Переходная кривая, ее назначения, элементы

Непосредственное сопряжение прямого участка пути с круговой кривой приводят к тому, что во время движения поезда в местах сопряжения внезапно возникает центробежная сила F (рис. 88), прямо пропорциональная квадрату скорости движения υ и обратно пропорциональная радиусу кривой R

.

Рис.88. Силы, действующие на состав на прямом (а) и кривом (б) участке железнодорожного пути

Резкое воздействие центробежной силы на подвижной состав и железнодорожный путь, особенно при большой скорости движения, может привести к аварийной ситуации. Чтобы это не произошло, для постепенного нарастания центробежной силы конечные точки круговых кривых сопрягают с прямыми при помощи так называемых переходных кривых, радиус которых меняется от бесконечности (в начале переходной кривой) до радиуса круговой кривой (в точке сопряжения с последней). Кроме этого, в пределах переходных кривых осуществляют отведение возвышения наружного рельса до отметки внутреннего. Возвышение наружного рельса рассчитывается для каждой кривой в зависимости от среднего веса состава и расчетной скорости движения.

На железных дорогах России переходные кривые строят по радиондальной спирали (клотоиде) с изменением кривизны по линейному закону

, где - переменный радиус кривизны спирали в метрах; с – постоянная величина в квадратных метрах, показывает темп развития радиуса кривизны; - текущая длина переходной кривой.

При длине переходной кривой радиус её кривизны ; при равной проектной длине переходной кривой , радиус кривизны спирали равен радиусу круговой кривой: .

Переходные кривые принимают стандартной длины от 20 до 200 м, кратные 20 м, в зависимости от радиуса круговой кривой и скорости движения поездов.

При вставке переходных кривых радиус круговой кривой уменьшается на величину сдвижки. Чтобы при сопряжении переходной и круговой кривых радиус последней не уменьшался, предусматривается смещение центра круговой кривой проектного радиуса внутрь по биссектрисе угла, образованного направлениями трассы.

Рис. 89. Схема круговой и переходной кривых

На схеме (рис. 89) показаны элементы переходной кривой: приращение тангенса m, приращение радиуса р, приращение кривой Т_р и приращение биссектрисы Б_р, которые вычисляют по формулам

,

,

,

.

При устройстве переходной кривой центр круговой кривой смещается на величину р, а точки начала и конца кривой на величину m.