САРЖАНОВ Т.С.
Казахский университет путей сообщения
О ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЬСОВЫХ
СКРЕПЛЕНИЯХ
Как известно,
бесстыковой путь с железобетонными шпалами является прогрессивной конструкцией верхнего строения пути, позволяющей
обеспечивать скоростные движения с соблюдением условии безопасности и
комфорта для пассажиров. При всех видах
подвижного состава ликвидация рельсовых стыков на 8-10 % снижает
основное сопротивление движению, на 25-30 % уменьшает расходы на ремонт ходовых
частей вагонов и локомотивов, на 25-35 % сокращает затраты на текущее содержание и ремонт пути, продлевает сроки службы рельсов,
шпал, скреплений, что дает возможность использования не менее 90 % элементов
верхнего строения пути для повторной укладки [1].
Успешная эксплуатация бесстыкового пути и
расходы на его содержание во многом зависят от типов промежуточных рельсовых
скреплений. На магистральных железных дорогах Республики Казахстан
использовались различные типы промежуточных рельсовых скреплений: костыльное -
на участках пути с деревянными шпалами, внедрение которых было начато при
строительстве первых железных дорог в РК; протяженность его с этим скреплением
составляет 63,3% от длины развернутых главных путей; клеммно-болтовое
(КБ) - на участках пути с железобетонными шпалами, применяется с 1964 г.,
протяженность его с этим скреплением составляет 33,3%; упругие пружинные
промежуточные рельсовые скрепления W14 и ЖБР-65 внедряются соответственно с
1997 г., и 2003 г., протяженность пути с этими скреплениями составляют 3,2 % и
0,2 %. На стадии внедрения упругое промежуточные рельсовое скрепление АРС КПП-5
(прототип Sb - 3). Их оценка неоднозначна как у
конструкторов и исследователей, так и у путейцев-эксплуатационников. Она
зависит, в частности, от субъективных факторов, условий работы и уровня
текущего содержания.
Для объективной оценки характеристик
конструкций, определения сфер укладки, а при необходимости и доработки,
например, в России на экспериментальном кольце ВНИИЖТа
в 2004 г. начаты сравнительные испытания двух опытных участков пути с серийными
скреплениями КБ-65, ЖБР-65 и АРС-4. Они выполняются на II кольцевом пути при
движении поезда весом около 10 тыс. т (100 грузовых вагонов) с осевыми
нагрузками до 30 тс и скоростью 70 км/ч [2]. По опытным участкам наработано
около 200 т брутто тоннажа. Получены следующие результаты.
Скрепление
КБ-65. В кривой уширение наблюдалось уже после
наработки 10 млн. т брутто тоннажа и продолжалось до наработки 200 т. При
первой ревизионной проверке со снятием рельсов (наработка 113,4 т груза брутто)
установлено, что уже после наработки 95,5 т средняя ширина колеи Scp составила 1538,8 мм при максимальной Smax = 1542 мм и среднеквадратическом отклонении
σs = 1,98 мм. Основная причина
- срез наружных кромок резиновых нашпальных прокладок
ЦП 328 как наружной, так и на внутренней рельсовых нитях. Ширина колеи
регулировалась посредством замены дефектных нашпальных
прокладок новыми. Всего за время наработки до 200 млн.
т груза произошло 126 отказов этих прокладок, т.е. 63 % общего количества.
Кроме того, было 27 отказов (13 %) подрельсовых
прокладок ОП 318. Среднее состояние подрельсовых
прокладок по принятой четырехбалльной шкале оценено в
2,86 балла при предельном уровне 2,5 единицы. На бесстыковом пути с железобетонными шпалами к моменту
ревизионной проверки со снятием плетей бесстыкового пути (наработка 151,3 т
груза брутто) средняя ширина колеи Scp
составила 1525,9 мм, отличаясь от первоначальной на + 5 мм. Вышли из
строя 12 подрельсовых прокладок ОП 318 (2 %). Их
среднее состояние оценено в 3,6 балла. Из-за изломов в подрельсовой
части также заменены 27 (4,5 %) подкладок. Отказов других элементов не
отмечено.
Кроме регулировки ширины колеи и выправки стыков
в кривой, на обоих участках подтягивали клеммные и
закладные болты, затяжка которых быстро ослабевала в первый период работы.
Скрепление
АРС-4. Во время первой ревизии установлено, что
в кривой после наработки 95,5 т груза брутто ширина колеи составила в среднем Scp = 1536, 6 мм при максимальной Smax = 1542 мм и среднеквадратическом отклонении
σs = 1,98 мм. Уширение колеи в
первую очередь связано с отказом всех наружных изолирующих уголков на обеих
рельсовых нитях. После наработки 113,4 т груза уголки заменены, однако их
отказы и связанное с этим уширение колеи продолжились. Наработка до отказа
уголков в кривой радиусом 400 м не превысила 50 т груза брутто.
За период наработки до 200 млн. т груза брутто в
кривой, кроме изолирующих уголков, вышли из строя четыре пружинных клеммы (1 %)
и 13 подрельсовых прокладок ЦП 204А (6 %). Состояние последних оценено в 3,09 балла. На прямом
участке бесстыкового пути после наработки 151,3 т груза брутто средняя ширина
колеи была равна 1526,1 мм и отличалась от первоначальной на + 4,9 мм.
Произошло 52 отказа изолирующих угонов (5 %) и 95 отказов подрельсовых
прокладок ЦП 204А (17 %). Состояние этих прокладок оценено в 2,84 балла.
