крестовины.
Для планирования потребности в стрелочных переводах и
сроков проведения работ по их смене Министерством путей сооб-
щения на основе исследований ВНИИЖТа установлены норматив-
ные среднесетевые сроки службы стрелочных переводов (приказ
МПС № 20/ЦЗ от 16.04.79 г., дополнительные указания МПС
Таблица 13. Средиесетевые нормативные сроки службы
элементов стрелочных переводов, млн. т
брутто
Наименование элементов	Тип, марка перевода	Месторасположение		перевода
		главные пути	приемо- отправоч- ныс пути	сортиро- вочные и горочные ПУТИ
Обыкновенные перероды				
Крестовина с литым сердечником	Р50, 1/9	60	70	—
из высокомарганцовистой стали	Р50, 1/1 1	70	80	—
	Р65, 1/9	70	95	—
	Р65, 1/11	85	105	-
Крестовина с подвижным гибким	Р65. 1/1 1	300	—	—
сердечником	Р65, 1/18	320	—	—
Стрелка	Р50, 1/9	230	260	—
	и 1/11			
	Р65, 1/9	300	360	—
	и 1/11			
	Р65. 1/18	320		— -
Перекрестные переводы				
Тупая крестовина	Р50, 1/9	50	70	100
	Р65, 1/9	60	85	120
Острая крестовина	Р50, 1/9	60	80	НО
<	Р65. 1/9	70	100	130
Стрелка	Р50. 1/9	200	220	250
	Р65, 1/9	250	280	320
Симметричные переводы				
Крестовина >	Р50, 1/6		70	НО
Стрелка	Р50, 1/6	-	250	300
108
Таблица 14. Коэффициенты влияния средней нагрузки
от колесной пары на срок службы крестовин
Тип и марка крестовины	Средине нагрузки от колесной пары на рельсы кН					
	до 90	91 - 120	121 150	151 -180	181 -210	Тн -240
Р50, 1/11 Р65, 1/11	0,96 0,90	0,99 0,96	1.0 1,0	0,98 1.05	0.92 1,09	0,77 1,13
\Г? М—19958 от 21.7.82 г., № М—39923 от 16.12.82 г. Среднесете-
зые нормативы (табл. 13) в каждой дистанции должны привя-
зываться к местным эксплуатационным условиям. Они должны
з частности, корректироваться в зависимости от установленной
за переводе скорости движения с учетом распределения грузо-
зотоков по направлениям движения.
Нормативы (см. табл. 13) установлены для среднесетевой
загрузки от колесной пары на рельсы 135 кН (при максимальной
нагрузке от колесной пары локомотива 230 кН, вагонов --220 кН).
Но на различных направлениях средняя нагрузка различна. Коэф-
фициенты, полученные ВНИИЖТом для учета влияния средней
нагрузки от колесной пары на срок службы крестовин, приведены в
табл. 14 (коэффициент для нормативного срока службы при сред-
несетевой нагрузке от колесной пары на рельсы 135 кН принят за
единицу).
Приведенные нормативы даны без учета возможной наплавки
крестовин. Они определяют срок службы до достижения элемента-
ми переводов установленных нормативов износа в главных
путях с учетом их дефектостойкости. Эти нормативы по сути пока-
зывают сроки (в пропущенном тоннаже) до первой перекладки
крестовин или перевода в целом. Последний определяется сроком
службы стрелки.
Действующие нормативы не предусматривают каких-либо
промежуточных ремонтов- переводов, не устанавливают нормы
сплошной смены брусьев, прочисток балласта, а также периодич-
ности ремонтов старогодних переложенных переводов. В них также
не отражены сроки службы крестовин, упрочненных взрывом.
Следовательно, эти нормативные данные нуждаются еше в допол-
нениях и большей дифференциации в зависимости от конструкции
и условий эксплуатации.
18.	Дефекты элементов переводов
Дефекты могут возникнуть в любое время работы
Но их количество в различное время и причины появления р 'ого
ны. Дефектов в начальный период эксплуатации обычно н
Это, как правило, случаи, связанные с отбраковкой элементов из-
за грубых заводских дефектов, не обнаруженных отделами техни-
ческого контроля или возникшие из-за неверной укладки в путь.
