Путь без балласта или подрельсовый путь — это тип железнодорожной путевой инфраструктуры, в которой традиционная упругая комбинация шпал и балласта заменена жесткой конструкцией из бетона или асфальта .
В безбалластных путях рельсы либо дискретно поддерживаются, либо непрерывно поддерживаются. Дискретно поддерживаемые рельсы сидят на эластомерных подкладках и жестко крепятся к специальным типам бетонных шпал. Эти шпалы сами устанавливаются непосредственно в бетон или в резиновые «башмаки», и оба затем устанавливаются в бетон. Непрерывно поддерживаемые рельсы обычно фиксируются в пазах в бетонной плите и называются встроенными рельсовыми путями. Рельсы, которые могут быть либо традиционными рельсами Vignole с головкой, стенкой и подошвой, либо блоковыми рельсами без стенки, либо заливаются в пазы эластичным составом, либо окружаются плотно прилегающим башмаком перед фиксацией на месте с помощью цементного раствора. Как накладной рельс, так и встроенный блоковый рельс можно просто снять и заменить.
Безбалластные пути обеспечивают высокую однородность геометрии пути , которую трудно отрегулировать после бетонирования верхнего строения пути; поэтому их необходимо бетонировать с допуском ± 1,0 мм. [1]
Эластичность балласта в традиционном железнодорожном верхнем строении заменяется гибкостью между либо дискретно поддерживаемыми рельсами и бетонными шпалами, либо шпалами и бетонной или асфальтовой плитой (например, с башмаками шпал). Сама плита относительно неэластична. [1]
Преимущества безбалластного пути по сравнению с традиционным верхним строением пути заключаются в его высокой стабильности геометрии пути, более длительном сроке службы и сниженной потребности в техническом обслуживании . [2]
Геометрия пути безбалластного пути достигается в основном за счет его относительной неэластичности по сравнению с традиционным верхним строением. Это приводит к гораздо меньшему количеству деформаций и в целом более плавному ходу; машинисты поездов Восточно-Лондонской линии лондонского надземного метро неофициально заявили, что система Low Vibration Track является самым плавным верхним строением, которое они когда-либо испытывали. [3] Измерения, проведенные в Швейцарии в 2003 и 2004 годах, показали стандартное отклонение колеи менее 1,2 миллиметра (0,047 дюйма). [2] Это, в свою очередь, увеличивает срок службы пути и снижает потребность в техническом обслуживании. Обычное профилактическое обслуживание ограничивается шлифовкой рельсов и, в случае поверхностного монтажа рельсов, осмотром рельсовых креплений, поскольку подбивка не требуется из-за отсутствия балласта. Ремонтное обслуживание, выходящее за рамки замены рельсов и креплений, требуется только через несколько десятилетий. Швейцарские федеральные железные дороги заменили шпалы и резиновые башмаки безбалластного пути в тоннеле Хайтерсберг длиной 4,9 км (3,0 мили) в период с 2014 по 2016 год, тогда как обслуживание бетонной плиты не требовалось даже спустя 39 лет после открытия тоннеля. [4] [5]
Благодаря положительному опыту использования этой системы Швейцарские федеральные железные дороги планируют устанавливать безбалластные пути везде, где есть жесткое основание — в туннелях, а также на виадуках . [5] В других местах безбалластные пути используются на открытом воздухе.
Дополнительные преимущества безбалластных путей включают лучший и контролируемый дренаж , устранение повреждений подвижного состава и гражданских инженерных сооружений от летящего балласта, более мелкую верхнюю часть и возможность участков наезда, таких как переезды , по которым могут ездить пневматические транспортные средства . При использовании на станциях безбалластные пути легче очищать. [5]
Встроенный путь имеет потенциал для повышения безопасности за счет простой защиты от схода с рельсов и поддержки сломанных рельсов. Они сами по себе могут быть установлены путем эффективного размещения плиты с использованием процесса скользящей опалубки. Все эти преимущества ведут к улучшению доступа к пути для движения.
