1.5. Промежуточные рельсовые скрепления

Промежуточные скрепления служат для проч­ного соединения рельсов с опорами, т.е. для обеспечения стабильности положения рельсовых нитей в отношении смещения поперек и вдоль пути, а также опрокидывания.

Основные требования к промежуточным скреплениям заключаются в том, что они должны обеспечивать стабильность ширины колеи и подуклонки рельсов, не допускать продольного перемещения рельсо­вых нитей по опорам, быть прочными и в целом достаточно упругими, чтобы смягчить динамическое воздействие вертикальных и горизон­тальных (поперечных и продольных) нагрузок, вибрацию и колебания рельсов.

Скрепления должны иметь возможно меньше деталей. Содер­жание скреплений в исправности должно быть возможно менее трудо­ёмким.

Скрепления к железобетонным шпалам должны включать в себя еще и элементы, изолирующие рельсовые нити, т. е. исключающие про­хождение электрического тока через шпалы от одной нити к другой.

Промежуточные рельсовые скрепле­ния по своей конструкции делятся на подкладочные и бесподкладочные (без металлических подкладок под рельса­ми). Подкладки обеспечивают боль­шую площадь передачи давления от рельса на опору, подуклонку рельсов без затески деревянных шпал, объеди­няют все прикрепители при работе на сдвиг и имеют большое распростране­ние на всех дорогах мира.

Подкладочные скрепления подраз­деляются на раздельные, нераздельные и смешанные. В раздельном скрепле­нии рельс к подкладке и подкладка к опоре прикрепляются разными прикрепителями. В нераздельном скреплении рельс через подкладку соединяется с опорой одними и теми же прикрепителями.

В смешанном скреплении рельс через подкладку соединяется с опорой, а подкладка, кроме того, самостоятель­но прикрепляется к опоре.

Скрепления для деревянных шпал.

Одной из самых распространен­ных конструкций скреплений для де­ревянных шпал на отечественных до­рогах является подкладочное костыль­ное скрепление смешанного типа ДО (Рис. 1.5.1).

Рис. 1.5.1 - Костыльное скрепление ДО. Костыли: 1 – рабочий (основной); 2 - обшивочный

К достоинствам скреплений ДО от­носятся малодетальность, сравнитель­но небольшой расход металла, просто­та в изготовлении и эксплуатации.

Од­нако это скрепление не обеспечивает упругую связь рельса со шпалой и плохо сопротивляется угону пути.

Ос­новными элементами этого скрепления являются клинчатая ребордчатая под­кладка (рис. 1.5.2) и костыли, которые подразде­ляются на основные и обшивочные. Основные костыли прижимают подо­шву рельса к подкладке и шпале, удер­живают рельс от бокового сдвига и оп­рокидывания (на опрокидывание рабо­тает один внутренний костыль, на сдвиг, как правило, — все), а обшивоч­ные прижимают подкладку к шпале, уменьшая ее вибрацию, и воспринима­ют сдвигающие усилия.

При применении скреплений ДО на прямых и в кривых радиусом более 1200 м рельсы пришивают на каждом конце промежуточной шпалы четырь­мя костылями, а на стыковой — пятью.

В кривых радиусом 1200 м и менее, а также на мостах, в тоннелях и на участ­ках со скоростями движения свыше 120 км/ч на всех шпалах рельсы приши­вают пятью костылями.

Рис. 1.5.2 - Подкладка к рельсам Р65 и Р75

Ширина подкладки к рельсам Р65 и Р75 (Рис 1.5.2.) меньше ширины верхней постели шпалы и составляет 170 мм. Для того чтобы уменьшить вероят­ность образования трещин в шпалах, костыльные отверстия смещены одно относительно другого так, что на одной прямой, параллельной продоль­ной оси шпалы, находится не более одного костыля. Ни одно отверстие не совпадает с продольной осью шпалы.

На кривых участках пути радиуса от 800 до 501 м по наружной нити ук­ладывают несимметричные удлинен­ные в наружную сторону а на кривых радиуса 500 м и менее такие подкладки исполь­зуют под обеими рельсовыми нитями.

Делают это для большей равномернос­ти передачи давления от рельса на шпалу, имея в виду значительные гори­зонтальные поперечные силы, дейст­вующие в кривых. Более равномерная передача давления на шпалы уменьша­ет неравномерность износа шпал под подкладками, увеличивает срок их службы и обеспечивает более устойчи­вое состояние подуклонки рельсов.

Для уменьшения интенсивности из­носа шпал между подкладкой и шпа­лой укладывают амортизирующие прокладки толщиной от 6 до 10 мм из резины, резинокорда, гомбелита (прессованные кордные нити, пропитанные смолой).

Нормальные костыли имеют овальную головку, а удлинен­ные (пучинные) — призматическую с ушками.

Длина нормальных костылей 165 мм, масса 0,378 кг. Длина пучин­ных — 205, 240 и 280 мм.