Такие отказы не характеризуют срок службы перевода или его
детали. Также случайны дефекты, возникающие при сходах
подвижного состава, причиной которых не был перевод.
Есть группа дефектов, возникающих как бы планомерно, но
проявляющихся внезапно. Это отказы, вызываемые в основном ус-
талостными процессами, недостаточной прочностью отдельных
частей. Они возникают во вполне определенных зонах и у значи-
тельного количества переводов. В их числе можно отметить раз-
личные выкрашивания и выколы металла по поверхности катания
или даже изломы. Способность конструктивного элемента сопро-
тивляться появлению дефектов — это его дефектостойкость. Чем
раньше начинают проявляться дефекты у группы однотипных
элементов, тем ниже их дефектостойкость. По сроку появления
массового количества дефектов для отдельных частей иногда
назначается и нормативный тоннаж. Так, срок службы жестких
крестовин, а они наиболее подвержены дефектообразова'нию,
установлен сейчас не по износу, а по дефектостойкости. Тем не
и.енее есть и значительное количество-крестовин, которые служат
до достижения предельного износа. Такой срок службы почти в
два раза больше, чем по дефектности. Это свидетельствует о на-
личии резервов в работоспособности крестовин при существующем
конструктивном исполнении, но необходимо научиться его исполь-
зовать.
Количество различных видов дефектов, возникающих на стре-
лочном переводе, достаточно велико. В рамных рельсах, остря-
ках, рельсах переводной кривой и других рельсовых элементах
возможно появление практически всех тех дефектов, которые бы-
вают на обычном рельсовом пути. Но есть еще и специфические
дефекты, тфмсутвде только ст^елочоыч х\еу>евода\\ к. еккоаццые с
особенностями их конструкции и условиями работы под подвиж-
ной нагрузкой.
В количественном отношении более подвержена дефектообра-
зованию стрелка. По времени появления дефектостойкость ниже
у крестовин. Дефектообразование у крестовин происходит при
пропуске 15—60 млн- т груза брутто. У стрелок дефектообразова-
ние развивается после пропуска 20—100 млн. т брутто.
К основным специфическим дефектам стрелки относят
выкрашивание наплывов на рабочей грани остряка или рамного
рельса, выкрашивание остроганной части головки остряка, седло-
вины в зоне накатывания колес на остряки или рамные рельсы и
в зоне выпрессовки с последующим развитием трещин от них. Воз-
можно развитие третин в местах острых кромок и надрывов метал-
ла от строжки, т. е- в зоне концентраторов напряжений. К де-
фектам этой группы относятся также различного рода искривления
ПО
остряков, приводящие к их неприлеганию либо к башмакам
(вертикальный выгиб остряка), либо к рамному рельсу (боковой
разгиб остряка, его скрученность и т. п.).
Причины появления отмеченных дефектов связаны с недоста-
точной контактной прочностью металла (незакаленные элементы
быстро дают гребнеобразные наплывы) или с его структурными
изменениями в процессе выпрессовки в корне. Появлению и разви-
тию ряда дефектов способствуют весьма большие горизонтальные
силы, возникающие при движении на боковое направление и.
неправильное положение остряка относительно рамного рельса.
Изломы остряков чаще всего возникают в местах наличия
концентраторов напряжений. Но особенно быстро они развивают-
ся, например, у стрелок типа Р50, еще и из-за недостаточной
общей несущей способности острякового профиля при росте сило-
вого воздействия. Долговечность стрелок, по которым поезда идут
преимущественно по прямому направлению, определяют главным
образом дефекты контактно-усталостного происхождения на по-
верхности катания. В результате у 80% снятых стрелок износ
остряков и рамных рельсов равен лишь половине допускаемого
предела.
В крестовине, за исключением передней части рельсового
усовика, возникают только специфические дефекты. К. их числу
можно отнести выкрашивание металла и отслоение его по рабочим
граням в местах наплывов в зоне врезки сердечника в усовики
по поверхности катания (как основного металла, так и наплав-
ленного). Возможны отколы металла головки в хвостовом торце
сердечника, подошвы в той же зоне. Могут возникать поперечные
трещины с последующим изломом в усовике и сердечнике в зоне
наибольшего силового воздействия (зона перекатывания колес с
одного элемента на другой), по врезке, в местах наплавки, а
также в хвостовике. Большая часть дефектов в крестовинах имеет
в качестве первоосновы браки литейного происхождения и меха-
нической обработки. В частности, при литье получаются ракови-
ны, неметаллические включения, микротрещины.
