Балластная призма до ремонта

Балласт железнодорожного пути

Балласт

Балласт – сыпучий минеральный материал (щебень), заполняющий пространство между нижней постелью шпал или других рельсовых опор и основной площадкой земляного полотна.
Так же балластным слоем производят засыпку за торцами шпал, в шпальных ящиках. Балласт обеспечивает передачу давления от шпал на земляное полотно, распределяя давление равномерно на большую площадь, упругое смягчение ударов движущихся колес, стабилизацию пути в плане и профиле. Так же балластный слой обеспечивает быстрый отвод поверхностных вод. Балластный слой должен обеспечивать достаточную прочность, относительно дешевым, обладать диэлектрическим свойством. Балластный слой не должен крошиться, дробиться или размываться водой.
Балластный материалы это, как правило, щебень, получаемый при дроблении горных пород. На малонагруженных подъездных путях применяют ГПС (гравийно-песчаную смесь) которая образуется в результате естественного разрушения горных пород. Иногда встречаются в виде балластного слоя отходы асбестового производства, представляющие собой мелкие фракции раздробленных пород с небольшим содержанием свободных волокон асбеста.
На щебеночный балластный слой укладывают главные пути, стрелочные горловины и отдельные стрелочные переводы, приемо-отправочные пути, по которым предусмотрен безостановочный пропуск поездов. Щебеночный балласт при эксплуатации засоряется и требует периодической очистки.

Балластная призма

Балластная призма, как правило, отсыпается из ГПС и является элементом верхнего строения пути ВСП. Балластная призма укладывается на земляное полотно для стабилизации рельсо-шпальной решетки при воздействии динамических нагрузок от подвижного состава.
Балластная призма может быть как однослойной так и многослойной.
Однослойная балластная призма сооружается из щебня или ГПС.
Двухслойная балластная призма в нижней части отсыпается, как правило, из ГПС для создания гравийно–песчаной подготовки (подушки). А верхняя состоит из щебеночного балласта. Гравийно-песчаная подушка позволяет экономить более дорогие материалы, а так же предохраняет щебень от загрязнения снизу грунтами, из которых сложено земляное полотно. При сооружении земляного полотна из скальных , крупнообломочных и песчаных грунтов песчаной подушки не требуется.
Однослойная балластная призма устраивается под стационарные пути или под пути с малой грузонапряженностью. Двухслойная балластная призма сооружается на линиях любой грузонапряженности, а так же при реконструкции железнодорожных путей. При этом песчаный балласт , загрязненный и лежащий ниже постели шпал, вырезается из шпальных ящиков, а рельсо-шпальная решетка поднимается на щебеночный балласт.
Для того что бы балластная призма обеспечивала равноупругую передачу на земляное полотно нагрузки от подъездного состава, чтобы не возникали просадки, перекосы и искривление пути в плане, балласт под шпалами и в шпальных ящиках, за торцами шпал и на откосах уплотняют баллансоуплотнительными машинами. В связи с тем что осадка балластной призмы после строительства может вызвать неисправность пути в этот период, необходимо усиленное наблюдением за его состоянием.

Балластное корыто

Балластное корыто – пространство, заполненное балластом , распределяющим давление от подвижного состава, через рельсы и шпалы на главные балки пролетного строения моста. Ширина балластного корыта по верху принимается не менее 3,6 м для пролетных строений под один путь и увеличивается под два пути на расстояние между осями смежных путей. Минимальная толщина балластного слоя от нижней поверхности шпалы до дна балластного корыта составляет не менее 25 см. Это определяется условиями равномерного распределения подвижной нагрузки через балласт на поверхность плиты, условиями подбивки шпал и рихтовки пути во время эксплуатации. Дну балластного корыта придаются уклоны для стока воды к щелям или водоотводным трубкам.

Обследование балластного слоя

Во время эксплуатации железнодорожного пути необходимо производить обследование состояния железнодорожного пути. Целью обследования является получение данных для технического паспорта, назначение планового или предупредительного ремонтов, а так же выявление мест, где необходимо устранить выплески и привести откосную часть балластной призмы в соответствие с нормами. Обследование включает в себя проверку толщины балластного слоя, ширины плеча и крутизны откосов призмы, определение процента загрязненности балластного слоя и количества появившихся выплесков.
Состояние балластной призмы обследуют визуально и инструментально.
Визуальную проверку железнодорожного пути на перегонах проводят сплошь по всем километрам при весеннем и осеннем осмотрах пути.
Инструментальную проверку проводят не реже одного раза в год на двух-трех километрах каждого перегона, наиболее объективно характеризующих состояние балластной призмы. На каждом обследуемом участке толщину балластного слоя определяют в тех местах на разных пикетах, ширину плеча и крутизну откосов призмы – на каждом пикете, процент загрязненности балластного слоя – в трех местах на разных пикетах. При обновлении технического паспорта показания записывают, основываясь на визуальной оценке.
Отступления от норм устраняют при первом же планово-предупредительном ремонте или работах текущего содержания в зависимости от характера неисправности.

