Теоретически температурно-напряженный режим работы плетей бесстыкового пути не зависит от их длины. При достаточном погонном сопротивлении перемещению каждая плеть имеет так называемые «дышащие» концы, на протяжении которых силы погонного сопротивления «накапливаются» до величины продольной силы, соответствующей разнице фактической температуры рельса и температуры его закрепления. Далее плеть остается неподвижной, какой бы длины она не была.
В развитых странах Запада применяют такой бесстыковой путь, при котором стрелочные переводы также вваривают в бесконечные плети. «Разрывы» делают, как правило, только на мостах с устройством уравнительных приборов. Требуемое погонное сопротивление обеспечивается упругими промежуточными скреплениями с линейной зависимостью усилия прижатия от деформации 10 мм и более (NABLA, PANDROL, VOSSLOH и др.). Они не нуждаются в дополнительном обслуживании и надежно прижимают подошву рельса к основанию.
На высокоскоростных участках TGV, INTERCITY и других системы сигнализации и автоблокировки работают без традиционных рельсовых цепей с изолирующими стыками. Тем не менее на путях, уложенных ранее, такие стыки есть, но без уравнительных пролетов, так как сопротивление сдвигу в них достаточно для восприятия температурных и тормозных сил. Наиболее распространены клееболтовые стыки, которые изготавливают с короткими (от 3 м) кусками рельсов, а затем вваривают в плети. Имеются высокопрочные изостыки, которые собирают непосредственно в пути или рядом с ним с последующим ввариванием в плети. Сопротивление таких стыков сдвигу на железных дорогах Западной Европы составляет 1,6—1,8 МН, чего для бесстыкового пути с надежными упругими скреплениями в более мягком, нежели в России, климате оказывается достаточно. Плети вводят в расчетный температурный интервал в основном при помощи гидравлических устройств.
На Российских железных дорогах, напротив, средняя длина плетей около 500 м, уравнительных пролетов — около 40 м и «дышащих» концов плетей — от 50 м до ПО (и более) с каждой стороны. Поэтому отношение протяженности средних частей плетей, где уровень динамического взаимодействия пути и подвижного состава наименьший, к протяженности зон уравнительных пролетов и «дышащих» концов составляет 3:1. В этих зонах выход из строя элементов верхнего строения значительно больше:
- рельсов — в 10—12 раз,
- подкладок — в 2 раза,
- напшальных и подрельсовых прокладок — в 1,8—2,2 раза,
- пружинных шайб — в 1,8 раза.
А затраты на текущее содержание достигают 80% общих затрат на содержание бесстыкового пути.
До последнего времени широкое применение «сверхдлинных» плетей сдерживалось следующими причинами:
1) несовершеством промежуточных скреплений типа КБ;
2) необходимостью
обеспечить работу автоматической сигнализации и
автоблокировки;
3) сложностью введения
плетей в расчетный температурный интервал;
технологией
ремонтов пути.
Одно из важнейших условий безотказной работы бесстыкового пути — создание необходимого погонного сопротивления перемещению рельсов относительно шпал или рельсов вместе со шпалами относительно балласта. Сдвиг рельсошпальной решетки относительно балластного слоя происходит редко и может возникать при значительных отступлениях от нормативов в очертании балластной призмы и степени ее уплотнения. Перемещению рельсов относительно шпал препятствуют клеммы, а при скреплении КБ65 — еще закладные болты. Скрепление КБ надежно «сопротивляется» уширению колеи и раскантовке рельсов, но требует значительных затрат труда на периодическое
-90-
подтягивание гаек клеммных и закладных болтов — 25—30% общих затрат на текущее содержание бесстыкового пути. При грузонапряженности примерно 40 млн. т*км брутто на 1 км в год в течение года их нужно как минимум 2 раза подтягивать в середине плетей и 3 раза — на концах и уравнительных рельсах. При нарушении этой периодичности или низкокачественной работе на участках со «сверхдлинными» плетями будут возникать необратимые деформации.
Во многих странах упругие скрепления на железобетонных шпалах бесподкладочные (PANDROL, RN, VOSSLOH, NABLA и др.), так как прочности бетона достаточно, чтобы воспринимать нагрузку от рельса без распределения на большую площадь. Скрепления, как правило, нераздельные, резьбовых соединений мало. Такие конструкции хорошо зарекомендовали себя в самых различных эксплуатационных условиях.
У нас разработаны и находятся на разных стадиях внедрения несколько следующих конструкций упругих промежуточных скреплений.
Подкладочное скрепление типа КБ с упругими прутковыми клеммами типа ОП 105 (внешне похожи на клеммы типа Ski 12-32 Vossloh). Ожидаемые сферы применения — линии с высокими грузонапряженностью и осевыми нагрузками, кривыми малых радиусов, а также стрелочные переводы. Эксплуатационные испытания начаты на Октябрьской дороге, где в 1994 г. заложили три опытных участка, в том числе участок пути со скоростями 160/80 км/ч и грузонапряженностью 49,2 млн. т*км брутто на 1 км в год и стрелочный перевод на железобетонных брусьях, где скорость по прямому направлению 100/80 км/ч, а грузонапряженность 20 млн. т*км брутто на 1 км в год. К концу 1997 г. максимальная наработка составила 150 млн.т груза. Клеммы работают стабильно, сила прижатия подошвы рельса не уменьшается.
Выпуск прутковых пружинных клемм типа ОП 105 освоен на двух российских предприятиях. В этом скреплении остается закладной болт с двухвитковой шайбой, который нужно периодически подкреплять, хотя он ослабляется с меньшей интенсивностью, чем клеммный. Одна из основных причин малоэффективного использования ПМГ при закреплении закладных болтов — их проворачивание из-за разрушения бетонных упоров для головок болтов в гнездах шпал. Для предотвращения этого можно установить закладные шайбы седловинной формы или пластмассовые «коробочки», которые защищают упоры в гнезде шпалы от разрушения.
Бесподкладочное скрепление с прутковой пружинной клеммой типа ЖБР-3.
Ожидаемые сферы применения — участки с грузонапряженностью до 40 млн. т*км брутто на 1 км в год, с невысокими средними осевыми нагрузками. Изготовлена опытная партия шпал и скреплений на 2 км пути, которую запланировано уложить на Горьковской дороге в начале сезона летних работ 1998 г.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.