РЕЛЬСОВЫЕ ПОДКЛАДКИ И СКРЕПЛЕНИЯ

Конструкция. Технические условия AREA. Костыли и рельсовые скрепления. Специальные детали

Одним из основных требований к укладке подкладок было то, что они должны быть прочно прикреплены к шпалам и, сопротивляясь боковым перемещениям, устраняли бы нарушение колеи по ширине, которое всегда причиняло много хлопот. Это привело к изготовлению подкладок с жесткими ребрами или выступами на нижней поверхности. К сожалению, первые подкладки имели небольшую площадь опирания и врезались в шпалы почти так же, как и рельсы при укладке их без подкладок; ребра подкладок разрезали волокна древесины, способствуя ее разрушению и гниению. Многие подкладки прогибались и ломались под колесными нагрузками, ускоряя разрушение шпалы и увеличивая трудности в содержании колеи в соответствии с нормами.

Первые подкладки представляли собой небольшие железные пластинки без реборд размером 152,4x203,2 мм или несколько большего размера стальные пластинки. Позже в связи с пропиткой шпал выявилось, что хотя потенциальный срок службы этих шпал увеличился в 3—4 раза по сравнению с непропитанными, однако ожидаемый срок службы их не был реализован из-за механического износа подкладок. Итак, следующим этапом в совершенствовании подкладок было их увеличение и утолщение.

применение слегка волнистой или гладкой нижней поверхности. Позже была добавлена реборда с наружной стороны для того, чтобы воспринимать боковые удары рельса и уменьшить подрез рельсового костыля. В настоящее время широко применяются подкладки шириной от 177,8 до 203,2 мм, длиной от 254,0 до 355,6 мм и толщиной от 14,3 до 25,4 мм с одной или двумя ребордами. В то же время на одной восточной дороге для крутых кривых была принята в качестве стандартной подкладка шириной 203,2 мм, длиной 457,2 мм и толщиной 28,6 мм к рельсу весом 66,0 кг/пог. м. Некоторые дороги на крутых кривых применяли подкладки большей площади и тяжелее, чем на прямых участках пути.

Изучение механического износа шпал позволило обнаружить неблагополучие с путевыми скреплениями и указало на необходимость прочного прикрепления подкладки к шпале для того, чтобы избежать механического износа шпалы, вызываемог движением подкладки. В настоящее время применяется несколько типов путевых скреплений, включая обычные костыли, шурупы, костыли с частично рифленой поверхностью, пружинные костыли, пружинные скобы и клеммы.




В настоящее время сложилось общее мнение в пользу подкладок, прокатанных с гладкой нижней поверхностью (рис. 99), особенно при раздельном прикреплении. Однако имеются подкладки, у которых нижняя поверхность имеет диагональные или поперечные ребра (рис. 100) для увеличения сопротивления действующим наружу силам. Замена гладкой поверхности на ребристую позволит сделать подкладку более устойчивой и одновременно избежать повреждения шпалы. Для уменьшения врезания в шпалу края нижней поверхности закруглены по радиусу от 1,6 до 3,2 мм.

Верхняя поверхность подкладки состоит из трех частей: средней, являющейся местом для установки рельса и обеспечивающей достаточную площадь опоры для его подошвы, и двух крайних частей, наклоненных наружу от реборд к краям подкладки, где толщина их равна приблизительно 1/2 самой большой толщины подкладки. Там, где применяется шурупное прикрепление, концы подкладок делаются ровными для удобства опирания головки шурупа на подкладку. Толщина подкладки на концах в этом случае равна 3/4 самой большой толщины подкладки в месте опирания рельса.

Подкладки главным образом прокатываются с ребордами, которые образуют боковую опору для наружной кромки подошвы рельса и удерживают рельсы на требуемом расстоянии. Двухребордчатые подкладки применяются с рельсами весом 49,6 кг/пог. м и тяжелее. Реборды обычно делают достаточно низкими, чтобы костыли могли касаться верха подошвы рельса и прижимать ее, и вместе с этим должны иметь такую высоту, чтобы создать прочную опору для подошвы рельса сбоку.