Источник

Балластная призма для железнодорожного пути

Балластный слой для железнодорожного пути устраивается из сыпучих и хорошо проводящих воду материалов. Он должен обеспечивать устойчивость пути и обладать упругими свойствами. В качестве балласта применяется щебень, асбест 1 , гравий, песок.

1 С 1993 г асбест стал называться смесью песчано-щебеночной из отсевов дробления серпентинитов для балластного слоя железнодорожного пути.

При особо тяжелом типе верхнего строения пути для устройства балластного слоя применяется щебень на подушке из песка, а также асбест.

При тяжелом типе верхнего строения применяется щебень и асбест на подушке из песка.

При нормальном типе верхнего строения пути может применяться любой вид балластного материала.

На черт. 3 — 12 даны поперечные профили балластной призмы (размеры на черт. 3 — 12 указаны в метрах), которые были введены в 1964 г. для применения при реконструкции, а также при капитальном и среднем ремонтах, если при этом предусмотрена постановка пути на щебень и асбест. Основные размеры балластной призмы приведены в табл. 4.

Таблица 4. Основные размеры балластной призмы

Показатель	Типы верхнего строения пути
	Особо тяжелый	Тяжелый	Нормальный
Толщина балластного слоя под шпалой при двухслойной балластной призме и деревянных шпалах, см:
щебеночный или асбестовый слой	35	30	25
подушка из песка	20	20	20
То же при железобетонных шпалах:
щебеночный или асбестовый слой	40	35	30
подушка из песка	20	20	20
Ширина плеча балластной призмы, см 1	45	35	25
Крутизна откосов балластной призмы	1:1,5	1:1,5	1:1,5
Рекомендуемая ширина земляного полотна на прямых участках пути, м:
на однопутных линиях	7,5	7,0	6,5
на двухпутных линиях	11,6	11,1	10,6
Ширина плеча указана для случая применения шпал длиной 2,70 м; при шпалах другой длины (2,75 или 2,80 м) плечо уменьшается.

* На кривых участках пути радиусом менее 600 м плечо балластной призмы с наружной стороны кривой принимается равным 35 см.

Примечание. При подушке из гравия толщину слоя щебня или асбеста можно уменьшать на 5 см за счет увеличения на эту величину толщины подушки.

На поперечных профилях щебеночной призмы размеры даны для плотного сложения балластных материалов. При укладке щебня вновь, толщину его под шпалой следует увеличивать для компенсации осадки на 20 % проектной толщины при размерах частиц щебня 25 — 70 мм и на 15 % при размерах частиц 40 — 70 мм.

Верх щебеночного балластного слоя при деревянных шпалах должен быть на 3 см ниже их верхней пласти, а при железобетонных шпалах — в одном уровне с верхней пластью их средней части.

При новых профилях балластной призмы должна предусматриваться обочина земляного полотна шириной 50 — 60 см.

Чертежи балластной призмы приведены с подушкой из песка.

При подушке из гравия и других соответствующих ему материалов размеры балластной призмы должны быть изменены согласно табл. 4.

До 1964 г. в балластных призмах допускалась толщина щебеночного слоя до 25 см, а крутизна откосов до 1:1,25. Ширина плеча балластной призмы должна быть не менее 25 см, а ширина обочины — не менее 50 см.

Черт. 3. Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для особо тяжелого типа верхнего строения пути на однопутных участках:

а,б — соответственно в прямых и кривых на деревянных шпалах;
в, г — то же на железобетонных шпалах;
h — возвышение наружного рельса; 1 — щебень; 2 — песок

Черт. 4. Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для тяжелого типа верхнего строения пути на однопутных участках:

а,б — соответственно в прямых и кривых на деревянных шпалах;
в, г — то же на железобетонных шпалах;
h — возвышение наружного рельса; 1 — щебень; 2 — песок

Черт. 5. Поперечные профили балластной призмы из щебня на песчаной подушке для нормального типа верхнего строения пути на однопутных участках:

а,б — соответственно в прямых и кривых на деревянных шпалах;
в, г — то же на железобетонных шпалах;
h — возвышение наружного рельса; 1 — щебень; 2 — песок

Источник

Балластная призма

Балластная призма – элемент верхнего строения пути из балласта (минерального сыпучего материала), укладываемого на основную площадку земляного полотна; обеспечивает вертикальную и горизонтальную устойчивость пути при воздействии динамических нагрузок от подвижного состава и изменяющихся температур.

