CC BY
10УДК 00-625.1
Лепешичев Т.С. аспирант
Российский университет транспорта НЕДОСТАТКИ СКРЕПЛЕНИЙ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ
Аннотация: на сетях железных дорог используются различные скрепления для стрелочных переводов, большинство из которых требуют модернизации и замены, из-за растущей нагрузки на стрелочные переводы.
Ключевые слова: Стрелочный перевод, железнодорожный путь, путевое хозяйство, скрепления.
Lepeshichev T.S.
graduate student Russian University of Transport
DISADVANTAGES OF FASTENING TURNOUTS
Abstract: Railroad networks use a variety of turnout fasteners, most of which need to be upgraded and replaced due to the increasing load on turnouts.Key words: Switch, railway track, track management, crosspiece, wit, fastenings.
Key words: Turnout switch, railway track, track facilities, fastenings.
ЖБР-65 (рис.1) - одно из наиболее часто используемых промежуточных скреплений, выпускаемых для стрелочной продукции,
Рисунок 1 - ЖБР-65 с закладными болтами
с закладными болтами. С 2007 года РЖД начало отказываться от использования соединения болт-гайка в связи с тем, что они часто выходят из строя и требуют замены. В новых проектах применяется шурупнодюбельные соединения. При этом шуруп имеет свои особенности в работе - он не имеет подвижности вдоль бруса из-за жесткого крепления в дюбеле, в отличии от закладного болта. Данный тип промежуточного скрепления был уложен более чем на 11 тысячах километров железных дорог, внедрялся на пути с 2001 года.
Несмотря на то, что данное скрепление также не подходит для использования на высокоскоростных железных дорогах, оно имеет ряд преимуществ:
-Сравнительно малое количество элементов;
-Сохраняет стабильную ширину ЖД-линии;
-Обладает постоянной упругостью по всей длине металлоконструкции;
-Делает невозможным продольное перемещение направляющих;
-Существенно уменьшает шанс неравномерной осадки опорных элементов.
Между подкладкой и железобетонным основанием находится резиновая прокладка, которая обеспечивает жесткость как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Закладной болт имеет возможность перемещаться вдоль бруса (ограничен размерами отверстия в брусе), поэтому не воспринимает горизонтальные нагрузки.
Данное промежуточное скрепление требует регулярного смазывания, по сравнению с новыми скреплениями, необходимо дополнительно тратить на смазку до 50 тысяч рублей на километр. К тому же пустообразователь внутри шпалы, который позволяет болту свободно вращаться, при воздействии боковых сил, быстро забивается, что вызывает перелом болта.
Существует некоторое количество менее значимых проблем промежуточного скрепления ЖБР-65:
- Недостаточная прочность пластинчатых зажимов. Под воздействием постоянных и повышенных нагрузок они получают повреждения, которые приводят к выходу элемента ВСП из строя;
- На шпалу передаются сравнительно малые боковые силы - в результате накапливаются остаточные напряжения, которые могут спровоцировать появление трещин или других дефектов поверхности соединительного устройства;
- Боковая жёсткость повышена - в долгосрочной перспективе это оборачивается износом поверхностей колес транспорта, непосредственно контактирующих с полотном;
- Трудности укладки - скрепления типа ЖБР и АРС требуют времени на монтаж, что в итоге продлевает общее время строительства колеи;
-Невозможность открывать движение с ограниченной скоростью при частичном закреплении рельсов клеммными болтами. В первые годы эксплуатации на опытных участках Тихорецкой и Горячеключевской дистанциях отмечался массовый выход из строя упорных прокладок под клемму из-за растрескивания;
Исходя из сравнения эксплуатационных расходов содержания различных типов промежуточных скреплений в кривых участках пути на 1 км в год (рис.2), ЖБР-65 требует наибольших затрат по сравнению с промежуточными скреплениями нового поколения, таких как ЖБР-65Ш и ЖБР-65ПШМ.
180 160 140 120
100
80 60
40
20
169.6
76.7
7.9
5.9
К<350
350^<650
К<650
I ЖБР-65
ЖБР-65Ш
ЖБР-65ПШМ
Рисунок 2 - Сравнение эксплуатационных расходов содержания различных типов промежуточных скреплений в кривых участках пути на 1 км в год
Применение шурупа в старших версия скрепления ЖБР сокращает процесс смены изношенных элементов скрепления, также при замене рельсовой плети в 3-4 раза, по сравнению с закладным болтом.
Опыт эксплуатации болтового бесподкладочного скрепления ЖБР-65 показывает аналогичные и более интенсивные отказы узла скрепления по излому и выдавливанию упругой прокладки, смятию подрельсовых прокладок. Из-за трудоёмкости эксплуатации данный вид скреплений не укладывается вновь.