Развитию всех дефектов в крестовине способствуют большие
ударно-динамические воздействия из-за неровностей в стыках и
в зоне перекатывания колес с усовика на сердечник. Усугублению
этих процессов способствуют постоянный рост скоростей и нагру-
зок от колесных пар. Так, исследования, проведенные ВНИИЖТом
на опытном кольце, показали, что с повышением средних стати-
ческих нагрузок от колесных пар на рельсы с 205 до 250 кН стой-
кость крестовин типа Р50 снизилась в 1,66 раза. При нагрузке
250 кН от колесной пары крестовины типа Р50 пропускали менее
13 млн. т груза. Существенно снижается стойкость крестовин и
типа Р65. Так, до пропуска 30 млн. т брутто при нагрузке 250 кН
от колесной пары было изъято 64,3% крестовин (испытывалось
111
42 крестовины). Аналогичная стойкость была у крестовин типа
Р50 при нагрузке 230 кН от колесной пары.
В сложных условиях эксплуатации в крестовинах прежде все-
го появляются выкрашивания литой части усовика по линии врез-
ки, выкрашивания боковой выкружки сердечника, седловины па
усовике в зоне передней врезки и на сердечнике в сечении около
20 мм. Еще имеются, хотя и в меньшем, чем раньше количестве,
трещины в подошве суженой хвостовой части сердечника, связан-
ные с дефектами литья, а также особенностями конструктивного
оформления корневого стыка, лишенного корневого мостика.
Основные дефекты контррельсового узла — трещины в
головке контррельса и выколи части головки. Они связаны с нали-
чием повышенных боковых воздействий на контррельс (особенно
в зоне отвода), а также с движением колес в распор при завышен-
ном расстоянии между рабочими гранями усовика и контррельса.
В связи с началом выпуска контррельса улучшенного профиля
(РК65) появление этих дефектов должно снизиться. С ростом
нагрузок от колесных пар быстрее начал проявляться дефект в
ходовом приконтррельсовом рельсе в виде седловины против пере-
катывания колес на сердечник и обратно. Смятие головки в виде
седловины начинается из-за поперечных перемещений колес в зоне
крестовинного узла, а также «наведенных» ударов, вызванных
резким вертикальным перемещением колес, проходящих через не-
ровность в крестовине. После появления седловины она сама
становится дополнительным возбудителем вертикальных колеба-
ний колес и роста динамических воздействий. По этому дефекту
у переводов типа Р65 ходовые рельсы иногда выходят из строя уже
после пропуска 45 — 50 млн. т груза брутто.
Основной способ обнаружения большинства дефектов на стре-
лочных переводах — внешний осмотр и линейные измерения. Часть
специфических дефектов, возникающих в рельсовых элементах
переводов, может выявляться с помощью существующих рельсо-
вых дефектоскопов. Интенсивность роста дефектов в основном
зависит от силового воздействия подвижного состава на путь и
состояния перевода. Поэтому первостепенная задача путейцев
по снижению дефектности переводов — своевременно выполнять
на переводах ремонтно-профилактические работы, выдерживать
требуемые нормы содержания колеи. Необходимо своевременно
устранять различные просадки и неровности, приводящие к росту
динамических сил.
Появившиеся на переводе дефекты нарушают нормальную ра-
боту элементов под нагрузкой. Однако влияния различных дефек-
тов на эксплуатационные возможности перевода различны. Часть
дефектов ведет лишь к повышению динамики взаимодействия и,
как следствие, к увеличенному расходу трудозатрат на поддержа-
ние перевода в работоспособном состоянии. Другие дефекты
112
вынуждают снижать скорость движения, ибо они при определен-
ных обстоятельствах угрожают безопасности движения. Элементы
с такими дефектами необходимо по возможности ремонтировать
и заменять в плановом порядке. Впредь до замены за ними надо
установить повседневное тщательное наблюдение. Вопрос об огра-
ничении скоростей решает начальник дистанции пути с учетом
фактического состояния переводов. Если же дефект угрожает бе-
зопасности движения в тот момент, когда был обнаружен, то та-
кое место надо сразу же оградить и принять меры к немедленной
замене. Элементы с такими дефектами, а это в основном трещины,
выколы, изломы, считаются остродефектными.
