Путь метрополитена состоит из нижнего и верхнего строений. В тоннелях с круглой обделкой нижним строением пути является монолитное или сборное плоское жесткое основание в лотке тоннеля. В тоннелях прямоугольного очертания, сооружаемых открытым способом, основанием пути служит нижняя плоская часть обделки, На наземных участках пути метрополитенов нижним строением пути служат земляное полотно или искусственные сооружения: мосты, эстакады, путепроводы и др.
К верхнему строению пути относятся балластный слой или путевой бетон, шпалы, рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы.
Все элементы верхнего строения пути, составляющие единую конструкцию, служат для непосредственного восприятия воздействия колес подвижного состава и передачи этого воздействия на нижнее строение пути.
На метрополитенах применяют следующие конструкции верхнего строения пути. В перегонных тоннелях рельсы укладывают на деревянные шпалы, втопленные в путевой бетон (рис. 156), в котором по оси пути (под шпалами) устраивают водоотводной лоток шириной 0,7-0,9 м. В пределах пассажирских платформ подземных станций верхнее строение пути имеет несколько иную конструкцию: рельсы опираются на шпалы-коротыши (короткие деревянные опоры длиной 0,9 м, втопленные в путевой бетон). По оси пути также устраивают лоток для отвода воды шириной 0,9 м и глубиной 0,5— 0,6 м от уровня головки рельсов.
При укладке пути на наземных участках метрополитена и устройстве парковых путей рельсы укладывают на деревянные или железобетонные шпалы, заглубленные в балластный слой из щебня. Балластный слой укладывают также в припортальных участках тоннелей протяженностью 100 м и на участках длиной по 15 м перед стрелочными переводами и за ними. Толщина балласта под шпалой 0,3 м.
Укладка пути на бетоне требует большой точности. Толщина бетонного слоя под шпалой должна быть не менее 0,2 м. Поверхности путевого бетона придают уклон 0,03 в сторону водоотводного лотка. В путь метрополитена укладывают сосновые шпалы и переводные брусья, пропитанные неэлектропроводным антисептиком — креозотовым маслом. Длина шпал 2,75 м на прямых участках и 2,65 м на кривых; поперечное сечение 250×160 мм. Необходимое число шпал на один километр главного пути (эпюра шпал) 1680— 2000 шт.
На наземных участках некоторых линий метрополитенов уложены на упругих прокладках железобетонные шпалы, имеющие электроизолирующие детали в опорных узлах.
Стрелочные переводы и глухие пересечения (ромбы) перекрестных съездов укладывают на деревянные переводные брусья длиной от 2,75 до 6,75 м.
Путевые рельсы изготовляют из специальной стали, которая обеспечивает достаточную их жесткость, гибкость, твердость, износоустойчивость; рельсы (рис. 157) имеют стандартный профиль (поперечное сечение). Длина нормальных рельсов 25 м. На внутренних нитях кривых участков пути укладывают укороченные рельсы длиной 24,84 и 24,92 м.
Рис. 156. Путь в перегонном тоннеле:
1 — путевой бетон; 2 — шпала; 3 — водоотводной лоток; 4 — рельсовая подкладка; 5 — репер
На главных путях, на путях для оборота и отстоя подвижного состава укладывают рельсы типа Р65 или Р50 (масса одного метра таких рельсов составляет около 65 или 50 кг). На парковых путях укладывают рельсы типа Р43.
Рельсы, уложенные на шпалы, как и другие металлические элементы пути, должны быть хорошо изолированы от обделки, тоннеля, коммуникаций и балласта, так как рельсы являются проводниками обратного тягового тока и тока автоблокировки.
На прямых и кривых участках радиусом 300 м или более рельсы сваривают в рельсовые плети длиной до 300 м электроконтактным способом с помощью специальной машины. Торцы отдельных примыкающих рельсов (или рельсовых плетей) соединяют (стыкуют). Стыки бывают сварные, температурные и изолирующие.
