Разработка бесподкладочного промежуточного рельсового скрепления ЖБР-65
1. Введение
Еще в 60-70 гг. институтом совместно с ПТКБ
ЦП были разработаны и испытаны конструкции упругих скреплений, принципиально отличающихся от скрепления КБ. Одно из таких скреплений под индексом ЖБР (
скрепление для железобетонных шпал, бесподкладочное с регулировкой положения рельса по высоте) с пластинчатыми пружинными клеммами было уложено на протяжении около 1500 км на Северо-Кавказской ж.д. Отдельные участки с этим скреплением эксплуатируются и до настоящего времени.
Одним из недостатков этого скрепления являлась недостаточная надежность пластинчатых клемм из-за наличия концентратора напряжений в месте ослабления сечения за счет болтового отверстия и воздействия боковых сил, передающихся от рельса через клемму на бетон шпал.
Поэтому в 1987 году
ВНИИЖТом и ПТКБ ЦП МПС РФ было разработано бесподкладочное скрепление под индексом ЖБР-3 (для железобетонных шпал с регулировкой положения рельса по высоте) с пружинными прутковыми клеммами. Передача боковых сил от рельса на бетон шпал в этом варианте скрепления осуществлялась через металлическую упорную скобу шириной 100 мм. Для облегчения работы упругих прокладок, укладываемых между упорной скобой и бетоном шпал, было предусмотрено заглубление подрельсовой площадки в железобетонной шпале на величину 45 мм.
В таком виде
рельсовое скрепление под индексом ЖБР-3 прошло полный цикл полигонных испытаний на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ до пропуска 600 млн.т брутто и было принято ЦП МПС для укладки в путь протяженностью 6 км с целью проведения широких эксплуатационных испытаний. Однако по ряду объективных причин внедрение этого скрепления было отложено.
Начиная с 1997 г., исследования по скреплению ЖБР-3 были возобновлены. В целях ускорения исследований и отработки отдельных деталей скрепления было принято решение использовать имеющиеся формы для железобетонных шпал под скрепления КБ с заглублением подрельсовой площадки величиной 25 мм (рис.1). Параллельно с проведением полигонных испытаний в таком варианте скрепления были уложены на опытных участках Горьковской, Западно-Сибирской и Сахалинской ж.д.
Уменьшение величины заглубления подрельсовой площадки с 45 до 25 мм создало тяжелые условия (повышение удельного давления почти в два раза) для работы упругих прокладок, устанавливаемых между упорной скобой и бетоном шпал. Упругие прокладки, изготовленные по смеси полиэтилена и резиновой крошки, как и в варианте скрепления 1987 г., получали повреждения (смятие и раздавливание), которые приводили к увеличению ширины колеи уже в первые месяцы эксплуатации даже в прямых участках пути. В качестве альтернативы материала для упругих прокладок был предложен полиамид, который показал хорошие результаты.
По результатам полигонных испытаний и первого периода эксплуатации опытных участков на железных дорогах (результаты в целом оказались положительными) была проведена корректировка конструкции скрепления. Разработаны конструкторская и нормативно-техническая документация с целью увеличения объема внедрения. В откорректированном варианте скреплению был присвоен индекс
ЖБР-65 (рис.2).
На конец 2001 г. объем укладки скрепления ЖБР-65 составил около 500 км пути.
В процессе изготовления железобетонных шпал и отдельных элементов скрепления, а также сборки и укладки рельсошпальной решетки специалистами ПТКБ ЦП и ВНИИЖТ регулярно проводился авторский надзор за соблюдением требований нормативно-технической документации с проведением в необходимых случаях лабораторных испытаний шпал и отдельных элементов скрепления. Продолжаются наблюдения за работой скреплений и шпал как на первых опытных, так и на вновь укладываемых участках пути.
По мере получения результатов проводимых исследований оперативно вносились необходимые изменения в конструкторскую и нормативно-техническую документацию.
Основные результаты исследований приведены ниже.
2. Конструкция скрепления ЖБР-65
В соответствии с существующей на
ОАО «РЖД» классификацией,
скрепление ЖБР-65 относится к нераздельным скреплениям с прикреплением рельса к основанию (железобетонным шпалам) пружинными прутковыми клеммами.
