дается уклон в сторону откоса не менее 0,05. Преимуществом го ризонтальных скважин является быстрый отвод воды из балласт ных мешков и гнезд (не позже чем через 3—4 дня).
Оздоровление земляного полотна выемок наиболее часто осу ществляется путем сооружения продольных дренажей. В зависи мости от местных условий продольные дренажи могут распола гаться под кюветами, на откосе, на уширенной обочине (не менее 70 см) и на междупутьи.
На электрифицированных линиях, когда опоры контактной се ти установлены близко к кюветам, или при одностороннем притоке грунтовых вод устраиваются откосные дренажи.
Продольные дренажи сооружаются в три этапа. В подготови тельный период готовятся места для размещения грунта, вынутого из траншей, устраиваются съезды в выемку и проезды по ней для экскаваторов, скреперов и автокранов, завозятся на место работ необходимые материалы и оборудование. Для устрой ства проездов используется струг. Съезды в выемку устраивают при помощи бульдозера.
В основной период отрываются траншеи с креплением стенок, укладываются дренажные трубы, засыпаются траншеи дренирую щим материалом и монтируются смотровые колодцы. Отрывка траншей ведется одноковшовыми или многоковшовыми экскавато рами.
Для наблюдения за дренажами и прочистки труб через каж дые 50 м по длине дренажа и на всех переломах линии в плане устраиваются смотровые колодцы. Монтаж колодцев из сборных, железобетонных звеньев производится автомобильными или же лезнодорожными кранами.
В заключительный период выполняются работы по восстанов лению очертаний земляного полотна по проекту, устройству ого ловков смотровых колодцев, выводов из дренажа и уборке выну того грунта за пределы выемки.
Устройство противопучинных подушек
С целью ликвидации пучин сооружаются подушки из шлака. В последнее время для этой цели стали использовать асбестовые от ходы. Конструкции противопучинных подушек, применяемых на наших дорогах, весьма разнообразны. Схемы некоторых из них по казаны на рис. 13.1.
Для отвода воды от подушек их основанию придают уклоны:
— поперечный (в сторону кюветов) — от 0,05 до 0,10; •— продольный — равный уклону пути.
Кроме того, в основании подушки через каждые 2 it по ее дли не устраивают поперечные канавки сечением 20 X 15 см для вы пуска воды.
Вода от противопучинных подушек отводится в кюветы, для чего дно кювета должно быть ниже основания подушки не менее
чем на 15 см. В случае недостаточной глубины кюветов их углуб ляют.
Практика борьбы с пучинами выработала ряд способов орга низации работ по сооружению противопучинных подушек. Все су ществующие способы можно подразделить на две группы: устрой ство подушек со снятием путевой решетки и без снятия ее. Наи большее распространение получили способы со снятием путевой решетки, такие как: сооружение подушек в «окно»; с устройством обходного пути; со сдвижкой пути на кювет и др.
Ч)
Рис. 13.1. Схемы противопучинных подушек:
а —шлаковая подушка с выпуском воды в кювет; накладная подушка из асбестового балласта; в—накладная подушка из асбеста при недостаточной ширине основной площадки земляного полотна.
Опыт показывает, что при работе в «окно» для отрывки котло вана под противопучинную подушку глубиной 1,2 м и длиной 100 м требуется работа одного экскаватора и одного бульдозера в тече ние 3 часов. На полное сооружение шлаковой подушки этим спо собом требуется 6 часов. Кроме машин, на работе занята команда в составе 40 человек.
Сооружение подушек с устройством обходного пути применяет ся на грузонапряженных участках при длинных подушках (более 300—400 м) и неглубоких выемках.
На электрифицированных линиях обходной путь на время со оружения противопучинной подушки проще укладывать по кювету. В этом случае сокращается объем работ по укладке обхода и
улучшаются условия для механизации работ по отрывке и засыпке котлована стругом с обходного пути.
Все ранее рассмотренные способы устройства подушек преду сматривают снятие путевой решетки и последующую ее укладку, что значительно осложняет процесс работ и затрудняет движение поездов в связи с необходимостью выделения «окон» иногда боль шой продолжительности.
