CC BY
53
Н.Л. Рябченок, Т.Л. Алексеева, Л.А. Астраханцев и Л.А. Астраханцев, Н.М. Астраханцева : опубл. 1995,
др. : опубл. 2011, Б.И., № 24. Б.И., № 6. 10. Патент 2030084 Российская Федерация. Устройство регулирования мощности на т-фазной нагрузке /
УДК 625.144.6 Косенко Сергей Алексеевич,
д. т. н., профессор кафедры «Путь и путевое хозяйство», Сибирский государственный университет путей сообщения, г. Новосибирск, тел. +7-913-793-11-71, e-mail: kosenko.s.a@mail.ru
Шаньгин Руслан Валерьевич, главный инженер Службы пути Западно-Сибирской железной дороги, тел. +7-906-193-33-23, e-mail: shanginrv@wsr.ru Шуругин Александр Сергеевич, начальник отдела механизации Службы пути Западно-Сибирской железной дороги,
тел. +7-913-952-63-16, e-mail: assn54@mail.ru Акимов Сергей Сергеевич, кафедра «Путь и путевое хозяйство», Сибирский государственный университет путей сообщения, тел. +7-965-821-60-20, e-mail: ak_s_s@mail.ru
МЕТОД СМЕНЫ ТЕМПЕРАТУРНО ЗАЖАТЫХ УРАВНИТЕЛЬНЫХ РЕЛЬСОВ
БЕССТЫКОВОГО ПУТИ
S. A. Kosenko, R. V. Shangin, A. S. Shurugin, S. S. Akimov
METHOD OF CHANGING THE TEMPERATURE CLAMPED EQUALIZING RAILS
ON CONTINUOUS WELDED RAIL
Аннотация. В статье рассмотрен ресурсосберегающий метод смены уравнительных рельсов бесстыкового пути, зажатых вследствие температурных напряжений, с применением гидравлического устройства для замены рельсов (УЗРГ).
Смена таких рельсов в весенний и осенний периоды является особенностью текущего содержания бесстыкового пути при больших годовых перепадах температур.
Существующая технология работ по смене рельсов при отсутствии зазоров предусматривает удалять зажатый рельс после вырезки его частей газопламенной резкой, что приводит к его разрушению и невозможности дальнейшего использования с сохранением прежних параметров.
Данные проблемы разрешаются при использовании гидравлического устройства для замены рельсов (УЗРГ), позволяющего за счет мощной гидравлики раздвинуть рельсы в стыке и сдвинуть в сторону на ширину пера рельса. После этого уравнительный рельс меняется без деформаций по стандартной технологии и на его место укладывается более короткий.
Ключевые слова: бесстыковой путь, уравнительный рельс, гидравлическое устройство для замены рельсов.
Abstract. In the article resource-saving method of changing equalizing rails on continuous welded rail clamped due to thermal stress, with the use of a hydraulic device to replace the rails (UZRG) is considered.
The change of such rails in the spring and autumn is a feature of the ongoing maintenance of continuous welded rail with large annual temperature variations.
The current technology of rails shift with no gaps provides removing the squeezed rail after cutting its parts with flame cutting, which leads to its destruction and the impossibility of further use with the same settings.
These problems have been solved by the use of a hydraulic device to replace the rails (UZRG) that allows for the powerful hydraulics to push the rails in the junction and move aside on the of width of the rail pen. After that the equalizing rail is changed without strain by standard techniques and a shorter one is put in its place.
Keywords: continuous welded rail, equalizing rail, hydraulic device to replace the rails.
Введение
Бесстыковой путь, или «бархатный» путь, как его называют в народном обиходе, получил широкое распространение как в мировой практике, так и на сети железных дорог Российской Федерации.
Началом укладки бесстыкового пути в России считается 1949 год, но широкая укладка бесстыкового пути началась лишь с 1960-х годов, и к 1963 году его протяженность составляла около 2,2 тыс. км. С тех пор полигон бесстыкового пути ежегодно расширяется. Такая тенденция наблюдается в том числе и за счет расширения сферы его применения в кривых малого радиуса, а также в регионах с суровым климатом. Так, в своей статье А. В. Целько, вице-президент ОАО «РЖД», отме-
чает, что протяженность бесстыкового пути по главным путям ежегодно возрастает на 3,0-3,5 тыс. км [1] и на начало 2014 года достигла 86,7 тыс. км (70 % от развернутой длины главных путей) [2].
Широкое распространение бесстыкового пути оправдано, поскольку такая конструкция пути является наиболее прогрессивной в сравнении со звеньевым путем, что объясняется целым рядом его преимуществ [3].
