Типы рельсовых скреплений, их назначение

Сигналы, их назначение и классификация. Значение инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации.

Стандартная длина рельсов на дорогах СНГ и Балтии состав составляет 25 м. Для сокращения числа стыков применяют бесстыковой путь, средняя часть рельсовых плетей которого при изменении температуры не изменяет своей длины, а смещаются только концевые участки плетей, имеющих длину 700-800 м.

Рельсовые скрепления необходимы для соединения рельсов между собой и со шпалами.

Скрепления разделяют на стыковые, которые соединяют рельсовые звенья между собой и состоят из накладок и рельсовых болтов с гайками и шайбами (рис. 2.4.) и промежуточные для крепления рельсов к шпалам. Последние в свою очередь бывают:

нераздельными - рельс прикрепляют к шпале костылями, шурупами или болтами одновременно с подкладкой (рис.2.5);

раздельными - рельс прикрепляют к подкладкам жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки к шпалам болтами или шурупами (рис. 2.5);

смешанными - рельс прикрепляют к шпале вместе с подкладкой как при нераздельном скреплении и кроме того, подкладку дополнительно крепят к шпале костылями или шурупами (рис.2.5).

Между рельсами остаются зазоры для возможности их удлинения при повышении температуры. Стыки устанавливают на весу, на шпале и на сдвоенных шпалах.

На линиях с автоблокировкой на границах блок участков, рельсовых цепей в створах с входными, выходными, маневровыми и проходными светофорами устраивают изолирующие стыки, чтобы электрический ток не мог пройти от одного из соединяемых рельсов к другому. Существует два типа изолирующих стыков: с металлическими объемлющими накладками и клееболтовые. Изоляция одного рельса от другого в накладках обеспечивается постановкой прокладок и втулок из фибры, текстолита или полиэтилена, а в стыке - прокладкой из текстолита или трикота.

В последнее время все шире применяются клееболтовые стыки, в которых металлические стыковые накладки, изолирующие прокладки из стеклоткани и болты с изолирующими втулками склеиваются эпоксидным клеем с концами рельсов в монолитную конструкцию.

Для возможности некоторого перемещения концов рельсов в стыках болтовые отверстия в рельсах делали овальными (больший диаметр вдоль рельса) или круглыми, но большего диаметра, чем болты. Вновь выпускаемые рельсы имеют круглые отверстия, что повышает прочность рельсов и упрощает технологию их изготовления.

На участках с автоблокировкой, диспетчерской централизацией и на электрифицированных линиях устраивают токопроводящие стыки для улучшения прохождения через стык сигнального тока - штепсельные рельсовые соединители из стальной проволоки, привариваемой к нерабочей грани головки рельса; для обратного тягового тока - из медного троса.

Шпала (от голл. spalk - подпорка) - это опора для рельсов железнодорожного пути в виде поперечного лежня, укладываемого под оба рельса. Шпалы предназначены для восприятия давлений от рельсов, передачи их на балластное (или бетонное) основание пути и обеспечения правильного и неизменного положения рельсовых нитей в процессе длительной эксплуатации. По материалу шпалы подразделяют на деревянные, железобетонные и металлические, длина которых составляет 2,75 м с отклонениями не более + 2 см и шириной поверху 150, 160 и 165 мм. По форме поперечного сечения деревянные шпалы подразделяются на обрезные и необрезные, Изготавливают их из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра, бука и березы.

Рис. 2.4. Стыковое скрепление:

1 - накладка; 2 - болт; 3 - подкладка; 4 – костыль;

Рис. 2.5. Промежуточные скрепления:

а - нераздельные; б - смешанное;

в - раздельное (клеммно - болтовое для железобетонных шпал):

1 - рельс; 2 - костыль; 3 - подкладка; 4 - деревянная шпала; 5 - железобетонная шпала; 6 - прокладка под подкладку; 7 - прокладка под подошву рельса; 8 - клеммный прижимной болт; 9 - клемма; 10 - изоляционная втулка; 11 - плоская шайба; 12 - шайба пружинная двухвитковая; 13 – закладной болт.

Преимуществами деревянных шпал являются упругость материала, простота прикрепления рельсов, хорошие электроизолирующие свойства. Вместе с тем деревянные шпалы имеют и недостатки: меньший срок службы, чем железобетонные, большой расход деловой древесины на их изготовление (на изготовление 1840 шпал, укладываемых на 1 км пути требуется вырубить почти 2 Га леса).