Для правильного учета состояния основных несущих и нап-
равляющих элементов стрелочных переводов, снимаемых с пути из-
за развития различных дефектов и повреждений, и разработки
обоснованных рекомендаций но увеличению срока службы этих
элементов, ВНИИЖТом на основе опыта железных дорог систе-
матизирована и представлена сводная классификация дефектов
и повреждений стрелочных переводов. В эту классификацию вклю-
чены только те специфические дефекты, которые по месту распо-
ложения или основной причине образования отличаются от де-
фектов рельсов. Дефекты и повреждения элементов стрелочных
переводов, не отличающиеся от таких же изъянов в рельсах, учи-
тываются по классификации дефектов и повреждений рельсов
РТМ 32/ЦП—1—75. Классификация стрелочных дефектов утвер-
ждена ЦП МПС как дополнение к классификации рельсовых де-
фектов.
Таким же образом, как дополнение к рельсовому каталогу
РТМ 32/ЦП—2—75, ВНИИЖТом составлен и утвержден ЦП
МПС каталог дефектов и повреждений элементов стрелочных пе-
реводов. В каталоге для каждого вида дефекта приведены крат-
кое его описание, цифровое обозначение, фотографическое изоб-
ражение, описание причин появления и развития, а также способы
выявления данного дефекта и указания по эксплуатации повреж-
денного элемента перевода. В едином сборнике с классификацией
и каталогом дефектов и повреждений стрелочных переводов в виде
дополнения к РТМ 32/ЦП—3—75 приводятся признаки дефектных
и остродефектных элементов стрелочных переводов, которые помо-
гают путейцам правильно решать вопрос о том, срочно или в пла-
новом порядке менять дефектный элемент перевода.
19.	Продление сроков службы
стрелочных переводов
Продление сроков службы переводов, повышение их надежнос-
ти — очень важная задача. Вклад в ее решение должны вносить
все работники, причастные к разработке, изготовлению и эксплуа-
113
тации переводов. Большой вклад в это дело вносят работники на-
ших стрелочных заводов, совершенствуя качество металла и тех-
нологию изготовления переводов при обеспечении высокого ка-
чества работы. Не в меньшей степени срок службы переводов за-
висит от эксплуатационников. От них зависят технология сборк]
и укладки перевода, методы организации, объем и качество рабо^
выполняемых при его текущем содержании и ремонте.
На всех этапах проектирования, изготовления, укладки и д<
конца эксплуатации переводов большой вклад в дело улучшения
стрелочного хозяйства вносят ученые ВНИИЖТа, железнодорож-
ных вузов, работники путеобследовательских станций.
Совершенствуя конструкции существующих переводов или раз-
рабатывая новые конструкции на ближайшую и более отдаленную
перспективу, надо исходить из ожидаемых условий эксплуатации.
Показателями научно-технического прогресса в обеспечении рас-
тущих перевозок грузов и пассажиров являются постоянное уве-
личение нагрузок от колесных пар на рельсы, рост скоростей дви-
жения и весовых норм поездов. Это в свою очередь вызывает необ-
ходимость интенсификации работы путей на перегонах, а также
всех устройств на станциях для увеличения их пропускной и
перерабатывающей способности. Исходя из реальных потребнос-
тей и технических возможностей железных дорог СССР, по мнению
многих специалистов, перспективными можно считать на основных
направлениях скорости движения грузовых поездов до 120 км/ч,
рефрижераторных—до 140 км/ч, пассажирских — до 160—
180 км/ч и на отдельных скоростных линиях -- до 200—250 км/ч.
Можно ожидать, что сохранится дифференциация основных нап-
равлений на направления с преимушественным/грузовым движе-
нием при относительно низких скоростях движения пассажирских
поездов и на пассажирские направления с повышенными скоростя-
ми движения.