Содержание

Общие сведения

От конструкции и качества балластного слоя зависят общее состояние ж.-д. пути, уровень допускаемых скоростей движения поездов, сроки службы всех элементов верхнего строения (рельсов, скреплений, шпал), затраты на текущее содержание пути и вся система его ремонтов. Балластный слой воспринимает давление от шпал (брусьев на стрелочных Переводах) и распределяет его практически равномерно на возможно большую площадь земляного полотна; обеспечивает стабильное проектное положение рельсошпальной решетки в процессе эксплуатации и возможность выправки пути в профиле и плане (путем подбивки, рихтовки балластного слоя) для компенсации неизбежных остаточных деформаций; отводит воду от балластной призмы и с основной площадки земляного полотна, препятствует переувлажнению и пересыханию верхнего слоя грунта полотна, потере им несущей способности (весной) и пучению (зимой); участвует в формировании оптимальной упругости подрельсового основания, особенно при железобетонных шпалах. Балласт должен быть твердым и прочным (износостойкость) и одновременно упругим (амортизационная способность), достаточно крупным (стабильность положения рельсошпальной решетки) и одновременно мелким (ровная опорная поверхность под шпалами); иметь зерна формы, близкой к кубической (увеличивается износостойкость зерен и распределяющая способность призмы, но одновременно снижается ее общая несущая способность – призма «расползается» под нагрузкой); содержать зерна вытянутой формы (лещадные или игловатые), прошивающие и расклинивающие балластный слой (повышается устойчивость призмы), но одновременно имеющие повышенную ломкость под нагрузкой (увеличиваются осадки); обладать низкой электропроводностью, обеспечивающей нормальную работу рельсовых цепей автоблокировки вне зависимости от погодных условий.

По происхождению, размерам частиц, их форме и способам обработки балластные материалы разделяются на щебеночные, асбестовые, гравийные и песчано-гравийные. Ранее применялись также песчаный и ракушечный балласты. Щебеночный балласт из природного камня получают дроблением горных пород до фракций 25-60 мм. Он может изготовляться из скальных пород (100% дробленых частиц), а также из валунов и гравия (не менее 50% дробленых зерен по массе). Лучшим из современных балластных материалов является щебеночный балласт, полученный из прочных магматических пород (граниты, габбро, диориты, сиениты – глубинные породы; диабазы, базальты – излившиеся породы). Щебеночная призма из такого балласта обладает долговечностью, высокой сопротивляемостью осадкам шпал и их смещениям в горизонтальной плоскости, хорошими дренирующими, упругими и электроизоляционными свойствами. В то же время применение на участках эксплуатируемых ж.-д. линий призмы из щебня низкого качества из слабых осадочных пород (известняки, доломиты, песчаники), особенно при железобетонных шпалах, неэффективно из-за быстрого износа и измельчения такого балласта, потери им дренирующих свойств, образования выплесков.

Классификация

Конструкция балластной призмы может быть:

• однослойная — сооружается из песка, галечно-гравийно-песчаной смеси или из асбестового балласта;
• двухслойная — состоит из песчаной или песчано-гравийной подушки, на которую укладывается щебёночный балласт;
• трёхслойная — асбестовый балласт поверх щебёночной призмы на песчаной подушке.

По конструкции различают балластные призмы: однослойные (из любых балластных материалов, кроме щебеночного), двухслойные (щебеночный и асбестовый балласты поверх песчаной или гравийно-песчаной подушки) и трехслойные (асбестовый балласт поверх щебеночной призмы на песчаной подушке). Балластная (обычно песчаная) подушка (рис. 3.48) предназначена для предотвращения засорения щебня грунтом основной площадки земляного полотна, а также для предохранения грунта от разжижения (весной), пересыхания и растрескивания (летом). Уклон (крутизна) откосов призмы не должен превышать 1:1,5, песчаной подушки – 1:2. При любой конструкции балластной призмы (независимо от числа слоев) суммарная толщина балласта под шпалой должна быть такой, чтобы напряжения, возникающие в земляном полотне, не превышали допустимые значения (во избежание пластических деформаций грунта основной площадки земляного полотна). Размеры балластной призмы установлены Строительными Нормами и Правилами. При двухслойной призме общая толщина балласта под шпалой должна быть не менее суммы толщины балластной подушки (20 см) и соответствующей каждому классу пути толщине балласта под шпалой; при трехслойной призме – толщина слоя асбестового балласта под шпалой во всех случаях не менее 20 см.

