Для повышения устойчивости путевой структуры под действием температурных напряжений все жесткие элементы рельса — головка рельса и его корпус — могут быть предварительно растянуты до напряжений порядка 1000 кгс/см2. Тогда независимо от температуры окружающей среды все элементы рельса будут испытывать только напряжения растяжения, что исключает потерю продольной устойчивости. Хотя наличие в конструкции рельса струн, растянутых до усилий в сотни тонн, допускает появление в отдельных элементах сжимающих напряжений без потери продольной устойчивости рельса.
Рельс может быть снабжен дополнительной струной 5 (рис. 2.10 а, б), размещенной вдоль головки параллельно ей (без провиса в середине пролета), Это обеспечит повышенную поперечную жесткость головки рельса под действием боковой нагрузки — ветровой, от колес проходящих модулей и др.
Головка рельса может быть выполнена из металла, керамики (металлокерамики), полимера (металлополимера), композиционного и иного высокопрочного, износостойкого и электропроводного материала, как однородного, так и многослойного, например, со специальным износостойким возобновляемым покрытием. При этом требования к материалу головки рельса СТС могут быть значительно снижены по сравнению с материалом традиционного железнодорожного рельса. В отличие от последнего, в СТС на порядок и более будут ниже значения следующих параметров: нагрузка на колесо (примерно при том же его диаметре и ширине контактной части); масса подрессоренной части (при более высокой ровности пути), определяющая динамические контактные нагрузки при высоких скоростях движения; плотность электрического тока, протекающего через контакт “рельс—колесо” и другие факторы.
Прокладка переменной высоты, обеспечивающая выравнивание параболического прогиба ус струны, может быть выполнена в рельсе в виде специального заполнителя 7 в свободном пространстве пустотелого корпуса (рис. 2.10, б, б). При этом заполнитель будет выполнять несколько дополнительных функций: а) теплоизолятора (для теплоизоляции наиболее напряженного элемента — струны); б) электроизолятора (для изоляции, при необходимости, струны от токонесущей головки и корпуса); в) демпфера (для демпфирования взаимных колебаний головки рельса, корпуса и струны); г) защиты от механических повреждений струны извне (например, он должен выдержать выстрел из ружья). В качестве заполнителя могут быть использованы как монолитные, так и пористые (вспененные) полимерные материалы, металлы, керамические и композиционные материалы, а также различные волокнистые материалы как с замкнутыми порами, так и с сообщающимися друг с другом порами, заполненными специальными жидкими, консистентными или твердыми наполнителями. При использовании в качестве заполнителя монолитных жестких материалов, таких как бетон, до длине рельса в них должны быть выполнены температурные деформационные швы.
Опоры СТС подразделяются на три характерных типа, отличающихся величиной горизонтальной (продольной) нагрузки, действующей на них в процессе строительства и эксплуатации трассы: а) промежуточная (поддерживающая) опора; б) тормозная; в) анкерная.
Поддерживающая опора установлена с шагом /0 = 10...200 м и рассчитана в основном на вертикальную нагрузку от веса путевой структуры и транспортного потока. Для однопутной линии с линейной массой путевой структуры рпс = 100 кг/м, /0 = 50 м и массе транспортного модуля штм = 2000 кг вертикальная нагрузка на опору с учетом динамического нагружения будет в пределах 10 тс. Поэтому опоры могут быть выполнены достаточно легкими и ажурными (рис. 2.11—2.13). По высоте опоры подразделяются на четыре типа: а) малой высоты (до 10 м); б) средней высоты (10—25 м); б) высокие (25—50 м); г) сверхвысокие (50...100 м и выше). По конструкции поддерживающие опоры могут быть однопутными, двухпутными, одноярусными или много-
 |
| Рис. 2.11. Промежуточная опора малой высоты однопутной СТС |
 |
| Рис. 2.12. Промежуточная опора средней высоты двухпутной СТО |
ярусными (рис. 2.14). Поддерживающая опора является основным типом опор в СТС и задает длину расчетного пролета /0, динамику колебаний струнной путевой структуры, величину полезной нагрузки и основную стоимость опорной части транспортной линии. Опора должна воспринимать также горизонтальную поперечную нагрузку, действу-
| 50м |