В сварных стыках рельсы сваривают встык, место сварки шлифуют.
Температурные стыки устраивают для сохранения между торцами рельсов зазора, компенсирующего изменения длины рельсов при перепадах температур. Эти стыки устраивают токопроводящи-ми, рельсы соединяют с помощью специальных накладок, закрепляемых болтами на шейках рельсов. Под гайки болтов ставят пружинные шайбы, которые предотвращают ослабление натяжения болтов. Размеры стыковых температурных зазоров регулируют в соответствии с установленными нормами в пределах от 10 до 21 мм в зависимости от длины рельсов и места их укладки (наземная укладка пути или тоннель).
Изолирующие стыки (зазор 8-12 мм) устраивают таким образом, чтобы электрический ток не мог проходить от одного рельса к другому; в таких стыках устанавливают фибровые или полиэтиленовые прокладки и втулки под болты. В последние годы широкое применение получили клееболтовые изолирующие стыки, детали которых склеивают эпоксидным составом с установкой в зазор между торцами рельсов фибровых прокладок, а под накладками и вокруг болтов — стеклоткани.
Рельсы укладывают на шпалы, соединяя их промежуточными рельсовыми скреплениями. Между подошвой рельса и шпалой укладывают подкладки* При укладке пути метрополитена применяют два вида скреплений: нераздельные — рельс вместе с подкладкой прикрепляют к деревянной шпале на балласте одними и теми же прикрепителями— шурупами (рис. 158, а) и раздельные — рельс прикрепляют к подкладке одними прикрепителями, а подкладку к шпале-другими (рис. 158,6).
Рис. 157. Путевой рельс и противоугон:
1 — подошва рельса; 2 — шейка; 3 — головка рельса; 4 — скоба противоугона; 5 — клин; 6 — фартук (якорь) противоугона
Рис. 158. Рельсовые промежуточные скрепления:
а — нераздельное; б — раздельное; 1 — шпала; 2 — подкладка; 3 — шуруп; 4 — лапчатая реборда; 5 — подошва рельса; 6 —шейка рельса; 7 — головка рельса; 8 — маятниковый штырь
При движении поездов от их воздействия на путь, кроме вертикальных сил, возникают силы, направленные вдоль пути,— силы угона, которые увлекают рельсы по ходу движения поездов. Для предотвращения такого перемещения рельсов на них устанавливают специальные противоугоны. Нижняя часть противоугона (фартук, якорь) прижимается к боковой поверхности шпалы, препятствуя смещению рельса.
Стрелочные переводы укладывают в местах соединения или пересечения рельсовых путей. Стрелочный перевод состоит из трех основных частей (рис. 159): стрелки с переводным механизмом; соединительных путей (прямого и криволинейного), идущих от стрелки к крестовине; крестовины и контррельсов. Все части стрелочного перевода укладывают на переводные брусья 4. Переход подвижного состава с одного пути на другой достигается перемещением остряков (перьев) 2 по металлическим прокладкам (стрелочным подушкам). Концы остряков свободно лежат на подушках, закреплены только их корни 5.
Рис. 159. Обыкновенный (одиночный) стрелочный перевод:
а — стрелка с переводным механизмом; б — соединительные пути; в — крестовина с контррельсами; 1 — рамные рельсы; 2 — остряки (перья); 3 — переводной механизм стрелки; 4 — переводные брусья; 5 — корни (неподвижные концы) остряков; 6 — контррельсы; 7 — усовики крестовины; 8 — сердечник крестовины
Отношение ширины сердечника 8 крестовины к его длине называется маркой крестовины и выражается в виде простой дроби (1/9, 1/5). Марка крестовины определяет марку стрелочного перевода в целом. На метрополитене на главных путях и на путях оборота составов укладывают стрелочные переводы марки 1/9, на парковых путях — марки 1/5.
