Залавский Н.И. Железнодорожный путь. Учеб. пособ. 2017

соты усовиков и сердечника, допускаемой по износу. С учетом этого делается запас металла по высоте сердечника и усовиков примерно на 2 мм для того, чтобы после завершения наклепа высокомарганцовистой стали траектории перекатывания колес, в отмеченной зоне, были более благоприятны по геометрическим параметрам неровности.

Существенными недостатками сборных крестовин с сердечниками типа общей отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков является низкая надежность конструкции хвостового стыка сердечника с примыкающими рельсами, в котором образуются вертикальные и горизонтальные ступеньки и неровности, резкие перепады жесткости, а также конструкция врезки литой части усовика в рельсовую, в зоне которой под действием колесных нагрузок возникают выкрашивания и выколы металла.

Российскими производителями стрелочной продукции освоена технология сварки сердечника из высокомарганцовистой стали с рельсами из углеродистой стали, что позволило осуществить конструкцию крестовины с рельсовыми окончаниями, которые дают возможность соединять хвостовую часть крестовины с примыкающими рельсами с помощью обычных стыков. Параллельно с этим усовершенствованием осуществлено уменьшение размеров литой части сердечника, сокращающее расход высокомарганцовистой стали на ее изготовление более чем в 2 раза, а также усовершенствование конструкции сочленения литой части усовика с рельсовой.

2.3.2 Тупые крестовины

Тупые крестовины применяются в глухих пересечениях, перекрестных стрелочных переводах и перекрестных съездах. По конструкции они подразделяются на крестовины с неподвижным и с подвижным сердечниками. Крестовины с неподвижным сердечником бывают сборные и цельно-

литые (рис. 5.18).

Рисунок 5.18 – Общий вид цельнолитой тупой крестовины: 1 – сердечник; 2 – контррельс; 3 – усовик

161

Тупая крестовина состоит из двух острых сердечников, одного контррельса, который также является неотъемлемой частью крестовины.

Тупые крестовины с подвижными сердечниками для перекрестных стрелочных переводов на наших железных дорогах применяются с конца 1960-х гг. Опыт их эксплуатации в целом положительный. Их недостатком является пониженная устойчивость подвижных сердечников из-за ограниченной их длины, которая равна 2985 мм (ограничение длины связано с общей компоновкой конструкции перекрестного стрелочного перевода). Поэтому переводы с тупыми крестовинами такой конструкции разрешается укладывать только в пути сортировочных парков и эксплуатировать при скоростях не более 25 км/ч.

2.3.3 Контррельсы острых крестовин

Контррельсы служат для направления колес при их движении в соответствующий желоб крестовины. Контррельс своей средней частью должен перекрывать вредное пространство длиной lвр от горла до сечения сердечника шириной 40 мм. От среднего участка контррельса в обе стороны делаются прямолинейные отводы, которые изгибаются под углом βк, примерно равным углу удара в остряк. На выходах и входах контррельса делаются улавливающие части с желобами шириной 86–90 мм. Контррельсы изготавливаются из обычных путевых рельсов и из специальных прокатных профилей (рис. 5.19).

Рисунок 5.19 – Контррельсы из прокатных спецпрофилей:

а – РК-65; б – СП-850

162

Наиболее распространены контррельсовые узлы, в которых контррельс крепится к путевому рельсу. Контррельсы в таких конструкциях соединяются с путевыми рельсами через специальные вкладыши с помощью горизонтальных болтов. Для таких контррельсовых узлов применяются контррельсы из спецпрофилей РК-50, РК-65 (рис. 5.20) и РК-75, СП-850, в зависимости от типа рельса, из которого изготовляется стрелочный перевод.

Рисунок 5.20 – Узел крепления контррельса из спецпрофиля:

1 – пластина; 2 – путевой рельс; 3 – вкладыш; 4 – контррельс (РК-65); 5 – контррельсовый болт; 6 – упругая шайба; 7 – гайка; 8 – подкладка

В последние годы нашла широкое применение конструкция контррельсового узла, в которой контррельс непосредственно не связан с путевым рельсом (рис. 5.21). Она имеет ряд преимуществ: меньший расход металла на изготовление контррельса, отсутствие вкладышей, возможность сравнительно легко регулировать ширину желоба между путевым рельсом и контррельсом за счет постановки прокладок между контррельсом и его опорами, облегчение замены путевого рельса, на котором зачастую интенсивно образуются седловины против зоны перекатывания колес с усовика на сердечник и обратно.

