Чем крепят рельсы к шпалам
Железнодорожный крепеж
Ни одна конструкция, используемая в промышленном производстве, не может надежно выполнять свои функции без специализированных крепежных деталей. Этот тезис распространяется и на железнодорожные (далее просто Ж/Д) пути. Ведь они должны выдерживать воздействие вибрации едва ли не порогового уровня, а также большой вес подвижных составов. Таким образом, строительство Ж/Д полотна без креплений, способных пережить немалую тряску, остаться в своих пазах, и, к тому же, не разболтаться, просто невозможно. Современная металлургическая отрасль производит такие детали в широком ассортименте, отличающиеся по конструктивному исполнению и, соответственно, по предназначению. Ниже описаны лишь наиболее часто применяемые виды Ж/Д крепежа.
Болты стыковые, выполненные по нормам ГОСТ 11530
Болты стыковые применяются совместно с 2-головыми накладками для скрепления в единую нить рельсов типов P75, P65, P50, P43 и P38. Нормы ГОСТа 11530-93 устанавливают 2 конструктивных исполнения этих деталей. Ниже представлены их чертежи.
В обоих вариантах подголовник имеет форму овала. Между тем, существует одно отличие. У болтов стыковых первого исполнения высота подголовника равна 12,0 мм, а у таких изделий второго исполнения этот параметр вдвое меньше – 6,0 мм.
В остальном же основные технические характеристики болтов, выполненных по обоим вариантам, практически, идентичны, хотя по некоторым позициям видны различия. Актуальные сведения представлены в таблице. Параметры обозначены также, как на чертежах исполнений. Единица измерения – миллиметры.
⟦Рельсовые скрепления⟧
промежуточные, стыковые
виды: КБ, ЖБР, АРС
Рельсовые скрепления — деталь, прикрепляющая рельсы к подрельсовому основанию (шпалам) или соединяющая рельсы между собой. Рельсовые скрепления играют важную роль в определении геометрических параметров, пространственной жесткости и общей надежности колеи. От них также зависит, как подвижные части движущегося транспорта будут взаимодействовать с полотном, уменьшая уровень вибраций..
Меню страницы:
Материал страницы предоставляется, как есть, без возможности редактирования и добавления информации. Данная страница несет исключительно информационный характер, хоть и имеет спонсоров в лице компаний ООО «ЛитСтройКом» и GREENRAIL GROUP S.R.L. Основная цель которая преследовалась при создании данного материала, это консолидация нужной информации на одной странице. Мы надеемся такой подход облегчит новому поколению специалистов по Ж/Д, получить актуальную информацию.
⟦Устройство рельсовых скреплений⟧
Рельсовые скрепления это ключевые элементы ВСП – приспособления, соединяющие металлоконструкции между собой и/или с основанием (то есть с деревянными/железобетонными шпалами).
Также востребованы при создании бесстыковой дороги, когда нужно, чтобы под воздействием внешних факторов смещались только концевые части плетей, а средние оставались неизменными даже при серьезных перепадах температуры. То, в каком количестве они будут использованы, напрямую повлияет на затраты при строительстве и эксплуатации. Экономить на них небезопасно, но и нет смысла увеличивать количество скрепления на километр пути, ведь тогда вырастут расходы на эксплуатацию железной дороги.
Изначально когда только строились первые железные дороги, для соединения рельс и шпал использовали костыли. Но такой элемент имел множество недостатков, главным из которых был уменьшение прижатия при постоянной вибрации от состава. Именно борьба с вибрацией усложнила устройство рельсового скрепления и добавило в него пружинный элемент клемму ЖБР.
Помимо соединения, эти элементы решают следующие задачи:
Делятся они на две главные группы:
Стыковые – используются для соединения звеньев двутавровых балок между собой;
Промежуточные – для фиксации металлоконструкций на опорных основаниях.
Скрепление рельсов: промежуточные крепления на ЖД пути, виды и назначения соединения со шпалами
При проектировании железнодорожных объектов важно уделять достаточное внимание всем элементам полотна. Поэтому мы всесторонне рассмотрим стыковые и промежуточные скрепления рельсов: выясним, что они собой представляют и какими могут быть, определимся с назначением, видами и типами, классификацией вообще. Также посмотрим на специфику монтажа при использовании различных опорных конструкций. Максимум полезной информации, чтобы вы могли понять, по каким принципам их выбирать и как использовать на практике.
Чтобы вы в полной мере представляли их важность, отдельно отметим, что они играют серьезную роль в определении геометрических параметров, пространственной жесткости и общей надежности колеи. От них также зависит, как подвижные части движущегося транспорта будут взаимодействовать с полотном.
Скрепления рельсов – что это такое?
Это ключевые элементы ВСП (верхнего строения пути) – приспособления, соединяющие металлоконструкции между собой и/или с основанием (то есть с деревянными/железобетонными шпалами).
Также востребованы при создании бесстыковой дороги, когда нужно, чтобы под воздействием внешних факторов смещались только концевые части плетей, а средние оставались неизменными даже при серьезных перепадах температуры. То, в каком количестве они будут использованы, напрямую повлияет на затраты при строительстве и эксплуатации. Важно помнить, что экономить на них небезопасно.
Зачем нужны рельсовые скрепления: их назначение, виды, описание
Помимо соединения, эти элементы решают следующие задачи:
Ключевыми точками для их применения становятся: цепи в створах со светофорами (маневровые, входные, выходные, проходные), границы блок-участков, электрифицированные линии, дороги с диспетчерской централизацией. И это достаточно разнообразные части ВСП, поэтому особенности их классификации мы подробно рассмотрим ниже.
Они делятся на две главные группы:
Фото стыкового крепления типа КД
Варианты обустройства стыков – на весу, на одной шпале или на сдвоенных. Между двумя зафиксированными изделиями проката обычно оставляют небольшой зазор, предусматривая тем самым возможность удлинения и расширения при росте температуры. Для перемещения концов технические отверстия делают овальными или круглыми. В последнем случае их сечение больше диаметра крепежных деталей.
Отдельно рассмотрим материалы исполнения и комплектацию данных элементов ВСП. Стыковые рельсовые скрепления состоят из набора болтов с шайбами и гайками, а также из накладок, но это в самом общем случае. Если же они изолирующие, то есть блокирующие электроток, тогда они либо обладают объемлющими накладками – несколькими прослойками и втулками из полиэтилена, фибры или текстолита, либо клееболтовые, когда стеклотканевая изоляция монолитно фиксируется на рельсе при помощи эпоксидного клея. Если токопроводящие, то являются штепсельными и выполняются из стальной проволоки. Привариваются к неиспользуемой грани головки металлоконструкции. Для обратной тяги их выполняют из медного троса.
Промежуточные элементы в свою очередь бывают:
Каждый вариант находит свое применение в зависимости от предполагаемых нагрузок на линию.
Рис. 1.1. Промежуточные скрепления
Фото крепление типа КБ
Отдельного внимания заслуживает особенность промежуточных рельсовых скреплений отлично сопротивляться продольному перемещению. Если выбраны раздельные элементы, то и дополнительной фиксации не потребуется, что удобно. Плюс, такая конструкция будет естественным образом защищена от «угона», то есть от продольного смещения вдоль путей, тем более если опорное основание будет лежать на щебеночном балласте. Это упругий слой, который поможет равномерно передать нагрузку на земляное полотно, а также сможет эффективно отводить воду от ВСП.
А вот смешанное или нераздельное соединение для защиты от «угона» необходимо дополнительно комплектовать противоугонами. Это пружинные скобы, которые защемляются на подошве двутавровой жд направляющей одним своим концом, а другим защелкиваются с противоположной стороны подошвы. Также могут быть оснащены прижимным клином, но обычно устанавливаются без него, так как тогда они максимально легкие и в них нечему ломаться (в наличии всего одна деталь). Такие устройства хорошо зарекомендовали себя на узко- и ширококолейных линиях, на одно- и двухпутных полотнах. Они просты в обслуживании и эксплуатируются длительное время, поэтому их установка экономически оправдана.
Похожие новости
Естественно, промежуточные рельсовые фиксаторы применяются для установки в определенном количестве (как любые другие), а не произвольно. На километр пути их понадобится от 40 до 90-100 штук, в зависимости от длины используемых металлоконструкций (стандартные Р-65 выпускаются по 25 и 12,5 м, но возможны варианты). Отдельно нужно подсчитать число закладных и клеммных болтов, гаек, шайб, накладок и резины, шурупов, костылей, уже упомянутых противоугонов, боковых упоров, скоб. Примерные данные есть в специальных таблицах – они станут удобным ориентиром для облегчения последующих вычислений.
Классификации рельсовых скреплений
Широко распространены следующие:
По исполнению клеммы все виды крепления рельсов к шпалам классифицируют на:
Все виды ЖД-скреплений рельс со шпалами также разделяются по типу монтажа – на следующие разновидности:
В рамках консультации специалисты компании ПромПутьСнабжение подскажут, какие товары нужны именно для вашего объекта. Мы же перейдем к рассмотрению опорного основания, материал исполнения которого тоже играет важную роль.
Рельсовые скрепления при деревянных шпалах
При нераздельных соединениях крепление осуществляется сразу с опорой через подкладку.
Раздельные – рельсовый жд металлопрокат скреплен только с подкладкой, а подкладка независимо соединена с опорой.
При смешанных жд профиль через подкладку соединяется с опорой, и, кроме того, она самостоятельно прикрепляется к опоре.
В настоящее время в постоянной эксплуатации находятся в основном два типа скреплений – костыльное скрепление Д (рис. 2.1) и раздельное скрепление КД (рис. 2.2, а). Применяется также скрепление Д4 (рис. 2.2, б).
Рис. 2.1. Костыльное скрепление Д
Подкладку к шпале принято пришивать двумя обшивочными костылями, а жд металлопрокат к шпале на прямых участках пути – костылями, расположенными диагонально. На кривых при необходимости направляющие к шпалам пришивают дополнительно костылями. Основными недостатками являются: смятие древесины под подкладкой и разработка костыльных отверстий, возможность напресовки снега и грязи под подошвой, что является причиной уширения колеи и схода подвижного состава.
В раздельном скреплении КД металлическая подкладка крепится к шпале четырьмя шурупами, а рельсовая балка прижимается к подкладке двумя жесткими П-образными клеммами и клеммными болтами. В отличие от Д обеспечивает постоянное прижатие к подкладке и позволяет производить регулировку по высоте до 14 мм. При этом обеспечивается стабильность ширины колеи и облегчается замена. Основной недостаток КД – его многодетальность и большая материалоемкость.
Скрепления типа Д4 отличаются многодетальностью и металлоемкостью. Они сильнее, чем костыли, зажимают рельсы и таким образом препятствуют угону. Могут использоваться при укладке бесстыкового пути. Между металлом и подкладкой укладываются прокладки разной толщины, что позволяет регулировать положение по высоте.
Рис. 2.2. Раздельное скрепление для деревянных шпал
а – типа КД; типа – Д4; 1 – двухвинтовая шайба; 2 – шуруп;
3 – подкладка; 4 – клеммный болт; 5 – клемма; 6 – подрельсовая площадка; 7 – прокладка под подкладку.
Наиболее распространены нераздельные, которые могут быть 2 видов:
Частным случаем на постсоветских и российских железных дорогах является скрепление Д. (расшифровка которого: Д – для деревянных шпал). Отличается наличием клинчатой ребордчатой подкладки и сразу двумя моделями монтажных элементов. Удерживает металлоконструкцию не только от бокового сдвига, но и от опрокидывания, но обладает тем же минусом, что у всех крепежей подобного типа прочность со временем ухудшается.
Кратко о размерах: диаметр наиболее распространенных шурупов – 22 и 24 мм, при длине 150 и 170 мм соответственно.
Внимание, оба варианта являются жесткими: в процессе их эксплуатации контакт между деталями постепенно нарушается, что приводит к убыстрению износа между элементами ВСП. Чтобы предотвратить преждевременный выход полотна из строя, нужно обеспечить упругую связь, которую неуклонно совершенствуют конструкторы разных стран.
Наглядное изображение промежуточного крепления подкладкой КД
Рельсовые скрепления при железобетонных шпалах
Скрепления для железобетонных шпал могут быть:
Актуальны следующие их разновидности:
Наиболее распространенным промежуточным скреплением для железобетонных шпал является раздельное скрепление КБ с жесткими клеммами. Типовое раздельное клеммно-болтовое скрепление работает в главном пути более 50 лет. В таком скреплении рельс прижимается к подкладке двумя жесткими клеммами, а подкладка крепится к шпале двумя закладными болтами. Основными недостатками скрепления КБ является его многодетальность (21 деталь), материалоемкость (41,6 т металла и 2,1 т полимеров на 1 км пути) и большое количество болтов (16 тыс. болтов на 1 км). Степень натяжения болтов быстро ослабевает, что требует регулярной и частой проверки, смазки и подтяжки.
Бесподкладочные упругие нераздельные скрепления ЖБР с прутковой клеммой обладают большей, чем у КБ, стабильностью натяжения болтов. недостаток таких скреплений – высокая трудоемкость при сборке и недостаточная стабильность ширины колеи в кривых. Разновидностями таких скреплений являются скрепления ЖБР-65П и ЖБР-65Ш.
В модернизированном подкладочном скреплении ЖБР-65П вместо плоских клемм применены пружинные прутковые и металлическая подкладка. Бесподкладочное шурупно-дюбельное скрепление ЖБР-65Ш имеет два шурупа, которые ввинчиваются в дюбели, заделанные в шпалу, и прижимают клеммы к подошве рельса.
Фото промежуточное скрепление ЖБР на шурупе
Схема ЖБР на шурупе
Основным недостатком скреплений ЖБР и АРС является недостаточная обеспеченность стабильной ширины колеи в кривых участках пути, особенно в крутых кривых. Причиной этого является плохое качество полимерных элементов скреплений.
Рис. 4.4. Нераздельное упругое анкерное скрепление АРС-4
1 – упругая клемма; 2, 3 – монорегулятор-фиксатор; 4 – подклеммник; 5 – анкер; 6 – изолирующий уголок; 7 – резиновая прокладка.
Фото промежуточное скрепление АРС 4
Мы подробно рассмотрели назначение рельсовых скреплений, их основные виды и особенности, и фото тоже помогут вам определиться. А чтобы выбор был еще проще, обращайтесь за консультацией в «ПромПутьСнабжение».
Рельсовые скрепления: Соединение рельсов трамвайных путей между собой, со шпалами и с бетонным основанием
Классификация рельсовых скреплений
К рельсовым скреплениям относятся следующие элементы верхнего строения трамвайного пути:
а) стыковые скрепления ;
б) путевые тяги для соединения между собой отдельных рельсовых ниток;
в) дополнительные устройства для скрепления трамвайных рельсов и контррельсов в кривых;
г) скрепления рельсов со шпалами (промежуточные скрепления);
д) скрепления рельсов с бетонными основаниями (анкерное скрепление);
е) электрические соединения трамвайных рельсов (стыковое, путевое и междупутное);
ж) противоугонные устройства.
Трамвайный рельсовый путь состоит из отдельных рельсов длиной по 12,5 м, соединенных между собой в продольном и поперечном направлениях для создания неизменного положения двух рельсовых ниток, обеспечивающих нормальное движение трамвайных вагонов.
Соединение рельсов по длине осуществляется устройством стыков – сварных или механических.
Соединение отдельных рельсовых ниток трамвайного пути между собой в поперечном направлении (для создания неизменной колеи) осуществляется при помощи тяг, а при шпальных основаниях с низкими рельсами – прикреплением рельсов к шпале костылями или шурупами.
Для обеспечения электропроводности трамвайного пути применяются стыковые электрические соединения, устраиваемые на всех сборных стыках, путевые электрические соединения для соединения двух рельсовых ниток одного пути (через 150 м) и междупутные (через 300 м) для соединения внутренних рельсовых ниток двух смежных путей.
Рельсовые стыки трамвайных путей свариваются преимущественно термитом. Электросварка начала применяться только в последнее время.
Стыковые скрепления
Механический сборный стык состоит из двух перекрывающих его накладок, расклинивающих трамвайные рельсы и соединенных между собой 4–6 болтами. Для рельсов железнодорожного типа используются одинаковые накладки с обеих сторон, а для рельсов трамвайного типа – различные по высоте (наружная – более высокая, чем внутренняя, из-за желоба и губки рельса).
Для того чтобы увеличить прочность накладок, поперечное сечение делается фасонным, с утолщением по концам, с полками, с полками и фартуками и т. п.
Внутренняя стыковая накладка к рельсам Тв-60 дана на рис. 1, а наружная – на рис. 2.
Рис. 1. Стыковая внутренняя накладка к трамвайному желобчатому рельсу Тв-60.
Рис. 2. Стыковая наружная накладка к трамвайному желобчатому рельсу Тв-60.
Стыковая фартучная накладка для рельсов Р-43 и Р-38 изображена на рис. 3, а стыковой обхват – на рис. 4.
Рис. 3. Накладка для рельсов Р-43 и Р-38.
Рис. 4. Стыковой обхват к трамвайному желобчатому рельсу Tв-60.
Сборные механические стыки применяются только как температурные и на кривых участках трамвайного пути радиусом до 50 м, в стыках спецчастей, на малодеятельных линиях, а также – на запасных и парковых путях.
В замощенном проезде длина сваренных плетей неограничена. В открытом полотне на трамвайных путях, засыпанных балластом до подошвы рельса, температурные стыки размещаются через 50 м, а в путях, засыпанных балластом до головки рельса, – через 75 м.
Контррельсы по длине (в стыке) скрепляются четырехдырными бесфартучными накладками.
Накладки изготовляются из прокатных полос мартеновской стали. В изломе материал накладок должен быть мелкозернистого однородного строения, без внутренних пороков, посторонних включений и расслоений.
При изготовлении накладок от полос отрезают такие концы, чтобы в торцах и отверстиях изготовленных накладок не оставалось никаких следов усадочных раковин, расслоений, трещин.
Наружная поверхность должна быть чистой: без шлаковин, трещин и пузырей. Заделка недостатков запрещается; разрешается только срубать и спиливать незначительные неровности. Плены и закаты незначительных размеров допустимы, однако заусеницы в накладках на торцах необходимо зачищать.
Поверхности граней накладок, прилегающих к трамвайным рельсам, должны быть правильные по всей длине, с точным выполнением угла наклона, согласно чертежу.
Накладки следует хорошо выправлять, так чтобы при прикладывании линейки к поверхности прилегания прозор был не более 2 мм. Обрезать накладки нужно перпендикулярно к продольной оси. Кроме того, необходимо, чтобы боковые грани дыр для болтов были перпендикулярны к шейке рельса.
Отступления от размеров накладки трамвайного типа допускаются следующие:
а) в длине накладки: ±5 мм;
б) в расстоянии между осями дыр: ±2 мм;
в) в расстоянии оси дыр от нижней грани полки: ±1 мм;
г) в размерах высоты накладки с внутренней и наружной сторон: ±1 мм;
д) в ширине полки: ±2 мм;
е) в толщине накладки: ±1 мм.
Отступления от размеров накладки для рельсов железнодорожного типа не должны превышать:
а) диаметр дыр ±0,5мм;
б) расстояние между центрами дыр ±1,0 мм;
Для стягивания накладок служат болты с гайками, прочно прижимающими накладку к рельсам. Для стыков трамвайных рельсов применяются болты диаметром 24 мм и длиной 130 мм; для соединения обхватов – болты диаметром 24 мм и длиной 175 мм (рис. 5); для стыков из рельсов железнодорожного типа Р-43 и Р-38 – болты диаметром 22 мм, длиной 145 мм; для рельсов Р-50 – болты диаметром 24 мм и длиной 145 мм.
Рис. 5. Стыковой болт и гайка к трамвайному рельсу Тв-60.
Гайки применяются обычно шестигранные, причем высота их не должна быть меньше диаметра болта.
Для сохранения должного натяжения в болтовом соединении применяются пружинные шайбы фасонного или прямоугольного сечения толщиной 7–8 мм (рис. 6). Изготовляются они из литой стали и хорошо закаливаются.
Рис. 6. Пружинная шайба к стыковому болту.
Болты и гайки, применяемые в соединениях трамвайных путей, делаются из мягких сортов стали, легко поддающихся обработке и имеющих в изломе однородное мелко зернистое строение.
Болты и гайки не должны иметь наружных пороков и заусениц; резьба должна быть чистая и полная. Кроме того, необходимо, чтобы головки болтов были симметричны по отношению к оси и изготовлялись путем ковки или штамповки.
Отверстия в гайках должны находиться в центре их тела, и ось отверстия должна быть перпендикулярна к нижней их грани.
Размеры должны соответствовать чертежам; отступления в длине болтов могут составлять +5–2 мм, в прочих размерах – 0,5 мм.
Нарезки болтов и гаек, применяемые в соединениях трамвайных путей, должны так соответствовать одна другой, чтобы каждый болт подходил к каждой гайке.
Гайка, навинченная на шесть витков, должна плотно сидеть, не шатаясь. Болты и гайки непосредственно после нарезки необходимо смазать. Приемка накладок болтов и гаек производится на основании наружного осмотра и обмера, а также по механическому испытанию.
Соединение отдельных рельсовых ниток трамвайных путей между собой
Для соединения двух рельсовых ниток трамвайного пути применяются поперечные круглые тяги с винтовой нарезкой по концам диаметром 22–24 мм или плоские сечением 8 × (60–90) мм. Плоские тяги применяются только при штучном покрытии из брусчатки или мозаики.
Такие тяги могут иметь круглые концы с винтовой нарезкой или отгибаться для крепления к шейкам трамвайных рельсов болтами.
Типы путевых поперечных тяг показаны на рис. 7.
Рис. 7. Путевые тяги, применяемые в конструкциях трамвайных путей.
Регулируется колея при круглых тягах с помощью гаек, зажимающих с обеих сторон шейку рельса. Под каждую гайку подкладывается пружинная шайба.
Если плоские тяги не имеют круглого конца с нарезкой, колея регулируется путем закладывания или выемки пластинок, помещаемых между отогнутым концом тяги и шейкой рельса. К рельсу тяги крепятся болтами диаметром 22–24 мм.
Вес круглой тяги без гаек – 6 кг, плоской с круглыми концами – 5,9 кг, плоской тяги с отогнутыми концами – 6,3 кг.
Расстояние между поперечными тягами на прямых при шпальном основании равно 2,5 м, при бесшпальном основании – 2 м, на участках пути кривых радиусом 50-100 м – 2 м, а при радиусе менее 50 м – 1,5 м.
Скрепление рельсов и контррельсов в кривых трамвайных путей
Контррельс к ходовым трамвайным рельсам крепится при помощи чугунных вкладышей и болтов с гайками и пружинными шайбами (рис. 8). Болты ставятся по одной штуке в пролете между тягами.
Рис. 8. Крепление контррельса трамвайного пути.
Чугунный распорный вкладыш упирается в нижние наклонные грани головок и в верхние грани подошв рельсов.
Вкладыши имеют отверстия для контррельсовых болтов и состоят из двух частей. Для регулирования величины желоба применяются регулировочные шайбы толщиной 3–10 мм, закладываемые между двумя частями вкладыша.
Дубовые неразрезные вкладыши или вкладыши из газовых труб используются только в незамощенных временных трамвайных путях.
Верх головки контррельса приподнимается на 10–15 мм выше головки ходового трамвайного рельса, для чего контррельс укладывается на металлические, дубовые или березовые прокладки.
Скрепления рельсов со шпалами в трамвайных путях
При шпальных основаниях во всех пассажирских путях рельсы независимо от их типа укладываются на клинчатых подкладках с уклоном 1/20 (рис. 9).
Рис. 9. Подкладка к трамвайному желобчатому рельсу Тв-60.
К деревянным шпалам трамвайные рельсы прикрепляются шестью шурупами или костылями. На запасных и временных путях допускается крепление четырьмя костылями. Шурупное крепление рельсов к шпалам лучше, чем прикрепление костылями, но и шурупы и костыли с течением времени ослабевают и выдергиваются из шпал. Объясняется это тем, что вертикальное давление от подвижного состава действует на рельс попеременно: то сверху вниз, то снизу вверх. Это ударное действие подошвы трамвайного рельса по головке костыля или шурупа постепенно выдергивает их из шпалы.
Для противодействия такому явлению применяется раздельное крепление трамвайного рельса с подкладкой и подкладки со шпалой, но и это только немногим лучше крепления шурупами или костылями.
Общий вид сборного стыка с промежуточным (раздельным) скреплением трамвайных рельсов к шпалам показан на рис. 10.
Рис. 10. Общий вид стыка с промежуточным (раздельным) скреплением: 1 – шуруп; 2 – штырь; 3 – подкладка; 4 – болт; 5 – ухват; 6 – накладка; 7 – рельс.
Также существуют новые виды скреплений в виде пружинных костылей, которые работают на выдергивание так же, как и шурупы, а при производстве работ значительно проще.
К железобетонным шпалам трамвайные рельсы крепятся шурупами через нормальные подкладки в деревянные втулки, заделываемые в бетон (рис. 11). Однако применяется и болтовое крепление рельса к шпале.
Рис. 11. Крепление трамвайных рельсов к железобетонной шпале: 1 – деревянный вкладыш; 2 – прокладка; 3 – шуруп d = 22 мм.
Скрепление рельсов с бетонным основанием
В типовой бетонной конструкции трамвайного пути типа Б крепление рельса к основанию производится в виде специального анкерного скрепления (рис. 12), куда входят: два анкерных болта диаметром 22–24 мм, соединенных между собой с помощью объединительной пластинки, две прижимные лапки и две гайки с шайбами Гровера.
Рис. 12. Анкерное крепление трамвайного рельса к основанию пути: 1 – спецасфальт или жесткий асфальтобетон; 2 – металлическая пластинка (350×125×10 мм); 3 – приварка; 4 – поверхность бетона.
Электрическое соединение трамвайных рельсов
Стыковые электрические соединения трамвайных рельсов следует изготовлять из многожильного гибкого медного провода, обжимаемого в стальную обойму (рис. 13), а путевые и междупутные – из меди или стали (рис. 14).
Рис. 13. Стыковое электрическое соединение трамвайных рельсов: 1 – медный сердечник сечением 70 мм 2 ; 2 – оплавленные концы медного сердечника; 3 – заварка.
Рис. 14. Путевое и междупутное электрическое соединение трамвайных рельсов: 1 – сплошной усиленный шов, l = 80, h = 9-10 мм; 2 – междупутное электрическое соединение, при ширине междупутья 1900 мм; l = 1858 мм, длина заготовки – 2166 мм; 3 – путевое электрическое соединение, I = 1542, длина заготовки – 1849 мм.
Противоугонные устройства
На линиях, расположенных на уклоне круче 0,02 при длине не короче 200 м, необходимо устраивать противоугонные приспособления любых типов, применяемых на магистральных линиях железных дорог.
Рельсовое скрепление
Рельсовое скрепление — конструкция, соединяющая рельсы между собой или прикрепляющая их к подрельсовому основанию.
Рельсовые скрепления подразделяются на стыковые, служащие для соединения рельсов между собой вдоль пути, и промежуточные — для прикрепления рельсов к опорам (шпалам, рамам, плитам и т. д.).
Стыковые скрепления выполняются в виде плоских накладок, соединяющих рельсы при помощи болтов. В начале XX века от ранее применявшихся четырёхдырных плоских накладок перешли к шестидырным фартучным накладкам, у которых подошва рельса перекрывается горизонтальной полкой, переходящей в вертикальный «фартук». В месте прикрепления рельсов к стыковым шпалам для размещения подкладок и костылей (против второго и пятого болтовых отверстий) в полке и фартуке сделаны вырезы. При увеличении нагрузок и скоростей в этом ослабленном сечении возникали косые изломы. С 1947 года на отечественных железных дорогах осуществлялся переход на двухголовые накладки с четырьмя болтовыми отверстиями (рис. 1) для рельсов Р75 и Р65 и шестью для рельсов Р50. Масса четырёхдырных накладок для рельсов Р50 — 18,77 кг, для рельсов Р65 и Р75 — 23,48 кг, а шестидырных для рельсов Р50 — 18,77 кг, для рельсов Р65 и Р75 — 29,5 кг. В уравнительных пролётах бесстыкового пути применяются накладки с шестью отверстиями. Отверстия в накладках сделаны поочерёдно овальной и круглой формы. Верхние и нижние головки накладок имеют скос, выполненный под тем же углом, как нижняя грань головки и верхняя грань подошвы рельса. Поэтому при затягивании стыковых болтов обеспечивается устойчивость рельсового стыка. Стыковые болты диаметром 27 мм для рельсов Р65 и Р75 и 24 мм для рельсов Р50 имеют круглую голову и овальный подголовок. Такой подголовок входит в овальное отверстие накладки, благодаря чему болт при завинчивании гайки не проворачивается. Разрезные шайбы, надеваемые на болт под гайку, обеспечивают упругое восприятие сил до 12 кН. Для изолирующих стыков на линиях, оборудованных автоматической блокировкой, применялись первоначально деревянные накладки, позже лигнофолиевые, а с 1950-х годов — металлические. Между металлической накладкой и рельсом помещается полиэтиленовая прокладка, на болты надеваются полиэтиленовые втулки. Торцы рельсов также разделены изолирующей прокладкой. В конструкции изолирующего стыка могут применяться и объемлющие накладки, охватывающие рельсы со стороны нижней плоскости подошвы. С 1969 года широко применяют клееболтовые электроизолирующие стыки, в которых двухголовые накладки уменьшены по высоте с обеих сторон на 3 мм. Образующийся между накладкой и рельсом люфт заполнятеся стеклотканью, пропитанной эпоксидным клеем с добавлением отвердителя. При использовании накладок с шестью болтовыми отверстиями и затяжкой болтов до 150—170 кН такой стык упруго воспринимает продольные силы до 1500 кН, а при применении объемлющих накладок — до 3000 кН.
Промежуточные скрепления могут быть раздельными (тип Д2 и Д4 для деревянных и тип КБ для железобетонных шпал), нераздельными (костыльные с подкладками, имеющими три костыльных отверстия, для деревянных шпал и тип ЖБ для железобетонных шпал) и смешанными (тип ДО — костыльные с подкладками, имеющими пять костыльных отверстий, для деревянных шпал).
Наиболее распространённой конструкцией промежуточного рельсового скрепления на пути с деревянными шпалами является костыльное скрепление (тип ДО). В этой конструкции (рис.2) применяются клинчатые двухребордчатые подкладки с пятью костыльными отверстиями: три для постановки костылей у подошвы рельса (из них два — с внутренней стороны) и два — для обшивочных костылей, для удобства расшивки которых на подкладке предусмотрены бортики. Для предохранения от прорезания древесины шпал подкладки имеют закруглённые по концам нижние грани и укладываются на прокладки из полимерных материалов (гамбелита или резины). Костыли имеют длину 165 мм, поперечное сечение 16×16 мм, овальную головку; пучинные костыли выпускаются длиной 205, 230, 255, 280 мм. Для более стабильного прижатия рельсов к подкладкам и шпалам могут применяться термически обработанные изогнутые костыли, обладающие пружинящими свойствами. В раздельных промежуточных скреплениях (тип Д2 и Д4) подкладка прикрепляется к шпале шурупами, а рельс к шпале клеммами и клеммными болтами (рис. 3). Скрепления этих типов имеют много деталей, большую металлоёмкость, но позволяют укладывать бесстыковой путь на деревянных шпалах и производить выправку пути установкой дополнительных подрельсовых прокладок между подошвой рельса и подкладкой.