Металлические шпалы имеют ограниченное применение (в ФРГ и некоторых тропических странах), так как им присущи такие недостатки, как повышенное трещинообразование, подверженность коррозии, электрическая проводимость.

С 1959 г. на отечественных железных дорогах началась массовая укладка типовых железобетонных шпал, которые имеют следующие достоинства: сравнительно большой срок службы (40-50 лет), однородную упругость пути по длине, хорошую устойчивость в балласте против сдвига, возможность придания целесообразной формы.

К недостаткам железобетонных шпал относятся: повышенная жесткость пути, для снижения которой необходимо применять резиновые прокладки-амортизаторы, электрическая проводимость и необходимость применения большого числа недолговечных изолирующих деталей, хрупкость и чувствительность к ударам, большая масса (250...265 кг), затрудняющая их одиночную смену.

Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют эпюрой шпал. На железных дорогах СНГ и стран Балтии применяют четыре эпюры, соответствующие укладке 1400, 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути.

К недостаткам железобетонных шпал относятся: повышенная жесткость пути, для снижения которой необходимо применять резиновые прокладки-амортизаторы, электрическая проводимость и необходимость применения большого числа недолговечных изолирующих деталей, хрупкость и чувствительность к ударам, большая масса (250...265 кг), затрудняющая их одиночную смену.

Балластный слой - щебеночный, гравийный, асбестовый или песчаный - обеспечивает упругую передачу давления от подвижного состава через рельсы и шпалы на площадь основной площадки земляного полотна и отвод воды от элементов верхнего строения, а также устойчивое положение рельсошпальной решетки в продольном и поперечном направлениях.

Мощность верхнего строения пути должна соответствовать грузонапряженности линии.

Рельсовая колея - это две нити рельсов, расположенных на определенном расстоянии один от другого и прикрепленных рельсовыми скреплениями к подрельсовому основанию (шпалам, плитам и др.) железнодорожного пути; служат направляющими для колес подвижного состава. Важнейшим параметром рельсовой колеи является ее ширина - расстояние между рабочими гранями головок рельсов железнодорожного пути. По этому параметру различают железные дороги с шириной колеи более 1435 мм, нормальной (1435 мм) и узкой (1076. 1000, 914, 891, 762, 750, 600мм). Дорога между Петербургом и Москвой была построена с колеей, известной всем как русская - 5 футов или 1524 мм. Эта ширина колеи просуществовала более 100 лет. Только в 1970 г. размер ее был округлен до 1520 мм.

На прямых участках и на кривых радиусом 350 м и более номинальный размер ширины колеи составляет 1520 мм, при радиусе от 349 до 300 м - 1530 мм. при радиусе 299 м и менее - 1535 мм. Величина допускаемых отклонений от установленной ширины колеи на прямых и кривых участках пути не должна превышать по уширению +8 мм и по сужению - 4мм. На участках, где установлены скорости движения 50 км/ч и менее - по сужению - 4 мм, а по уширению +10 мм.

Порядок устранения отклонений, превышающих указанные значения, устанавливаются МПС России.

Ширина колеи менее 1512 мм и более 1548 мм не допускается.

Ширина рельсовой колеи в Европейских странах - 1435 мм, Японии - 1067 мм.

Особенностью устройства линий в кривых является возвышение наружного рельса для снижения действия центробежной силы в кривых с радиусом 4000 м и менее.

Под действием сил, которые создаются при движении поездов по рельсам и, в особенности при торможении на затяжных спусках, может происходить продольное перемещение рельсов по шпалам или вместе со шпалами по балласту, называемое угоном пути. На двухпутных участках угон происходит по направлению движения, а на однопутных линиях угон бывает двусторонний.

Наилучшим способом предотвращения угона пути является применение щебеночного балласта и раздельных промежуточных скреплений, которые обеспечивают достаточное сопротивление продольному перемещению рельсов и не требуют дополнительных средств закрепления.