Следовательно, на перспективу надо иметь стрелочные пере-
воды, обеспечивающие скорости движения по прямому направле-
нию до 140—160 и до 200—250 км/ч. Наибольшие допустимые
скорости по боковому направлению потребуются 50—60 км/ч, 80,
120, 160 км/ч и возможно 200 км/ч. Для реализации этих ско-
ростей на главных путях- в ближайший период нужны в основном
переводы марок '/и, */18, а в более отдаленной перспективе пе-
реводы марок '/22 и ‘/зб. Для прочих станционных путей еще
сохранятся переводы марок 1 /9 и для горочных путей —1 /6. Ос-
новным типом должны быть переводы из рельсов Р65 и Р75, спо-
собные выдержать нагрузки от колесных пар 250 кН и более. Тако-
го же типа должны быть предназначенные для горочных путей
симметричные переводы марки 1 /6 и перекрестные марки '/э- Пе-
реводы типа Р50, как неработоспособные при нагрузках 250 кН от
колесной пары, сохранятся в ограниченном количестве на прочих
путях. Поэтому уже еейчас выпуск их начинает сокращаться.
И4
Неоднократные эксперименты показали, что при современных
геометрических очертаниях в плане скорость 60 км/ч на боковое
направление по переводам марки '/и практически нереальна.
Для реализации этой скорости необходимо иметь радиус остряка
и переводной кривой около 450 м. Получить такой радиус у пе-
реводов марки ‘/и можно, только применив крестовину с криво-
линейной рабочей гранью по боковому направлению, что неже-
лательно. Поэтому нахождение приемлемого решения для обеспе-
чения скорости 60 км/ч на боковое направление представляет за-
дачу ученых на ближайшую перспективу.
Скорости 80 и 120 км/ч на боковое направление могут быть
освоены при современных переводах марок '/is и '/22- Попутно
можно отметить, что сейчас существенно повышена’ работоспособ-
ность переводов типа Р65 марки l/i« за счет применения крес-
товин с НПК. Срок службы этих крестовин такой же, как и стре-
лок. Следовательно, наращивая выпуск этих переводов в коли-
чественном отношении, уже в ближайшее время можно будет пол-
ностью удовлетворить потребности дорог в обеспечении повышен-
ных скоростей движения во многих «узких» местах.
В связи с необходимостью перехода на повышенные скорости
движения по боковому пути и уменьшением в количественном
отношении переводов марки 1 /9 необходимо уже сейчас думать о
создании перекрестных переводов марки '/п- Тупые крестовины
у таких переводов должны иметь только подвижные сердечники,
обеспечивающие непрерывную поверхность катания. Допускаемая
скорость движения на боковое направление будет 55-60 км/ч.
Для освоения потребных скоростей по прямому направлению
базовые переводы уже имеются: для грузовых поездов на основных
грузонапряженных направлениях созданы переводы типа Р65 мар-
ки '/и с поворотным сердечником. Скорость движения по ним
возможна до 140 км/ч. Кроме грузонапряженных участков их целе-
сообразно применять на участках, где установлены скорости дви-
жения пассажирских поездов до 140—160 км/ч. Разработаны так-
же переводы типа Р75, которые обеспечивают пропуск поездов со
скоростями до 160 км/ч. Их внедрение может повысить стабиль-
ность пути в профиле на 40% при увеличенном сроке службы в
тоннаже до отказа на 15%. Укладка таких переводов целесооб-
разна на участках с грузонапряженностью свыше 80 млн. т-км
брутто/км в год. Более высокие скорости движения пассажирских
поездов (до 200 км/ч) обеспечиваются укладкой переводов типа
Р65 марк^ ’/н с гибким подвижным сердечником. Срок службы
крестовин этих переводов в 4—5 раз выше обычных жестких типа
общей отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков. Кроме
этого, применение крестовин с гибким подвижным сердечником
позволяет повысить плавность и комфортабельность движения
поездов, а также стабильность положения крестовинного узла.
115
Имея эти основные базовые конструкции переводов для перс-
пективных более тяжелых условий эксплуатации, задача конструк-
торов и исследователей теперь состоит в дальнейшем совершен-
ствовании отдельных их узлов. Одним из основных мероприятий в
этом направлении является переход от цельнолитого усовика
на рельсосборный, изготовляемый из специального рельсового
проката.