В отличие от широко применяемого раздельного подкладочного скрепления
КБ-65 скрепление ЖБР-65 имеет ряд особенностей, к которым относятся:
- отсутствие солидарной работы всего узла по передаче на шпалу боковых сил (в КБ-65 в передаче сил участвует подкладка и два закладных болта, прикрепляющие ее к шпале);
- увеличенная боковая жестокость из-за применения полимерных прокладок между упорной скобой и шпалой по сравнению с резиновой нашпальной прокладкой в КБ-65;
- повышенная боковая податливость головки рельса при его кручении из-за применения резиновых подрельсовых прокладок толщиной 14 мм и пружинных клемм вместо жестких в КБ-65;
- определенные трудности при укладке рельсовых плетей из-за отсутствия жестко фиксированных направляющих реборд, как это имеет место в подкладочных скреплениях, и в частности в скреплении КБ.
В итоге в скреплении ЖБР-65 были приняты следующие конструктивные решения:
1. С целью снижения удельного давления от воздействия боковых сил на боковую поверхность железобетонной шпалы заглубление подрельсовой площадки принято равным 35 мм.
2. Диаметр прутка пружинной клеммы, прижимающей рельс к основанию, оставлен равным 17 мм. Предусмотрено несколько вариантов по величине отгиба концов клеммы с целью одновременного обеспечения нормативного прижатия рельса к основанию и прижатия упорной металлической скобы к подрельсовой площадке железобетонной шпалы.
3. Закрепление закладного болта в шпале осуществляется через металлическую седловидную закладную шайбу, замоноличенную в пластмассовую оболочку (пустообразователь), которая обеспечивает необходимое электрическое сопротивление по условиям нормальной работы систем автоблокировки и энергоснабжения.
4. Предусмотрены (разработаны) варианты скрепления ЖБР-65 в части использования шурупно-дюбельного прикрепления рельса к основанию, а также замены металлической упорной скобы на упорную скобу из полимерных композиций. Прорабатывается вариант конструкции скрепления с металлической подкладкой для тяжелых условий эксплуатации.
5. Для обеспечения требуемой вертикальной жесткости узла скрепления наряду с установкой подрельсовой прокладки из резиновых смесей толщиной 14 мм (
ЦП-204) испытываются варианты двухслойной прокладкой (один слой из резины, а второй слой из полимерной композиции).
6. В качестве железобетонных шпал используются шпалы под индексом Ш3, в которых сохраняются в основном габаритные размеры и система армирования стандартных шпал под скрепления КБ.
В отличие от стандартных шпал под скрепления КБ в шпалах Ш3 изменено очертание подрельсовой площадки, которая имеет на концах дополнительные выемки для упорных скоб.
3. Контроль за изготовлением элементов скреплений и железобетонных шпал
В процессе изготовления железобетонных шпал и элементов скреплений регулярно проводился контроль за качеством выпускаемой продукции.
При приемке железобетонных шпал отмечалось, что в основном они соответствовали требованиям конструкторской документации. Вместе с тем для обеспечения нормируемой величины ширины колеи с учетом возможных допусков по элементам рельсового скрепления подвергались корректировке размер между наружными выкружками подрельсовых площадок и допуски по углу наклона грани заглубления.
При установке пластмассовых пустообразователей отмечалось их касание с арматурой шпалы и в целях устранения этого явления было рекомендовано увеличить расстояние между струнопакетами. Дополнительно была откорректирована конструкция изолирующей коробочки.
Для обеспечения нормируемого значения ширины колеи расстояние между наружными упорными кромками заглублений в подрельсовых площадках разных концов шпалы принято равным 1995 мм. В целях снижения образования возможных сколов бетона угол наклона упорных кромок подрельсовых площадок принят равным 60о - 2о .
Наиболее серьезное внимание было уделено изготовлению одного из основных элементов скрепления - это пружинной прутковой клемме.