Часто применяется способ сооружения подушек без снятия ре шетки, с укладкой рельсовых пакетов. Однако такой способ резко сокращает использование машин и механизмов. При этом способе перед отрывкой котлована устраивают настилы над кюветами (один для шлака, другой для вынимаемого из котлована грунта), завозят и разгружают шлак, крепежный материал и рельсовые пакеты и устанавливают рельсовые пакеты в путь.
Котлован отрывается вручную, слоями высотой, равной шири не крепежной доски, а шлак засыпают слоями по 10 см с трамбо ванием каждого слоя. После засыпки котлована отсыпают и оп равляют балластную призму, производят подъемку, подбивку пути и уборку грунта из выемки.
На некоторых дорогах для устройства противопучинных поду шек без снятия путевой решетки использовались электробалласте ры, оборудованные выгребными устройствами системы Белогорцева и щебнеочистительные машины системы Драгавцева (опыт Златоустовского отделения Южно-Уральской железной дороги).
)
Глава XIV
РЕМОНТ РЕЛЬСОВ, СКРЕПЛЕНИЙ И СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ
Ремонт рельсов
Ремонт металлических элементов верхнего строения пути про изводится с целью продления срока их службы, а также при раз борке пути для повторного использования годных элементов. Это положение особенно справедливо для случаев восстановления уча стков и строительства обходов в районах с редкой сетью железных дорог.
Ремонт рельсов производится наплавкой, обрезкой и сваркой. Наплавкой ремонтируются сбитые концы рельсов. Эта работа вы полняется непосредственно в пути без ограничения скоростей дви жения поездов при температуре воздуха не ниже — Ю°С и отсут ствии дождя и снегопада. Наплавлять разрешается рельсы, не имеющие острых дефектов и местного износа под головкой и у по дошвы от накладок.
Концы рельсов обрезаются при наличии в них трещин, |
смятия |
и провисания на величину, превышающую допускаемую, |
а также |
при восстановлении пути рубками на длину, обеспечивающую полное удаление дефектов. Если дефекты имеются у самого конца,- то обрезку производят так, чтобы первое остающееся болтовое от верстие могло быть использовано. Рельсы обрезаются электриче скими рельсорезными станками, а при восстановительных работах для оторцовки концов применяются пороховые рельсоломы.
Болтовые отверстия в рельсовых рубках сверлятся строго по разметке (диаметром 30—31лшдля рельсов Р43 и слабее и 35 мм —
для рельсов |
Р50 |
и мощнее) электрическими |
рельсосверлильны |
ми станками. |
На |
восстановительных работах |
для образования |
болтовых отверстий применяются пороховые дырострелы.
Ремонт рельсов сваркой заключается в удалении обрезкой не-’ годной части и сварке годных к дальнейшей эксплуатации кусков длиной не менее 1 м в рельсы длиной 25 м. Для ремонта рельсов сваркой в настоящее время применяются электроконтактная, газопрессовая, термитная и электродуговая сварка.
Электроконтактная сварка рельсов производится на стыковых электрических контактно-сварочных машинах, стационарного или передвижного типа. Нагрев свариваемых торцов рельсов при этом способе осуществляется электрическим током низкого напряжения от трансформатора сварочной машины.
Существует ряд методов сварки в стык электроконтактным спо собом, однако в настоящее время производственное значение на железнодорожном транспорте получил метод сварки рельсов не п р е р ы в н ы м оплавлением с предварительным прерывистым подо гревом.
Процесс сварки рельсов этим методом подразделяется на че
тыре |
стадии: прерывистого подогрева, непрерывного оплавления, |
осадки и сварки и стадии остывания. |
8 |
процессе прерывистого подогрева концы свариваемых рел |
сов разогреваются током в результате многократно повторяющих ся сближений. После включения машины подвижной зажим ее с закрепленным рельсом начинает сближаться с неподвижным за жимом до соприкосновения свариваемых концов. Так как поверх ности торцов рельсов шероховаты, соприкосновение их произойдет в нескольких точках, через которые будет проходить сварочный ток. Поскольку поверхность точек соприкосновения очень мала, то величина омического сопротивления контакта и плотность тока, протекающего по контакту, будут очень велики, поэтому в них возникает интенсивный местный нагрев.
Процесс прерывистого подогрева продолжается до тех пор, по ка поверхности свариваемых концов рельсов не нагреются до такого состояния, при котором соприкасающиеся между собой вы
ступы на поверхности концов не будут |
успевать превращаться |
© мостики жидкого металла. После этого |
процесс подогрева автома |
тически переходит в стадию непрерывного оплавления, а затем, после оплавления всей заданной режимом сварки длины концов рельсов, в осадку.
