Балласт железнодорожный

Балласт железнодорожный

БАЛЛАСТ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ - щебень, гравий или песок, заполняющие верхнее строение пути. Балласт железнодорожный имеет следующие назначения: 1) воспринимать вертикальное давление от шпал, на которые, в свою очередь, давят через посредство рельсов колеса подвижного состава (паровоза и вагонов), и по возможности равномерно распределять это давление на поверхность земляного полотна; 2) служить связующей средой для отдельных шпал в целях оказания сопротивления горизонтальным силам, появляющимся в колее при движении поезда как вдоль пути (угон пути), так и поперек пути (повреждения рихтовки); 3) отводить воду с поверхности пути и способствовать скорейшему просыханию поверхности земляного полотна после дождей и таяния снега; 4) смягчать удары колес подвижного состава о рельсы на чрезмерно жестком грунте (скала, мерзлота); 5) предохранять едущих в поезде пассажиров и трущиеся части подвижного состава от образования вредной для них пыли.

В зависимости от того, насколько данный железнодорожный балласт обладает необходимыми качествами для выполнения указанных выше задач, он оценивается как лучший или худший. Балластом высшего качества (отличный) является щебеночный, из остроугольных камней твердых невыветривающихся пород. Размеры камней балластного слоя устанавливаются в верхней – подбивочной - части от 20 до 30 мм, в нижележащей - от 30 до 60 мм. Балластом второго сорта (хороший) является галька, проходящая через сито с отверстиями в 8 мм, не поддающаяся выветриванию и действию мороза, а также очень крупный песок с зернами величиной 3—1 мм (хрящ, гравий), с примесью глины и землистых частиц менее 10%. Балласт третьего сорта (средний) нужно считать песок из зерен размерами не менее 0,50—1,0 мм, при наличии примеси глины и землистых частиц не свыше 10%. Песчаный балласт с более мелкими зернами считается плохим и во всяком случае нежелательным для применения на линиях первостепенного значения. Песок с примесью глины и земли свыше 10—15% в верхнее строение пути вообще не должен допускаться, как совершенно не отвечающий своему назначению. Расходы по содержанию в исправности пути непосредственно зависят от качества примененного железнодорожного балласта. Результаты произведенных обширных наблюдений показали, что, при прочих одинаковых условиях, содержание в исправности 1 км пути требовало в течение года затраты рабочих дней: при хорошем балласте 100, при среднем - 150 и при плохом - 200.

На поверхности земляного полотна железнодорожный балласт укладывается в виде слоя определенного поперечного сечения. Толщина балластного слоя (расстояние от подошвы шпалы до поверхности земляного полотна под рельсами) д. б. тем больше, чем хуже качество балласта и чем менее устойчив грунт земляного полотна. Распределение давления в балласте от подошвы нагруженной шпалы можно представить себе в форме расходящейся книзу трапеции. На известной глубине линии распространения давления в балласте от смежных шпал будут пересекаться, причем отдельные зоны давлений сольются между собой вдоль пути (фиг. 1).

Выравнивание давлений в балластном слое

До глубины

ballast jeleznnodor 1

в балласте будет наблюдаться единичное давление р, равное наибольшему давлению под шпалой, наряду с тем будут еще встречаться участки совершенно незагруженные. Ниже этого сечения наибольшее единичное давление постепенно убывает, пока на глубине

ballast jeleznnodor 2

нe достигнет одинаковой вдоль пути величины = bр/a. Угол распространения давлений в балластном слое β зависит как от качества балласта (щебень, песок), так и от состояния его (сухой, влажный, мокрый). Чем этот угол меньше, тем полное выравнивание давлений в балласте будет получаться на меньшей глубине. Если принять ширину шпал b = 26 см, расстояние между осями смежных шпал а = 60 см и угол β = 60°, то получим: h= 22 см и H= 52 см. Это означает, что на глубине под подошвой шпал до 22 см в балласте будут встречаться зоны с максимальным единичным давлением, равным непосредственному давлению подошвы шпал, а полное выравнивание в слое получится на 52 см ниже подошвы: величина выравненного давления будет равна 26∙100/60 = 43% от максимального. Для вновь строящихся линий нормальной колеи (1524 мм) в отношении балластного слоя установлены следующие нормы: высоту балластного слоя (расстояние от поверхности земляного полотна до верха шпал под рельсами) на перегонах надлежит делать в зависимости от рода балласта и рода грунта земляного полотна, согласно данным приводимой таблицы:

Нормы высоты балластного слоя (расстояние от поверхности земляного полотна до верха шпал под рельсами) на перегонах

Для станционных путей высота слоя во всех случаях может делаться меньше на 0,05 м. Ширина балластного слоя по верху (на уровне верха шпал) на перегонах д. б.: а) на однопутных линиях - при щебеночном слое 3 м, при балласте иного рода 3,1 м, б) на двупутных линиях - при щебне 7,1 м, при других балластах 7,2 м. Крутизна откосов балластного слоя должна делаться при щебне одиночная, при других балластах - полуторная. Выше верхней поверхности шпал железнодорожный балласт, как правило, не должен насыпаться; лишь в местностях с малым количеством выпадающей влаги и с продолжительным стоянием жаров допускается покрытие поверхности шпал слоем балласта, толщиной от 5 до 6 см, притом если нет опасности заноса рельсов песком или снегом.

Работы по устройству балластного слоя на полотне железнодорожной линии носят название балластировки. Поверхность земляного полотна должна быть в поперечном разрезе подготовлена в форме расходящейся книзу трапеции с верхней стороной в З м при однопутном полотне и в 7,1 м при двупутном полотне, с высотой в том и другом случае 0,1 м и с нижней стороной, равной ширине полотна. Такая обделка поверхности земляного полотна должна обеспечивать наилучший сток воды с него. Устройство балластного слоя должно вестись, по возможности, сразу на полную заданную высоту, чтобы временное движение поездов по неполному слою не могло неблагоприятно отразиться на поверхности земляного полотна и состоянии новых рельсов. Для балластировки 1 км нового пути в среднем требуется железнодорожного балласта: а) для однопутной линии щебеночного 1750 м3, иного рода - 2400 м3; б) для двупутной линии - щебеночного 3800 м3, иного рода - 4860 м3. Если вследствие неравномерной передачи давлений в балласте поверхность полотна под шпалами вдавится в грунт, то в образовавшихся углублениях начнет застаиваться поверхностная, а где имеется, и грунтовая вода. Застой воды будет разжижать грунт на поверхности полотна и способствовать дальнейшему быстрому росту вдавливания балласта под шпалами. В результате таких вдавливаний балласта поверхность земляного полотна совершенно утратит свои очертания как в продольном, так и в поперечном направлениях. На фиг. 2 показаны продольный по середине пути и поперечный разрезы поверхности земляного полотна с образовавшимися в нем углублениями балласта.

Балластные корыта

Если представить себе вид сверху каждого отдельного такого углубления, то оно будет по форме напоминать корыто, почему такое состояние поверхности земляного полотна носит название балластных корыт. При неблагоприятных условиях глубина балластных корыт может достигать свыше 1 м. Балластные корыта являются весьма серьезным препятствием для исправного содержания пути и земляного полотна, и необходимо принимать меры к своевременному устранению их. Наилучшей предохранительной мерой против образования корыт является применение на мягких глинистых грунтах полотна полного слоя балласта высоких качеств в начале укладки пути.

Балластировка рудничных рельсовых путей - подбивка балласта под шпалы рудничных рельсовых путей. Балластировка производится глинистым сланцем, глиной, жужелицей из-под котлов в смеси с глиной (одна нежелательна). Недопустимо забучивание угольной мелочью, дающей пыль, вредную для дыхания и опасную в отношении взрыва; в антрацитовых, не газовых, рудниках допустимо забучивание штыбом (мелкий сорт угля).

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 2 - 1928 г.

Балласт железнодорожный

Балласт железнодорожный