В первых головных образцах прутковых клемм, изготовленных ЗАО «Инструмент» и уложенных на Горьковской ж.д., крайние ветви и концевые участки клемм располагались в одной плоскости. В этом случае расстоянием от концов клеммы до упорной скобы составляло 15,9 мм. С учетом упругой характеристики прутковой клеммы, для касания концов клеммы с упорной скобой необходимо было обеспечить осевое усилие на закладном болте от 4,5 т и более.
При нормируемой величине (3,0 тс) нажатия на клемму по оси закладного болта при сборке рельсошпальной решетки в большинстве узлов скрепления между концами клемм и упорной скобой оставался зазор 5-6 мм.
Это обстоятельство приводило к отрыву скобы от плоскости подрельсовой площадки шпал и создавало неблагоприятные условия для работы упругих прокладок под упорной скобой, что и сказалось на их поврежденном выходе из строя.
Поэтому после изготовления первой партии клемм балы проведена корректировка их размеров в части обеспечения отгиба концов клемм относительно верхней поверхности на 6,5 мм.
Как показали последующие проверки качества изготовления клемм на различных предприятиях, размер отгиба концов клемм выходил за пределы установленных допусков, что приводило при одинаковом крутящем моменте на гайке закладного болта к неравномерной величине нажатия клеммы на подошву рельса.
Так, например, при испытаниях первых партий клемм на Горновском ЗСЖБ величина отгиба концевых участков клемм находилась в пределах от 5,7 до 8,1 мм при норме 6,5 мм. В этом случае для большинства клемм контакт их концевых участков с упорной скобой наступал при меньших значениях крутящего момента на гайке закладного болта и, соответственно, не обеспечивалась нормативная величина прижимающего усилия рельса к основанию.
В процессе улучшения качества пружинных клемм была предпринята попытка использования стали марки 40 С2 вместо стали 60 С2А. Однако первый опыт использования стали 40 С2 оказался неудачным.
При сборке путевой решетки и в начальный момент эксплуатации ж.д. пути имели место изломы упругих клемм, изготовленных из стали 40 С2.
До настоящего времени не выбрана окончательно технология изготовления клемм. На Пермском и Калужском заводах изготовление клемм (гибка и штамповка) производится с предварительным их нагревом на индукционной установке.
На Горновском ЗСЖБ гибочные операции при изготовлении клемм проводятся без предварительного нагрева. В целях обеспечения требуемых геометрических размеров клемм перед их изготовлением на этом заводе проводят операцию по калибровке прутка.
Кроме прутковых пружинных клемм приемочные испытания проводились и по остальным элементам скрепления.
В процессе организации опытно-промышленного производства прокладок упругих под упорную скобу было опробовано около 20 вариантов материала.
В результате проведенных исследований по прокладкам была дана рекомендация об изготовлении упругих прокладок из полиамида ПА610 (пищевого) по ГОСТ 10589-87, который является аналогом полиамида ПА6 210/310.
4. Особенности сборки и укладки рельсошпальной решетки со скреплением ЖБР-65
В процессе первой опытной сборки рельсошпальной решетки было установлено следующее:
- в связи с принятыми допусками по геометрическим размерам отдельных элементов скрепления и очертаниями подрельсовых площадок в железобетонных шпалах наблюдались произвольно расположенные зазоры между подошвой рельса, элементами скрепления и выкружками заглублений в шпалах. Суммарная величина зазоров на отдельных шпалах достигла 10 мм, что создавало возможность изменения ширины колеи в пределах от 1519 до 1532 мм;
- при неблагоприятном сочетании допусков по элементам скрепления и шпал не обеспечивалась установка упругой клеммы в проектное положение в зоне стыков;
- при использовании при монтаже рельсошпальной решетки жестких шаблонов ширина колеи находилась в пределах установленных норм.
В последующем при укладке рельсошпальной решетки в путь с установкой нормируемой ширины колеи в первый период эксплуатации за счет выборки указанных выше зазоров наблюдалось уширение колеи.
По результатам пробной сборки рельсошпальной решетки была уменьшена цепочка колеюобразующих размеров за счет ужесточения допусков на элементы скрепления, что дало положительный эффект. При сборке звеньев с откорректированными по размерам элементами скрепления ширина колеи изменялась в пределах от 1519 до 1523 мм. Максимальная величина ширины колеи, как правило, отмечалась на шпалах, имеющих сверхнормативные отклонения по геометрическим параметрам подрельсовых площадок в шпалах.
При затяжке гаек закладных болтов усилием крутящего момента 15 кГм не происходит контакта концов пружинной клеммы с упорной скобой. Зазоры между клеммой и упорной скобой находились в пределах до 8 мм.
После корректировки размеров клеммы в части отгиба концов на 6,5 мм (был 0) контакт концов клеммы с упорной скобой уже обеспечивался при нормативной величине крутящего момента на гайках закладных болтов.
Первые партии откорректированной конструкции скрепления под индексом
ЖБР-65 были собраны и уложены на Северо-Кавказской ж.д.
В результате комиссионных проверок качества шпал, элементов скрепления и сборки рельсошпальной решетки со
скреплением ЖБР-65 отмечено следующее:
1) В целом сборка рельсошпальной решетки не вызывает особых затруднений и затраты на ее осуществление ниже затрат при сборке звеньев со скреплением КБ. Ширина колеи на собранных звеньях может колебаться в пределах от 1518 до 1523 мм в зависимости от сочетания допусков по размерам элементов скреплений и подрельсовых площадок в железобетонных шпалах.
2) При соблюдении допусков по величине отгиба концов клеммы последние могут обеспечивать контакт с упорной скобой при затяжке гаек закладных болтов нормативным крутящим моментом.
3) В ряде случаев при закручивании гаек закладных болтов и перемещении концов клемм верхняя скоба упирается в выкружку упорной скобы и нормативное прижатие рельса к основанию не обеспечивается.
Для устранения этого недостатка было рекомендовано провести корректировку конструкции обеих скоб.
4) Наибольшее количество отступлений по геометрическим параметрам в период их освоения имели упорные скобы.
Так, например, более 20% упорных скоб имели размеры в продольном направлении с отступлениями как в сторону увеличения, так и уменьшения, что в сочетании с допусками по подрельсовым площадкам шпал в ряде случаев приводило к сужению ширины колеи до 1514 мм при сборке скрепления на базах ПМС.
На 54% клемм не был выдержан размер по отгибу концов, из-за чего при монтаже наблюдались случаи излома клемм.
Укладка собранных звеньев при капитальном ремонте пути производилась по типовым технологическим процессам и не вызвала каких-либо затруднений. Вместе с тем, замена инвентарных рельсов на сварные рельсовые плети требует разработки технологического процесса механизированным способом, особенно для участков пути в кривых.
На первых участках укладки скрепления ЖБР-3 снятие инвентарных рельсов производилось путеукладчиком. Надвижка рельсовых плетей производилась ручным способом с использованием портальных кранов. При этом производительность труда при замене инвентарных рельсов по сравнению со скреплением КБ оказалась ниже примерно на 20%.
На всех участках железных дорог при укладке пути с инвентарными рельсами и после замены их на сварные рельсовые плети электрическое сопротивление превышало нормируемые величины, что создаст хорошие условия для обеспечения работы рельсовых цепей автоблокировки и энергоснабжения.
5. Результаты первого периода эксплуатации пути со скреплением ЖБР-65
В связи с особенностями конструкции скрепления
ЖБР-65 эксплуатация участков пути на железных дорогах осуществлялась в соответствии с «Техническими Указаниями на сборку, укладку и эксплуатацию пути с бесподкладочным рельсовым
скреплением ЖБР-65 на железобетонных шпалах»
ЦПТ 82/2.
Первый опытный участок протяжением около 1 км был уложен со скреплением ЖБР-3 на Горьковской ж.д. в июне 1998 г. На конец 2001 г. по участку прошло около 120 млн.т брутто.