Скрепление
ЖБР-65. При первой ревизионной проверке со снятием рельсов
установлено, что после наработки 95,5 т груза брутто ширина колеи в кривой
составила: Scp = 1533, 6 мм, Smax = 1544 мм, σs
= 4,53 мм. Уширение колеи в основном связано с состоянием упругих подрельсовых прокладок ЦП 369 производства ЗАО «Литмашдеталь»: вышло из строя 169 шт. (42 %); износ достиг
в среднем 2,35 мм, а 16 шт. полностью разрушились. После их замены на упругие подрельсовые прокладки ЦП, изготовленные НПП «АпАТэК», испытания продолжены. Кроме того, на этом участке
произошло 13 отказов (6 %) подрельсовых прокладок ЦП
204А (уложены вместо прокладок ЦП 204, предусмотренных
проектом). Их состояние в среднем оценено в 3,34 балла. После ревизии прокладки
на одном звене заменены типовыми ЦП 204 из резиновой смеси 18730. За время
наработки до 200 т груза брутто в кривой отказала одна пружинная клемма (0,25
%).
На бесстыковом после
наработки 151,3 млн. т груза брутто средняя ширина колеи была равна 1522,3 мм и
отличалась от первоначальной на +2,6 мм. Вышло из строя 199 (36
%) подрельсовых прокладок ЦП 204. Их состояние
оценено в среднем в 2,69 балла.
Как
и при скреплении КБ-65, на участке с ЖБР-65 выправлен путь в стыках и подтянуты
гайки закладных болтов. Основные результаты испытаний после наработки по
опытным участкам 200 млн. т груза брутто приведены в таблице 1.
Таблица
1 - Основные результаты испытаний промежуточных рельсовых скреплений
|
Наименование
показателей |
В кривой радиусом 400
м |
На прямой (бесстыковый путь) |
||||
|
АРС-4 |
КБ-65 |
ЖБР-65 |
АРС-4 |
КБ-65 |
ЖБР-65 |
|
|
Средняя ширина колеи, мм* |
1536,6 |
1538,8 |
1533,6 |
1526,2 |
1525,9 |
1522,3 |
|
Среднеквадратическое отклонение, мм |
2,67 |
1,98 |
4,53 |
2,33 |
1,99 |
1,69 |
|
Средняя подуклонка
рельсовых нитей: наружной; |
|
|
|
|
|
|
|
1/23,6 |
1/21,1 |
1/21,5 |
1/24,9 |
1/23,4 |
1/19,8 |
|
|
внутренней |
1/33,8 |
1/28,3 |
1/29,5 |
1/18,7 |
1/18,6 |
1/17,3 |
|
Отказ элементов рельсовых скреплений всего, шт. |
211 |
102 |
183 |
147 |
39 |
199 |
|
Отказ резиновых прокладок / в |
|
|
|
|
|
|
|
т.ч. подрельсовых
прокладок, шт. |
7/7 |
102/0 |
13/13 |
95/95 |
12/12 |
199/199 |
|
Отказ полиамидных элементов (изолирующих уголков, упругих подрельсовых
прокладок), шт. |
200 |
- |
169 |
52 |
- |
0 |
|
Отказ металлических элементов (подрельсовых
прокладок КБ, пружинных клемм АРС, ЖБР), шт. |
4 |
0 |
1 |
0 |
27 |
0 |
|
Средняя оценка состояния резиновых подрельсовых прокладок, балл |
3,27 |
2,95 |
3,34 |
2,84 |
3,60 |
2,69 |
|
Боковой износ рельсов, мм |
1,6 |
1,61 |
3,19 |
- |
- |
- |
|
Замена дефектных рельсов, шт. |
- |
- |
1 (деф.
21.2) |
- |
- |
- |
|
* Для кривой данные
указаны после наработки 95,5 т брутто; для прямой бесстыкового пути - после
наработки 151,3 т |
||||||
Таким
образом,
1.
Все испытываемые промежуточные рельсовые скрепления зарекомендовали себя
положительно на прямых участках бесстыкового пути, где они обеспечивают
необходимую стабильность колеи и закрепление рельсов от угона.
2.
В кривой малого радиуса скрепления КБ-65, АРС-4 и ЖБР-65 работают плохо. В
таких кривых, а также при обращении тяжеловесных поездов необходимо применять
первосортные материалы для изготовления элементов промежуточных рельсовых
скреплений. Наиболее слабая деталь у АРС-4 изолирующий уголок, у КБ-65 – нашпальные прокладки ЦП-328, а у ЖБР-65 - подрельсовые прокладки ЦП-204. Срок службы их значительно
меньше, чем пути в целом. Первосортные материалы планируются использовать на
последующих этапах полигонных испытаний.
З.
По стабильности подуклонки рельсовых нитей
предпочтительнее скрепления КБ-65. Более интенсивное изменение подуклонки при бесподкладочных
скреплений связано с меньшей жесткостью и быстрым износом подрельсовых
прокладок резиновых.
Литература
1.
Рабчук С.А., Виногоров Н.П.
Перспективы бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство, 2001. - № 4. – С.
2-4.
2.
Селезнева Н.Е., Радыгин Ю.Н., Кузнецов В.В., Новгородова Н.Г. Какое скрепление лучше // Путь и путевое
хозяйство, 2005. - № 1. – С. 5-6.