Вторым по применимости на отече­ственных дорогах является раздельное скрепление КД (рис. 1.5.3),

Рис. 1.5. 3 - Скрепление КД

в котором рельс прижат к подкладке 3 двумя клем­мами 5. Клеммы прижимаются натяже­нием болтов 4, устанавливаемых сбоку в вырезы подкладок. Между гайкой болта и клеммой ставят двухвитковую шайбу. Подкладка к шпале прикрепле­на четырьмя шурупами 2, под головку которых иногда устанавливаются двухвитковые шайбы 1. Под подошву рельса укладывают упругую прокладку 6. Это скрепление в отличие от костыльного смешанного скрепления обеспечивает постоянное прижатие рельса к под­кладке и не требует установки противоугонов.

Скрепления КД дают возможность регулировки поло­жения рельсов по высоте до 10—14 мм за счет применения прокладок различ­ной толщины. Желательно, чтобы подрельсовые прокладки имели две ре­борды, свисающие с подкладок и пре­пятствующие их выталкиванию при ослаблении клеммных болтов.

К достоинствам раздельных скреп­лений следует отнести: сведение к ми­нимуму вибраций подкладок; возмож­ность регулировки положения рельсов по высоте; возможность смены рельсов без вывинчивания шурупов; сильное прижатие рельсов к подкладкам, что обеспечивает достаточное сопротивле­ние угону и температурным дефор­мациям рельсов.

К недостаткам этих скреплений относится многодетальность, что создает сложность при ком­плектации узлов скреплений, и быстрое ослабление натяжения клеммных бол­тов, что обусловливает необходимость их постоянного подтягивания для предотвращения угона пути.

Скрепления для железобетонных шпал.

Типовым промежуточным скрепле­нием для железобетонных шпал яв­ляется раздельное клеммно-болтовое скрепление КБ (рис. 1.5.4),

Рис. 1.5.4 - Скрепление КБ

в котором рельс к подкладке 2 прижимается жесткими клеммами 5, надеваемыми на клеммные болты 4, фигурные головки которых заводятся в пазы реборд под­кладок. Под гайки 7 клеммных и закладных болтов ставят упругие шайбы 8.

Металлические подкладки укладывают на наклонную (для обеспечения подуклонки рельсов), заглубленную в тело шпалы на 15— 25 мм подрельсовую площадку. На бетон под подкладку укладывают для электро- и виброизоляции резиновую прокладку 1 толщиной 6—8 мм. Благо­даря этому осуществляется передача поперечных горизонтальных сил от подкладки через нашпальную проклад­ку на бетон, улучшаются условия рабо­ты закладных болтов и повышается стабильность ширины колеи.

Подкладка крепится к шпале за­кладными болтами 6. При этом головки болтов опираются на замоноличенную в бетон металлическую шайбу 10, которая при затяжке монтажных гаек равно­мерно распределяет нагрузку на бетон. Электроизоляция подкладок от шпал осуществляется нашпальной проклад­кой 1 и втулкой из текстолита 9, надевае­мой на стержень закладного болта и заглубляемой в отверстие металличес­кой подкладки.

Высота реборд подкладок КБ позволяет укладывать под рельс прокладки толщиной до 14 мм для ре­гулировки рельсов по высоте, что осо­бенно важно в зимний период. В дру­гих случаях это преимущество скрепле­ний КБ используют для укладки под подошву рельса прокладок повышен­ной упругости.

Недостатками конструкции скреп­лений КБ является много детальность (21 деталь в каждом узле скреплений), материалоемкость и наличие около 16 тыс. болтов на 1 км пути, содержание кото­рых (очистка от грязи, смазка, подтяги­вание гаек) требует больших затрат.

Кроме типовых скреплений КБ, на участках пути с железобетонными шпа­лами в России используют скрепление ЖБР-65 (рис. 1.5.5).

Рис. 1.5.5 - Скрепление ЖБР-65

Скрепление рельсовое ЖБР-65 предназначено для скрепления железнодорожных рельсов типа Р65 к железобетонным шпалам Ш3.

Скрепление состоит из упорных скоб, пружинных прутковых клемм, закладных болтов с гайками, скоб для клемм, прокладок под подошву рельса и упругих прокладок под скобу упорную.

Электороизоляция обеспечивается пластмассовым пустотообразователем, замоналичиваемым в железобетонную шпалу при ее изготовлении.

Наиболее прогрессивной конструкцией в настоящее время является узел скрепления АРС-4 (рис. 1.5.6).

Рис. 1.5.6 - Скрепление АРС-4

Малоэлементность скрепления АРС обеспечивает малый разброс ширины колеи при монтаже. Обслуживание скрепления состоит в замене изношенных прокладок и уголков.

Можно регулировать положение рельсов по высоте укладкой прокладок под подошву рельса благодаря эксцентриковому монорегулятору. Вращая и устанавливая его в одно из четырех положений, обеспечивают нормативное прижатие клеммы по мере износа прокладок и других элементов скрепления.