Электроконтактная сварка рельсов методом непрерывного оп лавления с предварительным прерывистым подогревом произво дится контактно-сварочными машинами с электромоторным или гидравлическим приводом. К первым из них относятся сварочные машины типов РСКМ-201, РСКМ-320, РСКМ-320У и др., ко вто рым — новые машины завода «Электрик» типа МСРГ-500 (500-3 и 500-4) и К-155 «с контурным трансформатором» (научно-иссле довательского института электросварки им. Е- О. Патона).
Качество сварки рельсов на электрических контактно-свароч
ных машинах способом непрерывного оплавления будет |
зависеть |
в основном от теплового состояния концов рельсов к |
моменту |
осадки и от величины обжатия их в процессе осадки. |
|
Значение основных параметров режима сварки рельсов приве дено в таблице 14.1.
Сварка рельсов существующими контактно-сварочными маши нами в настоящее время производится в стационарных условиях
на рельсосварочных поездах и в полевых условиях с помощью пе редвижных контактно-сварочных установок (ПРСМ).
Для сварки рельсов в пути применяются передвижные рельсо сварочные установки с подвесными сварочными машинами тина К-155.
Наименование
параметров
Начальное расстояние между зажимами .
Длина оплавления . Контактное давление Давление осадки . . Укорочение от осадки Время сварки . . .
|
|
|
|
Т а б л и ц а 14.1 |
Единица |
Параметры режима сварки лля рельсов |
типа |
|
|
|
|
|
измере |
Р38 |
Р43 |
Р50 |
Р65 |
Р75 |
ния |
мм |
110-115 |
110-120 |
115—130 130-145 140-165 |
m |
18 |
20 |
22 |
24 |
25 |
3,50 |
4.00 |
4,75 |
6,50 |
7,75 |
мм |
17 |
18 |
22 |
30 |
36 |
5,5 - 8,0 |
6.0-9,0 |
7,0-10,0 |
10,0-14,0 12,5-17, |
сек |
140-200 |
160-220 |
200-245 |
255—300 320-340 |
Рельсосварочные установки на железнодорожном ходу состоят из дрезины ДГК или специального вагона с подвешенными элек тросварочными машинами, вагона-аппаратной, где установлена аппаратура автоматического управления процессом сварки, и ваго на-электростанции типа ВЭС-3, приспособленной для энергоснаб жения сварочных машин. Кроме того, в комплект установки вхо дит вагон-кладовая для хранения запаса материалов и вспомога тельного оборудования (пневмозубил, рельсошлифовальных стан ков типа МРШ-3, оборудования для нормализации сварных сты ков и контроля качества сварного соединения).
Для сварки рельсовых рубок на восстановительных работах железнодорожные войска имеют рельсосварочный агрегат (РСА), смонтированный на артиллерийском тягаче типа ATT модели 409. Этот агрегат подробно рассматривается в курсе восстановления железных дорог.
Нормализация подошвы рельса в зоне сварки осуществляется путем нагрева кислородно-керосиновым пламенем до температуры 8О0:—850°С с последующим естественным охлаждением. Вслед за этим производится шлифование стыков по периметру.
Газопрессовая сварка рельсов представляет собой сварку ме талла давлением с нагревом газовым пламенем свариваемых ча стей до пластического состояния или до оплавления. При этом подготовленные к сварке концы рельсов укрепляются в захватах станка, центрируются и сжимаются усилием до 50 т. Затем место стыкования нагревается ацетилено-кислородной многопламенной горелкой.
Газопрессовая сварка в настоящее время производится в ста ционарных условиях преимущественно на станках типа СГП-8 у.
Время сварки одного стыка зависит от площади сечения сваривае мых рельсов и для рельсов типа Р50 составляет 400—500 сек.
После сварки стык и прилегающая зона влияния подвергают ся нормализации. Затем излишне образовавшийся при сварке ме талл удаляется и стык шлифуется.
При термитной сварке источником получения тепла, необходи мого для сварки рельсов, является термит, представляющий собой механическую смесь окиси железа и алюминия.
