Балласт гусеницы - Track ballast

Для использования в других целях см. Балласт (значения).
Балласт гусеницы хорошего качества изготовлен из разрушенный камень. Острые края помогают частицам сцепляться друг с другом.
Балласт пути (крупный план) между железнодорожными шпалами и под железнодорожными путями

Балласт гусеницы образует полотно, на котором железнодорожные шпалы (шпалы) укладываются. Он упакован между галстуками, под ними и вокруг них.[1] Он используется для того, чтобы нести нагрузку от железнодорожных шпал, чтобы облегчить дренаж воды, а также подавить растительность это может повлиять на структуру гусеницы.[1] Балласт также удерживает рельсы на месте, когда поезда катятся по ним. Обычно он состоит из разрушенный камень, хотя иногда использовались и другие, менее подходящие материалы, например обожженная глина.[2] Период, термин "балласт "происходит от морского термина, обозначающего камни, используемые для стабилизации корабля.[1]

строительство

Соответствующая толщина слоя балласта пути зависит от размера и расстояния между ними. связи, объем трафика на линии и различные другие факторы.[1] Гусеничный балласт никогда не следует укладывать толщиной менее 150 мм (6 дюймов),[3] и для высокоскоростных железнодорожных линий может потребоваться балласт толщиной до 0,5 метра (20 дюймов).[4] Недостаточная глубина балласта вызывает перегрузку подстилающего слоя. почва, а в неблагоприятных условиях из-за перегрузки почвы гусеница проседает, как правило, неравномерно.[5] Балласт толщиной менее 300 мм (12 дюймов) может вызывать вибрации, которые могут повредить близлежащие конструкции. Однако увеличение глубины более 300 мм (12 дюймов) не дает дополнительных преимуществ в снижении вибрации.[6]

В свою очередь, балласт гусеницы обычно опирается на слой мелкого щебня: суббалласт. Подбалластный слой обеспечивает прочную опору для верхнего балласта и снижает проникновение воды из подстилающего грунта.[1] Иногда на слой подбалласта и под балласт кладут эластичный мат, что значительно снижает вибрация.[6]

Очень важно, чтобы балласт был навален на высоту шпал и чтобы на их концах располагался солидный "уступ".[3] Последнее особенно важно, поскольку балластная обочина является основным ограничителем бокового движения пути.[7] Плечо балласта должно иметь ширину не менее 150 мм (6 дюймов) и может достигать 450 мм (18 дюймов).[8]

Неправильно ограненные коричневые камни с краями
Балласт должен иметь неправильную форму для правильной работы

Форма балласта также важна. Камни должны быть неправильной формы, с острыми краями. Это гарантирует, что они должным образом сцепляются друг с другом и стяжками, чтобы полностью защитить их от движения. Сферические камни не могут этого сделать. Для того, чтобы новый балласт полностью осел и заблокировался, ограничения скорости часто сокращаются на определенный период времени на участках пути, где был уложен свежий балласт.[9]

Обслуживание

Новый балласт пути готов к укладке на Боксмер железнодорожная станция в Нидерландах
А регулятор балласта формирование нового балласта
Балластная трамбовка, используемая при ремонте железнодорожных путей (Дейд-Сити, Флорида )

Если балласт сильно загрязнен, засорение снизит его способность правильно сливаться. Это, в свою очередь, приводит к засасыванию мусора из суббалласта, вызывая большее загрязнение.[4][10] Поэтому важно поддерживать балласт в чистоте. Биоремедиация можно использовать для очистки балласта.[11]

Не всегда необходимо заменять балласт, если он загрязнен, и не следует удалять весь балласт, если он должен быть очищен. Снятие и очистка балласта с плеча часто бывает достаточно, если балласт плеча удален на правильную глубину.[12][13] Хотя исторически эта работа выполнялась ручным трудом,[13] этот процесс сейчас, как и многие другие задачи технического обслуживания железных дорог, механизированный один,[14] с цепочкой специально разработанных вагоны справиться с задачей. Один вагон режет балласт и пропускает его через конвейерная лента в очистительную машину, которая промывает балласт и откладывает грязь и балласт в другие вагоны для утилизации или повторного использования.[12] Такие машины могут очистить до двух километров (1,2 мили) балласта за час.[15]