В целом состояние пути на опытном участке по данным прохода путеизмерителя оценивается как удовлетворительное. Наибольшую тревогу вызвало разрушение упругих прокладок под упорными скобами (после пропуска 5 млн.т брутто было обнаружено около 15% поврежденных прокладок). Основной причиной разрушения упругих прокладок было недостаточное заглубление подрельсовых площадок в железобетонных шпалах. Поэтому одной из первых корректировок конструкции скрепления ЖБР было увеличение заглубления подрельсовых площадок в шпалах до 35 мм. Кроме того, в качестве материала для упругих прокладок был рекомендован полиамид ПА610.
В связи с тем, что в геометрических колеюобразующих размерах элементов скрепления и шпал были заложены в КД льготные допуски, ширина колеи на участке находится в пределах 1524-1532 мм. Максимальное уширение колеи происходило за счет выбора люфтов.
Введение ужесточенных допусков, а также использование упругих прокладок из полиамида, позволило на последующих участках предотвратить уширение колеи сверх 1526 мм.
К числу положительных сторон скрепления ЖБР-65 следует отнести отсутствие выхода клемм, изготовленных ЗАО «Инструмент» из стали 60 С2А с диаметром прутка 17 мм. Не наблюдается угона рельсовых плетей по шпалам. Состояние резиновых подрельсовых прокладок оценивается как удовлетворительное.
Аналогичные результаты первого периода эксплуатации скрепления ЖБР-3 получены и по участкам на Западно-Сибирской ж.д. Как правило, уширение колеи наблюдалось только в первый период эксплуатации. После выбора люфтов (зазоров) между элементами скрепления состояние пути по шаблону стабилизировалось. Усилие затяжки гаек закладных болтов практические не снижается. Как следствие этого угона пути по данным наблюдений за маячными шпалами не наблюдается. Отмеченные недостатки в скреплении ЖБР-3 были устранены при корректировке отдельных элементов скрепления и разработке шпал Ш3 с изменением конфигурации подрельсовых площадок и постановкой изолирующих коробочек из полимерных материалов.
На участках укладки откорректированной конструкции скрепления под индексом ЖБР-65 ширина колеи соответствует техническим нормативам. Не наблюдается выхода металлических элементов скрепления (пружинных клемм и скоб) за исключением клемм на Горьковской ж.д., поставленных Горновским ЗСЖБ. Так, например, по данным Горьковской ж.д. в 2001 г. наблюдались случаи излома клемм в пути в процессе эксплуатации в объеме до 80 штук на 1 км в первый месяц эксплуатации.
Характерной особенностью скреплений, находящихся на всех обследованных участках железных дорог является недостаточное прижатие рельса к основанию. Крутящий момент на гайках закладных болтов находится в пределах 7-12 кгм при норме 18-20 ктм. Недостаточную затяжку гаек болтов можно объяснить нехваткой длины резьбовой части, а также практической невозможностью создания крутящего момента при существующем плече на торцевых ключах при закручивании вручную. Однако и при такой величине «бытовой» затяжки гаек угона плетей на обследованных участках не отмечено.
6. Анализ результатов расчетов пружинной прутковой клеммы скрепления ЖБР-65
Программой освоения выпуска упругих скреплений и железобетонных шпал, принятой на расширенном заседании НТС МПС России (Протокол № 50 от 10.07.2001 г.). Протоколом совещания в МПС за № 48 от 20.04.2001 г. и планом НИОКР предусмотрено проведение полного цикла научно-исследовательских работ по совершенствованию рельсового скрепления
ЖБР-65, в том числе и расчетов упругой клеммы, с целью выявления возможностей ее оптимизации с сохранением в целом конструкции скрепления.
Расчеты выполнялись в соответствии с техническим заданием, разработанным
ВНИИЖТом, двумя независимыми организациями - НО ВНИИЖТ под руководством д.т.н. Исаенко Э.П. и ЗАО «ОНИЦ Перспективные технологии» под руководством к.т.н. Аксенова.
В работе были использованы стандартные пакеты прикладных программ для метода конечных элементов, модели расчета применялись разные. НО ВНИИЖТ применил простой статистический расчет клеммы, установленной на абсолютно жесткое основание. Основными варьируемыми параметрами модели являлись диаметр клеммы и расстояние между закладными болтами. Из расчетов стандартной клеммы ЖБР-65 диаметра 17 мм и монтажном нажатии 2тс получено, что при этой нагрузке максимальные эквивалентные напряжения Мизеса составляют 81,5% от предела пластичности стали 60СХА, а перемещения «усов» - 6,8мм. Результаты расчета противоречат данным многочисленных лабораторных испытаний, которые проводились разными лабораториями ВНИИЖТа.