Промежуточные рельсовые скрепления для пути на железобетонных шпалах применяются двух основных типов: подкладочные типа КБ с жёсткой клеммой (рис. 4) и бесподкладочные типа ЖБ с пружинной клеммой (рис. 5). В скреплении КБ подкладка, имеющая две реборды, крепится к шпале двумя закладными болтами, которые вставляются в шпальные отверстия и после поворота на 90° упираются плечиками
в закладную шайбу. Под гайкой и шайбой закладного болта устанавливают текстолитовую втулку, обеспечивающую электрическую изоляцию болта от подкладки. Под подкладку укладывается изоляционная резиновая рифлёная прокладка, позволяющая также снизить жёсткость конструкции. Обычно резиновая прокладка имеет толщину 7 мм, в шпале с углублением для подрельсовой площадки — 14 мм. В отверстия реборд в виде ласточкиного хвоста вставляют клеммные болты, закрепляющие клеммы. Опираясь одной лапкой в подкладку, а другой — в подошву рельса, клеммы фиксируют рельс на подкладке. Для уменьшения жёсткости и большей стабильности прижатия подошвы рельса к шпале под гайку клеммного болта укладывают двухвитковую шайбу, а под подошву рельса — прокладки. Положение рельса можно регулировать по высоте до 14 мм укладкой дополнительных прокладок из полиэтилена. Установка пружинной прутковой клеммы типа «Краб» позволяет дополнительно снизить жёсткость конструкции. Скрепление ЖБ имеет два закладных болта, которые прижимают пружинные клеммы к шпале и подошве рельса. У пластинчатой клеммы нижняя ветвь доходит до кромки подошвы, а верхняя прижимает подошву рельса к шпале. Изоляция закладного болта аналогична изоляции скрепления КБ. Рельс от шпалы изолируется постановкой резиновой прокладки, служащей одновременно амортизатором. Пружинящие свойства клеммы обеспечивают стабильное прижатие подошвы рельса к прокладке и шпале. Скрепление ЖБ не позволяет регулировать рельсы по высоте и имеет недостаточное сопротивление горизонтальным боковым силам в крутых кривых. Основные недостатки скреплений КБ — высокую жёсткость и многодетальность — позволяют устранить скрепления типа БП (рис. 6), в которых закладной болт выполняет функции и клеммного болта, а клеммы — пружинные, пластинчатые или прутковые. При этом сохраняется возможность регулировки положения рельса по высоте. Скрепление БП является универсальным, поскольку при заглублении подрельсовой площадки на 25 мм оно может использоваться и без подкладки, но с упругими прокладками и клеммами. Бесподкладочное скрепление типа ЖБР (рис. 7) отличается повышенной надёжностью по сравнению со скреплением типа ЖБ. Так же, как скрепление БП, имеет заглублённую подрельсовую площадку и пружинную клемму, в которой подошва рельса перекрывается её верхней и нижней ветвями.
⟦Рельсовые скрепления⟧
промежуточные, стыковые
виды: КБ, ЖБР, АРС
Рельсовые скрепления — деталь, прикрепляющая рельсы к подрельсовому основанию (шпалам) или соединяющая рельсы между собой. Рельсовые скрепления играют важную роль в определении геометрических параметров, пространственной жесткости и общей надежности колеи. От них также зависит, как подвижные части движущегося транспорта будут взаимодействовать с полотном, уменьшая уровень вибраций..
Меню страницы:
Материал страницы предоставляется, как есть, без возможности редактирования и добавления информации. Данная страница несет исключительно информационный характер, хоть и имеет спонсоров в лице компаний ООО «ЛитСтройКом» и GREENRAIL GROUP S.R.L. Основная цель которая преследовалась при создании данного материала, это консолидация нужной информации на одной странице. Мы надеемся такой подход облегчит новому поколению специалистов по Ж/Д, получить актуальную информацию.
⟦Устройство рельсовых скреплений⟧
Рельсовые скрепления это ключевые элементы ВСП – приспособления, соединяющие металлоконструкции между собой и/или с основанием (то есть с деревянными/железобетонными шпалами).
Также востребованы при создании бесстыковой дороги, когда нужно, чтобы под воздействием внешних факторов смещались только концевые части плетей, а средние оставались неизменными даже при серьезных перепадах температуры. То, в каком количестве они будут использованы, напрямую повлияет на затраты при строительстве и эксплуатации. Экономить на них небезопасно, но и нет смысла увеличивать количество скрепления на километр пути, ведь тогда вырастут расходы на эксплуатацию железной дороги.
Изначально когда только строились первые железные дороги, для соединения рельс и шпал использовали костыли. Но такой элемент имел множество недостатков, главным из которых был уменьшение прижатия при постоянной вибрации от состава. Именно борьба с вибрацией усложнила устройство рельсового скрепления и добавило в него пружинный элемент клемму ЖБР.
Помимо соединения, эти элементы решают следующие задачи:
Делятся они на две главные группы:
Стыковые – используются для соединения звеньев двутавровых балок между собой;
Промежуточные – для фиксации металлоконструкций на опорных основаниях.
Железнодорожный крепеж
Ни одна конструкция, используемая в промышленном производстве, не может надежно выполнять свои функции без специализированных крепежных деталей. Этот тезис распространяется и на железнодорожные (далее просто Ж/Д) пути. Ведь они должны выдерживать воздействие вибрации едва ли не порогового уровня, а также большой вес подвижных составов. Таким образом, строительство Ж/Д полотна без креплений, способных пережить немалую тряску, остаться в своих пазах, и, к тому же, не разболтаться, просто невозможно. Современная металлургическая отрасль производит такие детали в широком ассортименте, отличающиеся по конструктивному исполнению и, соответственно, по предназначению. Ниже описаны лишь наиболее часто применяемые виды Ж/Д крепежа.
Болты стыковые, выполненные по нормам ГОСТ 11530
Болты стыковые применяются совместно с 2-головыми накладками для скрепления в единую нить рельсов типов P75, P65, P50, P43 и P38. Нормы ГОСТа 11530-93 устанавливают 2 конструктивных исполнения этих деталей. Ниже представлены их чертежи.
В обоих вариантах подголовник имеет форму овала. Между тем, существует одно отличие. У болтов стыковых первого исполнения высота подголовника равна 12,0 мм, а у таких изделий второго исполнения этот параметр вдвое меньше – 6,0 мм.
В остальном же основные технические характеристики болтов, выполненных по обоим вариантам, практически, идентичны, хотя по некоторым позициям видны различия. Актуальные сведения представлены в таблице. Параметры обозначены также, как на чертежах исполнений. Единица измерения – миллиметры.
Чем крепят рельсы к шпалам
Промежуточные скрепления, выполняя роль связующих элементов между рельсами и основанием, должны обеспечивать:
Требование обеспечения стабильности ширины колеи важно и очевидно, оно прямо связано с обеспечением безопасности движения поездов из условия недопущения провала колес.
Нарушение требования по обеспечению достаточности прижатия рельсов к основанию приводит к отрыву рельсов от шпал при укладке или разборке пути, а также при его подъемке при проведении выправочных работ. Обусловлено это гниением деревянных шпал, разрушением дюбелей, недостаточной прочностью и коррозией прикрепителей на железобетонных основаниях.
Угон рельсов приводит к изменению их напряженно-деформированного состояния, что может вызвать выброс пути при повышении температуры и разрыв стыков при ее понижении. Угон пути приводит к смещению и перекосу шпал, выпадению подрельсовых прокладок. Ликвидация последствий угона рельсов сопряжена с выполнением сложных и трудоемких работ по регулировке зазоров и разрядке температурных напряжений в рельсовых плетях.
Требование оптимизации температурной работы рельсов также связано с величиной усилий прижатия их к основанию. Исключить температурные деформации рельсов очень сложно, так как это вызывает усложнение конструкции пути, удорожание рельсовых скреплений. Недостаточное же прижатие рельсов к основанию вызывает чрезмерные деформации концевых участков рельсовых плетей, усложнение конструкции стыковых скреплений, быстрый износ промежуточных скреплений, нарушение равноупругости основания из-за перемещения шпал.
Проведение регулировки положения рельсов по высоте особенно важно на железобетонных подрельсовых основаниях и в зимнее время. В условиях высокой грузонапряженности в пути быстро накапливаются остаточные деформации, происходит нарушение проектного положения рельсов. Выправка пути с применением шпалоподбивочной техники сложна в организации, требует перерывов в движении поездов, поэтому использование регулировочных прокладок для выправки пути весьма целесообразно. В зимнее время на участках пучинообразования применение регулировочных прокладок является единственным способом исправления пути по уровню и в профиле.
В современных условиях, когда сборка и разборка рельсошпальной решетки ведется на базах с применением поточных линий, требование о необходимости механизации работ по сборке и разборке узлов скреплений совершенно справедливо. Необходимость механизации работ по смене рельсов, замене изношенных элементов скреплений, регулировке натяжения прикрепителей при текущем содержании пути также не вызывает сомнений.
Обеспечение рациональной пространственной упругости рельсовых скреплений чрезвычайно необходимо для того,
чтобы упруго перерабатывать динамические воздействия колес подвижного состава на рельсы, гасить высокочастотные вибрации, расстраивающие путь и особенно его болтовые соединения, а также для того, чтобы создавать равноупругость подрельсового основания.
Упругость, создаваемая скреплениями, отделяет массу рельса от подрельсового основания аналогично тому, как рессоры отделяют кузов экипажа от его ходовых частей. Это существенно снижает силы инерции, образующиеся при движении колес по неровностям пути. Однако при большой вертикальной и горизонтальной упругости опор увеличивается статический изгиб рельсовых нитей под колесной нагрузкой, увеличивается также поворот поперечных сечений рельсов, создающий угоняющий эффект.
Этим и объясняется существование понятия оптимальной пространственной упругости пути, при которой взаимодействие пути и подвижного состава будет наилучшим, а напряжения, деформации и накопления последних будут минимальными. Кроме того, неизменная упругая связь элементов скреплений с рельсами, подрельсовыми опорами и друг с другом с заданным натяжением необходима для обеспечения нормальной работы скреплений, предотвращения неупругих колебаний элементов и связанных с этим расстройств узлов скреплений.
обеспечивая при этом величины удельных давлений на них в допускаемых пределах:
пределах 10—20 мм. Прокладки-регуляторы должны изготавливаться из жестких материалов. Их типоразмеры должны
обеспечивать уклоны отводов при исправлении пути в соответствии с действующими нормативами.
обеспечивающее погонное сопротивление продольным перемещениям рельсов не менее 25 кН/м.
перемещениям было не менее 15 кН/м. Если сила прижатия рельса с учетом коэффициента трения между рельсом и
основанием недостаточна, то необходимо предусматривать дополнительные противоугонные устройства (противоугоны).
На участках с автоблокировкой скрепления для железобетонных шпал должны обеспечивать электрическую изоляцию рельсов от шпал с сопротивлением не ниже 1 Ом на километр пути.
Требование к скреплениям о необходимости обеспечения экономической эффективности конструкций пути очевидно. Скрепления должны способствовать достижению высоких сроков службы всех элементов пути (в частности, они сильно влияют на сроки службы деревянных шпал) и оптимальных условий их эксплуатации.
Классификация промежуточных скреплений
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.
Промежуточные скрепления делятся еще на две группы в зависимости от того, обладают они или не обладают противоугонными свойствами. Первая группа — это непротивоугонные скрепления, у которых прикрепители не создают достаточного нажатия на подошву рельса и тем самым не обеспечивают необходимой продольной связи рельса с основанием. При применении этих скреплений необходима установка на подошву рельса дополнительных приспособлений, препятствующих продольной сдвижке рельса, — противоугонов.
Ко второй группе скреплений относятся противоугонные конструкции, у которых с помощью упругих элементов создается необходимое нажатие на подошву рельса, исключающее его проскальзывание по опорам под проходящими поездами. В свою очередь вторая группа делится на две подгруппы: болтовые и безболтовые скрепления. В первом случае натяжение прикрепителей, а следовательно их нажатие на подошву рельса, можно регулировать подтягиванием гаек клеммных болтов. В безболтовых скреплениях монтажное нажатие закладных упругих элементов должно оставаться неизменным в течение всего периода эксплуатации.
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.
Таким образом, все скрепления можно представить в виде таблицы 7.1
Конструкция промежуточного скрепления
Элемент, создающий нажим на подошву рельса
Типы применяемых конструкций скреплений
ПЕРВАЯ ГРУППА
Отсутствует нажатие на подошву рельса (требуется
установка противоугонных приспособлений)
Костыльное с жесткими костылями
ДО (Россия, Канада, США), типовое костыльное
С ограничительной ребордой (фасонного типа) и штырем
Клеммно-болтовое с укороченными жесткими клеммами (не
доходящими до подошвы рельса)
КБ-М для металлических мостов (Россия)
ВТОРАЯ ГРУППА
Имеется нажатие на подошву рельса
приспособлений не требуется)
Костыльное с пружинными костылями
DS-18, ES-18, «Рюпинг», «Макбет»(ФРГ,
А. Клеммно-болтовые с жесткими клеммами и добавочными упругими
Упругие, одно-, двух- и трехвитковые шайбы
КБ, Д-2 (Россия), «Фоссл» (ФРГ,Италия)
Резиновые прослойки «развитой» формы
«Вайскинг» (США) (для тяжелых условиях эксплуатации)
Клеммно-болтовые с упругими клеммами: бесподкладочное
Плоские или торсионного действия упругие элементы,
прижимаемые к подошве рельса болтовым соединением
ЖБ, ЖБР (Россия), НМ (ФРГ), RN, «Набла» (Франция), Синкансен – тип 702 и др.
(Япония); SKL-1 (ФРГ), тип F (Финляндия)
(подкладки прикрепляются вместе с клеммами)
(подкладки прикрепляются отдельно от клемм)
Б. Безболтовые
Упругие элементы, непосредственно
прикрепляющие рельс к основанию
«Пендрол» (Англия), «Фист» с плоской клеммой
Упругие элементы, прикрепляющие рельс к
подкладке, которая отдельно крепится к основанию
Д-8 (Россия); «Пендрол» (деревянные шпалы); «Дельта» (ФРГ); «Хайбек» (Англия); «Эвэм» (Голландия и др. страны)
Скрепления для деревянных шпал
Одной из самых распространенных конструкций скреплений для деревянных шпал на отечественных дорогах является подкладочное костыльное скрепление смешанного типа ДО (рис. 7.1).
К достоинствам скреплений ДО относятся:
Однако это скрепление не обеспечивает упругую связь рельса со шпалой и плохо сопротивляется угону пути. Основными элементами этого скрепления являются клинчатая ребордчатая подкладка 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 стыковойпятью. 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. Расчеты и опыт эксплуатации скреплений ДО показывают, что устойчивость рельса против опрокидывания при эпюре шпал 1600 шт./км и более обеспечивается лучше, чем устойчивость на отжатие рельсовой нити. Случаи опрокидывания рельсов с выдергиванием костылей редки и происходят только при провале колес.
Случаи же отжатия рельсовых нитей довольно часты, вследствие чего перешивка пути при костыльных скреплениях на деревянных шпалах является одной из распространенных путевых работ, особенно в кривых.
Ширина подкладки к рельсам Р65 и Р75 (рис. 7.3, 7.4) 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 подкладки (см. рис. 10.2, б), 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.
Во избежание перерезывания волокон древесины подкладкой, их изготавливают с закругленными краями. В углах отверстий подкладок предусмотрены закругления радиусом до 2,5 мм для уменьшения концентрации напряжений при работе подкладок и увеличения срока службы пуансонов, применяющихся при изготовлении подкладок. Для обеспечения нормальной работы рельса вогнутость поверхности прилегания подкладки к рельсу не допускается; выпуклость допускается не более 0,5 мм.
Недостатком скреплений (ДО) является также возможность некоторого перемещения подкладки вдоль и поперек шпалы. Это вызывается наличием неизбежных производственных допусков по толщине костылей, размерам отверстий, а также по расстоянию между ребордами. Вибрация подкладок, происходящая вследствие сотрясений от динамического воздействия колес на рельсы, усиливает механический износ шпалы под подкладкой.
Для уменьшения интенсивности износа шпал между подкладкой и шпалой укладывают прокладки толщиной от 6 до 10 мм из резины, резинокорда, гомбелита (прессованные кордные нити, пропитанные смолой). Результаты измерения износа шпал показали, что при прокладках из резины интенсивность износа снижается от 2,7 (прессованные прокладки без рифления) до 3,7 раза (рифленые прокладки).
Прикрепители для деревянных шпал
Нормальные костыли (рис. 7.5, 7.6) 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. Сопротивление выдергиванию нормального костыля из новой сосновой шпалы равно примерно 20 кН.
Костыль, забиваемый в шпалу без предварительного просверливания отверстия, перерубает волокна и, погружаясь в шпалу, надламывает их, вследствие чего его сопротивление выдергиванию уменьшается примерно на 30 %, а сопротивление отжатию на 16 % по сравнению с сопротивлением при забивке в предварительно просверленные отверстия.
Чтобы уменьшить разрушающее действие костылей, в шпалах предварительно сверлят и антисептируют отверстия глубиной 130 мм и диаметром 12,7 мм, т. е. несколько меньше поперечных размеров костыля (16×16 мм) в шпалах из мягких пород (сосна, ель, пихта) и диаметром 16 мм в шпалах из твердых пород (бук, береза, лиственница).
Шурупы (см. рис, 7.5 б; 7.7), применяемые в качестве прикрепителей, благодаря винтовой нарезке сопротивляются выдергиванию в 1,5-2 раза лучше, чем костыли. Однако сопротивление шурупов отжатию меньше, чем сопротивление костылей (50-60 % от сопротивления последних).
Форма головки шурупа приспособлена для применения торцовых ключей для его завинчивания и отвинчивания. Шурупы, применяемые на стрелочных переводах, на 20 мм длиннее путевых. Вторым по применимости на отече ственных дорогах является раздельное скрепление КД (рис. 7.87а, 7.9), в котором рельс прижат к подкладке двумя клем мами. Клеммы прижимаются натяжением болтов, устанавливаемых сбоку в вырезы подкладок (рис 7.9).
Между гайкой болта и клеммой ставят двухвитковую шайбу (рис 7.11). Подкладка к шпале прикреплена четырьмя шурупами, под головку которых иногда устанавливаются двухвитковые шайбы. Под подошву рельса укладывают упругую прокладку. Это скрепление в отличие от костыльного смешанного скрепления обеспечивает постоянное прижатие рельса к подкладке и не требует установки противоугонов.
В случае отсутствия шайб под головками шурупов быстро разрабатываются отверстия в шпалах для шурупов под движущейся нагрузкой, и изгибающиеся рельсы начинают «таскать» за собой прочно прикрепляемые к ним подкладки, которые перетирают и сминают древесину шпалы так, что она может изнашиваться в 1,5—2 раза ин тенсивнее, чем при смешанном кос тыльном скреплении. 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 ре борды, свисающие с подкладок и препятствующие их выталкиванию при ослаблении клеммных болтов. Боковое воздействие колес подвижного состава на рельс, стремящееся его сдвинуть и повернуть, воспринимается скреплениями КД жестко. Значительно рациональнее использовать раздельные скрепления не с жесткими, а упругими клеммами, примером которых являются скрепления Д4 (рис. 7.8 б и 7.8-2).
В скреплении Д4 клеммный болт заводится в фигурный вырез в подкладке. Для фиксирования положения клемм в высоких ребордах подкладки предусмотрены вырезы. Скрепление Д4 позволяет производить 
регулировку положения рельсов по высоте до 14 мм за счет изменения толщины подрельсовых прокладок. Во избежание смятия древесины под подкладки укладывают резиновые или резинокордовые прокладки.
К достоинствам раздельных скреплений следует отнести:
К недостаткам этих скреплений относится
Угон пути и борьба с ним
Угон железнодорожного пути представляет собой продольное перемещение рельсов по шпалам, как правило, в сторону движения поезда, происходящее при проходе по пути колес по- движного состава. Основными причинами угона рельсов являются «забег» подошвы рельса относительно основания на величину Δх (рис. 7.12) при изгибе его под воздействием вертикальной колесной нагрузки и действие продольных сил и сил сопротивления движению подвижного состава. Чем выше грузонапряженность участка, осевые нагрузки и более податливое (упругое) основание, тем выше требования к закреплению пути от угона.
Особенно интенсивно этот процесс протекает при наличии в стыке гнилых и плохо подбитых шпал. Угон сильно расстраивает путь, если не приняты надежные меры против него. При угоне рельсы сдвигаются со своих мест и увлекают за собой часть закрепленных шпал, в том числе с их перекосом (рельсовые нити угоняются на разную величину). Шпалы с уплотненных постелей перемещаются на менее плотный балласт, рельсовые нити в этих местах проседают; растут силы динамического взаимодействия пути и подвижного состава, и путь еще больше расстраивается.
На звеньевом пути нарушаются размеры стыковых зазоров: в одних местах они оказываются слишком растянуты, в других — слитыми. При высокой температуре на участках с недостаточными зазорами может произойти потеря устойчивости рельсошпальной решетки (так называемый выброс пути). При низкой температуре на участках с увеличенными зазорами может произойти разрыв стыков со срезом болтов. Поэтому угон пути совершенно недопустим.
Продольные силы, вызывающие угон рельсов, должны быть от рельсов переданы на шпалы и далее на балласт. Для этого на участках пути с деревянными шпалами на подошву рельсов ставят противоугоны. В качестве противоугонов применяют пружинные скобы, надеваемые (за- щелкиваемые) на подошву рельсов (Рис 7.13, 7.14); они передают силы угона либо на путе- вые подкладки, либо на шпалы.
В первом случае через подкладки продольные силы передаются на прикрепители, что способствует разработке отверстий в подкладках.
Во втором случае, если недостаточна площадь опирания скоб в деревянные шпалы, они врезаются в древесину шпал при вертикальных колебаниях рельсов.
Противоугоны у шпал устанавливаются со стороны преобладающего размера движения поездов (грузонапряженности); при появлении следов угона рельсов в противоположную сторону противоугоны (в количестве 13 пар) устанавливаются и с другой стороны шпал. Пружинный противоугон состоит всего из одной детали (рис. 7.14, 7.15).
Изготавливают противоугоны на специальных автоматах из горячекатаной углеродистой стали сечением 25×25 мм или 20×20 мм с закалкой в масле. Один пружинный противоугон к рельсам Р65 и Р75 весит 1,28 кг, а к рельсам Р50 — 1,15 кг. По техническим условиям на приемку пружинных противоугонов требуется, чтобы сопротивление сдвигу противоугона вдоль рельса после пятикратной постановки и снятия его было не менее 8 кН.
Количество противоугонов, устанавливаемых на одно рельсовое звено, зависит от интенсивности проявления угона (рис. 7.16). Противоугоны ставят симметрично относительно середины звена на обоих рельсовых нитях к одной и той же шпале. У шпал, близко расположенных к стыкам, противоугоны ставить нецелесообразно, так как они быстро теряют несущую способность из-за ударов колес о рельс при перекатывании через стык, а также из-за выключения из работы при температурных деформациях рельсов.
Противоугоны выходят из строя вследствие деформаций, полученных при постановке их на рельс ударами молотка. При этом их часто перебивают с образованием зазора между зубом и подошвой рельса до 4 мм. В результате противоугоны получают пластические деформации и теряют удерживающую способность. Деформируют их также при подгонке к шпале, если допускают при этом сильный перекос.
Новые разработки
Железобетон в отличие от дерева обладает повышенной прочностью на сжатие, что позволяет широко применить бесподкладочные скрепления, осуществлять подуклонку рельса за счет наклона подрельсовой площадки, передавать на бетон значительные боковые силы.
Под гайки клеммных болтов ставят упругие шайбы (11). Под рельс, на металлическую подкладку укладывают резиновую прокладку (4), для улучшения упругих свойств скрепления. 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 толщиной 6—8 мм (5).
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 (7). При этом головки болтов опираются на замоноличенную в бетон металлическую шайбу, которая при затяжке монтажных гаек равномерно распределяет нагрузку на бетон.
Электроизоляция подкладок от шпал осуществляется нашпальной прокладкой (2) и втулкой (3) из текстолита, надеваемой на стержень закладного болта и заглубляемой в отверстие металлической подкладки. Высота реборд подкладок КБ (рис. 7.22) позволяет укладывать под рельс прокладки толщиной 12—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. Полностью себя оправдало применение скреплений КБ на бесстыковом пути в отношении применения прогрессивной технологии замены рельсов, разрядки температурных напряжений, обеспечения оптимальных условий температурной работы рельсовых плетей.
Недостатками конструкции скреплений КБ являются:
Ниже представлены элементы скрепления КБ
Исследования по совершенствованию конструкции скрепления КБ ведутся в направлении замены жестких клемм с упругими шайбами на упругие прутковые (рис. 7.32) или пластинчатые клеммы.
Кроме типовых скреплений КБ, на участках пути с железобетонными шпалами в России эксплуатационную проверку проходят подкладочное скрепление БП и бесподкладочное ЖБР.
Нераздельное клеммно-болтовое скрепление БП (рис. 7.34) имеет два закладных болта, которыми при помощи упругих клемм рельс прижимается к подкладке, а подкладка — к шпале. Для электроизоляции закладных болтов от металлических частей скрепления на них надевают изолирующие втулки; на подкладке и под подкладкой размещаются упругие резиновые прокладки.
Конструкция скрепления БП воплотила в себя те полезные технические решения, целесообразность которых вытекала из опыта эксплуатации скреплений КБ. В частности, опорная площадка, на которую укладывается металлическая подкладка, заглублена в бетон также на 25 мм, что позволяет использовать нашпальные прокладки из резины толщиной 12 мм при сохранении существующей системы передачи поперечных горизонтальных сил на бетон.
Реборды скрепления БП выше и тоньше, чем у скрепления КБ. Это упрощает технологию их изготовления, улучшает качество и снижает массу подкладки. Высокие реборды подкладок позволяют увеличить пределы регулирования рельсов по высоте до 20 мм. Стабильность натяжения болтов скрепления БП значительно выше, чем у скрепления КБ.
Бесподкладочное пружинное скрепление ЖБР (рис. 7.36, 7.37) обеспечивает фиксацию положения рельса на шпале при помощи двухслойных клемм. Перегиб нижней части клеммы служит ребордой, в которую упирается подошва рельса. Боковые усилия от клеммы передаются на подклеммный вкладыш и через него на шпалу. Резиновая подрельсовая прокладка имеет свисающие со шпалы закраины, удерживающие прокладку от выползания из-под рельса.
При регулировке положения рельсов по высоте до 15 мм меняют прокладки и подклеммные вкладыши на более толстые. На основании результатов исследований ожидается улучшение работы скреплений ЖБР по сравнению с ранее испытывавшимся скреплением ЖБ в части восприятия поперечных горизонтальных сил и сохранения стабильности положения рельсовой колеи, ослабления затяжки гаек закладных болтов и продольной устойчивости бесстыковых плетей; снижения затрат на текущее содержание пути.
Модернизированное скрепление этого типа ЖБР-65 с прутковой клеммой, опытные участки с которым уложены в 1998 г. на Горьковской и Западно-Сибирской железных дорогах, проявило себя как достаточно перспективное.
В МИИТе разработано анкерное рельсовое скрепление (сокращенно АРС), предназначенное для магистральных линий без ограничений по грузонапряженности и скоростям движения поездов. АРС характеризуется высокой надежностью и стабильностью рельсовой колеи, малодетальностью (отсутствием резьбовых соединений), простотой сборки и эксплуатации и, как следствие этого, высокой экономической эффективностью.
Предназначенный к серийному внедрению узел скрепления АРС-4 обеспечивает снижение материалоемкости по сравнению с КБ 65 на 30 %, что позволяет сэкономить на каждом километре пути не менее 15 т металла. Не съемность анкера, являющегося составной частью шпалы, в 3,4 раза уменьшает вес съемных деталей узла, обеспечивает возможность проведения не менее одного капитального ремонта пути без снятия рельсошпальной решетки, пре- вращая его в средний ремонт со сплошной сменой рельсов и (при необходимости) амортизирующих элементов.
Основными элементами скреплений типа АРС являются (рис. 7.44): замоноличенный в подрельсовой зоне железобетонной шпалы объединенный анкер
1. рамно-арочного типа с двумя хвостовиками (объединяет работу двух клеммных узлов, охватывая подошву рельса); две В-образные пружинные прутковые клеммы
5. два эксцентриковых монтажных регулятора
4. в виде правильного шестигранника с опорными осями цилиндрической или конусообразной формы, обеспечивающих необходимую величину натяжения пружин; два плоских подклеммника
6. с ограничителями их перемещений относительно клеммы; два надрельсовых изолирующих и амортизирующих уголка
2. подрельсовая резиновая прокладка 3. повышенной упругости толщиной 14 мм, аналогичная ЦП-204. Узел скрепления АРС-4 обеспечивает регулировку положения рельса по высоте до 20—24 мм. Это скрепление является по своим параметрам конкурентоспособным лучшим пружинным зарубежным скреплениям типов Vossloh, PANDROL, Nabla и др.
А это из публикации в 2006г
Департамент пути и сооружений ОАО «РЖД» предлагает до 2010 года уложить на 12 тысячах километров пути анкерные рельсовые скрепления (АРС). Как рассказал руководитель научно-исследовательского центра МГУПСа «Перспективные технологии» Юрий Аксенов, АРС разработан для использования на бесстыковом пути грузонапряженных магистралей. В его конструкцию входят: анкер, жестко забетонированный в шпалу, скрепление с амортизирующей подрельсовой прокладкой, две пружинные клеммы, подклеммники и уголки-электроизоляторы.
По словам Юрия Аксенова, АРС имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционными скреплениями КБ-65 и ЖБР-65. Например, применение анкерного скрепления устраняет необходимость регулярно подкручивать и смазывать болты и гайки. Ежегодная экономия только на смазке достигает 50 тысяч рублей на километр пути. Как считают разработчики, АРС повышает надежность и безопасность пути, поскольку гораздо лучше держит колею и в чрезвычайных ситуациях не допустит схода вагона с рельсов.
В конструкции анкерного скрепления меньше деталей, поэтому на каждый километр пути расходуется на 15 тонн меньше металла. Оно обеспечивает более точную выправку железнодорожного полотна по уровню. Новые скрепления исключают ручной труд при сборке и разборке пути. Пока стоимость нового скрепления на 10% дороже традиционных конструкций. Однако, по мнению Юрия Аксенова, после организации массового производства стоимость нового крепления снизится.
Разработка МГУПСа прошла испытания на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа и была сертифицирована госрегистром сертификации на федеральном железнодорожном транспорте в 2005 году. К производству нового скрепления приступили шпальные заводы в Лисках (Юго-Восточная железная дорога), Вязьме (Московская железная дорога), Чудове (Октябрьская железная дорога) и Энгельсе (Приволжская железная дорога).
Их суммарная производственная мощность позволяет укладывать более 1 тысячи километров пути. Кроме того, на ряде предприятий налажено серийное производство элементов скрепления – анкеров, монорегуляторов, пружинных клемм и т.д. В 2005 году началось внедрение скрепления АРС на сети дорог. По словам Юрия Аксенова, на Юго-Восточной, Октябрьской, Московской и Северной магистралях уже уложены 1,5 тысячи километров пути со скреплениями нового типа.
В нынешнем году их укладку начали также на Куйбышевской, Южно-Уральской и Северо-Кавказской дорогах. Как сообщил заместитель начальника департамента пути и сооружений ОАО «РЖД» Михаил Хаков, скрепления АРС рекомендовано использовать на высокоскоростной магистрали Москва – Санкт-Петербург. Специалисты МГУПСа заключили контракт на организацию производства анкерных скреплений в Монголии для железной дороги этой страны.