книги / Общий курс путей сообщения
..pdf
По взаимному расположению стыков на обеих рельсовых нитях различают стыки по наугольнику, вразбежку (рис. 5, а) и расположенные бессистемно (рис. 5, б). Взаимное расположение рельсовых стыков: а – по наугольнику; б – вразбежку; 1 – стыки; 2 – рельсы.
|
|
|
|
|
|
а |
б |
Рис. 5. Стыки на рельсовых нитях
На дорогах России принят стык по наугольнику. Преимущества стыков по наугольнику по сравнению со
стыками вразбежку следующие:
–одновременность ударных воздействий колес при проходе стыков, в связи с чем количество ударов в два раза меньше, чем при стыках вразбежку;
–центральность ударов, что снижает раскачивание подвижного состава; возможность применения путевых укладчиков при смене рельсов со шпалами;
–возможность усиления стыков сближением стыковых шпал вплоть до их сдваивания.
Элементы стыковых скреплений
Основными элементами болтовых стыков являются накладки и болты с гайками и упругими шайбами.
На отечественных дорогах для рельсов современных типов применяют простые по форме двухголовые накладки
(рис. 6).
Нормальная работа стыка обеспечивается прочностью накладок, плотным прилеганием и достаточным прижатием
51
Рис. 6. Двухголовые накладки к рельсам Р65 и Р75
их рабочих граней к рельсу, а также достаточной длиной накладок.
К рельсам Р75 и Р65 накладки изготовляют взаимозаменяемыми длиной 800 и 1000 мм (рис. 6), соответственно четырех- и шестидырные, а к рельсам Р50 – длиной 820 мм только шестидырные.
Внакладке чередуются круглые и овальные отверстия.
Вовальные отверстия стыковые болты (рис. 7) входят своими овальными подголовниками, мешающими болтам прово-
рачиваться при завинчивании гаек. Чередование круглых и овальных отверстий предопределяет поочередную постановку болтов гайками то наружу колеи, то внутрь.
52
а
|
|
|
|
|
|
б |
в |
Рис. 7. Стыковые болты: а – общий вид стыкового болта с разрезом А-А; б – разрез овального болта; в – разрез гайки
Накладки изготовляют из стали М54 с содержанием углерода 0,45–0,62 %, временным сопротивлением на разрыв не менее 860 МПа.
При стыковании рельсов типов Р43 и тяжелее применяются специальные болты с круглой головкой и овальным подголовником, предотвращающим проворачивание болта при завинчивании или отвинчивании гаек (см. рис. 6).
В настоящее время болты выпускаются нормальной или повышенной прочности (с временным сопротивлением на разрыв соответственно 735 и 833 МПа).
Болты нормальной прочности изготавливаются из стали марки 35, а повышенной прочности – из легированной стали марки 40Х. Болты подвергаются термической обработке. Гайки изготовляют из фосфористой стали.
Сварные стыки обеспечивают непрерывность рельсовых нитей. Сварка может быть термитной, газовой и электрической.
53
Термитная сварка применяется на малодеятельных путях. В настоящее время для сварки стыков в пределах стрелочных переводов и на железобетонных брусьях применяется алюминотермитная сварка. Для главных путей применяют контактную сварку, обеспечивающую стык высокого качества. Меньше развита газопрессовая сварка как менее производительная.
Переходные стыки рельсов применяются там, где стыкуются разнотипные рельсы. Такие стыки рельсов выполняют с применением переходных накладок.
Токопроводящие и изолирующие стыки
На электрифицированных участках дороги рельсовые нити являются токопроводящими.
Для уменьшения сопротивления прохождению сигнального тока через стык ставят стыковые соединители. Для пропуска по рельсам обратного тягового тока с минимальным сопротивлением в стыках ставят приварны – соединители из медного троса сечением 70 мм2 при постоянном и 50 мм2 при переменном токе.
Изолирующие стыки устанавливают в створе с входными, выходными, проходными, маневровыми светофорами и на стрелочных переводах. Изолирующий стык устраивают таким образом, чтобы электрический ток не мог пройти от рельса к рельсу.
На дорогах России наибольшее распространение получили изолирующие стыки с металлическими объемлющими накладками (рис. 8).
В уравнительных пролетах бесстыкового пути получили распространение клееболтовые изолирующие стыки с двухголовыми накладками (рис. 9).
54
Рис. 8. Вид изолирующего стыка: 1 – подкладка объемлющая; 2 – накладка; 3 – шайба; 4 – стыковой болт; 5 – стык
а б
Рис. 9. Вид клееболтовых изолирующих стыков: а – разрез рельса с овальным болтовым соединением; б – разрез рельса с болтовым соединением; 1 – двуголовная накладка; 2 – болт; 3 – подкладка
55
Промежуточные рельсовые скрепления
Промежуточные скрепления, выполняя роль связующих элементов между рельсами и основанием, должны обеспечивать:
–стабильность ширины колеи; прижатие рельсов к основанию, исключающее отрыв и угон рельсов;
–оптимальные условия температурной работы рельсов;
–проведение регулировки положения рельсов по высоте и ширине колеи;
–замену деталей без перерывов в движении поездов;
–механизированную сборку и содержание узлов скреп-
лений;
–упругость и вибростойкость узлов скреплений;
–электроизоляцию рельсов от основания;
–экономическую эффективность конструкции верхнего строения пути.
