2. Линейные конструкции верхнего строения пути
2.1 Рельсы
2.1.1 Назначение рельсов и требования, предъявляемые к ним
Назначение рельсов – направлять колеса подвижного состава, непосредственно воспринимать, упруго перерабатывать и передавать нагрузки от колес на подрельсовое основание. На участках с автоблокировкой и электрической тягой рельсы, кроме этого, должны выполнять функцию проводников электрического тока.
За историю существования железных дорог рельсы прошли эволюцию от чугунных до стальных. Форма рельса также претерпевала изменения: известны уголковые, грибовидные, двухголовые, широкоподошвенные рельсы. В настоящее время на мировой сети железных дорог повсеместно применяются только широкоподошвенные рельсы.
Тип рельса определяется массой рельса длиной 1.0 м, значение которой округленно проставляется после буквы Р.
Согласно ГОСТ Р 51685-2000 рельсы классифицируются:
по типам:
Р50;
Р65;
Р65К (для наружных нитей кривых участков пути);
Р75;
по категориям качества:
В- рельсы термоупрочненные высшего качества;
Т1,Т2- рельсы термоупрочненные;
Н- рельсы нетермоупрочненные;
по наличию болтовых отверстий:
с отверстиями на обоих концах;
без отверстий;
по способу выплавки стали:
М- из мартеновской стали;
К- из конвертерной стали;
Э- из электростали
по виду исходных заготовок:
из слитков;
из непрерывно-литых заготовок;
по способу противофлокенной обработки:
из вакумированной обработки;
прошедшие контролируемое охлаждение;
прошедшие изотермическую выдержку.
Форма и основные размеры поперечного сечения рельсов должны соответствовать приведенным на рисунке 2.1 и в таблице 2.1.
Масса рельса, его очертание (профиль), качество рельсовой стали и особенности изготовления находятся между собой в тесной взаимосвязи и зависимости от нагрузок колесных пар подвижного состава на рельс, скоростей движения и грузонапряженности.
Рис. 2.1. Основные размеры поперечного сечения рельса
Таблица 2.1.
Основные размеры поперечного сечения рельсов
-
Наименование размера поперечного сечения
Значение размера для типа рельса
Р50
Р65
Р65К
Р75
Высота рельса, H
152
180
181
192
Высота шейки, h
83
105
105
104,4
Ширина головки, b
72
75
75
75
Ширина подошвы, B
132
150
150
150
Толщина шейки, e
16
18
18
20
Высота пера, m
10,5
11,2
11,2
13,5
Рис. 2.2. Основные размеры поперечного сечения рельса Р65К
Железные дороги закупают только термоупрочненные рельсы,
которые можно разделить на 5 групп по своим качественным характеристикам.
Рельсы категории Т1 являются основными используемыми отечественными железными дорогами.
Рельсы низкотемпературной надежности (шифр НК для Нижнетагильского металлургического комбината –НТМК; и шифр НЭ для Кузнецкого металлургического комбината- КМК ), отличаются от Т1 тем, что в них предусмотрены дополнительные технические требования проверяемые при температуре минус 60С0 (по ударной вязкости и при испытании их на копре). Требования позволяют повысить надежность рельсов при эксплуатации их в регионах с низкой температурой в зимний период времени за счет медленного развития внутренних дефектов.
Рельсы для скоростного совмещенного движения (шифр СС) предназначены для участков пути, где скорости пассажирских поездов превышают 120 км/час. Эти рельсы формируются из рельсов категории Т1 путем пропуска их (выборочно) через установку «Элекон», которая дает геометрическую характеристику каждого рельса по поверхности катания. На основе таких характеристик происходит отбор рельсов СС.
Рельсы для кривых участков пути типа Р65К имеют измененный профиль головки и повышенную твердость поверхности катания, что в свою очередь должно снизить интенсивность бокового износа рельсов в крутых кривых.
Рельсы категории Н (без термообработки) используются только для изготовления стрелочных переводов.
Стандартная длина рельсов на сети железных дорог -25,0 м. для укладки на внутренних нитях кривых участков пути изготавливают укороченные рельсы длиной 24,92 и 24,84 м. для уменьшения числа стыков рельсы сваривают в плети. Длина коротких бесстыковых плетей на дорогах Российской Федерации – 800м, длинных – более 800. Длинные плети могут быть длиной, равной длине блок-участка, перегона или неограниченной длины.