Наряду с этим идет совершенствование отдельных элементов
и узлов переводов массового производства. Разработанные новые
элементы, хорошо зарекомендовавшие себя в одном из переводов,
всегда можно использовать и в переводах других типов и марок.
В числе таких разработок можно отметить следующие: для умень-
шения интенсивности поражения дефектами зоны корня остряка и
повышения надежности перевода остряков отработана конструк-
ция и технология изготовления корневого крепления с обычным
накладочным стыком при гибком остряке. Такое крепление будет
применяться у всех переводов типа Р65. Усовершенствована кон-
струкция острякового рельса, при которой практически отпадает
надобность в механической обработке головки и подошвы остряка
со стороны рамного рельса (см. рис. 7, а). Меняется продольный
профиль остряка. Эти мероприятия должны снизить интенсивность:
образования контактно-усталостных дефектов и усталостных попе-
речных трещин, развивающихся в наружной кромке подошвы на-:
чальной узкой части остряка.
В настоящее время существенно увеличивается количество
и качество закаленных остряков и рамных рельсов. Это мероприя-
тие уменьшает сплавы металла на боковые грани, улучшает при-
легание остряков к рамным рельсам, уменьшает вероятность появ-
ления и рост седловин на остряках в зоне выпрессовки под профиль
путевого рельса. Износостойкость этих элементов повышается на
15-20%. Повышению дефектостойкости остряков способствует
прокатка остряковых рельсов из рельсовой стали, раскисленной
комплексными раскислителями.
Для уменьшения расстройств зоны стрелки клиновые упорки,
прикрепляющие рамный рельс у переводов типа Р65, заменяются
на двухшиповые уголковые упорки по мере освоения их выпуска
производством.
Наиболее слабым местом переводов массового производства
является жесткая крестовина типа общей отливки с изнашиваемой
частью усовиков. Сделано много различных предложений по совер-
шенствованию этого узла, но пока единственным радикальным
средством является переход на крестовины с НПК. Организовать
их производство и укладку в путь в массовом количестве пока
нереально, да и не везде они нужны. Поэтому задача совершенст-
вования обычных крестовин остается по-прежнему актуальной.
Сейчас разработано и осуществлено новое продольное и попереч-
116
ное очертание типовых крестовин. Оно разработано с учетом новых
осредненных данных о размерах и геометрических очертаниях
эксплуатируемых колесных пар и характере износа крестовин
из высокомарганцовистой стали. Это способствует улучшению тра-
ектории перекатывания колес и снижает динамические нагрузки
Новое решение по очертанию профиля предусматривает припуск
металла на эксплуатационный наклеп и износ, что обеспечивает
увеличение пропускаемого тоннажа в среднем на 20%. Усилена
хвостовая часть сердечника типовых крестовин. Изменение конст-
рукции хвостовой части позволило при существующей технологии
изготовления уменьшить отказы по дефектам в этой зоне с 10 до
2%. Для дальнейшего улучшения работоспособности этой зоны
необходимо решить проблему хвостового стыка. Наиболее целе-
сообразным решением было бы устройство литого сердечника с
рельсовыми окончаниями и применение в стыке подкладок с высо-
кими ребордами.
Продлению срока службы крестовин способствует предвари-
тельное упрочнение поверхности катания сердечников взрывом.
При этом методе упрочнения за счет повышения твердости поверх-
ности катания достигается повышение работоспособности кресто-
вин по износу и дефектостойкости на 25 35%.
Для повышения работоспособности сердечников крестовин
проведен ряд разработок по улучшению химического состава и
структуры марганцовистой стали; совершенствуются технология
плавки металла, заливки форм и термической обработки заготовок.
Наряду с улучшением свойств высокомарганцовистой стали
Г13Л, из которой отливаются крестовины, идут поиски других ста-
лей, обладающих лучшими эксплуатационными свойствами.
Усилению крестовинной зоны в целом способствует и проведен-
ное усиление контррельсового узла. Это достигнуто рядом меро-
приятий: переработан и усилен прокат контррельсового профиля
(см. рис. 16, в), осуществлен переход на двудырные вкладыши и
охватывающие упорки. В совокупности с изменением в сторону
сужения ширины колеи снижено напряженное состояние узла и
практически полностью ликвидированы отказы контррельсов. Сей-
час стоит задача недопущения появления седловин, возникающих
на приконтррельсовых рельсах. Достигнуть этого можно, видимо,
за счет применения закаленных рельсов.