Термитная смесь воспламеняется при температуре 1200—
1300°С. При этом термит быстро и без выделения газа разлагает ся на окись алюминия (термитный шлак) и железо, с выделением большого количества тепла, что обеспечивает высокую температу ру свариваемых рельсов (до 3000 °С).
Химическая реакция идет таким образом:
3 F e 3 0 4 + |
8 А 1 = |
9 F e |
+ |
4 А 1 2 0 3 . |
Для лучшего использования образующегося при реакции теп ла и увеличения выхода металла в термитную смесь добавляют измельченные кусочки стали (обсечки) в количестве от 12 до 20 % веса предполагаемого выхода термитного металла. Кроме того, для улучшения механических свойств металла в термитную смесь, вводят в бумажном пакете ферросплавы. В качестве обсечки чаще всего используют отходы гвоздильного производства, а для при садки добавляют ферромарганец с содержанием 65—80 % мар ганца и ферросилиций с содержанием кремния 40—70 %.
Термитная сталь по своей твердости и прочности на истирание и изгиб должна соответствовать стали свариваемых рельсов.
Существует много способов термитной сварки. Наибольшее распространение получил способ промежуточного литья, при кото ром концы рельсов устанавливаются с зазорами около 12 мм, по догреваются до 900—1000°С, охватываются огнеупорной литейной: формой и сплавляются между собой свежей термитной сталью. Для сжигания термита применяется конический тигель с выпуск ным отверстием в дне.
Расплавленный металл из тигля заливается в форму, заполня ет зазор, оставленный между торцами рельсов, и свободное про странство между рельсом и стенками формы. Соприкасаясь с тер митной сталью, металл рельсов плавится, а застывая, образует од но целое сварное соединение.
Качество термитной сварки зависит от качества термита и ог неупоров, из которых изготавливаются сварочные формы, тигли, стаканы и штепсели, а также от подготовки рельсов к сварке.
Электродуговая сварка рельсов производится, в основном, по способу Славянова металлическими электродами. При этом спо собе плавление электрода происходит от выделения тепла элек трической дугой, возникающей между электродом и свариваемым; изделием.
Для электродуговой сварки рельсов используется или стан дартная электросварочная аппаратура, получающая питание от ближайших силовых электрических сетей, или передвижные агре гаты в соединении с двигателями внутреннего сгорания, что дает возможность эксплуатировать их в пунктах, не имеющих электри ческой энергии.
Наиболее часто электродуговая сварка рельсов производится в стык. При этом рельсы свариваются по всему сечению, т. е. по го ловке, шейке и подошве, без .приварки подкладок и накладок. Для выполнения такой сварки применяется так называемый ванный способ, при котором концы рельсов должны быть обрезаны пер пендикулярно.
Для устранения внутренних напряжений стыки после сварки подвергают высокому отпуску при температуре 650°, медленному охлаждению в песке и тщательной шлифовке.
Качество сварки определяется прежде всего прочностью свар ных стыков, В таблице 14.2 приведены основные показатели проч ности стыков, сваренных различными способами.
Способы сварки
Электроконтактная свар ка ....................................
Термитная сварка . . .
Газопрессовая сварка . Электродуговая сварка
Усталостная
прочность (по напряжени ям в подошве) в
°/0 от целого рельса
Т а б л и ц а |
14.2 |
Статический изгиб |
разрушаю |
прогиб |
при |
щая нагруз |
изломе, |
мм |
ка, т |
|
|
95 |
90—100 |
30 |
60 |
73—80 |
30 |
90 |
90-100 |
30 |
30 |
3 0 -7 6 |
2 0 -2 5 |
Как видно из таблицы, лучшими способами сварки, обеспечи вающими наибольшую прочность стыков, являются электроконтактный и газопрессовый. Термитный и электродуговой способы дают меньшую прочность стыка, но имеют значительные произ водственные преимущества. Ими можно сваривать рельсы в поле вых условиях, непосредственно в пути без расшивки, они имеют сравнительно высокую производительность при небольших затра тах труда и могут быть широко использованы на восстановитель ных работах.
В последнее время на наших дорогах все шире внедряется комплексный ремонт рельсов, который заключается в правке, сня тии с обеих сторон головки сплывшего и поврежденного металла, снятии фаски на торцах и у болтовых отверстий, обрезке и сварке рельсов. Такой метод ремонта старогодных рельсов значительно увеличивает срок их службы и уменьшает расходы на содержание и ремонт железнодорожного пути.
