Что делают железнодорожные стыки
Рельсовое соединение соединяет два участка рельса и должно выполнять четыре работы одновременно. Во-первых, он передает вертикальную нагрузку на колесо с одного конца рельса на другой без переступа. Во-вторых, это позволяет рельсам расширяться и сжиматься в зависимости от температуры - рельс длиной 100 м перемещается примерно на 12 мм при перепаде температуры на 50 градусов, а зазор в стыке поглощает это движение. В-третьих, он обеспечивает выравнивание концов рельсов как в колеи, так и в вертикальной плоскости. В-четвертых, на участках сигнализации стык должен разрывать электрическую цепь между соседними участками пути. Каждая из этих функций зависит от одного и того же оборудования: двух накладок, прикрепленных болтами к стенке рельса, причем предварительная нагрузка болта обеспечивает поддержание жесткости узла.
Типы железнодорожных стыков
| Тип соединения | Строительство | Где используется |
|---|---|---|
| Стандартное соединение с рыбной накладкой | Две стальные накладки, прикрепленные болтами к стенке рельса, 4 или 6 болтов на стержень. | Стыковые второстепенные линии, промышленные подъездные пути, временные пути, переходные зоны |
| Компромиссный сустав | Каждый конец пластины соответствует отдельному участку рельса. | Там, где встречаются два профиля рельса, например, от . 50 кг/м до 60 кг/м. |
| Изолированный рельсовый стык, или IRJ, | Накладки плюс изолирующая концевая стойка и изолирующие втулки | Границы рельсовых цепей, сигнальные участки |
| Компенсатор | Конец направляющей с опорной планкой | Мосты и длинные зоны CWR в регионах с экстремальными температурами |
| Сварное соединение в непрерывносварном рельсе, или CWR, | Оплавление-стыковая или термитная сварка, без механического соединения | Непрерывно-сварные магистральные линии |
Что происходит на перекрестке в пробке
Каждое колесо, пересекающее зазор стыка, ударяется о дальний конец рельса; сила удара возрастает со скоростью, размером зазора и любого вертикального несоответствия. Накладка передает изгибающий момент через зазор, а болты передают сдвиг между стенкой рельса и пластиной. Если предварительная нагрузка болта снижается, накладка ослабляется, соединение прогибается, и удар усиливается - циклом самоусиления, который разрушает концы рельса, трескает накладки и в конечном итоге ломает болты. Вот почему техническое обслуживание соединений — это в первую очередь проверка крутящего момента, а затем проверка металла.
Дефекты суставов и как их обнаружить
Погруженное соединение:концы рельсов опускаются ниже поверхности катания; обнаруживается с помощью 1-метровой линейки и щупа, корректируется шлифовкой или восстановлением соединения.
Тесто для конца рельса:пластическая деформация и смятие торцевой поверхности рельса от удара; виден как яркая, сглаженная зона.
Ослабленные или сломанные болты:обнаруживается путем проверки крутящего момента и прислушивания к характерному скрежету; один сломанный болт удваивает нагрузку на соседа.
Трещины на рыбной пластине:обычно начинают с отверстий для болтов; обнаруживаются при визуальном осмотре, магнитопорошковом тестировании или ультразвуковом исследовании полотна пластины.
Упаковка от коррозии и ржавчины:вода, застрявшая между пластиной и стенкой рельса; обнаруживается при раскрытии соединения во время ремонта.
Режим содержания составного пути
Повторно-затяните соединительные болты калиброванным динамометрическим ключом с расчетным крутящим моментом для размера накладки; проверяйте крутящий момент не реже одного раза в квартал, а на тяжеловесных-магистральных линиях – ежемесячно.
Измерьте зазор в стыке в экстремальных условиях сезона -, зазор должен оставаться в пределах расчетного диапазона для длины рельса и температурной зоны.
Смазывайте стенки рельса и поверхности накладок через определенные промежутки времени, чтобы вода и продукты коррозии не смерзли соединение.
Заменяйте изношенные накладки парами, одновременно заменяя болты и шайбы; никогда не используйте повторно болты из ослабленного соединения.
При каждом осмотре отслеживайте вертикальный профиль в местах стыков с помощью линейки и шлифуйте выступающие места, прежде чем они станут жидкими.
Объединенная гусеница или CWR?
Непрерывный сварной рельс устраняет большинство стыков и их обслуживание, но сочлененный путь остается правильным выбором там, где сварка нецелесообразна: короткие подъездные пути, изогнутые промышленные пути, которые скоро будут заменены, временные отводы и участки, которые требуют частого демонтажа. При использовании CWR компенсаторы устанавливаются только на границах - мостов и концах длинных сварных зон в регионах с экстремальными температурами -, поскольку рельс не может свободно перемещаться внутри свариваемой длины.
Распространенные заблуждения
«Суставная щель – это дефект».Зазор — это конструктивная особенность, которая поглощает тепловое расширение; сустав, закрытый до нулевого зазора летом, подтолкнет или сломается во время следующей волны тепла.
«Затягивать болты сильнее — всегда лучше».Чрезмерное-затягивание разрушает стенку рельса и трескает накладки в отверстиях для болтов; расчетный крутящий момент является как верхним, так и нижним пределом.
«Изолированные стыки есть только для линий метрополитена».На каждой путевой-цепной линии, включая простые основные линии, используются изолированные соединения для разделения сигнальных участков.
«Треснувшая накладка может подождать до следующего окна обслуживания».Треснувшая накладка – это-критичный дефект с точки зрения безопасности; на этом участке должна быть ограничена скорость-и табличка должна быть немедленно заменена.
Часто задаваемые вопросы
Зачем рельсовым стыкам нужен зазор?
Сталь расширяется при нагревании. Зазор позволяет каждой длине рельса увеличиваться, не оказывая давления на соседнего, что могло бы привести к короблению пути; зимой разрыв сокращается по мере сокращения железнодорожных перевозок.
Как исправляется провисший стык?
Шлифованием верхнего конца рельса для восстановления профиля или восстановлением соединения - заменой подкладок, накладок и болтов -, если провал вызван не износом, а ослаблением сборки.
С каким моментом следует затягивать болты крепления?
Расчетный крутящий момент для накладки и размера болта, обычно в диапазоне, указанном в стандарте накладки или чертеже конструкции; значение проверяется с помощью калиброванного динамометрического ключа во время установки и проверок.
Почему накладки трескаются в отверстиях для болтов?
Отверстия для болтов являются концентраторами напряжений, и любая потеря предварительного натяга болтов позволяет пластине прогибаться под каждым колесом; усталостные трещины начинаются на краях отверстия. Правильный момент затяжки и периодическая повторная-затяжка являются профилактикой.
Может ли компромиссное соединение соединять рельсы разной высоты?
Компромиссная накладка соответствует профилям стенок и схеме расположения отверстий двух секций, а для выравнивания рабочих поверхностей используется прокладка под нижней подошвой рельса или переходная площадка. В этом случае соединение рассматривается как точка перехода с-ограничением скорости.