Железнодорожный путь — совокупность элементов создающих целостную конструкцию, включающие рельсы, шпалы, крепления, балласт (или плитный путь) и земляное полотно. Конструкцию можно разделить на две части: верхнее строение пути и нижнее строение пути.
Верхнее строение пути — это часть земляного полотна, которую можно увидеть своими глазами. В его состав входят рельсы, шпалы, крепления и балласт. Типичная классификация верхнего строения пути: балластный путь и безбалластный путь, или шарнирный путь (пути с промежутками) и сварной путь (бесшовный путь).
Путь с балластом — состоит обычно из щебня под ним. Это одна из основных форм путевой структуры. Его преимущества заключаются в хорошей гибкости, низкой цене, удобной замене и обслуживании, а также хорошем шумопоглощении. Однако по сравнению с безбалластным путем он также имеет недостатки, заключающиеся в том, что геометрию плоскости линии нелегко поддерживать, большинство из них короткие, а объем работ по техническому обслуживанию велик.
Нижняя часть пути представляет собой балласт, обеспечивающий гибкость и дренаж пути. Железнодорожные шпалы заделаны в балласт и обычно укладываются сбоку. Их изготавливают из дерева, железобетона, стали или пластика. Первоначально рельсы были чугунными, а затем превратились в стальные рельсы определенной формы.
Безбалластный путь — это путевая конструкция, в которой вместо рыхлого гравийного полотна используется бетон, асфальтовая смесь и другие составные основания. Шпалы безбалластного пути выполнены из бетона, а гравийное полотно не нуждается. Стальные рельсы и шпалы укладываются непосредственно на бетонную дорогу.
Безбалластный путь – это передовая путевая технология, существующая сегодня в мире. Преимущества безбалластного пути перед балластным путем заключаются в нескольких аспектах.
- Низкие затраты на техническое обслуживание.
- Медленная деформация и хорошая долговечность обеспечивают длительный срок службы и хорошее состояние линии.
- При движении на высокой скорости не будет разбрызгивания каменного балласта.
- Это более комфортно, а скорость поезда может достигать более 500 километров в час.
Шарнирный путь — это тип путевой конструкции, в котором для соединения рельсов встык используются болтовые соединения рельсов (рельсовые скрепления). Первоначально использовалась скрепления, поскольку современные технологии не могут предложить альтернативы. Дефекты на стыках всегда возникают из-за прерывистой и неровной поверхности рельса, что приводит к дополнительным нагрузкам. В результате это сильно ухудшает плавность хода и даже приводит к деформации геометрии и поломке рельса. Чтобы избежать повреждений, необходимо провести обширные работы по техническому обслуживанию.
Сварной путь или бесшовный железнодорожный путь не совсем свободен от разрывов, но количество разрывов на всем участке пути настолько мало, что им можно пренебречь. Это концепция. Обычно его изготавливают путем последовательной сварки нескольких коротких рельсов. Когда подвижной состав переезжает, соседние стальные рельсы одновременно подвергаются нагрузке, поэтому колеса могут проходить через стыки двух стальных рельсов плавно и без вибрации. Сварная дорожка имеет следующие преимущества.
Подавление шума
Уменьшается шумовое загрязнение. Сверхдлинный бесшовный путь состоит из множества стандартных стальных рельсов, соединенных с длинными рельсами, а длина обычно составляет два-три километра.
Экономия затрат
По сравнению с обычными рельсами бесшовные рельсы исключают большое количество рельсовых стыков. Прямые эффекты заключаются в устранении воздействия соединений, уменьшении повреждений линии, экономии большого количества сырья. По оценкам, обслуживание линии может сэкономить 30–75% затрат.
- Улучшается надежность пути, и скорость поезда соответственно увеличится,
- Повышается устойчивость и комфорт пассажиров.
Земляное полотно является основной конструкцией железнодорожных путей. Под балластом находится часть, называемая земляным полотном. Железнодорожное земляное полотно представляет собой конструкцию, которая воспринимает и передает силу тяжести пути и динамическое воздействие поезда. Это основа пути и важное сооружение, обеспечивающее работу всего железнодорожного пути.
Состав земляного полотна
Основная часть включает насыпи, заполненные естественным грунтом и камнем, а также дорожные выемки, вырытые в естественном слое.
Дренаж грунта: Боковая канава, дренаж, желоб.
Поверхностные воды, которые могут застаиваться в пределах земляного полотна, быстро отводятся с помощью специальных желобов, и грунтовые воды не попадает в зону земляного полотна, чтобы не образовывать переливы для промывки.
Подземный дренаж: дренажный канал, дренажная канава, дренажный колодец.
В зависимости от гидрологических или геологических условий его строят на определенной глубине под землей для перехвата, дренирования, вытягивания грунтовых вод или понижения уровня грунтовых вод, сохранения сухости земляного полотна и откосов и улучшения устойчивости грунта.
Объекты защиты и усиления
Мощение газона, напыление, штукатурка, утрамбовка, подпорные стенки, защита откосов применяется для защиты грунтовых откосов, подверженных повреждениям естественным путем и деформации откосов. Перехватывающие и защитные конструкции, предназначенные для защиты от падения камней, например ямы для сараев.
Противопесочная, противоснежная защита
Заборы и защитные леса используются для предотвращения засыпания земляного полотна песком, ветром и снегом.
Земляное полотно представляет собой своего рода почвенно-скальную структуру, расположенную в различных топографических, геологических, гидрологических и климатических условиях.
Земляное строительство полностью подвержено воздействию природы, а его инженерная природа очень чувствительна к изменениям природных условий и обладает плохой устойчивостью.