Угоном пути называют продольное перемещение рельсов относительно шпал или рельсошпальной решетки относительно балластного слоя под действием продольных сил, создаваемых движущимся подвижным составом и изменением температуры. Угон пути проявляется на площадках, но в большей мере на спусках и, особенно на тормозных участках пути. Он происходит в сторону движения поездов. На однопутных линиях угон преобладает в направлении большего грузопотока.

Причины угона пути

При исследовании причин угона пути возникло несколько гипотез, объясняющих это явление.

1. Профессор Васютынский объясняет угон рельсов как результат удара колеса в противошерстный конец рельса в стыке, где из-за того, что конец отдающего рельса прогибается в момент перехода колеса через стык несколько больше, чем конец принимающего рельса, образуется ступенька (рис. 1).

2. Теория Кюнера также объясняет угон наличием удара колеса, но не в ступеньку, а в головку противошерстного (принимающего) рельса.

Рис. 1 – Перекатывание колеса через стык

Рис. 2 – Положение колеса на опирающейся части рельса

3. Рудницкий понимает явление угона иначе. Он полагает, что благодаря силам трения между колесом и рельсом колесо при движении увлекает за собой не только рельс, но и шпалу, и балласт (рис. 2). Когда же колесо перейдет на следующую шпалу, разгруженная шпала и балластный слой передвинутся назад, рельс же полностью назад не вернется, так как будет прижат к той шпале, на которой в это время находится колесо.

4. Джонсон объясняет угон так. Рельс под тяжестью колеса изгибается в пролете между шпалами. При этом сечения ab и cd принимают наклонное положение (рис. 3). Когда колесо продвинется влево и станет над шпалой, а изогнувшийся рельс выпрямится и удлинявшиеся при изгибе нижние волокна приобретут нормальную длину, проскользнувшие над левой шпалой нижние волокна при укорочении не вернутся в первоначальное положение, так как будут прижаты над этой шпалой колесом. Таким образом, рельс продвинется влево.

Рис. 3 – Положение колеса в пролете между шпалами

Рис. 4 – Схема возникновения угонных сил в зависимости от положения ходовых частей подвижного состава и пути: а – косое набегание колеса на рельсы; б – вход в кривую

5. По теории Членова, рельс, нагреваясь до определенной степени, сохраняет свою длину, так как он защемлен накладками и прикрепителями. Но достаточно подходящему к рельсу колесу встряхнуть его ударом, как он сразу удлинится в сторону движения. Односторонность удлинения рельса объясняется тем, что едва колесо ударит в его торец, как мгновенно то же колесо прижмет конец рельса к шпалам. Таким образом, произойдет перемещение – угон рельса.

6. Угон пути объясняют и действием сил, возникающих между колесом и рельсом при торможении подвижного состава. По этой причине на тормозных участках угон может быть весьма сильным.

7. В ряде случаев в зависимости от состояния ходовых частей подвижного состава и рельсовой колеи по уровню и шаблону угону могут способствовать удары колес в боковые грани рельсов при косых набеганиях и вилянии железнодорожных экипажей (рис. 4, а), а также при входе этих экипажей в кривые (рис. 4, б).

8. Профессор Альбрехт считает основной причиной угона изгиб рельса под подвижной нагрузкой, при котором, если связь между рельсом и опорами не абсолютна и реактивные силы основания на некоторых участках изгиба рельса больше погонных сил сопротивления проскальзывания рельсов, подошва рельса проскальзывает над шпалами.

Если более кратко, то к причинам угона пути относятся:

  • сопротивление движению колес подвижного состава;
  • удлинение и укорочение рельсов под действием температурных сил;
  • удары колес о рельсы в стыках;
  • удары колес в боковые грани рельсов при косых набеганиях экипажей на прямых и при входе их в кривые участки пути;
  • изгиб рельсов под движущейся нагрузкой.

Итак, угон пути – это процесс накопления продольных перемещений в результате многих причин. Угон чрезвычайно вреден для пути. Он вызывает значительные расстройства и дополнительные работы по перешивке пути, перегонке шпал и разгонке зазоров, а также способствует ускорению износа элементов пути. На путях, подверженных угону, 30–40 % всех расходов на содержание и ремонт связано с наличием этого явления.

Закрепление пути от угона

Радикальное средство борьбы с угоном пути – создание конструкции верхнего строения, обладающей большим сопротивлением продольным силам. Угон пути можно уменьшить, применив раздельные промежуточные скрепления, поставив путь на щебень или увеличив число шпал на 1 км.