2.3.4 Крестовины с непрерывной поверхностью катания

Крестовины с непрерывной поверхностью катания начали применять на железных дорогах России с 1968 г. в обыкновенных стрелочных переводах типа Р65 в трёх разновидностях крестовин: 1) с поворотным сердеч-

ником; 2) с гибким сердечником; 3) с гибко-поворотным сердечником.

163

стовины; d – длина прямого участка). Кроме того, необходимо, чтобы гребни колес, набегающие под углом на сердечник крестовины, при близком расположении к нему переводной кривой могли свободно помещаться в желобах крестовины.

При радиусе переводной кривой 200 м этому условию удовлетворяет длина прямого участка не менее 1,5 м.

Переводные кривые не имеют возвышения наружного рельса. Рельсы соединительной части надежно закрепляются от угона.

2.5Основания стрелочных переводов

Вкачестве оснований стрелочных переводов используются брусья, плиты или монолитные железобетонные конструкции. Для подавляющего большинства стрелочных переводов основанием служат брусья – деревян-

ные или железобетонные.

Большинство стрелочных переводов на железных дорогах России эксплуатируется в настоящее время на деревянных брусьях.

Обрезные брусья принято обозначать индексом А, необрезные – Б (рис. 5.22). Брусья выполняются трёх видов: уширенные (У), широкие (Ш) и нормальные (Н). Размеры поперечных сечений брусьев показаны в табл. 5.1.

Рисунок 5.22 – Поперечное сечение деревянных переводных брусьев

Таблица 5.1 – Размеры переводных брусьев, мм

Применяются брусья типа I – для главных путей; типа ІІ – главных, приемоотправочных путей и сортировочных горок; типа ІІІ – для подъездных путей промышленных предприятий.

165

В зависимости от длины брусья делятся на группы, каждая из которых отличается от соседних на 25 см. Самые короткие брусья имеют длину 3,0 м, самые длинные – 5,5 м.

Число брусьев в одиночном стрелочном переводе зависит от его марки:

для 1/9 от 63 до 68 шт.; 1/11 от 75 до 80 шт.; 1/18 – 135 шт.; 1/22 – 170 шт.

Два переводных бруса, на которых располагается переводной механизм стрелки, называются флюгарочными. В обыкновенных переводах они имеют длину 4,5 м. Для установки опор под соединительные (продольные) тяги укладывают два бруса длиной по 3,5 м, а под промежуточную опору этой тяги – один.

Наиболее перспективным направлением оказалось применение железобетонных переводных брусьев. Они выполняются из предварительно напряженного железобетона с арматурой в виде высокопрочной стальной проволоки периодического профиля диаметром 3 мм (рис. 5.23). У обыкновенного перевода типа Р65 марки 1/11 комплект состоит из 82 основных брусьев длиной от 2,75 до 5,25 м (всего 11 типоразмеров с переходом с типа на тип через каждые 0,1 м); у перевода марки 1/9 – 74, у скоростного перевода Р65 марки 1 /11 – 84 бруса, а с учетом переходных брусьев к шпалам – соответственно 114, 108 и 106 брусьев.

Рисунок 5.23 – Схема поперечного сечения железобетонного бруса

Эксплуатационные наблюдения показали высокую стабильность стрелочных переводов на железобетонных брусьях и возможность применения для их укладки и выправки комплекса путевых машин и механизмов.

Для обеспечения необходимой упругости на стрелочных переводах с этими брусьями требуется применение под подкладками упругих прокладок. Переводы с железобетонными брусьями необходимо укладывать с высокой точностью, так как выправка стрелочного перевода, особенно в плане, – сложная и тяжелая работа. Высокоточным должен быть и монтаж таких стрелочных переводов. Незначительная выправка этих переводов по высоте возможна с помощью прокладок. После исчерпания этой возможности производится выправка с подбивкой балласта.

166

Стрелочные переводы с железобетонными брусьями особенно широко применяются на главных и приемоотправочных путях. Техническая политика Российских железных дорог предусматривает постепенный переход от стрелочных переводов на деревянных брусьях к железобетонным. Для реализации этой цели уже разработан целый ряд конструкций стрелочных переводов.

Важным условием применения стрелочных переводов на железобетонных брусьях является сварка стыков как внутри переводов, так и на примыкающих к ним рельсах обычного пути во избежание быстрого износа и развития дефектов рельсов в стыках, а также с целью улучшения плавности движения поездов.

2.6 Особенности конструкции скоростных и высокоскоростных стрелочных переводов

В последние десятилетия в мире все большее распространение получает скоростное и высокоскоростное железнодорожное движение. Программой развития российских железных дорог предусмотрено строительство новых и проведение реконструкции существующих участков железных дорог для обеспечения движения пассажирских поездов со скоростями до 160, 200 и 250 км/ч на более 10 тыс. км путей. Для реализации этих целей создаются новые конструкции элементов железнодорожного пути, в том числе и стрелочные переводы.