Использование

Однослойная балластная призма используется на станционных путях и путях с малой грузонапряжённостью, двухслойная — на линиях любой грузонапряжённости, трёхслойная — на линиях с большой грузонапряжённостью и на сильно засоряемых участках. Песчаная подушка позволяет экономить более дорогие балластные материалы, предотвращает засорение щебня грунтом земляного полотна, предохраняет грунт от разжижения и от пересыхания и растрескивания. При сооружении земляного полотна из скальных, крупноблочных и песчаных грунтов песчаная подушка не требуется.

Уклон откосов призмы должен быть не круче 1:1,5, а песчаной подушки 1:2. При укладке щебёночного балласта предусматривается запас на его осадку при уплотнении на 15—20 %, а асбестового балласта на 25—35 %. Поверхность балластной призмы на прямых участках планируют горизонтальной, а в кривых — в соответствии с возвышением наружного рельса.

Требования

Между поверхностью балластного слоя и подошвой рельсов оставляется зазор 30 мм, который необходим:

• для обеспечения нормальной работы рельсовых цепей;
• для предотвращения выхода рельсов из реборд подкладок в результате напрессовки льда и снега под подошвой, а также пучения в шпальных ящиках;
• для удобства выправки положения рельсов по высоте с помощью регулировочных прокладок в узлах скреплений.

В процессе эксплуатации балластная призма загрязняется по следующим причинам:

• в результате истирания материала балласта в процессе работы под поездной нагрузкой и при уплотнении пути подбивкой;
• в результате засорения и загрязнения частицами перевозимых грузов и пылью, приносимой ветром и водой.

Для щебёночного балласта засорителями считаются фракции 0,1—25 мм, а загрязнителями — фракции менее 0,1 мм. Засорители и загрязнители постепенно заполняют поровое пространство, в результате чего снижается несущая способность и сопротивляемость сдвигу балластной призмы, вызывая расстройство пути. Легкоподвижные, мелкосыпучие материалы (угольная и рудная пыль, металлические опилки тормозных колодок) загрязняют балластную призму до нижних слоёв, более крупные и менее сыпучие частицы заполняют поры верхних слоёв (до 100 мм ниже подошвы шпал).

Сроки и глубина очистки балласта планируется исходя из фактической загрязнённости, определяемой взятием проб. В качестве второго основного критерия назначения ремонта пути принимают количество шпал с выплесками на 1 км, которые не устранены при текущем содержании пути.

Асбестовый балласт

Асбестовый балласт представляет собой песчано-щебеночную смесь с небольшим содержанием волокон асбеста из отсевов дробления серпентинитов (необогащенные отходы асбестового производства концерна «Асбест»; Баженовское месторождение асбеста). В таком балласте благодаря волокнам асбеста после увлажнения и уплотнения между зернами горной породы образуются прочные структурные связи, а по поверхности балластной призмы -непроницаемая корка (для атмосферной воды и засорителей). Асбестовый балласт нельзя считать перспективным материалом для балластировки главных путей по следующим причинам:

• очистка и его повторное использование в пути (в отличие от щебня) невозможны, необходимы трудоемкие вырезка и вывозка загрязненной смеси;
• при большом количестве пылеватых частиц, а также при недостаточном содержании волокон асбеста и толщине под шпалой менее 20 см асбестовый балласт работает неудовлетворительно ;
• необходимость захоронения огромных объемов загрязненного асбестового балласта, отслужившего свой срок и вырезаемого из пути при капитальном ремонте с заменой щебнем, представляет серьезную экологическую проблему;
• санитарные нормы требуют, чтобы все виды работ с асбестовым балластом (погрузка-выгрузка, укладка в путь, подбивка) производились с обязательными мероприятиями, направленными на снижение его пыления, которые трудно и редко осуществимы на практике (между тем вдыхание мелких волокон асбеста опасно для здоровья людей).

Применение асбестового балласта на отечественных ж. д. ограничивается участками пути с интенсивным засорением сыпучими грузами, также в районе месторождения (Урал).

Гравийный и гравийно-песчаный балласт получают из природной песчано-гравийной смеси, образовавшейся в результате естественного разрушения горных пород; применяют на станционных, подъездных и соединительных путях, а также в качестве подушки под другие виды балласта (щебеночный, асбестовый). Содержание кварцевых зерен и зерен прочных горных пород в песчаной части балласта (фракции размером от 0,16 до 5 мм) должно составлять не менее 50% от массы этих фракций.

Источник