Для закрепления пути от угона используют специальные приспособления – противоугоны. Наиболее просты и удобны в эксплуатации пружинные противоугоны (рис. 5), передающие силы угона на подкладку. Кроме простоты конструкции, к достоинствам этих противоугонов следует отнести одноэлементность и легкость. Масса противоугона для рельсов Р65 составляет 1,28 кг, Р50 – 1,15 кг, Р43 – 1,01 кг. Сопротивление смещению этих противоугонов по подошве рельсов равно 4,9–5,9 кН (500–600 кгс). Такие противоугоны изготавливают на специальных автоматах.

Рис. 5 – Пружинный противоугон для рельсов Р65

Количество противоугонов, устанавливаемых на одно рельсовое звено, зависит от плана и профиля линии, режима движения, рода балласта и может достигать 44 пар. В (табл. 1.9) приведены данные о минимальном количестве пар пружинных и самозаклинивающихся противоугонов на одном звене длиной 25 м.

Клиновые противоугоны (рис. 6) систем Шестопалова и Истомина тяжелы (4–4,5 кг), однако обладают большей сопротивляемостью сдвигу – 24,5–29,4 кН (2500–3000 кгс). Их устанавливают так, что одна пара передает угоняющие усилия на несколько шпал через деревянные распорки, размещаемые между шпалами. Распорки усложняют содержание и ремонт пути. По этой причине, а также из-за значительной металлоемкости клиновые противоугоны выходят из употребления.

Рис. 6 – Самозаклинивающийся (клиновой) противоугон

Особенно сильное закрепление пути от угона требуется на участках пути с частым применением торможения поездов и на линиях, где обращаются шести- и восьмиосные вагоны.

Станционные пути должны быть также надежно закреплены от угона. Пути одностороннего движения поездов, горочные, подгорочные и сортировочные закрепляют постановкой на каждое 25-метровое звено по 18 пар пружинных или самозаклинивающихся противоугонов при щебеночном балласте и по 20 пар при песчаном балласте. На путях двустороннего движения ставят по 14 пар противоугонов на звено в одном направлении и по 14 пар – в другом направлении. Остальные станционные пути и стрелочные переводы закрепляют от угона, исходя из условий их работы.

Угон пути разрушает уплотнение балластной призмы, порождает интенсивные расстройства пути, вызывает поломки рельсов и скреплений, интенсивный износ шпал, искажения колеи и другие опасные для движения поездов неисправности. Начавшись, он нарастает все больше и больше. Огромные затраты труда на устранение последствий угона оказываются безрезультатными, если прежде всего не ликвидировать сам угон.

Уго́н пути́ — продольное перемещение рельсов под колёсами проходящего поезда, как правило, направленное в сторону его движения. Угон вызывает серьёзные нарушения в работе железнодорожного пути.

Содержание

Происхождение [ править | править код ]

Угон возникает в тех случаях, когда текущее содержание пути находится на неудовлетворительном уровне, что приводит к нарушению устойчивости. При проходе колёс по рельсу последний прогибается под весом вагона, что приводит к увеличению сопротивления движению, то есть к появлению силы, тормозящей поезд. Однако, по третьему закону Ньютона, появляется и сила, которая пытается увлечь путь за поездом. Таким образом, при ослаблении рельсовых скреплений рельсы начинают проскальзывать по основанию. В частности, если на рельсах не установлены специальные средства против угона пути, при проходе двухосной вагонной тележки рельсы перемещаются на 0,03—0,06 мм, а следовательно, проход поезда из 50 вагонов (200 осей) приводит к угону пути уже от 3 до 6 мм. Особенно вероятно возникновение угона пути на затяжных спусках, что связано с притормаживанием на них поездов, необходимым для ограничения роста скорости.

Последствия угона [ править | править код ]

Угон пути приводит к нарушению стыковых зазоров: на одном конце участка пути они становятся практически нулевыми, а на другом — слишком большими.

На протяжении участка с нулевыми зазорами в летнее время при высокой температуре в рельсах появляются большие продольные сжимающие усилия, из-за того, что рельсы теряют возможность удлиняться. Это может привести к нарушению устойчивости рельсо-шпальной решетки, а в бесстыковом пути — к выбросу пути.

В зоне предельно растянутых зазоров в зимнее время при низких температурах в рельсах появляются значительные растягивающие усилия, следствием чего может быть срез болтов и разъединение стыков. А в бесстыковом пути — даже разрыв рельсов (для марок Р50 и ниже).