Реборды подкладки воспринимают горизонтальное давление рельсов, которое возникает при движении поезда, и передают его шпале через всю опорную площадь подкладки. В этом случае горизонтальное давление воспринимается не каждым костылем в отдельности и потому подрез костыля меньше. Наличие двух реборд гарантирует правильную установку подкладок по отношению к шпале и подошве рельса, не допуская таким образом излишнего перекоса шпал. Двухребордчатые подкладки сопротивляются боковому перемещению рельсовых концов, препятствуют угону и обеспечивают состояние колеи по ширине в норме и, следовательно, способствуют увеличению срока службы шпал благодаря меньшему числу пе- решивок. Несмотря на то, что двухребордчатые подкладки являются эффективным средством для уменьшения расходов на содержание пути, их применение иногда вынуждены ограничивать, принимая во внимание, что они применяются при определенной ширине подошвы рельса, в противоположность другим типам подкладок, которые могут быть легко перештампованы и применены к рельсам с различной шириной подошвы.

Клинчатые подкладки имеют изменение по толщине от наружного края к внутреннему в месте опирания рельса. Подуклонка или наклон бывает от 1/20 до 1/80> но наиболее часто встречается величина, очень близкая к 1/40, которая рекомендуется AREA. Целью наклона является необходимость придать рельсу наклон внутрь колеи с тем, чтобы создать центральную передачу на. грузки и более равномерный износ головки рельса без затески шпал, а также помочь в содержании колеи по шяблону.

Предполагается также, что клинчатые подкладки лучше распределяют нагрузку на шпалы, уменьшают движение подкладки, вибрирование ослабленных подкладок под проходящими поездами, а следовательно, уменьшают механический износ шпал. Хотя плоские подкладки еще изготовляются, преимущество клинчатых подкладок неоспоримо. Плоские подкладки в основном применяются на стрелочных переводах или на переездах с тем, чтобы обеспечить вертикальное положение рельса в этих местах.

Шпальные подкладки с выпуклой верхней и вогнутой нижней поверхностями в месте опирания рельса. Подкладки с изогнутой поверхностью образованы сочетанием выпуклой цилиндрической верхней поверхности в плоскости рельса и вогнутой нижней поверхности. Цель этой конструкции — использовать гибкость подкладки для облегчения воспринятия ударных нагрузок, а также предотвратить стремление подкладки к опрокидыванию под поездом. Такая форма подкладки позволяет устранить колебания шпал, возникшие в результате резкого повышения давления на принимающих и отдающих краях подкладки, потому что в этом случае происходит наибольшая концентрация напряжений в выпуклой части опорной поверхности при прохождении поезда. Когда нагрузка отсутствует, рельс покоится на вершине выпуклости, высота которой равна 1,6 мм. Подкладки с изогнутой поверхностью пока еще изготовляются на определенных металлургических заводах и по ценам выше номинальных.

Шпальные подкладки с выпуклой верхней поверхностью в месте опирания рельса. Подкладки с выпуклой поверхностью опирания рельса подобны предыдущим, за исключением того, что основание подкладки сделано ровным для полного опирания на шпалу. В этом случае в значительной степени уменьшается изгиб подкладки под нагрузкой. Несмотря на то, что колеса проходящих поездов заставляют рельс как бы качаться, опираясь на выпуклость подкладки при наибольшей концентрации напряжений в выпуклой части, рельс всегда плотно прижимает подкладку к шпале, позволяя таким образом избежать дребззжания (стука) подкладки. Высота выпуклости равна приблизительно 1,6 мм и так же, как и изогнутая подкладка в верхней и нижней поверхностях, является необязательной с точки зрения AREA для конструкций подкладок. Недостаток подкладок с выпуклой поверхностью состоит в том, что, как обнаружили, она вызывает чрезмерно высокие напряжения на кромках подошвы рельса, особанно в кривых частях пути, где рельс подвержен значительным боковым силам. Подкладки такого вида можно получать с определенных металлургических заводов по цене выше номинальной.

Подкладки со скосами и плоским возвышением в месте опирания рельса. Некоторые дороги применяют подкладки, которые представляют собой обычные клинчатые подкладки с плоским возвышением в 1,6 мм по высоте в месте опирания рельса и скосами на принимающем и отдающем краях.