Согласно этим испытаниям (в том числе полигонным на ЭК ВНИИЖТа):
- выход из строя пружинных клемм ЖБР-65 весьма незначителен и составляет 0,25% (от общего количества) на 100 млн.т. брутто пропущенного груза;
- максимально допустимая сила затяжки клеммы ограничена прочностью резьбы закладного болта, повредить клемму ЖБР-65 установленную в узле скрепления в проектном положении монтажной затяжкой невозможно;
- перемещения «усов» клеммы при монтажной затяжке гайки закладочного болта 18 кгм, что соответствует нагрузке 3тс, составляют 8.7-9.0 мм;
- нажатие на подошву рельса при нормативной затяжке составляет не менее 1200 кгс.
На основании результатов расчета клемм уменьшенного диаметра 16 и 15 мм делается вывод о недопустимости этого в связи с превышением максимальных эквивалентов напряжений Мизеса. С этим утверждением также нельзя согласиться, так как конструкция узла скрепления ЖБР-65 допускает перемещение «усов» как 17-и и 15-и мм клемм на одинаковую величину, при этом сила нажатия на «усы» и эквивалентные напряжения будут больше у 17-и мм клеммы.
Установленная расчетом зависимость параметров клеммы от расстояния между закладными болтами показывает, что при его уменьшении незначительно увеличивается нажатие на подошву рельса (на 100 кгс), однако и эквивалентные напряжения Мизеса увеличиваются.
В качестве результатов анализа проведенных расчетов делается вывод, что стандартная пружинная клемма скрепления ЖБР-65 не может иметь диаметр прутка меньше 17 мм и невозможно улучшить ее эксплуатационные свойства без принципиального изменения конструкции.
В работе была сделана попытка расчета измененной конструкции клеммы, в которой уменьшен ее геометрический размер с 112 до 92 мм. Установлено, что в этом случае для сохранения функциональных параметров клеммы необходимо сближение осей закладных болтов с 230 до 186 мм, чем подтверждается указанная в ТЗ высокая эффективность данного мероприятия.
Основным недостатком работы следует признать не выбор упрошенной расчетной модели, а отсутствие проверки ее адекватности достоверно установленным данным лабораторных исследований, чем в большой степени объясняются значительные расхождения с ними результатов расчетов и невозможность их применения на практике.
Конечноэлементная статическая модель ЗАО «Перспективные технологии», применяемая в расчете, состоит из фрагмента рельса Р65, упорной скобы, полимерной упругой прокладки под упорной скобой, резиновой подрельсовой прокладки, пружинной клеммы, скобы и фрагмента железобетонной шпалы. В расчетной модели учитываются особенности контактного взаимодействия отдельных элементов скрепления, а также с учетом амплитуд напряжений в клемме при проходе колеса. Проведена проверка адекватности модели и ее корректировка на основании данных лабораторных испытаний.
Результаты расчетов имеют несколько завышенные, в пределах 1 - 15%, величины, но не противоречат данным лабораторных и полигонных испытаний. Согласно расчетам:
- пружинная клемма ЖБР-65 диаметром 17 мм имеет близкий к критическому уровень напряжений, поэтому уменьшение ее диаметра с сохранением величины нажатия на рельс 1200 кгс невозможно без изменения конструкции узла ЖБР-65;
- установлены зоны наиболее характерного излома клеммы;
- смещение оси закладного болта позволяет существенно изменить усилие монтажной затяжки и при одной и той же величине нажатия клеммы на рельс мало влияет на уровень максимальных напряжений. Согласно расчетам при прутковой клемме диаметром 16 мм и расстоянию между закладными болтами 220 мм будет обеспечено необходимое нажатие на подошву рельса.