При недостатке балласта или его плохом уплотнении возможен угон рельсов вместе со шпалами. В свою очередь, сдвиг шпал со своих уплотненных постелей приводит к просадкам пути, что наиболее опасно в стыковых шпалах, так как ведет к увеличению динамического воздействия на путь.

Меры предотвращения угона [ править | править код ]

Угон возникает там, где применяются костыльные скрепления, в то время как использование раздельных промежуточных скреплений с пружинящими элементами надежно защищают путь от угона. Также постановка пути на щебень увеличивает сопротивление шпалы продольному перемещению. Если же конструкция промежуточных скреплений не обладает противоугонными свойствами, то для предотвращения угона рельсов относительно шпал применяют противоугоны.

С 1947 года на советских железных дорогах применялись самозаклинивающиеся противоугоны. С 1960-х годов им на смену пришли пружинные противоугоны, которые могут воспринимать продольные силы до 8 килоньютонов. На обычных магистральных железных дорогах такие противоугоны ставятся в количестве от 18 до 44 на каждое 25-метровое путевое звено, а на высокоскоростных магистралях и на путях метрополитена — практически на каждой шпале.

Угон железнодорожного пути представляет собой продольное переме­щение рельсов по шпалам, как правило, в сторону движения поезда.

Причинами, вызывающими угон пути, являются: сопротивление движе­нию колес подвижного состава по рельсам, удары колес подвижного соста­ва о рельсы в стыках, изгиб рельсов под движущейся нагрузкой, что являет­ся основной причиной угона пути.

При изгибе рельса в сечении под нагрузкой верхние волокна сжимаются, а нижние растягиваются. Если рассмотреть сечение на некотором расстоянии от колеса (рис. 1.72), то видно, что сечение поворачивается таким образом, что нижние волокна оказываются передвинутыми на некоторую величину Ax. Колесо накатывается на это сечение и не дает ему вернуться в исходное поло-

жение, и весь рельс подтягивается за колесом, а перед колесом передвигается на эту величину Ах. Если двигается одно колесо, то оно не может сме­стить рельс. При движении большой группы ко­лес, каждое из которых стремится сместить рельс, такое перемещение происходит. Угон про­является обычно на горизонтальных площадках и особенно, на тормозных участках.

Угон сильно расстраивает путь. При угоне рельсы сдвигаются со своих мест и увлекают за собой часть закрепленных шпал, в том числе стыковые. Шпалы перемещаются с уплотненных постелей на менее плотный балласт, рельсовый путь в этих местах проседает, образуются толчки, путь расстраивается.

На звеньевом пути нарушаются размеры стыковых зазоров. При высо­кой температуре на участках с недостаточными зазорами может произойти потеря устойчивости рельсошпальной решетки (выброс пути). При низкой температуре на участках с увеличенными зазорами может произойти раз­рыв стыков со срезом болтов. Поэтому угон пути совершенно недопустим.

Продольные силы, вызывающие угон рельсов, должны быть переданы от рельсов на шпалы и далее на балласт. Для этого на участках с деревян­ными шпалами на подошву рельсов ставят противоугоны.

В качестве противоугонов применяются пружинные скобы, надеваемые на подошву рельсов специальной лапой или ударами молотка до тех пор, пока его правая реборда не защелкнет подо­шву рельса. Пружинные противоугоны состоят из одной детали (рис. 1.73). Их изготавливают на специальных автома­тах с закалкой в масле. Один противо-угон к рельсам Р-65 и Р-75 весит 1,28 кг, к рельсам Р-50 — 1,15 кг. Противоуго­ны ставят симметрично относительно се­редины звена на обеих рельсовых нитях к одной и той же шпале. Сопротивление сдвигу противоугона должно быть не ме­нее 8 кН. Количество противоугонов, ус­танавливаемых на одно звено зависит от интенсивности проявления угона. Для

путей особогрузонапряженных линий, а также I и II категории устанавлива­ют 44 пары противоугонов, для линий IV—V категории — до 40 пар на одно звено. На двухпутных линиях противоугоны ставятся только в одну сторону (в направлении движения).

На однопутных участках противоугоны ставят со стороны преобладаю­щего направления движения поездов, при появлении следов угона в проти­воположную сторону противоугоны в количестве 13 пар устанавливаются и с другой стороны шпал. На нетормозных участках однопутных линий ус­танавливают по 13 пар противоугонов в одном и другом направлении.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском: