[05-2010] Регулировка ширины колеи на железобетонных надрельсовых основаниях

[Admin]

Регулировка ширины колеи на железобетонных надрельсовых основаниях

Н.Д. КРАВЧЕНКО, В.М. КРУГЛОВ, доктора техн. наук, Ю.Н. АКСЁНОВ, А.Ю. БОГАЧЁВ, кандидаты техн. наук

Известно, что в 1970-е годы на отечественной сети магистральных железных дорог осуществлен переход от дифференцированной ширины рельсовой колеи к унифицированной размером 1520 мм для прямых и кривых участков. Это стало возможным благодаря выполнению следующих мероприятий:

исключение из оборота двухосных вагонов;

использование двух-, трех- и четырехосных тележечных экипажей соответственно в четырех-, шести- и восьмиосных вагонах;

переход на электровозную и тепловозную тягу;

массовое внедрение рельсов Р50, Р65 и железобетонных шпал.

Однако в последующие годы с ростом грузонапряженности, увеличением вагонных нагрузок и скоростей движения поездов интенсивно начали проявляться негативные последствия унификации, прежде всего повышенный боковой износ головки рельсов и гребней ко-
лес подвижного состава в кривых участках пути как с железобетонными, так и деревянными шпалами.

Как выход из положения в начале 2000-х годов в кривых участках пути с малыми радиусами и железобетонными шпалами было решено перейти на дифференцированную ширину рельсовой колеи, используя в переходных кривых специальные шпалы с пошаговым отводом (2 мм) ширины колеи. Эксплуатационные испытания этой конструкции на дорогах со скреплениями КБ, ЖБР, АРС дали положительные результаты прежде всего по снижению интенсивности бокового износа головки рельсов и гребней колес подвижного состава. Однако при такой регулировке ширины колеи существенно возрастают стоимость и трудовые затраты, усложняется технология выполнения работ.

МИИТом предложены и запатентованы (патенты №№ 2267569, 2373318) для пути с железобетонными подрельсовыми основаниями конструкция промежуточного рельсового скрепления и способ плавного (в соответствии с действующими нормативами) отвода рельсовой колеи как на уширение, так и на сужение.

На рис. 1 для пути с железобетонными подрельсовыми основаниями, представлены два варианты узла скрепления с композитными вкладышами. На рис. 1,а вариант, где рельсовая нить с обеих сторон имеет композитные вкладыши одинаковой ширины, например, 12 мм. Он приемлем как для прямых участков пути, так и для круговых кривых, но для переходных кривых не подходит. Необходимо сочетание конструктивных элементов узла скрепления и железобетонной шпалы, при котором одну и ту же шпалу можно было бы использовать на прямых участках, в переходных и круговых кривых, т.е. унифицированно применительно к условиям возможности регулировки ширины рельсовой колеи с 1520 до 1535 мм.

Наиболее простым техническим решением является устройство на подрельсовых площадках железобетонных шпал расширенного пространства между боковыми упорами подошвы рельса. В качестве боковых упоров целесообразно при нять замоноличиваемые в заводских условиях в бетон шпал металлические анкеры (например, по образцу скрепления АРС). Расстояние Ln между вертикальными поверхностями анкеров со стороны рельсовых нитей составляет

Постановлением научно-технического совета ОАО «РЖД» в ноябре 2009 г. принято решение об изменении номинальных значений ширины рельсовой колеи: для прямых и кривых радиусом до 650 м — 1520 мм; для кривых радиусом от 651 до 350 м — 1530 мм, а для кривых радиусом 349 м и менее — в соответствии с действующими нормативами. Действующими же нормативами для этих условий предусмотрена ширина колеи 1535 мм для деревянных шпал, а для железобетонных

— 1520 мм. Здесь требуемую ширину колеи 1535 мм предусматривается обеспечивать набором железобетонных шпал с пошаговым в 2 мм изменением ширины колеи с 1530 до 1535 мм, что, как было отмечено выше, неэффективно по сравнению с набором для этих целей композитных вкладышей.

При существующей технологии сборки рельсошпальной решетки на базах ПМС в прямых участках пути после замены инвентарных рельсов бесстыковыми плетями очень часто колея заужается (до 1515 мм и менее), т.е. сужение выходит за пределы 1518 мм (допуск ±2 мм при замене инвентарных рельсов плетями).

Кроме того, указанным выше постановлением минимальное значение ширины колеи для прямых участков принято 1516 мм, что соответствует допуску при эксплуатации +8 мм; -4 мм. В этой связи целесообразно принять для сборки на базах звеньев рельсошпальных решеток как для прямых, так и кривых участков с шириной колеи 1522 вместо 1520 мм.

В кривых участках пути, как известно, в начальный период эксплуатации за счет выборки люфтов наблюдается уширение колеи. В этой связи целесообразно для круговых кривых при номинальных значениях ширины колеи 1530 и 1535 мм соответственно принять 1528 и 1534 мм.

Количество шпал с одинаковой шириной вкладышей не должно быть менее пяти. Уклоны при отводе ширины колеи должны соответствовать тре-
бованиям действующих нормативов.

С учетом откорректированных значений ширины колеи для прямых участков 1522 мм, а для круговых кривых в диапазоне радиуса от 650 до 350 м и радиусом менее 349 м соответственно 1528 и 1534 мм расстояние между боковыми упорами подошвы рельсовых нитей (с учетом ширины вкладышей) на железобетонных шпалах (рис. 2) должно быть: Ln = 182 мм при рельсах Р65 и Ln = 164 мм при Р50.

Причем значения Ln постоянны при соответствующих рельсах для прямых, круговых и переходных кривых.

При разработке промежуточного скрепления предусматривалось условие исключения внецентренности передачи нормируемой нагрузки от узла скрепления на шпалу при размещении вкладышей различной ширины и возможности регулировки положения рельсовых нитей по высоте.

Особенностью данного скрепления является то, что клеммные болты с Т-образными головками контактируют с металлическими анкерами по закругленной поверхности, а верхняя ветвь прутковой клеммы имеет также закругленную вогнутую поверхность. Между гайками на закладных болтах 3 и верхними ветвями клемм 2 предусмотрены центрирующие элементы 4. Такое сочетание взаимодействующих элементов при затяжке гайки на болте 3 исключает эксцентриситет передачи
вертикальной нагрузки при размещении между вертикальными поверхностями подошвы рельса и анкеров различной ширины L вкладышей (см. рис. 1,6).

На рис. 1,в приведен вариант регулировки по высоте одной рельсовой нити относительно другой, где также исключается эксцентриситет передачи вертикальной нагрузки.

Принимая во внимание, что внутренняя рельсовая нить кривой работает в облегченных условиях по сравнению с наружной, варьируя набором вкладышей с шагом 2 мм, первоначально изменяем на ней ширину колеи с 1522 до 1528 мм. Затем аналогичные операции проводим для наружной нити, обеспечивая при этом увеличение ширины колеи с 1528 до 1534 мм.

По приведенной в таблице схеме регулировки ширины колеи как при сборке рельсошпальной решетки, так и при замене инвентарных рельсов на бесстыковые плети представилось возможным в реальных условиях определять места положения переходных и круговых кривых с погрешностью, не превышающей расстояния между осями шпал при эпюре 2000 шт/км, т.е. 500 мм.

Материалом для изготовления электроизолирующих вкладышей могут быть полиамид ударопрочный (ПА УП), производимый в России, а также полиуритановый эластомер (Elastollan), выпускаемый в Германии, которые хорошо себя зарекомендовали при испытаниях аналогичных изделий железнодорожного пути со скреплениями АРС в условиях полигонных испытаний на Экспериментальном кольце.