Наиболее современные конструкции промежуточных скреплений это (рис. 1.5.7):

Фоссло ЖБР-ШД. Пандрол.

Рис. 1.5.7

При наличии расположенных подряд негодных узлов промежуточных скреплений вводится ограничение скорости движения или движение закрывается.

Узел промежуточного скрепления типа Д65 на деревянных шпалах считается негодным:

- при отсутствии или изломе подкладки;

- при износе подкладки, при котором основные костыли не достают до подошвы рельса хотя бы с одной стороны;

- при отсутствии или изломе двух и более пришивочных (основных) костылей.

Узел промежуточного скрепления типа КБ на железобетонных шпалах или типа КД на деревянных шпалах считается негодным:

- при отсутствии или изломе подкладки;

- при отсутствии или изломе обоих закладных болтов КБ или 4 шурупов КД;

- при отсутствии обоих клемм или клеммных болтов.

Узел бесподкладочного скрепления считается негодным при отсутствии или изломе упругой клеммы, закладного болта или шурупа.

Узел промежуточного скрепления анкерного типа считается негодным при отсутствии или изломах анкера, упругой клеммы, монорегулятора на скреплении АРС.

Узел промежуточного скрепления на стрелочном переводе считается негодным при отсутствии или изломе стрелочного башмака на рамном рельсе, в крестовине или контррельсовом рельсе, при отсутствии обоих клемм или отсутствии лапчатых упоров, при отсутствии или изломе закладных болтов или шурупов на подкладке.

При наличии негодных узлов скреплений анкерного и подкладочного типа на железобетонных и деревянных шпалах по одной нити скорости движения поездов ограничиваются:

а) в прямых и кривых радиусом более 650 м:

- при негодном узле скреплений на 4-х шпалах подряд устанавливается скорость 60 км/ч, на 5 шпалах подряд –40 км/ч, на 6 шпалах –25 км/ч; при более чем на 6 шпалах - 15 км/ч или закрытие движения при ширине колеи 1545 мм и более;

б) в кривых радиусом 650 м и менее:

- при негодном узле скрепления на 4 шпалах подряд устанавливается скорость 40 км/ч; на 5 шпалах –25 км/ч; при более чем на 5 шпалах - 15 км/ч или закрытие движения при ширине колеи 1545 мм и более;

При наличии негодных узлов на бесподкладочных скреплениях по одной нити скорости движения поездов ограничиваются:

- при негодном узле скреплений на 3 шпалах подряд устанавливается скорость 40 км/ч, на 4 - 25 км/ч, на 5 и более - 15 км/ч или закрытие движения при ширине колеи 1545 мм и более.

При наличии негодных узлов промежуточного скрепления на рамном рельсе (в том числе отсутствие заклепок крепления подушки к башмаку), в крестовине или контррельсовом рельсе стрелочного перевода по одной нити скорости движения поездов ограничивается:

- при негодном узле скреплений на 2-х брусьях подряд скорость движении поездов по прямому направлению 60 км/ч, по боковому направлению 40 км/ч;

- при негодном узле скреплений на 3-х брусьях подряд скорость движении поездов по прямому направлению 40 км/ч, по боковому направлению 25 км/ч;

- при негодном узле скреплений на 4-х брусьях подряд скорость движении поездов по прямому направлению 25 км/ч, по боковому направлению 15 км/ч;

- при негодном узле скреплений на 5 и более брусьях подряд скорость движения поездов по прямому направлению 15 км/ч, по боковому направлению движение 15 км/ч, при ширине колеи 1545 мм и более движение закрывается.

При наличии негодных узлов промежуточных скреплений скорости движения устанавливаются по таблице 5.1.1.

Табл.1.5.1 - Допускаемые скорости движения в зависимости от доли протяженности пути с негодными узлами скреплениями

Доля шпал с негодными узлами промежуточных скреплений, %, на километре (пикете, звене)			Допускаемая скорость движения (пассажирские/грузовые), км/ч, на пути с рельсами
			Р65 и тяжелее			Р50 и легче
бесподкладочные	подкладочные	Прямые и кривые R≥650м		кривые R<650м	Прямые и кривые R≥650м		кривые R<650м
16-25	21-30	100/80		90/70	80/60		70/50
26-35	31-40	80/60		70/50	70/50		60/40
36-45	41-50	60 /60		50 /50	60/50		50/40
46-50	51-60	40/40		40/25	40/40		25/15
более 50	более 60	В зависимости от общего состояния пути, но не более 40/25 (в кривых R<650 м - 25/15)

Подуклонка рельсов не должна быть меньше 1/60 и больше 1/12, а по внутренней рельсовой нити в кривых при возвышении наружной нити свыше 85 мм – соответственно 1/30 и 1/12, измеряемая диагностическими средствами.