Материал: Особенности технического обслуживания и управления состоянием пути

Особенности технического обслуживания и управления состоянием пути

Особенности конструкции бесстыкового пути и его содержания

Особенности конструкции пути с железобетонными шпалами

1. Высокая жёсткость пути;

2. Высокая устойчивость пути в продольном и поперечном направлении;

3. Высокая интенсивность накопления деформаций в местах наличия неровностей на поверхности катания;

4. Способность наиболее равномерно распределять поездную нагрузку на балласт по всей площади подошвы шпалы.

1. Высокая жёсткость пути

Преимущества:

• Равномерное распределение поездной нагрузки по длине пути;

• Способность воспринимать и распределять большие вертикальные и горизонтальные нагрузки;

Недостатки:

• При динамическом воздействии подвижного состава на путь в колебательный процесс вовлекаются значительные массы, что зачастую приводит к высокой интенсивности накопления деформаций.

2. Высокая устойчивость пути в продольном и поперечном направлении

Преимущества:

• Возможность устройства бесстыковой конструкции пути;

Недостатки:

• Сложность конструкции;

• Необходимость жёсткого контроля температурного режима рельсовых плетей.

3. Высокая интенсивность накопления деформаций в местах наличия неровностей на поверхности катания

Преимущества:

• Стимулирует устройство бесстыкового пути и периодическую профильную обработку поверхности катания рельсов;

Недостатки:

• Требует более частых выправок пути и больших затрат по работе с промежуточными скреплениями.

4. Способность наиболее равномерно распределять поездную нагрузку на балласт по всей площади подошвы шпалы

Преимущества:

• Значительное увеличение площади передачи нагрузки;

Недостатки:

• Жёсткая передача нагрузки от шпалы к балласту.

Бесстыковой путь может укладываться в прямых участках и в кривых радиусами не менее 250 м.

Длины плетей устанавливаются проектом. В стационарных условиях плети свариваются длиной 800 м и менее. Непосредственно в пути они свариваются до длины, установленной проектом.

Требования к конструкции бесстыкового пути

Температурные напряжения, возникающие в рельсовых плетях, не должны превышать сопротивление рельсошпальной решётки сдвигу. Промежуточные рельсовые скрепления, применяющиеся на бесстыковом пути, должны обеспечивать нагрузки, действующие на узел скрепления:

• горизонтальных продольных сил, – 14 кН;

• боковых сил в прямых и в кривых радиусами 500 м и более – не менее 50 кН, в кривых радиусами менее 500 м – не менее 100 кН.

Жёсткость прикрепления рельса к шпале должна обеспечивать исключение перемещения рельса относительно шпалы:

• Промежуточные скрепления должны обеспечивать сопротивление продольному перемещению рельсов относительно шпал величиной 25 – 30 кН/м;

• Прижатие рельса к шпале должно осуществляться с усилием не менее 20 кН.

Нормы затяжки болтов и шурупов при укладке бесстыкового пути и допускаемому понижению ее в процессе эксплуатации

Монорегулятор скреплений АРС-4 при укладке бесстыкового пути должен быть установлен на 3-ю позицию.

Особенности содержания бесстыкового пути:

1. постоянный мониторинг температурных напряжений в рельсовых плетях;

2. постоянный контроль усилия прижатия рельсов к шпалам;

3. постоянный контроль состояния поверхности катания рельса;

4. постоянный контроль состояния балластной призмы.

1. Постоянный мониторинг температурных напряжений в рельсовых плетях

Контроль перемещения рельсов относительно маячных шпал - при перемещении фиксированного сечения рельса относительно маячной шпалы на величину:

до 5 мм - необходимо произвести закрепление узла промежуточного скрепления до требуемого усилия,

5–10 мм – произвести местную компенсацию температурных напряжений,

более 10 мм – произвести разрядку температурных напряжений.

2. Постоянный контроль усилия прижатия рельсов к шпалам

- два раза в год (весной и осенью) проверка усилия прижатия рельса к шпале динамометрическим ключом с сплошным закреплением промежуточных скреплений до требуемого усилия;

- текущий контроль состояния узла прикрепления рельса к шпале с периодической затяжкой.

3. Постоянный контроль состояния поверхности катания рельса

- ежемесячная проверка состояния поверхности катания рельсов дефектоскопными и путеизмерительными средствами;

- периодическая проверка поверхности катания рельсов с использованием ручных средств измерения (измерительные линейки, тележки и другие средства).

4. Постоянный контроль состояния балластной призмы

- периодический контроль плеча балластной призмы, уклона откоса балластной призмы должностными лицами при осмотре и промере параметров пути;

- контроль плеча балластной призмы при осмотре пути с локомотива или хвостового вагона;

- ежегодный (весной и осенью) промер параметров балластной призмы.

В целях обеспечения устойчивости пути рельсовые плети закрепляют в определённых температурных интервалах, обеспечивающих их эксплуатацию без проведения сезонных разрядок температурных напряжений;

Указанный интервал называют рекомендуемой (оптимальной) температурой закрепления рельсовых плетей для региона, в котором эксплуатируется рельсовая плеть.

Оптимальные температуры закрепления плетей на железных дорогах России

Порядок выполнения путевых работ на бесстыковом пути

Все работы связанные с нарушением устойчивости пути должны выполняться в определённом температурном интервале относительно температуры закрепления плети;

Если работы выполняются за пределами температурного интервала, то после выполнения работ необходимо производить ввод плетей в рекомендуемый температурный интервал.

Технология работ по разрядке температурных напряжений

Определяется температура рельсовой плети на момент производства работ и через разницу между температурой плети на момент выполнения работ и температурой закрепления плети определяется требуемое изменение длины плети;

Создаётся анкерный участок на относительно коротком протяжении рельсовой плети, а остальная часть рельсовой плети раскрепляется и на каждой 15 шпале создаются условия для свободного перемещения рельсовой плети в продольном направлении;

С помощью различных методик достигается изменение длины рельсовой плети на расчётную величину и производится закрепление конца плети;

Для достижения равномерности напряжений в рельсовой плети вся плеть делится на участки по 50 м и определяется изменение длины на каждом элементе;

При разрядке плеть периодически встряхивается и при достижении изменения длины на элементе производится закрепление плети.

Восстановление целостности рельсовых плетей

Краткосрочное;

Временное;

Постоянное.

Краткосрочное восстановление рельсовой плети

Дефектное место в зависимости от характера дефекта берётся в накладки или устанавливается бинт.

Осуществляется краткосрочный пропуск поездов (по дефекту в накладках до 3 часов по дефекту в бинте 1 – 2 поезда с целью освобождения перегона от поездов).

Временное восстановление рельсовой плети

Дефектное место (участок плети) вырезается и на его место укладывается рельс длиною 8 – 11 метров. В стыках устанавливаются накладки.

Такой участок эксплуатируется до момента постоянного восстановления плети сваркой.

Постоянное восстановление рельсовой плети

Постоянное восстановление рельсовой плети осуществляется вваркой рельса в плеть машиной ПРСМ по следующей технологии:

• в плети отрезаются участки рельса с болтовыми отверстиями на длине ввариваемого рельса минус запас длины на сварку;

• к одному из концов рельса приваривается рельс без болтовых отверстий;

• второй конец плети раскрепляется на требуемую величину и в зависимости от возможности сварочной машины либо сваривается и удерживается машиной до полного остывания (метод натяжения).

Или «выбрасывается» внутрь колеи петлёй со стрелой 30 см и сваривается с последующей задвижкой плети на подкладки, при этом следует следить за тем, чтобы после сварки остаточная стрела оставалась 15 – 17 см.

Роль диагностики в управлении надежностью бесстыкового пути

Как любой другой вариант верхнего строения железнодорожного пути, бесстыковой путь нуждается в контроле, на базе которого осуществляется прогнозирование его отступлений от нормального состояния.

В контроль за состоянием пути входят:

- дефектоскопия рельсов;

- наблюдение за положением рельсовых нитей по уровню и в плане;

- наблюдение за износом рельсов и темпом его накопления; выявление мест коррозии рельсов;

- выявление зарождающихся трещин, отколов и других дефектов железобетонных шпал и наблюдение за их развитием;

- выявление трещин и гнили в деревянных шпалах и наблюдение за их развитием;

-выявление ослаблений связи рельсов со шпалами (из-за износа скреплений, сползания подрельсовых и нашпальных прокладок, изломов пружинных шайб и т.д.) и назначение необходимых восстановительных мер;

- выявление дефектов балластной призмы (измельчение и засорение щебня, осыпание откосов призмы и т.д.);

- выявление дефектов земляного полотна (оседания, сплывы и т.д.).

Все эти ослабления бесстыкового пути выявляются и устраняются как и в звеньевом, но есть специфические трудности, связанные с наличием остаточных продольных напряжений в длинных рельсовых плетях. Как известно, продольные напряжения возникают в результате изменения температуры рельсовых плетей, на которые и рассчитывается бесстыковой путь.

Но в процессе эксплуатации в рельсовых плетях могут возникать и напряжения, вызванные другими (нерасчетными) явлениями: угоном пути, деформацией при ремонтных работах и др. В таких случаях бесстыковой путь может вызвать аварийную ситуацию — выброс, разрыв в стыке, излом плети и др.

Способы оценки напряженного состояния рельсовых плетей

Визуальная оценка местных искривлений пути в плане

Заметные отступления от правильного положения рельсовых нитей могут свидетельствовать о воздействии на путь в данном месте продольных сил, превышающих расчетные температурные.

Измерения стрел искривлений должны проводиться металлической линейкой от хорды, образуемой туго натянутой капроновой леской. Наличие местных неровностей более 10 мм на длине 10 м свидетельствует о возможном начале потери устойчивости (выброса) пути. В этом случае нужно соблюдать особую осторожность, если температура рельсов достигает +25 °С и более.

Визуальная оценка возможного угона плетей

Угон пути определяется по следующим признакам:

- замкнутые зазоры в стыках уравнительных рельсов с одной стороны плети и растянутые - с другой;

• следы смещения плети относительно клемм (хорошо прослеживаются по мазутной корке с наружной стороны подошвы рельса);

• сдвиг подкладок по шпалам вдоль пути;

- наклон клеммных болтов вдоль пути на нескольких шпалах подряд;

• выползшие из-под рельсов прокладки-амортизаторы;

• незакрепленные клеммы на многих шпалах подряд;

• следы натиров от клемм на подошве плетей;

• шпалы, скантованные относительно их продольных осей;

• зазоры между боковыми задними (по ходу движения поездов) гранями шпал и щебнем у нескольких шпал подряд и, наоборот, выпирание щебня перед передними гранями;

Для измерения угона устраивают поперечные створы, образуемые леской, натянутой поперек пути между неподвижными реперами — опорами контактной сети, специальными столбиками на обочинах и т.п.

В указанных створах на рельсах делаются постоянные метки: керны, риски, полосы краски и т.д.

Смещения меток на плетях относительно неподвижных створов, измеряемые линейками, штангенциркулями или специальными простейшими шаблонами, наглядно показывают величину и направление угона.

Разновидностью этого способа является контроль за угоном пути по "маячным" шпалам (см рисунок), где 1 — риска; 2 — линия совмещения риски с кромкой подкладки

Существующие способы инструментального контроля напряженного

состояния рельсовых плетей

Для измерения напряжений в действующем бесстыковом пути пригодны только неразрушающие способы. Имеются еще поляризационно-оптические, рентгеновские, изотопные и др., связанных с измерениями в лабораторных условиях образцов, вырезанных из действующих плетей.

Механический способ

Его суть заключается в измерении относительных перемещений отдельных точек рельсовых плетей (т.е. деформаций А / участков длиной Г) под действием продольной силы с пересчетом этих деформаций в напряжения по закону Гука

Магнитный способ.

В его основе лежит свойство намагничиваемых материалов иметь разную магнитную проницаемость в зависимости от степени сжатия или растяжения данной зоны объекта. Практически это сводится к созданию в рельсе магнитного поля и сравнению намагниченности отдельных мест с ненагруженным участком ("эталоном").

Ультразвуковой способ.

Принцип его основан на изменении скорости прохождения звука через материал при изменении механической нагрузки (напряжения) — чем больше механическое напряжение, тем больше скорость прохождения звука между двумя контрольными точками.

В России испытывались разные модели ультразвуковых приборов, имеющих небольшие конструктивные отличия, но практического применения не получили.