Уменьшение силового воздействия колес на крестовину можно
получить за счет снижения ее массы и изгибной жесткости. Jto
целесообразно и в связи с общей необходимостью экономии ме
талла. Таковой является разработанная ЛИИЖТом и Д ом
цельнолитая крестовина типа Р65 марки 1/11 пониженной м
лоемкости (а. с. № 1172976). Масса ее по металлоемкости
ре) снижена по сравнению с типовой крестовиной типа «рес-
ливки в 2 раза. По расходу марганцовистой стали на лит
товины равноценны. Крестовина монтируется на отдельных под-
кладках вместо мостика. Передний и хвостовой стыки сделаны
одинаковыми по типу накладочно-вкладытного стыка типовых
крестовин, но без корневых мостиков. Передний стык располага-
ется, на брусе, хвостовой на весу. Эпюра раскладки брусьев под
крестовиной не изменилась. За счет уменьшения количества ос-
новных комплектующих деталей с 34 до 19 трудоемкость изготов-
ления предлагаемой конструкции уменьшается на 40%. Эти опыт-
ные крестовины сейчас проходят эксплуатационную проверку.
В дело повышения выпуска дефектостойких крестовин свой
вклад должны внести стрелочные заводы. Необходимо дальнейшее
улучшение технологии отливки сердечников с улучшением свойств
металла, точное соблюдение при обработке всех проектных раз-
меров. Особенно важно соблюдать профильное очертание поверх-
ности катания сердечника и усовика, взаимное их положение по
высоте .друг относительно друга, размеры пазухи в хвостовом
стыке. Последнее необходимо для ликвидации вертикальных и го-
ризонтальных ступенек, возникающих при сборке этого стыка в
пути.
Весьма эффективно продлевается общий срок службы изношен-
ных крестовин за счет восстановления их работоспособности нап-
лавкой. Наиболее распространенной сейчас является наплавка
непосредственно в пути, хотя эффективна наплавка и в стационар-
ных условиях или в пути на специальных пунктах. К восстановле-
нию наплавкой допускаются крестовины, вертикальный износ усо-
виков и сердечников которых находится в пределах 6—8 мм для
главных путей, 8 — 10 мм для приемо-отправочных и 10—12 мм для
прочих путей. Наплавлять крестовины рекомендуется не более
двух раз. Успех от наплавки будет только в том случае, если после
ее завершения сердечнику и усовику придать проектное профиль-
ное очертание, обеспечивающее спокойный пропуск колес без воз-
буждения больших дополнительных динамических сил. Несколько
выше получается дефектостойкость наплавленного металла, если
его наклеп поездами в течение нескольких первых после наплавки
дней производится при скоростях до 60 км/ч. В среднем после
обеих наплавок крестовины обеспечивают дополнительную нара-
ботку 50 60 млн. т брутто.
Наряду с совершенствованием металлических элементов пере-
водов ведутся работы по повышению надежности их основания.
У созданных и испытанных переводов с железобетонными брусья-
ми срок службы брусьев по сравнению с деревянными больше в
2—3 раза.
Основным эксплуатационным мероприятием по увеличению
сроков службы стрелочных переводов является высокое качество
текущего содержания. Нарушения в плотности основания, несвое-
временная выправка, наличие кустовой гнилости брусьев, неза-
118
полненные балластом ящики приводят к появлению просадок, по-
тайных толчков и, следовательно, к увеличенному в этих местах
вертикальному динамическому воздействию на перевод. При этом
происходит резкое встряхивание подвижного состава, что вызыва-
ет интенсивное засорение основания сыпучими грузами, появ-
ляются выплески. Отступления по ширине колеи с крутыми отвода-
ми, искривления нитей в плане создают горизонтальные неров-
ности, которые вызывают появление больших горизонтальных ди-
намических сил. И те, и другие силы еще больше расстраивают
стрелочное основание, ухудшают состояние скреплений. Сужение
желобов за счет пластических деформаций металла по поверхности
катания может достигать 5—8 мм. Это приводит к более быстрому
износу элементов крестовины или стрелки и опять-таки к повышен-
ному взаимодействию.
