Грузоподъёмность железнодорожных рельсов зависит от типа рельса, способа укладки пути и нормативных требований. Ниже — ключевые параметры.
1. Пропускная способность (по типу рельса)
Это суммарный тоннаж, который рельс способен пропустить за срок службы (измеряется в млн тонн брутто).
Р50: до 400 млн т (при звеньевой укладке);
Р65: до 600 млн т (звеньевой путь), до 700 млн т (бесстыковой путь);
Р75: до 700 млн т (звеньевой), до 800 млн т (бесстыковой).
Примечание: бесстыковой путь повышает пропускную способность за счёт уменьшения динамических нагрузок.
2. Нагрузка на ось вагона
Это ключевой эксплуатационный параметр: максимальный вес, приходящийся на одну ось колёсной пары при стоянке поезда. В России норматив — 25 тонн на ось.
На один рельс в статике приходится 12,5 т (половина от осевой нагрузки).
При движении со скоростью 140 км/ч динамическая нагрузка на рельс может возрасти до 18 т из‑за колебаний.
3. Контактные напряжения
В зоне контакта колеса с рельсом возникают высокие локальные нагрузки:
сжимающие напряжения в головке рельса;
растягивающие напряжения в подошве рельса — до 800–2200 кг/см² при скоростях 140 км/ч.
4. Факторы, влияющие на несущую способность
Тип подрельсового основания: железобетонные шпалы увеличивают жёсткость, деревянные — лучше амортизируют.
Балластный слой: щебень распределяет нагрузку и обеспечивает дренаж.
Температура: в бесстыковом пути температурные напряжения могут усиливать растягивающие усилия.
Качество рельсовой стали: маркировка «В» (высшее качество) гарантирует ресурс до 1100 млн т.
5. Нормативы и стандарты
ГОСТ Р 51685‑2013 регламентирует требования к геометрии, прочности и маркировке рельсов.
Допустимый износ (боковой, вертикальный) строго контролируется для предотвращения отказов.
Итог:
Рельс Р65 в бесстыковом пути выдерживает до 700 млн т суммарного тоннажа.
Максимально допустимая статическая нагрузка на один рельс — 12,5 т (при осевой нагрузке 25 т).
В динамике нагрузка может возрастать до 18 т на рельс.