Промежуточные скрепления бывают трех основных видов: нераздельные, смешанные и раздельные.
При нераздельном скреплении (рис. 10, а) рельс и подкладки, на которые он опирается, крепятся к шпалам одними
итеми же костылями или шурупами, а при смешанном скреплении (рис. 10, б) подкладки, кроме того, крепятся к шпалам дополнительными костылями.
а |
б |
Рис. 10. Общий вид крепежа рельса к шпале костылями: 1 – рельс; 2 – костыль; 3 – башмак; 4 – шпала
56
Смешанное костыльное скрепление с клинчатыми подкладками с уклоном 1:20 широко распространено в нашей стране. Его преимуществами являются простота конструкции, небольшая масса, сравнительная легкость зашивки, перешивки и разборки пути. Однако такое скрепление не гарантирует постоянство ширины колеи и способствует механическому износу шпал.
При раздельном скреплении (рис. 11) рельс крепится к подкладкам жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки к шпалам – болтами или шурупами. Достоинствами раздельных скреплений являются возможность смены рельсов без снятия подкладок, большое сопротивление продольным усилиям, обеспечение постоянства ширины колеи.
Рис. 11. Общий вид раздельного скрепления рельса к шпалам
57
Под действием сил, которые создаются при движении поездов по рельсам и в особенности при торможении на затяжных спусках, может происходить продольное перемещение рельсов по шпалам или вместе со шпалами по балласту, называемое угоном пути.
Наилучшим способом предотвращения угона пути является применение щебеночного балласта и раздельных промежуточных скреплений, которые обеспечивают достаточное сопротивление продольному перемещению рельсов и не требуют дополнительных средств закрепления.
При нераздельном и смешанном скреплениях для предотвращения угона пути применяют противоугоны.
Стандартные противоугоны – это пружинные (рис. 12, а), представляющие собой пружинную скобу, защемляемую на подошве рельса и упирающуюся в шпалу.
аб
Рис. 12. Стандартные противоугоны
Самозаклинивающийся противоугон (рис. 12, б) состоит из скобы и клина с упором, который прижимается к шпале и при перемещении рельса заклинивается еще сильнее.
Пружинные противоугоны легче клиновых, состоят из одной детали, хорошо работают как на однопутной, так и на двухпутных линиях, уход за ними требует меньших затрат
58
рабочей силы. Противоугоны устанавливают от 8 до 44 пар на 25-метровом звене.
Сцелью повышения надежности работы скреплений
вМИИТе было разработано анкерное рельсовое скрепление (сокращенно АРС), предназначенное для магистральных линий без ограничений по грузонапряженности и скорости движения поездов.
Основными элементами скрепления типа АРС являются (рис. 13): 5 – замоноличенный в подрельсовой зоне железобетонной шпалы объединенный анкер; 1 – две В-образные пружинные прутковые клеммы; 2 – два эксцентриковых монтажных регулятора, обеспечивающих необходимую величину натяжения пружин; 3 – два плоских подклеммника с ограничителями их перемещений относительно клеммы; 4 – два нарельсовых изолирующих и амортизирующих уголка; 6 – подрельсовая резиновая прокладка повышенной упругости толщиной 14 мм. Узел скрепления АРС-4 обеспечивает регулировку положения рельса по высоте до 20–24 мм.
а |
б |
Рис. 13. Основные элементы скрепления: а – замоноличенный рельс железобетонной шпалы; б – железобетонная шпала с анкерами
Бесстыковый путь
Стык рельсов – самое напряженное и слабое место в пути. Назначение бесстыкового пути – ликвидация или сведе-
59
ние к минимуму числа рельсовых стыков. Это одно из наиболее эффективных средств усиления пути.
За счет устранения стыков снижается динамическое воздействие на путь, существенно уменьшаются износ колес подвижного состава и сопротивление движению поездов. Резкое сокращение числа стыковых скреплений за счет сварки отдельных звеньев в плети дает экономию металла от 1,8 до 4,5 т на километр пути. Срок службы рельсов бесстыкового пути возрастает примерно на 20 % по сравнению со стыковым.
Рельсовые плети для бесстыкового пути внеклассных линий и линий 1-го и 2-го классов свариваются электроконтактным способом из термоупрочненных рельсов типа Р65 1-й группы, 1-го класса длиной 25 м без болтовых отверстий.
Рельсовые плети по длине разделяются на два типа:
•короткие, длиной до 800 м, сваренные, как правило,
встационарных рельсосварочных предприятиях (РСП) и перевезенные к месту укладки на спецсоставе. Минимальная длина плетей в главных путях должна быть не менее 400 м (в трудных условиях 250 м), а на станционных путях – не менее 150 м;
•длинные плети, сваренные непосредственно в пути из смежных коротких плетей, в пределах блок участка (1,5– 2,0 км) или перегона (10–20 км).
Пространство между концами стыкуемых рельсовых плетей называют уравнительным пролетом, а рельсы, заполняющие уравнительный пролет – уравнительными. Нормальная длина уравнительных рельсов – 12,5 м.
Если укладка рельсовых плетей производится в осеннезимний период при температурах ниже расчетных, в уравнительный пролет должны временно укладываться удлиненные уравнительные рельсы (комплект из трех пар 12,54 м, 12,58 м и 12,62 м), а при укладке летом в период действия высоких температур – укороченные уравнительные рельсы (комплект
60