Выводы и предложения:
1. Анализ представленных результатов расчетов показывает невозможность уменьшения диаметра прутковой клеммы без изменения конструкции всего узла скрепления
ЖБР-65.
2. Сближение осей закладных болтов может быть эффективной мерой более рационального использования монтажного нагружения клеммы, но при этом потребуется корректировка КД и увязка с возможностями средств механизации путевых работ, т.е. фактически будет равносильно переходу на новое
скрепление из-за изменения конструкции шпалы.
3. Уменьшение размера клеммы вдоль шпалы (при одновременном уменьшении диаметра клеммы с 17 до 16 мм) потребует корректировки формы клеммы и ухудшит напряженно-деформированное состояние и схему ее работы при выправке пути, так как приведет (при меньшей длине) к увеличению угла наклона клеммы. Поэтому на данном этапе эти изменения конструкции клеммы нецелесообразны.
4. Расчет упругих клемм рельсовых скреплений, впервые проведенный в таком объеме и высоком научно-техническом уровне, показал эффективность и необходимость его применения. В тоже время, без последовательной поэтапной работы по созданию динамической математической модели промежуточного рельсового скрепления, получение достоверных результатов невозможно.
5. Так как разработанные модели могут быть использованы и для расчета других скреплений, необходимо продолжить работу по разработке динамических моделей с расчетами усталостной прочности.
7. Выводы и предложения
Результаты эксплуатации рельсового скрепления ЖБР-65, подтвержденные данными многочисленных комиссионных обследований отдельных участков пути, подтверждают его работоспособность и позволяют заключить, что оно обеспечивает безопасность движения поездов. Общее состояние пути на обследованных участках по данным проходов вагона-путеизмерителя оценивается, в основном, как хорошее и на отдельных километрах как удовлетворительное.
Ширина колеи на первых участках укладки в основном находится в пределах от 1521 до 1530 мм. Уширение колеи наблюдалось в первый период эксплуатации за счет выбора люфтов в элементах скрепления и подрельсовых площадок в железобетонных шпалах, а также за счет смятия и выхода из строя упругих прокладок под упорными скобами.
Пружинные клеммы, изготовленные из прутковой горячекатаной стали 60С2А диаметром 17 мм, обладают необходимыми прочностными свойствами и при соблюдении нормативного крутящего момента на гайках закладных болтов обеспечивают требуемое прижатие рельсов к основанию. На первых опытных участках Горьковской ж.д. выход клемм и угон пути по данным измерений по маячным шпалам не наблюдался.
Выявляемые в процессе сборки и укладки рельсошпальной решетки, а также первого периода эксплуатации отдельные недостатки рельсового скрепления ЖБР-65 оперативно устранялись введением корректировок в нормативно-конструкторскую документацию.
Вместе с тем, с учетом расширения объемов укладки пути со скреплением ЖБР-65 необходимо принять ряд мер, устраняющих недостатки, выявленные в процессе авторского надзора за качеством выпускаемых железобетонных шпал и элементов скрепления, сборкой и укладкой рельсошпальной решетки, а также первого периода эксплуатации.
В качестве мер, улучшающих конструкцию скрепления ЖБР-65, необходимо осуществить следующее:
1) Изменить конструкцию закладных болтов в части устранения недостаточности резьбовой части, а также изменить форму головки и подголовника.
2) Изменить геометрические параметры конструкции скоб (упорной и устанавливаемой на концы клемм) с целью обеспечения нормативной затяжки гаек закладных болтов.
3) Проработать вопрос о возможности установки пружинных клемм в зоне стыков (изменить конструкцию клемм для стыковых шпал или ввести прострожку стыковых накладок).
4) Ужесточить допуски по железобетонным шпалам и элементам скрепления по размерной цепочке колеюобразующих деталей с целью более строгого обеспечения нормируемой ширины колеи при сборке рельсошпальной решетки.
5) Разработать технологию замены инвентарных рельсов на сварные рельсовые плети с использованием существующих механизмов и приспособлений.
6) Отработать технологию ввода плетей в температурный интервал, в т.ч. в кривых малых радиусов.
Почта
28.09.2011, 20:17
12
Похожие темы
Справочник
