1. Определение понятие системы «железнодорожный путь». Основные подсистемы железнодорожного пути( В том числе на мостах и в тоннелях)

Железнодорожный путь – это комплекс инженерных сооружений, предназначенных для пропуска по нему поездов с установленной скоростью. От состояния пути зависят непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективность использования технических средств железных дорог. Железнодорожный путь состоит из нижнего иверхнего строений.

Железнодорожный путь
Верхнее строение пути							Нижнее строение пути
Линейные конструкции		Глухие пересечения	Уравнительные приборы		Земляное полотно			Мосты, эстакады			тоннели
Рельсы							Насыпи
Скрепления(Промежуточные, Стыковые)							выемки
Противоугоны						Полунасыпи
Подрельсовое основание(шпалы, брусья,блоки)							Полувыемки
Балластный слой							Полунасыпи-полувыемки
Песчаная подушка

РЕЛЬС, рельса, р. мн. рельсов, м., и (простореч.). РЕЛЬСА, рельсы, р. мн. рельс, ж. (англ. мн. ч. reails - рельсы). Стальной узкий брус, укрепляемый на шпалах дорожного полотна и служащий для образования гладкой непрерывной поверхности для движения колес вагонов.

железнодорожные рельсовые скрепления: Металлические элементы железнодорожного пути, с помощью которых концы рельсов соединяются между собой и рельсы крепятся к шпалам и которые должны обеспечивать надежную и достаточно упругую их связь, неизменную ширину колеи и необходимый уклон рельсов, не допускать их продольного смещения и опрокидывания, а при использовании железобетонных шпал, помимо этого, электрически изолировать рельсы и шпалы.

Подрельсовые основания — опоры рельсов железнодорожного пути, воспринимающие давление от рельсов и передающие их на балластный слой или элементы искусственного сооружения. Подрельсовое основание обеспечивает правильное положение рельсов в процессе эксплуатации. Выполняется обычно в виде шпал, переводных брусьев в стрелочных переводах и мостовых брусьев в мостовом полотне, блочных или монолитных оснований.

Противоугон — устройство для защемления подошвы рельса и передачи продольных сил при движении подвижного состава на шпалы или подкладки; препятствует продольному перемещению рельсов — угону пути.

Балластный слой — основание для рельсовых опор, балластный слой равномерно распределяет воспринимаемые от опор нагрузки на возможно большую поверхность нижнего строения и препятствует боковым и продольным смещениям шпал под воздействии поездов.

Песчаная подушка служит для дренажа, сопротивление высыханию и чрезмерному разбуханию, так же для предотвращения засорения балластного слоя земляным полотном

2. Силы, действующие на путь.

Нагрузки на путь — внешние силы, воспринимаемые железнодорожным путём, рассматриваемые и учитываемые при расчётах, конструировании и проектировании пути и его элементов, при анализе его работы, его текущем состоянии, ремонте и усилении. Эти силы определяют опытным путём или расчётами (расчётные нагрузки).

Различают сосредоточенные нагрузки от колёс экипажа на рельсы и распределённые. Последние обычно представляют в виде равномерно распределённых по длине нагрузок (линейные нагрузки), которые равны q = ΣQ/l, где ΣQ — суммарная нагрузка от экипажа или его тележки в H, а l — длина отрезка пути в м, к которой эту нагрузку относят.

В зависимости от направления действия внешних сил по отношению к оси пути нагрузки на путь делят на вертикальные, горизонтальные поперечные и горизонтальные продольные. Эти нагрузки могут быть статическими и динамическими.

Статические нагрузки имеют место при передаче колёсами рельсам веса экипажа при его скорости, равно нулю. Собственный вес верхнего строения пути является статической нагрузкой по отношению к нижнему строению пути.

Динамические нагрузки на путь определяются динамическими процессами, протекающими в единой механической системе экипаж — путь при движении экипажа. Они в значительной мере зависят от случайных размеров и форм неровностей пути и колёс подвижного состава, поэтому носят случайный (стохастический) характер. Для заданного экипажа (или совокупности экипажей, поезда) при заданной скорости его движения обобщающими характеристиками динамических сил могут служить вероятность (частость) повторения различных уровней (значений) этих сил в заданном поперечном сечении пути или на участке пути заданной конфигурации и протяжённости.

Вертикальные динамические силы, передаваемые рельсам колёсами экипажей при их движении, могут представлять статистическую сумму (композицию) сил, вызванных колебаниями надрессорного строения экипажа; колебанияминеобрессоренных масс; силами инерции неуравновешенных вращающихся масс на колёсах; вертикальными силами с вала двигателя на колесо; весом экипажа, передаваемым данному колесу (с учётом перегрузок, вызываемых продольными инерционными силами в надрессорном строении; поперечными центробежными силами экипажа, не уравновешенными возвышением наружного рельса в криволинейных участках пути; моментом рамных сил, стремящихся вращатьколёсную пару в плоскости, перпендикулярной оси пути.

Горизонтальные динамические поперечные силы возникают на колёсах экипажа при его движении в криволинейных участках пути и при извилистом движении на прямых участках. Горизонтальная поперечная сила, передаваемая гребнем колеса рельсу, называется направляющим усилием. Кроме того, колёса сообщают рельсам по поверхностям катания горизонтальные поперечные силы. Эти силы определяются или значениями горизонтальных упругих деформаций металла колёс и рельсов в месте контакта, или силами трения при скольжении колёс по рельсам. Общее горизонтальное поперечное усилие, передаваемое колесом рельсу, называется боковой силой. Сумма боковых сил, сообщаемых в один момент времени одной колёсной парой обоим рельсам, называется рамной силой.

Методы определения направляющих, боковых и рамных сил — см. Вписывание экипажа в кривые.

Горизонтальные продольные динамические нагрузки на путь представляют собой сосредоточенные в месте контакта колёс и рельсов силы, действующие вдоль поверхности катания головки рельса. Они возникают в результате реализации экипажем сил тяги или торможения. Их значения могут быть определены опытным путём или тяговыми расчетами.