Для плавной регулировки ширины рельсовой колеи с 1522 до 1534 мм достаточно четырех разновидностей вкладышей по их ширине, а именно 12, 14, 16 и 18 мм. К тому же вкладыши шириной 12 и 18 мм отличаются еще тем, что второй в 1,5 раза шире первого, однако они оба могут быть черного цвета. Вкладыши шириной 14 и 16 мм могут дополнительно отличаться цветами. Например, первый может быть желтым, а второй — зеленым.

Целесообразно принять, чтобы сочетание в узлах скрепления вкладышей в пути для прямых участков было постоянным: с наружной стороны — шириной 18 мм, а с внутренней стороны обеих рельсовых нитей — 12 мм.

Все звенья на базе ПМС предусматривается собирать с имитацией ширины рельсовой колеи под прямые участки.

При замене инвентарных рельсов бесстыковыми плетями отвод уширения с прямого участка в первой переходной кривой до 1528 мм (ширина рельсовой колеи для кривых с радиусами от 651 до 350 м) предусматривается по внутренней рельсовой нити. При этом в круговой кривой вкладыши шириной 18 мм
предусматривается размещать со стороны оси пути, а шириной 12 мм — с наружной стороны. По наружной рельсовой нити вкладыши шириной 12 мм — со стороны оси пути, а шириной 18 мм — с наружной стороны.

На участках кривых радиусом менее 350 м ширина колеи в круговой кривой составляет 1534 мм. Здесь уже по внутренней и наружной рельсовым нитям вкладыши шириной 18 мм предусмотрены со стороны оси пути, а шириной 12 мм — с наружной стороны.

По второй переходной кривой набор и размещение вкладышей нацелены на сужение колеи. Фактически это зеркальное отображение их размещения на первой переходной кривой на уширение. При этом длины переходных кривых, как правило, разные.

Очередность размещения вкладышей при отводах рельсовой колеи с 1522 до 1534 мм приведен в таблице.

Предложенный вариант регулирования ширины рельсовой колеи в пути с железобетонными подрельсовыми основаниями выгодно отличается по трудовым затратам от аналогичной операции в пути с деревянными шпалами. Здесь отпадает необходимость в сверлении не менее четырех отверстий с обработкой их стенок антисептиком против
гниения. Кроме этого, затраты на полный демонтаж и монтаж узлов промежуточного скрепления исключаются в пути с железобетонным подрельсовым основанием. Трудовые затраты при выполнении аналогичной работы в пути с деревянными шпалами возрастают не менее чем в 5 раз.

Приведенный способ регулирования ширины колеи с использованием композитных вкладышей четырех разновидностей по ширине выгодно отличается от способа пошаговой регулировки с использованием железобетонных шпал по следующим основным показателям:

унификация железобетонных шпал, изготавливаемых с учетом приведенных на рис. 1,6 и 2 особенностей, для использования в прямых участках, переходных и круговых кривых, включая ширину колеи 1535 мм;

исключение необходимости приобретать металлические формы для дополнительного изготовления семи разновидностей железобетонных шпал под ширину колеи 1522, 1524, 1526, 1528, 1530, 1532 и 1534 мм;

существенное упрощение технологии работ при использовании в обороте изделий (четырех композитных вкладышей массой менее 2,5 кг на одну шпалу по сравнению железобетонными шпалами массой 270 кг каждая) при сборке рельсошпальной решетки, замене инвентарных рельсов бесстыковыми плетями, сортировке, транспортировке и других сопутствующих работах, текущем содержании пути и его ремонтах;

возможность в реальных условиях на местности определять положение переходных и круговых кривых с погрешностью, не превышающей расстояние между осями шпал при эпюре 2000 шт/км, т.е. 500 мм.

Предложенный способ регулирования ширины колеи и принципиальная схема промежуточного скрепления приемлемы и для стрелочных переводов с железобетонными брусьями. Предусматривается также возможность использования варианта безрезьбового промежуточного скрепления.

[СЦБот]

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

Перенес: Admin