Ухудшению состояния переводов способствуют растянутые
стыки, вызываемые угоном рельсовых нитей перевода. Кроме того
что угон создает дополнительные очаги большого динамического
воздействия, из-за него может произойти смещение контррельса
относительно вредного пространства или остряка относительно
рамного рельса. В последнем случае ухудшаются условия прилега-
ния остряка к рамному рельсу и упорным болтам со всеми вь, те; ?ю-
щими последствиями. Особенно чувствительны к действию си? уго-
на крестовины с НПК. Поэтому необходимо тщательно закреплять
переводы от угона, своевременно производить их выправку в плане
и профиле, устранять наплывы металла и соблюдать нормы содер-
жания ширины колеи и размеров желобов.
Общему продлению сроков службы переводов способствует
перекладка их с главных путей во второстепенные с частичным или
полным ремонтом отдельных частей. Система перекладок примени-
ма не только по отношению к переводам в комплекте, но и к отдель-
ным их элементам. Можно, например, перекладывать крестовины
из мест, где интенсивное движение по одному направлению, в дру-
гие, где интенсивнее будет работать другое направление. Также ре-
комендуется снимать и поворачивать перекрестные переводы, ког-
да движение идет преимущественно по одному из направлений.
Долговечность стрелочных переводов можно несколько увели-
чить, уложив под подкладки амортизирующие прокладки. Про-
кладки изготовляются из полосовой резины толщиной 7 мм, пос-
тавляемой в рулонах для раскроя типовых нашпальных прокладок.
Укладка возможна под всеми подкладками перевода, в том числе
и под крестовиной. Опытная эксплуатация таких прокладок на
Приднепровской железной дороге показала, что срок службы крес-
товин увеличился примерно на 10%. Уменьшается механический
износ брусьев, особенно новых.
В целом можно отметить, что долговечность и надежность стре-
лочных переводов зависят от совместных усилий ученых, проекти-
ровщиков, изготовителей и эксплуатационников.
J19
ОГЛАВЛЕНИЕ
От авторов...........................................................	3
1.	Соединения и пересечения рельсовых путей	.................. 4
I.	Назначение и виды соединений и пересечений путей. Сферы их применения 4
2.	Назначение отдельных узлов и элементов стрелочных переводов и глухих
пересечений ........................................................... 9
3.	Конструктивные особенности комбинаций укладки переводов и пересече-
ний и требования к ним.............................................:	28
4.	Стрелочные переводы в кривых....................................... 35
2. Движение экипажа по стрелочным переводам и глухим пересечениям 44
5.	Возмущающие факторы при движении экипажа по прямому направлению
одиночного перевода................................................... 44
6.	Возмущающие факторы при движении экипажа по боковому направлению
одиночного перевода................................................... 54
 7. Движение экипажа по системе комбинаций укладки глухих пересечений и .
стрелочных переводов .............................................. 57
3. Экспериментальные исследования работы стрелочных переводов под поез-
дами	61
8.	Испытания новых	конструкций переводов и их практическое значение 61
9.	Испытания ио воздействию на стрелочные переводы нового подвижного
состава............................................................... 67
4. Допускаемые скорости движения поездов по соединениям и пересечениям
путей.............................................................. 72
10.	Скорость - показатель технического прогресса на транспорте ....	72
11.	Критерии установления допускаемых скоростей..................... 75
12.	Нормы допускаемых скоростей движения поездов.................... 77
5. Стрелочные переводы и безопасность движения поездов................ 82
13.	Факторы повышенной опасности в конструкциях соединений и пересече-
ний путей............................................................ 82
14.	О нормах и допусках содержания стрелочных переводов............. 90
15.	Неисправности стрелочных переводов и их влияние на условия движения
поездов.............................................................. 98
6. Сроки службы стрелочных переводов....................................ЮЗ
16.	Гарантийныесроки службы элементов стрелочных переводов......... 103
17.	Нормативные и фактические сроки службы переводов, периодичность
ремонтов.............................................................105
18.	Дефекты элементов переводов......................................109
19.	Продление сроков службы стрелочных переводов..................'	113