Ремонт скреплений
Все снимаемые с пути при ремонтах и восстановлении скреп ления сортируются в зависимости от степени их годности и воз можности использования в пути на годные без ремонта, требую щие ремонта и совсем негодные. Ремонт скреплений производится кузнечным, сварочно-наплавочным способами и перепресоовкой.
При кузнечном способе ремонта костыль или болт нагревается и подсадкой восстанавливаются формы и размеры изношенных частей. Ремонт подкладок заключается в восстановлении ее тол щины и размеров разработанных костыльных отверстий за счет уменьшения длины подкладки.
Электродуговая наплавка применяется для восстановления из ношенных частей костылей и болтов с последующей кузнечной оп равкой стержня костыля или болта в нагретом состоянии и с на резкой болта на болторезном станке. Ремонт разработанных кос тыльных отверстий в подкладках выполняется заваркой их запод лицо с поверхностями подкладки с последующим образованием отверстий пробойником или прессом.
Двухголовые накладки после их предельного износа ремонти руются в основном перепрессовкой. При этом часть металла из утолщенных частей накладки выдавливается на рабочие поверх ности.
Наплавка крестовин
Ремонтировать наплавкой можно крестовины с вертикальным износом усовиков и сердечника не более 6 мм на главных путях, 8 мм — на приемо-отправочных и 10 мм — на прочих станционных путях.
Наплавка крестовин производится электродуговым способом. Перед этим изношенная часть очищается стальной щеткой от гря зи и масла, а при повторной наплавке старый наплавленный ме талл снимается шлифовальным кругом на глубину 2—3 мм.
Крестовины из углеродистой стали при температуре воздуха ниже Д—5°С перед наплавкой требуется подогревать до темпера туры 200—300°, а при температуре ниже — 10°С наплавка не раз решается. Крестовины из высокомарганцовистой стали нагревать нельзя, так как нагрев портит структуру этого металла. Наплавку таких крестовин лучше выполнять в зимнее время при отрицатель ных температурах.
Для обработки наплавленных поверхностей применяются шли фовальные камни. Обработанные поверхности не должны иметь трещин, раковин, подрезов, непровара и шлаковых включений. Отклонения в точности шлифовки не должны превышать 0,5 мм.
Глава X V
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО РЕМОНТУ И УСИЛЕНИЮ ПУТИ
Подъемочный ремонт
Основной задачей подъемочного ремонта является оздоровле ние верхнего слоя балластной призмы, на что расходуется в сред нем 250 м3 чистого песка или 100 м3 щебня на 1 км пути.
На участках со щебеночным балластом оздоровление балласт ного слоя сводится к прочистке щебня за концами шпал (на всем протяжении пути) и в шпальных ящиках (только в зоне стыка и в местах появления выплесков). На участках с песчаным и песча но-гравийным балластом удаляется весь слой загрязненного бал ласта на глубину до 3—5 см ниже подошвы шпал.
Прочистка щебня выполняется при помощи съемных щебне очистительных машин роторного типа конструкции Барыкина, Чел нокова и др., а в отдельных случаях — вручную.
Вырезка загрязненного песчаного или гравийного балласта из- :под шпал производится балластером с тремя струнками, заведен ными под нижние постели шпал, без подъемки пути. При проходке балластера загрязненный балласт из-под шпал выдавливается струнками в шпальные ящики и рельсо-шпальная решетка опу скается на 3—4 см. Из шпальных ящиков весь грязный балласт до подошвы шпал вырезается вручную, а чистый засыпается из хоппер-дозаторов. Подъемка пути выполняется гидравлическими или механическими домкратами при сплошной подбивке шпал чи стым балластом.
При подъемочном ремонте, кроме обычных выправочных работ по постановке пути в плане и профиле, регулировке зазоров, под бивке шпал, засыпке шпальных ящиков балластом и оправке бал ластной призмы, выполняются и дополнительные работы по при ведению в порядок самой рельсо-шпальной решетки. К таким ра ботам относятся: перегонка шпал по меткам, замена негодных швал в количестве 200 шт. на 1 км, необходимый ремонт осталь ных шпал, добавление и ремонт противоугонной системы, замена