Эксплуатация бесстыкового пути позволяет повысить плавность и комфортабельность движения поездов без толчков и лишней тряски, снизить уровень шума от проходящих поездов [3]. С технической точки зрения содержание такого пути позволяет улучшить показатели динамического
взаимодеиствия пути и подвижного состава, увеличить межремонтные сроки технических средств, уменьшить расходы на тягу поездов вследствие снижения основного сопротивления их движению, повысить надежность работы тяговых и сигнальных электрических цепеИ, снизить расходы металла для стыковых скреплений [4]. ТакоИ подход в ОАО «РЖД» РФ и АО «НК КТЖ» Казахстана является основой ведения путевого хозяйства [5].
Главной опасностью эксплуатации бесстыкового пути является то, что при изменении температур в нем воникают значительные продольные усилия [6].
В случае повышения температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления в них возникают продольные силы сжатия, которые при определенной величине могут создать опасность выброса пути. При понижении температуры возникают растягивающие силы, которые также при достижении определенной величины могут вызвать излом плети и образование большого зазора, угрожающего безопасному пропуску поезда, или разрыв рельсового стыка из-за среза болтов [4].
В силу таких обстоятельств, при невозможности сварки рельсовых стыков между рельсовыми плетями, независимо от их длины, при отсутствии изолирующих стыков должны быть уложены две или три пары уравнительных рельсов, соединенных обычным способом, т. е. при помощи стыковых накладок [6]. При этом устраиваются стыковые зазоры между концами рельсов, которые предназначены для компенсации изменения длины концевых участков плетей [6].
Эксплуатация бесстыкового пути в районах с суровыми климатическими условиями и большим перепадом температур воздуха летом и зимой создает дополнительные трудности в содержании такого пути.
Особенностью текущего содержания бесстыкового пути при больших годовых перепадах температур является смена уравнительных рельсов различной длины в весенний и осенний периоды для компенсации значительных изменений длины рельсовых плетей при изменении температуры [6].
Существующая технология смены
уравнительного рельса
В летний период, при высоких температурах, вследствие температурного расширения рельсов, все стыковые зазоры закрываются, и отсутствует возможность их разгонки.
В силу различных причин не всегда удается своевременно сменить стандартный уравнительный рельс на укороченный.
Существующая технология работ по смене рельсов при отсутствии зазоров предусматривает удалять зажатый рельс после вырезки его частей газопламенной резкой (рис. 1), что приводит к его
разрушению и невозможности дальнейшего использования с сохранением прежних параметров. Фактически извлекаемый рельс превращается в металлолом.
Рис. 1. Последовательность вырезки части рельса газопламенной резкой
Кроме того, в бригаду для смены рельсов должен быть назначен газорезчик, что влечет за сбой определенные трудности в период массовой смены уравнительных рельсов.
На сегодняшний день существуют специальные устройства для разгонки рельсовых стыков - разгонщики гидравлические (рис. 2). Данные устройства позволяют раскрыть стык между рельсами, в которых отсутствуют температурные напряжения, но не позволяют создать и зафиксировать зазор при условии зажатия рельса в пути и обеспечить возможность его смены.
Рис. 2. Гидравлический разгонщик РН-04
Новая технология смены уравнительного рельса
Данные проблемы разрешаются при использовании гидравлического устройства для замены рельсов УЗРГ (рис. 3), которое впервые было
Транспорт
ш
предложено тогда еще главным механиком Сузун-ской дистанции пути А. С. Шуругиным [7].
Параметр Величина
Габариты: - Длина - Ширина - Высота 1685 мм 1030 мм 429 мм
Тип рельсового захвата клиновой
Тип привода гидроцилиндр
Источник давления в гидросистеме насос ручной НРГ-7035Р
Рабочая среда минеральное масло
Номинальное давление гидросистемы 70 МПа
Расчетное прилагаемое усилие разгонки 500 кН
Расчетное прилагаемое усилие на сдвиг 205 кН
Управление приводом ручное
Масса (без насосной станции и РВД) 270 кг
Экономика
Реализация данной ресурсосберегающей технологии позволит значительно сократить эксплуатационные расходы на содержание бесстыкового пути.
Экономический эффект складывается исходя из условия сохранения извлеченных из пути рельсов и исключения производственных потерь в случае использования газопламенной резки, т. е.
ЭЭ = Эр + Эт, (1)
где Эр - экономический эффект, получаемый за счет сохранения извлекаемых рельсов, руб.
Эт - экономический эффект, получаемый за счет сокращения текущих затрат на выполнение работ по вырезке зажатого рельса, руб.
Экономический эффект, получаемый за счет сохранения извлекаемых рельсов, определяется по формуле
Эр = Я," -.....Ц2 - Ц
Ц Цз- М + N Ц2 Ц3 М,
(2)
Рис. 3. Устройство гидравлическое для замены рельсов (без ручного гидравлического насоса)
Устройство позволяет за счет мощной гидравлики раздвинуть рельсы в стыке и сдвинуть в сторону на ширину пера рельса. После этого уравнительный рельс меняется без деформаций по стандартной технологии и на его место укладывается более короткий.
Технические характеристики устройства приведены в табл. 1.