Основным недостатком безбалластного пути является его иногда значительно более высокая стоимость первоначального строительства. Хотя цифры варьируются в зависимости от типа конструкции и инфраструктуры пути (безбалластные пути, как правило, больше подходят для инфраструктур, которые также сделаны из бетона, как в случае с туннелями или на виадуках), Deutsche Bahn подсчитала в 2015 году, что стоимость строительства безбалластных путей во многих случаях на 28 процентов выше, чем у традиционного верхнего строения пути. [6] ] Однако стоимость жизненного цикла безбалластных путей, как правило, ниже, чем у балластных путей из-за значительно более низкого обслуживания. [7]
Другие недостатки безбалластных путей — это сложность регулировки или исправления геометрии пути после того, как бетон застыл, необходимость стабильной инфраструктуры (поскольку корректировка верхнего строения пути может быть обременительной), как правило, более высокий уровень шума и более длительное время ремонта при повреждении бетонной плиты (например, из-за строительных дефектов, износа или аварий). Также упоминались негибкость пути и необходимость быть осторожным при переходах между балластными и безбалластными путями. [8]
Ранние проекты сплошных путей включают ряд типов конструкций, подоснов и технологий крепления. [9] Следующий список содержит типы конструкций безбалластных путей, которые использовались в международном масштабе в системах тяжелого рельсового транспорта (в отличие от легкорельсовых дорог , трамваев или метро ) в хронологическом порядке их первого использования. [8] [10]
Система Bözberg/STEDEF состоит из двух шпал, соединенных стальной направляющей штангой и заключенных в резиновый башмак. Все ее компоненты можно заменять по отдельности. Bözberg/STEDEF впервые была использована Швейцарскими федеральными железными дорогами в туннеле Bözberg в 1966 году. [5] STEDEF была дополнительно разработана SATEBA до установки системы на французском LGV Méditeranée . [11]
Система Rheda состоит из трех слоев: базового слоя и двух плит, которые соединены арматурой , как и отдельные шпалы. Впервые Rheda была использована Deutsche Bahn на станции Реда-Виденбрюк , в честь которой она и названа, в 1972 году. С тех пор она была установлена на голландском маршруте HSL-Zuid между Амстердамом и Роттердамом , в испанских туннелях Гвадаррама и Сан-Жоан-Деспи , а также на различных китайских высокоскоростных линиях, включая высокоскоростную железную дорогу Ухань–Гуанчжоу . [12]
Безбалластный путь Bögl характеризуется использованием сборных бетонных плит вместо непрерывной конструкции, которая отливается на месте. Для соединения 9-тонных плит с инфраструктурой и друг с другом используется раствор . Система Bögl была разработана в Германии и впервые испытана в Дахау в 1977 году. Первая серийная установка состоялась в Шлезвиг-Гольштейне и Гейдельберге в 1999 году. Для ее использования на высокоскоростном соединении между Пекином и Шанхаем было установлено 406 000 плит. [13]
Путь без балласта ÖBB/ PORR (FF означает нем. Feste Fahrbahn , что означает безбалластный или, буквально, фиксированный путь ) состоит из упруго поддерживаемой путевой плиты. Впервые он был испытан в 1989 году, стал стандартной системой в Австрии в 1995 году [14] и использовался на более чем 700 километрах путей по всему миру, включая немецкий Verkehrsprojekt Deutsche Einheit Nr. 8 (Немецкий транспортный проект 8) и метро Дохи . Система будет использоваться на первых этапах линии High Speed 2 в Соединенном Королевстве , за исключением туннелей и некоторых специальных конструкций. [15] Она также используется для RRTS Дели-Мирут , первой из 3 систем RRTS, которые в настоящее время внедряются в Дели-NCR компанией NCRTC . [16]
Система Low Vibration Track (LVT) похожа на Bözberg/STEDEF тем, что также использует двойные шпалы, заключенные в резиновые башмаки. [5] [17] Однако LVT не имеет стяжной тяги. [5] Система была разработана и испытана Роджером Сонневиллем совместно с Швейцарскими федеральными железными дорогами в 1990-х годах [1] до того, как права были проданы Vigier Rail в 2009 году. [18] LVT эксплуатируется в туннеле под Ла-Маншем с 1994 года. Из-за немецкого названия туннеля Eurotunnel , LVT иногда называют Euroblock. LVT использовалась на более чем 1300 километрах путей по всему миру, включая швейцарские базовые туннели Lötschberg , Gotthard и Ceneri , южнокорейскую высокоскоростную линию Suin между Сонгдо и Инчхоном , турецкий проект Marmaray и линию East London надземного метрополитена London Overground , а также на виадуках в городских районах. [19] [20] LVT стала стандартной системой безбалластного пути в Швейцарии. [21]
Система Embedded Rail Track использует съемный блок рельса и накладку башмака, которая не требует никаких креплений, но отвечает всем эксплуатационным требованиям для тяжелых грузов (оси 40 тонн), высокоскоростных, легкорельсовых и магистральных транспортных нагрузок. Система была одобрена для использования в Германии и Великобритании и испытана на испанском высокоскоростном и тяжелом испытательном треке в Медина-дель-Кампо в Испании. Установленная в 2003 году как часть главной линии Западного побережья Великобритании в Крю - Кидсгроув, она не нуждалась в техническом обслуживании с тех пор, сохраняя при этом свое первоначальное выравнивание пути. Плита может быть установлена как сборный, монолитный или бетонный скользящий. Она обеспечивает близкую защиту от схода с рельсов и позволяет транспорту проходить по сломанному рельсу. Благодаря дополнительному износу головки она имеет в два раза больший срок службы рельса и всего с тремя компонентами на метр пути обеспечивает отличную готовность пути при стоимости установки, приближающейся к стоимости балластного пути. В отличие от других плитных путей с поверхностными рельсами, бетонирование, выравнивание и установка перил были разделены, чтобы исключить риски программы и установки.
Система IVES ( Intelligent , V ersatile, E fficient and Solid ) является продуктом компании Rhomberg Rail. Система состоит из базового слоя (предпочтительно из обычного асфальтобетона) и бетонных боковых конструктивных элементов, в которые непосредственно заделаны элементы рельсового скрепления типа DFF 304 [22] – шпалы не нужны. Необходимая эластичность обеспечивается только гибкой промежуточной пластиной в элементах рельсового скрепления.
Структурные элементы этой системы изготавливаются индивидуально и могут быть расположены поперечно или продольно на базовом слое. Структурные элементы имеют углубления в верхней части, куда помещаются элементы крепления рельсов. После этого рельсы поднимаются на элементы крепления и устанавливается сетка рельсов. Точное положение сетки теперь можно регулировать вертикально и поперечно. Наконец, элементы крепления рельсов соединяются фрикционным замком с элементами конструкции с помощью высокопрочного раствора для заливки. Благодаря своей универсальной конструкции и простоте установки IVES подходит для всех типов рельсов. [23]
После тестирования первый путь IVES был установлен в туннеле Асфордби на испытательном треке Олд-Далби в Англии в 2013 году [24] и с тех пор было построено еще семь путей IVES. Самый длинный путь IVES проходит через туннель Бругвальд в Швейцарии, его общая длина составляет 1731 м (5679 футов). [25]
Путь с балками и путь с плитами схожи тем, что рельсы постоянно поддерживаются, в отличие от обычного пути, где рельсы должны «перекрывать» промежутки между шпалами. [ необходима цитата ]
японского опыта известно, что, хотя первоначальная стоимость строительства подрельсового основания примерно в 1,3 раза выше, чем у обычного балластного пути, если рассматривать стоимость жизненного цикла в долгосрочной перспективе, подрельсовый фундамент, по-видимому, выигрывает гонку.
выбрала «Австрийскую систему подрельсовых путей» для пути на главной линии.