Однако очистку можно проводить только определенное количество раз, прежде чем балласт будет поврежден до такой степени, что его нельзя будет использовать повторно. Кроме того, полностью загрязненный балласт гусеницы не может быть исправлен очисткой уступов.[16] В таких случаях необходимо полностью заменить балласт. Один из методов «замены» балласта, если того требует необходимость, - это просто сбросить свежий балласт на гусеницу, поставить на него всю гусеницу и затем утрамбовать его.[13] В качестве альтернативы, балласт под гусеницей можно удалить с помощью подрезчика, который не требует снятия или подъема гусеницы.[16]

Метод самосвалов и домкратов нельзя использовать в туннелях, под эстакадами или там, где есть платформы. Если дорожка проложена по болоту, например, Hexham На болоте в Австралии балласт, вероятно, будет непрерывно тонуть, и его необходимо доливать, чтобы поддерживать линию и уровень. После 150 лет дозаправки в Хексхэме под гусеницами оказалось 10 м (33 фута) затонувшего балласта.[17] Chat Moss в Соединенном Королевстве то же самое.[нужна цитата ]

Регулярный осмотр балластной заплечики важен.[3] Как отмечалось ранее, поперечная устойчивость гусеницы зависит от плеча. Плечо со временем приобретает некоторую устойчивость, уплотняясь движением транспорта, но задачи обслуживания, такие как замена шпал, трамбовка и очистка балласта, могут нарушить эту стабильность. После выполнения этих задач поездам необходимо либо двигаться с пониженной скоростью на отремонтированных участках, либо задействовать механизмы для повторного уплотнения обочины.[18][19]

Если гусеница становится неровной, необходимо утрамбовать балласт под затонувшими шпалами, чтобы снова выровнять гусеницу, что обычно выполняется балластная трамбовка. Более свежий и, вероятно, лучший,[4] Техника состоит в том, чтобы поднять рельсы и шпалы и вдавить камни меньшего размера, чем частицы балласта гусеницы, и все того же размера, в зазор. Это имеет то преимущество, что не нарушает хорошо уплотненный балласт на гусеничном полотне, что, вероятно, вызывает трамбовка.[20] Этот метод называется пневмобалластным нагнетанием (PBI) или, менее формально, «камнедуванием».[21] Однако это не так эффективно со свежим балластом, потому что более мелкие камни имеют тенденцию опускаться между более крупными частями балласта.[15]

Количество

Количество балласта имеет тенденцию меняться в зависимости от калибра, при этом более широкие колеи имеют тенденцию иметь более широкие образования. Глубина балласта также имеет тенденцию меняться в зависимости от плотности движения, поскольку более быстрое и интенсивное движение требует большей устойчивости. Количество балласта также имеет тенденцию увеличиваться с годами по мере того, как наваливается все больше и больше балласта. Некоторые цифры из отчета 1897 года[22] находятся:

  • линия первого класса - 60 фунтов / ярд (29,8 кг / м) рельс – 1,700 куб ярд /ми (810 м3 /км ).
  • Линия второго класса - 41,5 фунта / ярд (20,6 кг / м), железнодорожная - 1135 кубических ярдов / миль (539 м)3/ км).
  • Линия третьего класса - 30 фунтов / ярд (14,9 кг / м), рельс - 600 кубических ярдов / мил (290 м)3/ км).