Т а б л и ц а 1 Основные технические характеристики УЗРГ
1000 1000 где Ц - цена 1 тонны новых рельсов Р-65 1-й
группы (ДТ-370ИК), 29854 руб.;
Ц2 - цена 1 тонны старогодных рельсов Р-65
1-й группы годности, 8359 руб.;
Ц3 - цена 1 тонны рельсов, переведенных в
металлолом Р-4, 4844 руб.;
Я 1 - количество смененных рельсов новых,
шт.;
Я 2 - количество смененных рельсов старогодных, шт.;
М - расчетная масса смененного рельса длиной £=12,5 м, 812,5 кг.
Таким образом, Эр при условии применения УЗРГ в 100 случаях (50 шт. старогодние / 50 шт. новые рельсы) составит:
СА 29854 - 4844 010с
Эр = 50 х-х 812,5 +
Эр 1000
„ 8359 - 4844 .... .. ,
+ 50 х-х 812,5 = 1,2 млн руб.
1000
Экономический эффект, получаемый за счет сокращения текущих затрат на выполнение работ по вырезке зажатого рельса, определится по формуле
Эт = (Зп + Зм) х N, (3)
где Зп - затраты на оплату труда газорезчика (5-й разряд) за смену, 1002 руб.;
Зм - затраты на используемые материалы (кислород, бензин), 20 руб.;
N - количество сохраненных рельсов при помощи УЗРГ, шт.
Таким образом, Эт при условии применения УЗРГ в 100 случаях (50 шт. старогодние / 50 шт. новые рельсы), составит:
Эт = (1002 + 20) х 100 = 0,1 млн руб.
Экономический эффект за счет применения УЗРГ в 100 случаях составит
ЭЭ = 1,2 + 0,1 = 1,3 млн руб.
Реализация
В настоящее время в Дорожном конструк-торско-технологическом бюро (ДКТБ) ЗападноСибирской железной дороги создан опытный образец УЗРГ (рис. 4), проводятся заводские испытания.
Выводы
Приведенный метод смены уравнительных рельсов позволит обеспечить автономность путевых бригад без участия газорезчика в технологии по смене «зажатых» рельсов, а работы по смене рельсов производить в плановом порядке и тем самым избежать работы в сверхурочное время.
Такая технология работ позволит снизить риски выброса пути в случае несвоевременной смены уравнительных рельсов, механизировать путевые работы по смене таких рельсов, сократить эксплуатационные расходы на содержание бесстыкового пути, а также повысить уровень техники безопасности при производстве путевых работ.
Рис. 4. Гидравлическое устройство для замены рельсов (УЗРГ)
В соответствии с разработанным ДКТБ технологическим процессом замены «зажатых» уравнительных рельсов с использованием УЗРГ, запланированы эксплуатационные испытания на участке дистанции пути с бесподкладочным скреплением типа ЖБР-65. Далее испытания будут продолжены на других типах скреплений [8] по технологиям, разработанным кафедрой «Путь и путевое хозяйство» СГУПС, с соблюдением соответствующих требований [9].
Представляют также интерес и другие конструкции промежуточных скреплений [10-11].
1.
2.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
Целько А.В. Инновационные решения - основа поступательного развития путевого хозяйства // Железнодорожный транспорт. 2013. № 6. С.20. Тезисы доклада главного инженера Управления пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры А.И. Лисицына на заседании секции «Путевое хозяйство» НТС ОАО РЖД 12 декабря 2014 г.
Железнодорожный путь / Е.С. Ашпиз, А.И. Гасанов, Б.Э. Глюзберг и др. М. : УМЦ по обр. на ж.д. трансп., 2013. 544 с.
Верхнее строение пути / С.А. Косенко. Алматы : КазАТК, 2014. 366 с.
Косенко С.А., Исмагулова С.О., Суслова Т.М. Новая структура ведения путевого хозяйства на железных дорогах Казахстана // Вестник ВНИИЖТ, 2012. № 6. С. 39-42.
Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути : распоряж. ОАО «РЖД» от 29.12.2012 № 2788р. Пат. 2533655 РФ. Устройство для замены рельсов гидравлическое / Шуругин А. С. Альбом чертежей верхнего строения пути / С.А. Косенко. Алматы: КазАТК, 2015. 276 с. Способ сборки высококачественной рельсошпаль-ной решетки железнодорожного пути : пат. 2334039 РФ / Шайдуллин Ш.Н., Лесун А.Ф., Иванов П.С., Косенко С.А. и др.
10. Промежуточное рельсовое скрепление (варианты) : пат. РК на полезную модель №449 от 29.11.2008 / Финк В.К., Исаенко Э.П., Косенко С.А. и др.
11. Рельсовое скрепление для кривых радиусом менее 800 м. / Э.П. Исаенко и др. // Путь и путевое хозяйство. 2013. № 6. С.9-12.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
