Бесстыковой железнодорожный рельсовый путь — прогрессивная конструкция железнодорожного пути, которая находит широкое применение в железнодорожной индустрии. Этот тип Ж/Д-линии характеризуется наличием длинных сварных плетей, которые обладают высокой прочностью и не поддаются сдвигу под воздействием сил, вызванных температурой. Одна из основных проблем, с которой сталкиваются при прокладке традиционного пути, связана с точками его соединения. Эти места являются наиболее уязвимыми на всей протяженности железной дороги. Здесь происходит накопление динамических и ударных воздействий от подвижных частей транспорта. Соответственно, требуется частая проверка и тщательное обслуживание. Но укладка бесстыкового пути сокращает количество этих проблемных точек до минимума.
Особенности работы, устройства и содержания бесстыкового пути
Инновационное решение для железнодорожных систем – бесстыковой путь (бесшовный путь). Основная цель – минимизировать количество соединений рельсов и снизить нагрузки на критических участках. Производители ранее увеличивали длину выпускаемых направляющих, но это отрицательно влияло на конечную продукцию. Создатели бесстыкового пути предложили использовать стандартные прокатные изделия длиной 25 метров. Они соединяются между собой на рельсосварочных предприятиях, образуя нити значительной протяженности, которые окончательно свариваются на месте установки с помощью рельсосварочной мобильной путевой машины (ПРСМ).
Даже при резких изменениях климатических условий и высоких нагрузках, сдвигаются только концевые участки в 50 метров. Средняя часть пути на километры не подвержена напряжениям и деформациям. Современный бесстыковой путь имеет уникальные особенности. Длина плети (участка пути) обычно составляет от 150 до 950 метров. Уравнительный пролет бесстыкового пути представляет собой 2-4 пары обыкновенных рамных рельсов длиной 12,5 метра.
Конструкция бесстыкового пути должна иметь следующие особенности:
- На прямых участках путь должен иметь протяженность не менее 400 метров, а на кривых радиусом не менее 350 метров.
- Основание должно быть крепким, исключая просадки и пучины 10 метров.
- Обочина должна иметь достаточную ширину: 40 см – для линий 4 и 5 классов, 45 см – для 3 классов, не менее 50 см – для линий 1, 2 класса и внеклассных.
- Балластный слой должен состоять из прочного гравия. Фракции гравия должны состоять только из твердых пород размером от 25 до 60 мм. Толщина балластного слоя – 35-40 см.
- Призма пути должна иметь ширину 40 см – для 3-5 класса и 45 см – для остальных классов.
Монтаж бесстыковых путей
Создание бесстыковых рельсовых путей осуществляется с помощью стандартных двутавровых железнодорожных профилей длиной 25 метров, которые укладываются в плети.
Длина плетей условно делится на две категории: свыше 800 метров и короткие. Выбор маркера в 800 метров обусловлен тем, что более протяженные металлоконструкции могут быть неудобными для транспортировки. С другой стороны, слишком короткие рельсы увеличивают расходы на обслуживание транспортной системы. Рекомендуемая длина для сварки металлоконструкций – 500 метров, а лучше всего 800 метров.
При укладке бесстыковых рельсовых путей необходимо учитывать местные условия (наличие мостов, станций, тоннелей и других объектов). На S-образных участках, где высокая вероятность интенсивного бокового износа, допускается использование коротких сварных металлоконструкций (но не менее 350 метров).
При эксплуатации в условиях холодного климата рекомендуется использовать удлиненные рельсы длиной 12,62, 12,58 или 12,54 метра. Укладка бесстыковых рельсовых путей является важной технологией для безопасности и эффективности железнодорожного транспорта.
Плюсы бесстыкового пути
Бесстыковой путь – одно из передовых инженерных решений в железнодорожной инфраструктуре, которое обладает преимуществами, которые мы рассмотрим:
1️. Благодаря особой конфигурации, динамические воздействия на полотно снижаются, что приводит к уменьшению износа металлопроката и колес транспортных средств.
2️. Бесстыковой путь обладает эффективными свойствами противостояния нагрузкам, что минимизирует износ металлопроката и колес, продлевает срок службы и экономит ресурсы.
3️. Благодаря меньшему количеству скреплений, бесстыковой путь обеспечивает снижение сопротивления движению и повышение скорости поездов. Это делает транспортную систему более эффективной и ускоряет доставку пассажиров и грузов.
4️. Использование бесстыкового пути позволяет экономить металл – до 7,8 тонн на каждый километр. Это значимый фактор при строительстве и эксплуатации железнодорожных линий.
5️. Простота содержания и реже требуемые ремонтные работы делают бесстыковой путь экономически привлекательным. Эксплуатационные расходы остаются невысокими.
Основной недостаток заключается в сложности восстановления поврежденных сварных металлоконструкций. Однако, эту проблему можно решить путем предусмотрительного проектирования и использования прочных материалов. Кроме того, нужно учитывать условия земельного участка, сезонные вспучивания и просадки грунта, а также засорение щебеночного «полотна».
Особенности бесстыкового пути
Запас прочности рельсов
Одно из основных требований к бесстыковому пути – компенсация температурных напряжений. Для этого необходимо, чтобы запас прочности рельсов составлял 125-150 МПа. Таким образом, деформация рельсов при изменении температуры исключается.
Скрепления:
Должны сохранять заданный зазор (не более 10-12 мм) и предотвращать угон. Для этого скрепления должны обладать погонным сопротивлением не менее 250 Н/см на одну нить и от 300-400 Н/см на соединение.
Устойчивость шпальной решетки:
Устойчивость шпальной решетки играет ключевую роль в бесстыковом пути. Она должна предотвращать выброс деталей полотна при нагревании, что особенно важно для безопасности движения поездов.
Балластная призма:
Балластная призма должна оставаться плотной и не позволять элементам опорного основания перемещаться как во время движения поездов, так и в состоянии покоя.
При строительстве бесстыкового пути существуют два основных вида уравнителей – рельсы и приборы. Рельсы компенсируют плети пути, а приборы являются аналогами стрелок, которые предоставляют свободное движение крайних двутавров на расстояние до 50 см. Но использование приборов усложняет обслуживание и поддержание трассы, а также может привести к дополнительным динамическим нагрузкам. Поэтому применение приборов рекомендуется только в случаях, когда стандартные звенья нельзя постоянно снимать для облегчения сезонных температурных напряжений.
Как делают рельсы без стыков?
Для создания непрерывных рельсовых путей в основном используются 25-метровые рельсы Р-65-Т1. Особенностью этих рельсов является отсутствие технических отверстий, что обеспечивает их прочность и надежность.
Процесс изготовления начинается со сварки рельсов прямо на рельсово-сварочном пути (РСП) с использованием электроконтактного способа. В результате, рельсы становятся единым элементом, способным выдерживать сильнейшие нагрузки. Полученные конструкции далее транспортируются на место укладки. Там рельсы снабжают раздельными скреплениями и монтируют на шпалы. Шпалы устанавливаются на основание, состоящее из щебня или гравия. Затем машина для сварки прокатных рельсов (ПРСМ) приступает к соединению.
После сварочных работ проверяется качество сварного контакта и плотности прилегания всех элементов рельсов. При необходимости пути подключаются к звеньевой колее, что дополнительно укрепляет конструкцию.
Надеемся, что наша информация помогла вам лучше понять процесс создания бесстыковых рельсов. Если у вас возникли вопросы и вам необходимы качественные рельсы, то вы всегда можете обратится к консультантам компании «Русрельс».