Рис. 7. 12 Рис. 7. 13

Рис. 7. 12 Пружинный противостой;

Рис. 7. 13 Самозаклинивающийся противоугон

При нераздельном и смешанном скреплениях для предотвращения угона пути применяют противоугоны. Стандартные противоугоны — это пружинные (рис 7.12), представляющие собой пружинную скобу, защемляемую на подошве рельса и упирающуюся в шпалу Самозаклинивающийся противоугон (рис. 7.13) состоит из скобы и клина с упором, который прижимается к шпале и при перемещении рельса заклинивается все сильнее Пружинные противоугоны легче клиновых, состоят из одной детали, хорошо работают как на однопутных, так и на двухпутных линиях, уход за ними требует меньших затрат рабочей силы. Противоугоны устанавливают от 18 до 44 пар на 25 - метровом звене.

С начала 50-х годов на железных дорогах все шире внедряется бесстыковой путь, являющийся наиболее прогрессивной и совершенной конструкцией. За счет устранения стыков снижается динамическое воздействие на путь, существенно уменьшается износ колес подвижного состава - и сопротивление движению поездов, что сокращает расход топлива и электроэнергии на тягу поездов. Резкое сокращение числа стыковых скреплений за счет сварки отдельных звеньев в плети дает экономию металла до 1,8 т на каждый километр пути, позволяет снизить расходы на содержание и ремонт пути. Срок службы рельсов бесстыкового пути возрастает примерно на 20 % по сравнению со стыковым, деревянных шпал—на 3— 13%, балласта (до очистки)—на 25 %, а затраты труда на текущее содержание пути снижаются на 10— 30%.

Для бесстыкового пути рельсовые плети изготавливают, как правило, из термически упрочненных рельсов Р65 или Р75 стандартной длины, не имеющих болтовых отверстий. Сваривают рельсы электроконтактным способом на стационарных или передвижных контактно-сварочных машинах.

Длина сварных плетей на сети железных дорог России обычно принимается не более 800 и, что соответствует длине составов специальных поездов из платформ, оборудованных роликами, которыми плети доставляются на перегон. При необходимости длину плетей увеличивают до 950 м, для чего к плети длиной 800 м на месте укладки приваривают плеть длиной 150 м. Минимальная длина рельсовых плетей равна 250 м, однако при техническом обосновании и в коротких тоннелях применяют и более короткие плети, но не менее 150 м.

Между сварными плетями укладывают две—четыре пары уравнительных рельсов длиной 12,5 м или переменной длины (12,5; 12,46; 12,42; 12,38 м) для возможности сезонной регулировки длины плетей перед летними и зимними периодами. Весь комплект уложенных в путь уравнительных рельсов называется уравнительным пролетом. Для обеспечения необходимой прочности пути рельсовые стыки в уравнительных пролетах соединяют только шестидырнымя накладками в стыковыми болтами из стали повышенной прочности.

Одна из основных особенностей бесстыкового пути состоят в том, что хорошо закрепленные рельсовые плети при повышении или понижении температуры не могут изменять свою длину. Из-за этого в них возникает значительные продольные растягивающие или сжимающие силы, достигающие 100— 200 кН, которые в жаркую погоду могут привести к выбросу пути в сторону, а в сильный мороз — к излому плети с образованием опасного зазора. Поэтому бесстыковой путь обычно укладывают на железобетонных шпалах с раздельным скреплением и щебеночном балласте. Балластную призму тщательно уплотняют.

Существует два способа эксплуатации бесстыкового пути. Первый способ, являющийся наиболее эффективным н широко применяемым, предусматривает закрепление рельсов на постоянный температурный режим эксплуатации. Второй способ, применяемый при больших перепадах температур по сезонам года, предусматривает сезонные разрядки температурных напряжений с закреплением плетей два раза в год на летний и зимний режимы. При этом ослабляет скрепления рельсов со шпалами, начиная от концов плети, и снимают уравнительные рельсы. Снятие напряжения в плетях сопровождается удлинением или укорочением их после чего укладываются новые уравнительные рельсы длиннее или короче прежних.

Для повышения эффективности бесстыкового пути стремится к сокращению числа уравнительных пролетов, на содержание которых уходит до 25 % всех затрат на его эксплуатацию, за счет укладки плетей сверхнормативной длины (более 950 м). После многолетних опытов с 1986 г. разрешена укладка таких плетей с соблюдением ряда дополнительных требований к их изготовлению и эксплуатации.

Применение бесстыкового пути особенно эффективно на участках скоростного движения поездов, где к верхнему строению пути предъявляются повышенные требования. Особое внимание при этом уделяется предотвращению и устранению волнообразного износа поверхности катания рельсов который ликвидируется шлифовкой их специальными рельсошлифовальными поездами. Путь надежно закрепляют от угона. При смешанном скреплении рельсы крепят на каждом конце шпалы пятью костылями.

