Смещение пути на кривых

Подъемно-рихтующее устройство (ПРУ) электробалластера, когда оно находится на прямой или круговой кривой, то его ось совпадает с осью пути. Вместе с тем, при подъемке пути на круговой кривой происходит его смещение внутрь кривой. Это объясняется тем, что в кривых наружная рельсовая нить выше внутренней. Поэтому подъемка пути ПРУ осуществляется по наклонной плоскости ab (рис. 5.15, а), а после прохода машины РШР опускается по вертикали bc. В результате этого происходит смещение оси пути на величину

(5.61)

где H – величина подъемки пути, мм; a – угол наклона пути к горизонту, град.

Для малых углов наклона пути к горизонту можно принять , тогда , а формулу (5.61) записать в виде:

(5.62)

где h – высота возвышения наружной рельсовой нити в кривой, мм; S₁ – расстояние между осями рельсовых нитей, равное 1600 мм.

Например, при H = 400 мм (ЭЛБ-4К) и h = 150 мм величина смещения оси пути в круговой кривой составляет e = 37,5 мм. Чтобы в процессе подъемки пути на круговой кривой не происходило смещение его внутрь кривой, необходимо при въезде на нее сместить механизм сдвига на величину e_h наружу кривой. Если не вводить корректировку в положение ПРУ на кривой, то при движении рабочей секции по поднятому пути, величина смещения накапливается и возрастает до величины e = 1,5 e_h. Для приведенного примера смещение достигает e_h ~ 60 мм.

На переходных кривых (ПК), где радиус кривизны непрерывно изменяется от в начале переходной кривой (НПК) до на круговой кривой в точке конца переходной кривой (КПК), ось ПРУ не совпадает с осью пути. Вследствие этого при движении машины по ПК в направлении от НПК к КПК (входная ПК) подъемное устройство располагается снаружи кривой (рис. 5.15, б), а при движении машины по ПК от КПК к НПК (выходная ПК) подъемное устройство располагается внутри кривой (рис. 5.15, в). На схемах рис. 5.15, б, в кривыми линиями показаны входные и выходные переходные кривые, а прямыми линиями секции ЭЛБ: С1 – рабочая и С2 – направляющая. Ходовые тележки обозначены Т1, Т2, Т3. Величина смещения e_вх(вых) подъемного устройства с оси пути для входной и выходной ПК (балластер полностью находится на переходной кривой) равны между собой и для современных электробалластеров ЭЛБ-3МК и ЭЛБ-4К находятся по формуле, мм

(5.63)

где R – радиус круговой кривой, м; l₀ – длина переходной кривой, м.

Смещение по формуле (5.63) зависит только от величины радиуса круговой кривой, которую данная переходная кривая сопрягает с прямой, и длины переходной кривой. Существенное отличие смещения ПРУ на входной ПК от выходной заключается в том, что смещение на входной ПК направлено наружу кривой, а на выходной оно направлено внутрь кривой. При проходе сопряжений пути (НПК, КПК и др.) величины смещений непрерывно изменяются. Так, при въезде ЭЛБ на переходную кривую (см. рис. 5.15, б) смещение подъемного устройства с оси пути начинается еще на прямой перед НПК. В точке расположения на расстоянии, кратном 7,55 м (для ЭЛБ-3М, ЭЛБ-3МК, ЭЛБ-4К) перед НПК, смещение уже достигает половины того смещения, которое имеет место на ПК. При выходе машины с переходной кривой на прямую смещение уменьшается еще в пределах ПК, и в точке НПК оно уже практически равно нулю, однако полный проход сопряжения завершается на расстоянии 15 м за точкой НПК. Величину смещений при проходе сопряжений можно найти по методике [13].

При проходе сопряжения «прямая – круговая кривая» максимальное смещение ПРУ с оси пути , мм (где l – расстояние между ходовыми тележками Т2 и Т3, м; R – радиус круговой кривой, м).

Поскольку на ПК смещение ПРУ электробалластера с оси пути происходит по двум причинам: во-первых, из-за непрерывного изменения кривизны пути e_вх(вых) и, во-вторых, из-за наличия возвышения наружного рельса e_h, суммарное смещение

(5.64)

где знак «–» относится к входной ПК, где e_вх(вых) направлено наружу кривой, а знак «+» относится к выходной ПК, при e_вх(вых) направленном также, как и e_h внутрь кривой.

Суммарный график смещений e ПРУ для кривой R = 600 м, l₀ = 100 м и h = 100 мм приведен на рис. 5.15, г. На оси графика в продольном масштабе 1:200 (5 мм – 10 м) отложены l_0вх и l_0вых (точки НПК и КПК). Поскольку на круговой кривой ПРУ смещается на мм внутрь кривой, то в точках КПК в масштабе 1:1 отложены вверх точки b и c на расстоянии 25 мм от горизонтальной линии m – d , затем прямыми линиями соединены точки a, b, c, d. Ординаты полученной трапеции отражают величины смещения наружной рельсовой нити. На ПК смещение меняется также, как и возвышение, по закону прямой наклонной линии, а на КК оно остается постоянным. Смещение подъемного устройства на ПК для принятых значений находим по формуле (5.62): мм. На входной ПК смещение направлено наружу кривой и начинается на расстоянии примерно 30 м перед НПК, а в точке ЕПК достигает почти полного значения e_вх(вых). При выходе на КК смещение продолжается после КПК на расстоянии 15 м. На графике от НПК в масштабе отложено расстояние начального смещения пути – точка m, в самой точке НПК отложена ордината ae смещения e_вх(вых).= 19 мм в масштабе 1:1. Из точки e проводим линию, параллельную ab (в целях суммирования графиков) до точки f, расположенной на расстоянии 15 м за точкой НПК, и соединяем точки f и m₁ прямой. Аналогично производится построение графика e_вх(вых) и для выходной ПК. Здесь учитывается, что что смещение e_вх(вых) направлено внутрь колеи и отображается графиком m₂, g, k, m₃, a, c, наложенным на график смещений e_h. Ординаты заштрихованной площади графика, относительно горизонтальной линии m – n, представляют собой суммарные ординаты . Из графика видно, что в рассматриваемом конкретном примере практически можно на протяжении входной переходной кривой не вносить коррективы в положение ПРУ на машине, так как смещение его не превышает 19 мм. Но перед выездом на круговую кривую необходимо этот механизм сместить относительно продольной оси машины наружу кривой на 25 мм, затем при подходе к КПК это смещение увеличить до 44 мм и затем на протяжении всей выходной ПК уменьшить смещение до 19 мм перед НПК, а в самой точке НПК, смещение свести до нуля. Если такое смещение ПРУ относительно продольной оси машины не выполнить, то на протяжении всей круговой кривой путь сместится внутрь на 40 мм, а в конце ее на 60 мм. Описанный процесс управления смещением ПРУ на рабочем ходу электробалластера – трудно выполнимая задача. Современные электробалластеры оснащаются контрольно-измерительной системой рихтовки пути, что упрощает управление в ручном режиме, а также дает возможность реализовать автоматизированные методы работы по расчету с предварительной записью положения пути в плане.