Смотрите также

Сноски

  1. ^ а б c d е Соломон (2001), п. 18.
  2. ^ С. В. Бейер и И. А. Уильямс, Геология глин, страницы 534-537
  3. ^ а б c Боннетт (2005), п. 60.
  4. ^ а б c Белл 2004, стр. 396.
  5. ^ Хэй 1982, стр. 399.
  6. ^ а б Бахманн 1997, стр. 121.
  7. ^ Хэй (1982), п. 407.
  8. ^ 150 мм (6 дюймов) считается абсолютным минимумом, при этом 300 мм (12 дюймов) рекомендуется для использования в условиях интенсивного движения или с непрерывный сварной рельс или бетонные стяжки. Большинство железных дорог используют расстояние от 300 до 400 мм (от 12 до 16 дюймов). Заплечик 450 мм (18 дюймов) значительно увеличивает поперечную устойчивость и снижает затраты на техническое обслуживание, хотя сопротивление продольному изгибу практически отсутствует, если плечо превышает этот размер. См. Hay (1982), стр. 407-408; Куц (2004), Раздел 24.4.2
  9. ^ Бибель, Джордж (2012). Крушение поезда: криминалистика железнодорожных катастроф. Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса. С. 287–88. ISBN  9781421405902. Получено 2 апреля 2016.
  10. ^ Соломон (2001), п. 40.
  11. ^ «Железнодорожный вестник: бактерии для очистки балласта». Получено 27 февраля 2011.
  12. ^ а б Селиг и Уотерс 1994, стр. 1430.
  13. ^ а б c Соломон (2001), п. 41.
  14. ^ Институт инженеров-строителей (1988), п. 231.
  15. ^ а б IFSC № 37, гл. 9.
  16. ^ а б Соломон 2001, стр. 43.
  17. ^ «Пример использования материалов железной дороги». Получено 4 августа 2016.
  18. ^ Хэй 1982, стр. 408.
  19. ^ Куц 2004, Раздел 24.4.2.
  20. ^ Андерсон и Ки (1999).
  21. ^ Эллис (2006), п. 265, Пневматический впрыск балласта
  22. ^ «ЛЕГКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ». Курьер Брисбена. Национальная библиотека Австралии. 29 сентября 1897 г. с. 5. Получено 21 мая 2011.

использованная литература

  • Андерсон, В. Ф .; Ки, А. Дж. (1999). «Двухслойный балласт в качестве фундамента железнодорожного пути». Двенадцатая Европейская конференция по механике грунтов и инженерно-геологическому строительству (Труды). А.А. Балкема. ISBN  90-5809-047-7.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Бахманн, Хьюго; и другие. (1997). Проблемы вибрации в конструкциях: практическое руководство. Birkhäuser. ISBN  3-7643-5148-9.
  • Белл, Ф. (2004). Инженерная геология и строительство. Spon Press. ISBN  0-415-25939-8.
  • Боннетт, Клиффорд Ф. (2005). Практическое железнодорожное машиностроение (2-е изд.). Лондон, Великобритания: Imperial College Press. ISBN  978-1-86094-515-1. OCLC  443641662.
  • Эллис, Иэн (2006). Британская энциклопедия железнодорожного машиностроения Эллиса. Lulu.com. ISBN  1-84728-643-7. Отсутствует или пусто | название = (Помогите)CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Хэй, Уильям Уолтер (1982). Железнодорожное машиностроение. Джон Уайли и сыновья. ISBN  0-471-36400-2.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Институт инженеров-строителей (1988 год). Городские железные дороги и инженер-строитель. Томас Телфорд. ISBN  0-7277-1337-X.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Бюллетень Международной федерации конструкционного бетона (Fédération Internationale du Béton) № 37.
  • Куц, Майер (2004). Справочник по транспортной инженерии. Макгроу-Хилл. ISBN  0-07-139122-3.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  • Селиг, Эрнест Теодор; Уотерс, Джон М. (1994). Геотехнология трека и управление основанием. Томас Телфорд. ISBN  0-7277-2013-9.
  • Соломон, Брайан (2001). Оборудование для технического обслуживания железных дорог: люди и машины, обеспечивающие работу железных дорог. Издательская компания МБИ. ISBN  0-7603-0975-2.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)

дальнейшее чтение

внешние ссылки