Скосы делаются на протяжении от 25,4 до 31,8 мм и начинаются на расстоянии 6,35 мм от края подкладки. Скосы необходимы для того, чтобы воспринимать в первую очередь нагрузки от рельсов под подвижным составом в точках, несколько удаленных от краев подкладки, смягчая таким образом передачу давления к середине подкладки и распределяя напряжения на большую площадь опоры. Отдельные металлургические заводы имеют оборудование для прокатки этих подкладок, и они могут быть изготовлены по номинальной цене.

Прошивка отверстий в подкладках. Отверстия в подкладке необходимы для прикрепления ее костылями к шпале и рельса к псдкладке на требуемом шириной колеи расстоянии. Для прикрепления рельсов костылями обычно предусматриваются четыре отверстия — по два с каждой стороны, хотя обычно используется по одному отверстию с каждой стороны подкладки, а два других необходимы для того, чтобы иметь возможность применять дополнительные костыли на кривых или в других местах, где боковые силы, действующие на рельс, имеют тенденцию к уширению колеи. Таким образом устраняется надобность в прошивке специальных отверстий, а следовательно, и необходимость иметь в наличии право- и левосторонние подкладки для содержания правильной колеи по шаблону, которая требует размещения костылей в шахматном порядке как с внутренней, так и с наружной стороны рельса. В то же время размещение костылей с наружной стороны подкладки на противоположных рельсах точно один против другого сводит до минимума тенденцию к перекосу шпал. Обычно костыли, прикрепляющие подкладку, и костыли, прикрепляющие рельс, имеют площадь поперечного сечения стержня 362,9 или 403,2 мм2. Отверстия в подкладке квадратные с размером стороны на 3,2 мм больше, чем размеры костыля, который применяется с этими подкладками и с выкружками в углах отверстий радиусом 1,6 мм. В случаях, когда применяются подкладки с одной ребордой, предназначенные для двух или нескольких размеров ПОДОШР рельсов, отверстия с внутренней стороны рельса для костылей, прикрепляющих рельс, делаются по форме удлиненными.

Прикрепители прижимающегося типа Hold-Down или «анкер». Этот вид прикрепителей отличается от обычных костылей и известен, как костыли «анкер» или Hold-Down. Их назначение не только прикреплять рельс более прочно согласно размеру колеи, но также уменьшать механический износ шпалы, вызываемый движением подкладки из-за неплотного прилегания ее к шпале и устранять нежелательное дребезжание ослабших подкладок. Для этих костылей в подкладке обычно предусматривается от трех до четырех отверстий. Отверстия по форме могут быть круглые или квадратные, в зависимости от вида применяемых костылей.

Некоторые дополнительные сведения о подкладках. Срок службы подкладки зависит главным образом от характера ее опирания на шпалу; оно должно быть равномерным по всей поверхности при обычной затеске шпал машиной. Это следует иметь в виду при смене подкладок, замене рельсов более легких типов более тяжелыми и при подготовке места опирания подкладки на шпале.

Подкладки должны быть достаточно прочными, чтобы противостоять значительным ударам подвижного состава, и не иметь повреждений. Толщина подкладок должна позволять увеличивать осевые нагрузки без изломов или изгиба подкладок с наружной стороны подошвы рельса.

Соленая вода, капающая из рефрижераторных вагонов. или морская вода разъедает местами металл. Поверхность подкладки, на которой появились такие места, покрывается раковинами (углублениями) и подкладка становится тоньше, чем была вначале, что приводит к более сильному износу на краях или изгибу и излому вдоль края подошвы рельса, как правило, с наружной стороны его.

В качестве средства защиты от разъедания подкладок, рельсов и скреплений применяется подогретая смазка, в состав которой входит асфальт. Эта смазка дала удовлетворительные результаты. Постоянное применение такой смазки позволило создать покрытие с высокой стойкостью

БАРЫКОВА Н.Г., ГЛУЗМАН И.С. АМЕРИКАНСКАЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ — М.: ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ, 1959.

на главную