Сигналом называется условный видимый или звуковой знак, с помощью которого подается определенный приказ, подлежащий безусловному выполнению. Работники железнодорожного транспорта должны использовать все возможные средства для выполнения требования сигнала. На транспорте под словом обычно понимают и сигнальный прибор и его сигнальное показание.
Значения сигнальных показаний, единые для всех железных дорог России,стран СНГ и Балтии, установлены Инструкцией по сигнализации на железных дорогах.

Применяемые на транспорте сигналы по способу их восприятия подразделяют на видимые и звуковые (рис. 20.1). Видимые сигналы обозначаются цветом огней, щитов, флагов, дисков; числом и взаимным положением сигнальных показаний; режимом горения сигнальных огней и формой переносных сигнальных щитов. Достоинство видимых сигналов заключается в том, что они могут быть переданы на большее расстояние, чем звуковые сигналы. По времени применения видимые сигналы подразделяют на: дневные, подаваемые в светлое время суток и сигнализирующие цветом окраски щита, флага, диска; ночные, сигнализирующие огнями установленных цветов и подаваемые в темное время суток; круглосуточные, подаваемые одинаково как в светлое, так и в темное время суток и сигнализирующие цветом, режимом горения и сочетанием огней. В тоннелях применяются только ночные или круглосуточные сигналы.

Видимы сигналы подаются светофорами, флагами, фонарями, щитами и дисками. Назначение этих приборов, их сигнальные показания, места установки и порядок пользования определены Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации.

Видимые сигналы в зависимости от сигнальных приборов, которыми их подают, делят на: постоянные (светофоры, устанавливаемые в определенных местах железнодорожного пути, и локомотивные светофоры); переносные (щиты, флаги, фонари на шестах, предназначенные для временного ограждения тех или иных участков пути и подвижного состава); ручные (флаги, диски, фонари, посредством которых подают различные команды и указания); поездные (диски, флаги и фонари для обозначения головы и хвоста поезда). В качестве постоянных сигналов на железных дорогах применяются светофоры, которые используют во всех системах железнодорожной автоматики и телемеханики. По назначению постоянные сигналы делят на основные и предупредительные. Основные сигналы ограждают станции и блок-участки на перегонах и разрешают или запрещают движение поездов по этим пунктам или участкам. Предупредительные сигналы извещают о приближении к основным сигналам и об их показаниях.

Основные сигналы, в свою очередь, в зависимости от назначения подразделяются: входные, ограждающие станции со стороны прилегающих перегонов и служащие для разрешения или запрещения поезду следовать на станцию; выходные, разрешающие или запрещающие поезду отправиться со hстанции на перегон; проходные, расположенные на перегоне и разрешающие или запрещающие поезду проследовать на ограждаемые ими участки; маршрутные для разрешения или запрещения поезду проследовать из одного района станции в другой; прикрытия ограждения мест пересечений в одном уровне железных дорог с другими железными дорогами, трамвайными путями и троллейбусными линиями, а также разводных мостов. Светофоры, кроме того, бывают маневровые, горочные, повторительные, предупредительные, заградительные и локомотивные.
Основными сигнальными цветами на транспорте являются красный, желтый и зеленый. Их выбор не случаен: при одинаковой силе света красный огонь лучшевиден и искажается меньше, чем другие огни. Поэтому он принят в качестве остановки. Желтый огонь близок к красному и виднее зеленого. Он разрешает движение, но требует снижения скорости. В тумане желтый огонь приобретает красноватый оттенок и благодаря этому его нельзя ошибочно принять за зеленый, который разрешает движение с установленной скоростью. Основной принцип сигнализации - это остановка подвижного состава перед светофором с красным сигнальным показанием и разрешение проследовать светофор с желтым и зеленым показаниями.

Согласно Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации основные значения сигналов следующие: один зеленый огонь разрешает движение с установленной скоростью; один красный огонь запрещает проезжать сигнал; один желтый мигающий- разрешает движение с установленной скоростью: следующий светофор открыт и требует движения с уменьшенной скоростью. Один желтый огонь разрешает движение с готовностью остановит так как следующий светофор закрыт. два желтых огня, из них верхний мигающий, требуют проследования светофора с уменьшенной скоростью: поезд проследует с отклонением по стрелочному переводу, следующий светофор открыт. два желтых огня дают разрешение проследовать светофор с уменьшенной скоростью с готовностью остановиться у следующего светофора: поезд следует с отклонением по стрелочному переводу.
Кроме названных, применяют синий, лунно-белый, прозрачно-белый и молочно-белый сигнальные огни. Синий огонь используют как запрещающий на маневровых светофорах. Лунно-белый огонь применяют как разрешающий маневровый и как пригласительный на входных, выходных и маршрутных светофорах, а прозрачно-белый - в ручных поездных сигналах, указателях гидроколонок. Молочно-белый огонь используют в стрелочных указателях и указателях путевого заграждения.
Звуковые сигналы обозначаются числом и сочетанием звуков различной продолжительности. Значение их днем и ночью одно и то же. для подачи звуковых сигналов служат свистки локомотивов, моторвагонных поездов и дрезин, звонки, ручные свистки, духовые рожки, сирены, гудки и петарды. Все локомотивыоборудуются звуковыми устройствами двух типов - большой громкости (тифоны)для перегонов и малой (свистки)для подачи сигналов в черте города. Звуковые сигналы подают по возможности так, чтобы не создавать шума, особенно в населенных пунктах. Поэтому они слышны обычно на сравнительно небольших расстояниях.

Рельсовые скрепления необходимы для соединения рельсов между собой и со шпалами.

Скрепления разделяют на стыковые, которые соединяют рельсовые звенья между собой и состоят из накладок и рельсовых болтов с гайками и шайбами (рис. 2.4.) и промежуточные для крепления рельсов к шпалам. Последние в свою очередь бывают:

нераздельными - рельс прикрепляют к шпале костылями, шурупами или болтами одновременно с подкладкой (рис.2.5);

раздельными - рельс прикрепляют к подкладкам жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки к шпалам болтами или шурупами (рис. 2.5);

смешанными - рельс прикрепляют к шпале вместе с подкладкой как при нераздельном скреплении и кроме того, подкладку дополнительно крепят к шпале костылями или шурупами (рис.2.5).

Между рельсами остаются зазоры для возможности их удлинения при повышении температуры. Стыки устанавливают на весу, на шпале и на сдвоенных шпалах.

На линиях с автоблокировкой на границах блок участков, рельсовых цепей в створах с входными, выходными, маневровыми и проходными светофорами устраивают изолирующие стыки, чтобы электрический ток не мог пройти от одного из соединяемых рельсов к другому. Существует два типа изолирующих стыков: с металлическими объемлющими накладками и клееболтовые. Изоляция одного рельса от другого в накладках обеспечивается постановкой прокладок и втулок из фибры, текстолита или полиэтилена, а в стыке - прокладкой из текстолита или трикота.

В последнее время все шире применяются клееболтовые стыки, в которых металлические стыковые накладки, изолирующие прокладки из стеклоткани и болты с изолирующими втулками склеиваются эпоксидным клеем с концами рельсов в монолитную конструкцию.

Для возможности некоторого перемещения концов рельсов в стыках болтовые отверстия в рельсах делали овальными (больший диаметр вдоль рельса) или круглыми, но большего диаметра, чем болты. Вновь выпускаемые рельсы имеют круглые отверстия, что повышает прочность рельсов и упрощает технологию их изготовления.

На участках с автоблокировкой, диспетчерской централизацией и на электрифицированных линиях устраивают токопроводящие стыки для улучшения прохождения через стык сигнального тока - штепсельные рельсовые соединители из стальной проволоки, привариваемой к нерабочей грани головки рельса; для обратного тягового тока - из медного троса.

Рис. 2.4. Стыковое скрепление:

1 - накладка; 2 - болт; 3 - подкладка; 4 – костыль;

Рис. 2.5. Промежуточные скрепления:

а - нераздельные; б - смешанное;

в - раздельное (клеммно - болтовое для железобетонных шпал):

1 - рельс; 2 - костыль; 3 - подкладка; 4 - деревянная шпала; 5 - железобетонная шпала; 6 - прокладка под подкладку; 7 - прокладка под подошву рельса; 8 - клеммный прижимной болт; 9 - клемма; 10 - изоляционная втулка; 11 - плоская шайба; 12 - шайба пружинная двухвитковая; 13 – закладной болт.

Дата добавления: 2014-01-03