Admin

Некоторые проблемы бесстыкового пути

Н.П. Виногоров

Одно из основных решений, способствующих повышению эффективности и надежности работы путевого хозяйства, — расширение полигона бесстыкового пути. Сегодня такой вывод, подтвержденный научными исследованиями и практикой отечественных и зарубежных дорог, ни у кого не вызывает сомнений. Именно поэтому многие зарубежные дороги осуществляют широкую замену звеньевого пути на бесстыковой. Уже в настоящее время на ряде магистралей мира прогрессивная конструкция стала основной, причем на скоростных и высокоскоростных линиях применяется только она.

На отечественных дорогах протяженность бесстыкового пути в конце 1999 г. достигла 39,9 тыс. км, что составляет 32,2 % всей длины главных путей. В перспективе по планам МПС на 2005 г. эта конструкция должна эксплуатироваться на 55,14 тыс. км {44,5 % протяженности главных путей). Однако с учетом роста объема перевозок, темпы ее укладки будут возрастать и, по всей видимости, в конце 2005 г. полигон эксплуатации достигнет 60—65 тыс. км, т.е. 48—52 %.

Рельсошпальную решетку планируется собирать с использованием как новых, так и старогодных материалов. На европейской части России, включая Урал, более 50 % прироста бесстыкового пути намечается за счет применения только старогодных материалов, а на дорогах Сибири и Дальнего Востока в течение первых 10—15 лет увеличение полигона запланировано за счет использования новых элементов верхнего строения. Для этого расширяется и совершенствуется производственная база, создаются эффективные технические средства, высоконадежные конструкции пути, улучшается технология его укладки, ремонта и содержания, обучаются кадры.

Как внедрение прогрессивной конструкции сказывается на дефектности рельсов? Для получения зависимости выхода рельсов из строя от полигона ее эксплуатации использовали данные дорог европейской части России. Установлено, что с увеличением полигона бесстыкового пути выход рельсов из строя уменьшается, что в общем-то вполне объяснимо.

Высокая эффективность такого пути еще не свидетельствует о том, что все проблемы уже решены. Звеньевой путь эксплуатируют более 150 лет, но до сих пор продолжаются исследования по совершенствованию этой конструкции. Бесстыковой путь укладывается немногим более 50 лет, причем его работа обуславливается не только резко изменяющимися эксплуатационными, но и климатическими условиями. Последние на территории России особенно многообразны, годовые амплитуды температуры рельсов колеблются от 75° до 119°С.

Все это выдвигает определенные требования не только к конструкции, нормам укладки, ремонта и эксплуатации, но и к технологии, техническим средствам обслуживания и контроля. То есть надо решать целый комплекс проблем, чтобы повысить надежность пути, расширить сферы укладки в особо сложных условиях эксплуатации (годовые перепады температуры рельсов более 110—112°С, крутые кривые R < 600 м, перевальные участки, сложные мостовые переходы). Среди них — совершенствование промежуточных и стыковых скреплений, сварки рельсов, рациональное их использование, улучшение качества.

Широко применяемое в бесстыковом пути скрепление КБ многодетально, материалоемко, с жесткой клеммой. В свое время им заменили скрепления марки К с шурупами. Вместо шурупов установили закладные болты. В процессе длительной «модернизации» КБ взамен одновит-ковых пружинных шайб установили двухвитковые, пересмотрели размеры подкладки, полиэтиленовые прокладки-амортизаторы заменили резиновыми, откорректировали размеры нашпальных прокладок. Эти меры несколько повысили надежность и долговечность скрепления КБ, но практически не уменьшили его жесткости, веса и много-детальности.

Повышенная жесткость КБ приводит к его быстрому расстройству, снижению нажатия клемм, а соответственно к уменьшению погонных сопротивлений продольному сдвигу рельсов. Чтобы обеспечить нормативную затяжку гаек клеммных болтов, необходимо машинами подтягивать их после пропуска не более чем 20—25 млн. т груза. При подкручивании вручную периодичность подтягивания возрастает вдвое.

Наиболее быстро скрепление расстраивается на уравнительных пролетах и концевых участках плетей, длины которых в зависимости от годовых перепадов температур и температуры закрепления колеблются от 40 до 80 м. В этой зоне вследствие повышенной вибрации пути периодичность подтягивания гаек клеммных болтов вдвое выше, чем в средней (неподвижной) части плети. Поэтому почти 60 % всех работ, связанных с эксплуатацией бесстыкового пути, приходится на подтягивание гаек клеммных и закладных болтов, на замену дефектных элементов скреплений и выправку в зоне уравнительных пролетов.

Выход из положения — не только уменьшение числа уравнительных пролетов, что достигается увеличением длин плетей, но и замена жестких скреплений упругими. Последнее позволяет не менее чем в 2 раза сократить периодичность подкручивания гаек. При этом усилия прижатия рельсов к основанию в европейской части России должны быть равны 20 кН, а в Сибири и на Дальнем Востоке — не менее 25 кН.

Аналогично и в стыках. При использовании шестидырных накладок с обычными стыковыми болтами усилия сопротивлению сдвигу рельсов в накладках равны 100—150 кН. Замена обычных стыковых болтов высокопрочными дает возможность не только повысить сопротивление сдвигу до 400—600 кН, но и не менее чем в 2,5—3,0 раза сократить периодичность их подтягивания. Несмотря на эти преимущества снабжение дорог высокопрочными болтами задерживается.

Продолжает оставаться низким качество сварки плетей. Почти 20—25 % всех дефектов плетей приходится на зону сварки. Эти проценты не меняются уже много лет, несмотря на то, что при сварке в РСП производится термическое упрочнение стыков, постоянно обновляются сварочные машины. Упомянутые дефекты прочно заняли второе место после контактно-усталостных повреждений, а на некоторых дорогах даже «опережают» их. А ведь зона сварки, при средней длине плетей на сети дорог 580—590 м, на каждом километре бесстыкового пути составляет всего лишь около 0,4 % длины плети. Необходимо дополнительно исследовать не только качество сварки, но и изучить влияние «старения» на прочность сварных соединений.

Нельзя забывать о необходимости оптимизации использования рельсов. В настоящее время выпускаются рельсы Р65К с повышенной износостойкостью головки, для регионов Сибири и Дальнего Востока плети рекомендуется сваривать из термически упрочненных рельсов типа Р65 низкотемпературной надежности. Особенность этих рельсов — не только высокая надежность работы при особо низких температурах, но и отсутствие хрупких изломов, что в первую очередь связано с более высокой вязкостью рельсовой стали. В связи с этим, по-видимому, нужно применять такие рельсы также на мостах и в тоннелях, где изломы плетей могут привести к особенно тяжелым последствиям.

По нашему мнению, необходимо не только рассмотреть целесообразность использования на мостах и в тоннелях плетей, сваренных из рельсов низкотемпературной надежности, но и разработать комплекс технических и технологических мер, исключающих изломы.

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

Если у вас возникли вопросы по работе сайте - пишите на почту admin@scbist.com

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin