Скрепление рельсов: промежуточные крепления на ЖД пути, виды и назначение

Содержание:

• Назначение
• Стыковые рельсовые скрепления
• Промежуточные рельсовые скрепления
• Классификация и маркировка

Рельсовые скрепления – это один из наиважнейших элементов ВСП, от которого напрямую зависит прочность, геометрия и жесткость железнодорожного полотна, а также безопасность передвижения по нему поездов. Зависят от них и эксплуатационные затраты на содержание железной дороги.

Назначение

Рельсовые скрепления по своему назначению разделяют на два вида:

• промежуточные – фиксируют рельсы на шпалах;
• стыковые – соединяют рельсы между собой.

Надежное соединение рельсов с их основанием и обеспечение электроизоляции на участках железной дороги с электрической тягой и автоматической блокировкой – основное назначение промежуточных рельсовых скреплений. Кроме того, они существенно снижают вибрацию, которая предается от рельсов к шпалам и на балласт. Чрезмерная вибрационная нагрузка может нарушить целостность балластного щебенчатого основания и подвергнуть опасности весь состав, проходящий через такой аварийный участок.

Промежуточные рельсовые скрепления также помогают поддерживать геометрию железнодорожного пути – ширину колеи, единый уровень по высоте, параллельность и вертикальность рельсов, предотвращая их наклон и опрокидывание.

Стыковые рельсовые скрепления

Стыковка рельсов с зазором для компенсации температурного расширения по своим эксплуатационным характеристикам и скоростному режиму на таких участках железной дороги значительно уступает бесстыковому железнодорожному полотну со сваркой стыков. Однако в России еще достаточно много таких устаревших железных дорог второстепенного и промышленно-производственного назначения, где используют стыковые рельсовые скрепления для продольного соединения рельсов.

Стыковые рельсовые скрепления – это металлические накладки с отверстиями для болтов, которыми такое крепление фиксируют к двум состыкованным друг к другу рельсам. Скрепление имеет фигурный профиль с двумя контактными головками, которыми прижимается к рельсовой шейке. Изготавливают стыковые рельсовые скрепления (накладки) в соответствии с ГОСТом 33184-2014.

Промежуточные рельсовые скрепления

В отличие от стыковых, промежуточные скрепления предназначены для фиксации рельсового полотна к шпальной решетке. Изначально для этого использовали обычные костыли, которые вбивали в деревянные шпалы, но проблема такого способа фиксации в постоянной вибрационной нагрузке, из-за которой костыли выходят из шпалы. Их периодически необходимо вбивать, что требует серьезных трудозатрат.

Клеммно-болтовые рельсовые скрепления КБ

Один из распространенных видов промежуточного рельсового скрепления – клеммно-болтовые (КБ). Рельсы прижимаются к шпалам через подкладку с помощью жестких клемм и болтов, которые фиксируют всю эту крепежную систему.

Состоит она из 21 элемента, что очень усложняет эксплуатацию железной дороги, поскольку скрепление КБ необходимо периодически обслуживать:

• подкручивать болты;
• проверять жесткость прижатия клемм;
• менять изношенные, разрушенные или пораженные коррозией детали.

Несмотря на свое несоответствие современным требованиям к эксплуатации железнодорожных путей, рельсовые скрепления КБ все еще в большом количестве эксплуатируют на железных дорогах федерального и второстепенного значения. Однако все больше их заменяют более практичные системы крепления.

Железобетонные

С началом активного использования ЖБИ-шпал при строительстве и реконструкции железных дорог появилась необходимость модернизировать и способ крепления рельсового полотна к железобетонным шпалам. Модели ЖБР стали улучшенной альтернативой скреплениям КБ, в которой количество деталей сокращено до 16, что привело к уменьшению стоимости самого крепления и его обслуживания.

Среди основных технико-эксплуатационных преимуществ промежуточных рельсовых скреплений ЖБР для железобетонных шпал – более высокая упругость. Это существенно снижает вибрационную нагрузку и продлевает срок службы всего железнодорожного полотна, включая рельсы, шпалы и балластное основание под ними.

Скрепление рельса происходит за счет упругого действия стальной скобы, которая жестко зафиксирована болтом к металлической подкладке. Такая подкладка закладывается в железобетонную шпалу на этапе ее производства.

Анкерные

Это бесподкладочный вид крепления рельсового полотна к шпальной решетке. Анкерные промежуточные рельсовые скрепления (АРС) используют загруженных железнодорожных линиях и магистралях с высокой скоростью движения поездов, а также в метрополитене.

Отличительная особенность системы крепления АРС в наличии забетонированного в ЖБИ-шпалу несъемного рамно-арочного анкера. Система крепления рельсов АРС в сравнении с промежуточными рельсовыми скреплениями КБ обладает более высокой надежностью и длительным сроком службы, требует значительно меньших эксплуатационных затрат и сам стоит дешевле за счет меньшего количества составных элементов.

Классификация и маркировка

По назначению промежуточные рельсовые скрепления классифицируют на два типа.

• Раздельные – крепление выполняется через прокладку, которая крепится одним креплением к шпале, а другим к рельсу (КБ и К2).
• Нераздельные – фиксация рельсов шпальной решетке выполняется через прокладку одним крепежом (БП).

По наличию прокладки разделяют на два вида.

• Подкладочные скрепления (КБ и БП).
• Бесподкладочные (ЖБР, ЖБ, АРС и др.)

По виду крепежа.

• Болтовые крепления (КБ, ЖБ и БП). Это один из самых старых видов рельсовых скреплений, который стал уже своеобразной классикой. Они универсальны и недорогие, но требуют постоянного обслуживания ввиду раскручивания болтов под действием вибрации во время движения поездов.
• Анкерные (АРС). Это высоконадежные скрепления, которые используют для фиксации тяжеловесного рельсового полотна. Минус такой системы в истирании прижимного элемента, который периодически нужно менять по мере его изнашиваемости.
• Шурупно-дюбельные (ЖБР и К2). Народное название такого рельсового скрепления – «глухарь». Такая система крепления состоит из стержня с резьбой и шестигранной или квадратной головкой.

По техническим характеристикам крепежа.

• Жесткие (К2 и КБ).
• Пластинчатые упругие (ЖБР и ЖБ).
• Прутковые упругие (ЖБР, АРС и др.).

Жесткие скрепления наиболее надежная форма рельсового крепления к шпальной решетке, но из-за активного воздействия силы трения во время движения поезда происходит истирание контактных поверхностей, что требует их замены.

Болтовые анкерные рельсовые скрепления типа АРС работают практически на всех видах железных дорог – от второстепенных и производственных, до магистральных линий с высокой скоростью движения поездов. Преимущества такой системы крепления в ее надежности и способности поддерживать стабильную ширину колеи. Кроме того, малая металлоемкость такого крепления в разы снижает его стоимость и упрощает сборку.