Усиление (реконструкция) железных дорог для повышения скоростей движения поездов

Для обеспечения скоростного движения поездов на существующих железных дорогах должно быть выполнено усиление (реконструкция) продольного профиля и плана пути, земляного полотна, верхнего строения пути, искусственных сооружений и других устройств.

Как рассмотрено в гл. 3 [формула (3.3)], максимально допускаемая скорость движения поездов в кривой радиуса R зависит от возвышения наружного рельса h и недостатка возвышения ДА, определяемого допускаемым непогашенным поперечным ускорением в кривой ан. Согласно Методике определения возвышения наружного рельса в кривых участках пути (1997 г.) [34] наибольшее возвышение наружного рельса в кривой радиуса R ограничивается скоростью потока грузовых поездов уПгр, при которой отрицательное непогашенное поперечное ускорение должно быть не менее —0,3 м/с2 [см. формулу (3.2)]. Инструкцией по техническому обслуживанию и эксплуатации сооружений, устройств, подвижного состава и организации движения на участках обращения скоростных пассажирских поездов (ЦРБ-393) [27] для пассажирских поездов установлено значение наибольшего непогашенного поперечного ускорения ан равное 0,7 м/с2, чему соответствует недостаток возвышения наружного рельса в кривой ДА = 115 мм. В этих условиях максимальная скорость пассажирских поездов определяется формулой (3.4):

В случаях, когда радиус существующей кривой ограничивает возможность повышения скорости движения поездов, а положение кривой требует значительных затрат по переустройству земляного полотна и искусственных сооружений, Инструкция ЦРБ-393 в соответствии со Строительнотехническими нормами СТН Ц-01-95 допускает возможность увеличения а„ до 1 м/с2 с разрешения Департамента пути и сооружений МПС. При таком значении аи возрастает недостаток возвышения наружного рельса ДА = 163 мм и наибольшая допускаемая скорость пассажирских поездов в кривой радиуса R определяется формулой

Указанное увеличение значения ан ощутимо повышает допускаемую скорость движения пассажирских поездов. Так, в кривой радиуса 1000 м при уПгр = 50 км/ч максимальная скорость пассажирских поездов vmaXnc возрастет со 124 до 140 км/ч, а в кривой радиуса 1500 м — со 148 до 167 км/ч.

Другая возможность увеличить скорости движения пассажирских поездов заключается в создании вагонов с регулируемым наклоном кузова внутрь кривой. Такие решения, примененные на некоторых зарубежных железных дорогах, позволили, не повышая непогашенного поперечного ускорения, увеличить в кривых скорость движения поездов на 25-35 %.

Для введения скоростного движения поездов должны быть устранены все дефекты и деформации земляного полотна: пучины более 10 мм, просадки пути, превышающие 18 мм, выплески, выпучивание откосов, оседание обочин, трещины в грунтах. Все противодеформационные сооружения подвергают освидетельствованию, ремонтируют, восстанавливают или заменяют в соответствии с проектом. Если необходимость в этих сооружениях отпадает, то их консервируют по специальным проектам.

При усилении земляного полотна выполняют следующие работы: поперечные профили земляного полотна приводят в соответствие с требованиями по общей и местной устойчивости и размещению балластного слоя с сохранением обочин шириной не менее 0,5 м; обеспечивают круглогодичный гарантированный отвод поверхностных и грунтовых вод от железнодорожного пути; создают защитные слои, гарантирующие требуемую несущую способность основной площадки во все сезоны года; удаляют с поверхности земляного полотна накопившиеся засорители, препятствующие быстрому стеканию атмосферных осадков и стоку весеннего снеготаяния.

Согласно Инструкции ЦРБ-393 на скоростных участках должны укладываться новые рельсы типа Р65, I группы, 1-го класса, термоупрочненные, сваренные электроконтактным способом из 25-метровых одиночных рельсов без болтовых отверстий в плети длиной до 800 м, которые на месте свариваются без уравнительных пролетов в плети бесстыкового пути на протяжении блок-участка или перегона, оборудованного тональной автоблокировкой.

На участках скоростного движения пассажирских поездов применяют железобетонные шпалы. Промежуточные рельсовые скрепления должны быть с упругими клеммами (допускаются до организации их серийного производства применение скреплений типа КБ с жесткими клеммами).

Железобетонные шпалы укладывают на слой шебня фракций 25—60 мм, марки И-20 по ГОСТ 7392—85, толщиной не менее 40 см. Подушка под щебнем толщиной не менее 15 см состоит из песчано-гравийной смеси или щебня фракций 5—25 мм. Вместо подушки может быть уложен защитный слой из полимерных материалов Плечо балластной призмы составляет не менее 45 см, крутизна откосов 1:1,5.

Стрелочные переводы укладывают типа Р65, марки крестовины не круче 1/11 с гибкими остряками и крестовиной с непрерывной поверхностью катания. Остряки, рамные рельсы, усовики и подвижные сердечники должны быть термоупрочненными. При скоростях движения до 160 км/ч допускается применять крестовины с усиленным поворотным сердечником.

При реконструкции мостов предпочтение отдают пролетным строениям с устройством пути на балласте На мостах и в тоннелях путь укладывают на щебеночном балласте с железобетонными шпалами. Ширина плеча балластной призмы должна быть не менее 40 см, а толщина балласта под шпалой в подрельсовой зоне — 30 см с допуском не более 5 см.

Изыскания и проектирование железных дорог. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 288 с..