Ещё одним ранее часто используемым промежуточным скреплением является КБ-65 (Рис.3). Данное промежуточное скрепление укладывалось с 80-х годов двадцатого столетия, в 2016 году КБ-65 занимало 49% от общего числа путей на железобетонном основании и составляло 124749 км.
2
0
0
Рисунок 3 - промежуточное скрепление КБ-65
Основной проблемой данного скрепления в том что горизонтальную поперечную силу воспринимает бурт прокладки, что в дальнейшем вызывает его перерезание, а затем сколы шпалы. Так же недостатком конструкции с таким промежуточным скреплением является регулировка колеи не более чем на 4 мм. Частичным решением проблемы регулировки колеи стали пластиковые прокладки, но это не решило проблемы целиком. В процессе эксплуатации идет раздавливание прокладок-амортизаторов и как следствие уширение колеи. С целью компенсации этого недостатка были разработаны регулировочные прокладки и в опытных стрелочных переводах использованы прокладки-амортизаторы с буртами переменной жёсткости. Еще одной проблемой является многодетальность (21 деталь в каждом узле) данной конструкции и её металлоемкость (общая масса металлических и полимерных деталей на 1 км пути составляет соответственно 41,6 и 2,1 т) с необходимостью частой протяжки, содержание, очистка от грязи, смазка, потягивание гаек и болтов - требуют больших затрат, что не обеспечивает требования инновационного развития и в 2012 году принято решение далее не укладывать данный тип при модернизации и реконструкции пути.
Исходя из перехода на шурупно-дюбельные скрепления, можно отметить интенсивность отказа от использования предыдущего поколения скреплений на пути главного хода (рис.4).
Наименование показателей Участки с наработкой тоннажа
800 млн т. бр. 500 млн.т бр.
КБ ЖБР КН
Длина участка, м 50
Средняя ширина колеи,мм 1534 1532,8 1529
Отказы железобетонных шпал 11 45 0
Отказы элементов, шт.:
Рельсовых скреплений всего 1048 647 95
Металлических 21 10 29
Резиновых 1027 339 59
Полиамидных - 297 -
Таблица 1 - сравнительные характеристики полигонных испытаний на экспериментальном кольце ВНИИЖТа в кривой R=400м
Chart Title
100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%
2010
15 18 23
27 29 31 33 34
54 53 52
51 50 49 48 47
31 29 25 23 21 20 19 19
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
■ Шурпно-дюбельные скреплеия ■ Кб ИДО
Рисунок 4 - Протяженность пути с различными типами рельсовых
скреплений.
Основными причинами перехода на шурпно-дюбельные промежуточные скрепления стала необходимость увеличения пропускной способности и уменьшение затрат на содержание скреплений на стрелочных переводах, исходя из Распоряжения ОАО "РЖД" от 05.05.2015 N 1173р (ред. от 27.11.2017) "Об утверждении Временных условий гарантии качества на элементы узла рельсовых скреплений и порядка предъявления и рассмотрения претензий на элементы рельсовых скреплений, не соответствующие гарантийным обязательствам" необходим гарантийный срок наработки 500 млн.т. брутто, но не более 5 лет. Для такой нагрузки костыльные крепления, шурупы по дереву и закладные болты не подходят в силу своего низкого ресурса, что подтверждено
сравнительными характеристиками полигонных испытаний на экспериментальном кольце ВНИИЖТа в кривой R=400м (табл.1).
Использованные источники:
1. Б.Э.Глюзберг. Требования к перспективным конструкциям инновационных стрелочных переводов. /Материалы Заседания научно -технического совета открытого акционерного общества «Российские железные дороги» 2017г-С.48-63.
2. Н.И. Карпущенко, Д.В.Величко. Разработка современных помежуточных скреплений для бесстыкового пути./Н.И. Карпущенко, Д.В.Величко//Перспективы технического развития путевого комплекса АОА «РЖД» в условиях его реформирования-2007.-С.95-98.
3. А.А.Бондаренко, А.Л.Кривченко. Эффективность применения модернизированного скрепления типа А.Л.Кривченко//Перспективы технического развития путевого комплекса АОА «РЖД» в условиях его реформирования-2007.-С.99-102.
4. А.А.Скачков. Опыт эксплуатации различных типов рельсовых скреплений на горно-перевальном участке Восточно-Сибирской железной дороге. // Материалы Заседания научно-технического совета открытого акционерного общества «Российские железные дороги» 2016г-С.54-63.