Скоростные стрелочные переводы и съезды для скоростей движения до 200 км/ч уже выпускаются серийно и успешно работают более 10 лет на линии Санкт-Петербург – Москва. В конструкции этих стрелочных переводов и съездов применяется стрелка с гибкими остряками и крестовина с непрерывной поверхностью катания. Основанием этих переводов и съездов служат железобетонные брусья. Прикрепление рельсовых элементов к подкладкам осуществляется с помощью упругих клемм. Подкладки к железобетонным брусьям закрепляются типовыми закладными болтами, используемыми в конструкции пути на железобетонном основании.

Повышение скоростей движения поездов выше 200 км/ч требует внесения в конструкцию стрелочных переводов существенных изменений. С этой целью разрабатываются специальные высокоскоростные стрелочные переводы и съезды.

Конструкция высокоскоростных стрелочных переводов предусматривает подуклонку рабочих поверхностей рельсовых элементов стрелочного перевода, равную подуклонке рельсов перегонных путей. Подуклонка рамных рельсов, рельсов крестовины и рельсов соединительных путей формируется за счет применения металлических подкладок специальной конструкции, а подуклонка остряков, сердечника крестовины и ее усовиков создаётся за счет специальной обработки поверхности катания этих элементов в процессе их изготовления.

167

Перевод стрелки осуществляется двумя специально разработанными винтовыми электроприводами типа ВСП-Н с различным ходом шибера. Безопасность прохода поездов по стрелке со скоростями 250 км/ч обеспечивается и контролируется внутренними замыкателями электроприводов и двумя внешними замыкателями, установленными у острия остряков и в конце их остроганной части.

На крестовине для перевода сердечника также используются два винтовых электропривода типа ВСП-Н новой конструкции.

Прикрепление рельсовых элементов к подкладкам осуществляется с

помощью упругих клемм усовершенствованной конструкции. В отличие от скоростного в конструкции высокоскоростного стрелочного перевода прикрепление металлических частей к железобетонным брусьям шурупнодюбельное, что значительно повышает устойчивость и стабильность рельсовой колеи и конструкции в целом.

Непременным условием скоростного и высокоскоростного движения является соединение стрелочных переводов с бесстыковым путём с применением технологии сварки всех стыков как на самом стрелочном переводе, так и на местах примыкания бесстыкового пути к стрелочным переводам. Сварка осуществляется в пути алюминотермитным способом после укладки и выправки стрелочного перевода.

В конструкции стрелок и крестовин скоростных и высокоскоростных стрелочных переводов предусматриваются противоугонные устройства, препятствующие угону и продольному перемещению рельсовых элементов перевода.

Для исключения воздействия температурных сил на стрелочные переводы в местах их примыкания к плетям бесстыкового пути устанавливают специальные устройства – уравнительные стыки (рис. 5.24). Основными элементами этого устройства являются остряк, который приваривает-

ся в пути к элементу стрелочного перевода и подвижный рельс, который приваривается к концу плети. Под действием температурных сил подвижный рельс свободно перемещается относительно остряка, тем самым исключая появление температурных сил на концевом участке плети.

Рисунок 5.24 – Уравнительный стык

168

2.7 Эпюры стрелочных переводов

По местным условиям иногда приходится укладывать так называемые неэпюрные стрелочные переводы. В таких случаях с целью определения основных размеров перевода пользуются методом нахождения проекций на горизонтальную и вертикальную оси.

Рисунок 5.25 – Эпюра стрелочного перевода типа Р65 марки 1/11: раскладка шпал и брусьев и геометрические характеристики

169

Рассмотрим случай, когда перевод с криволинейным секущего типа остряком двух радиусов R0 и R при R0 > R.

Координаты для разбивки переводной кривой определим в прямоугольной системе координат с нахождением начала координат в точке А на рабочей грани рамного рельса против корня остряка или места изгиба гибких остряков (рис. 5.26).

Рисунок 5.26 – Расчётная схема для определения координат переводной кривой

При известных данных Lп, Lт, R0, R, α, βн, β, К и S0 и при принятых абсциссах 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 метров находим ординату при x = 0:

0 = 0(cosβн − cosβ ) + (cosβ − cosβ).

Текущие ординаты находим по формулам при:

где углы φ1, φ2…φ определяются через sinφ по выражению:

sinφ = sinβ + .

Основным документом для разбивки стрелочного перевода является его эпюра (схематический чертеж) выполненный обычно в масштабе 1/50

170