Рейки та скріплення колії залізниці
Рейки та скріплення колії залізниці
Призначення рейок — створити поверхні з найменшими опорами для кочення коліс рухомого складу, безпосередньо сприймати та пружно передавати навантаження від коліс на шпали та бруси, спрямовувати рух коліс рухомого складу, проводити сигнальний та зворотний тяговий струм на ділянках з автоблокуванням та електричною тягою.
Основні типи рейок – Р-75, Р-65, Р-50 (рис. 5.1). Літера «Р» позначає рейку, а число — заокруглену масу — кілограм на погонний метр (табл. 5.1).
Мал. 5.1. Поперечні профілі рейок
Таблиця 5.1 Характеристики рейок
рейок
Розмір
ри, мм
рейки
підошви
головки
шийки
На другорядних лініях, під'їзних та станційних шляхах зустрічаються рейки легших типів, наприклад Р-43. Нові рейки можуть бути стандартною довжиною 25 м і вкорочені на 80 та 160 мм.
Крім того, є рейки завдовжки 12,5 м та укорочені завдовжки 12,46; 12,42 та 12,38 м.
Укорочені рейки застосовуються для укладання внутрішньої нитки в кривих, так як вона по довжині коротше зовнішньої нитки.
Збільшення терміну служби рейок досягається удосконаленням їх профілю, покращенням умов їхньої роботи. Так, є рейки низькотемпературної надійності, які відрізняються значною холодостійкістю. При цьому зменшується ймовірність тендітних руйнувань при температурі до мінус 60 ° С. Такі рейки призначені для укладання в районах з холодним кліматом на дорогах Сибіру.
Рейкові скріплення поділяють на стикові та проміжні. Стикові скріплення міцно з'єднують рейки в безперервну нитку. Місця з'єднання називають рейковими стиками. Кінці рейок перекриваються накладками,які через наявні отвори стягують болтами. Під гайки болтів ставлять пружинні чи тарілчасті шайби (рис. 5.2). Стандартні двоголові чотири- і шести-діркові накладки міцні, прості і не схильні до зламів. Болти застосовують з круглою головкою та овальним підголовком, щоб при загортанні гайок болт не провертався.
Мал. 5.2. Рейковий стик: 1 - милиця; 2-підкладка; 3 - болт; 4 - накладка; 5 - рейка; 6 - шайба; 7 - гайка
Мал. 5.3. Пружинний протиугін
У стиках динамічні навантаження від рухомого складу, що проходить, досягають найбільшого значення, так як тут порушена безперервність рейкової нитки. Зменшити динамічні навантаження можна скороченням числа стиків з допомогою збільшення довжини рейок.
Зі зміною температури довжина рейок змінюється, тому між торцями рейок у стиках залишають зазор. Величина зазору залежить від температури рейки, її довжини та кліматичної зони.
За розташуванням щодо стикових шпал стандартним на дорогах України прийнятий стик на вазі. При такому стику торці рейок з'єднані посередині між двома шпалами. Стики обох рейкових ниток розташовують один проти одного по накутнику. Це створює умови зміни рейкошпальних ґрат путеукладачами цілими ланками, зменшує кількість ударів коліс об рейки.
Рух поїздів, особливо на двоколійних ділянках, викликає викрадення колії - поздовжнє переміщення рейок, іноді разом зі шпалами, зазвичай у напрямку руху поїздів. Причини викрадення - хвилеподібний вигин рейок під поїздом, тертя між колесами та рейками, удари коліс у стиках, гальмування поїздів.
Викрадення засмучує шлях і може призвести до викиду шляху.
Найкращий засіб боротьби з викраденням - застосування проміжного скріплення,при якому рейка клемами сильно притиснута до кожної шпали.
При милий скріпленні доводиться застосовувати протиугони. Найбільш простими є пружинні протиугін (рис.5.3). На ланку довжиною 25 м їх ставлять від 18
до 44 пар залежно від вантажонапруги, виду баласту та умов руху поїздів.
Проміжні рейкові скріплення служать для міцного з'єднання рейок зі шпалами та брусами, щоб виключити поперечне та поздовжнє переміщення та перекидання рейкових ниток колесами рухомого складу. Ці скріплення поділяються на милиці та клемні. Для шляху на дерев'яних шпалах застосовують обидва види скріплень. Типовим скріпленням є миличне (змішане) скріплення ДО з п'ятьма милицями (рис.5.4). Перевагою скріплень ДО є малодетальність, невелика витрата металу, простота у виготовленні та експлуатації.
Недоліком таких скріплень є те, що вони не мають пружності, погано опираються викраденню шляху. У скріпленні ДО основні милиці утримують рейку від бокового зсуву та перекидання, а обшивальні милиці зменшують зсув підкладки під дією горизонтальних сил та вібрацію підкладок. Клинчаста підкладка забезпечує подуклонку рейок і передає тиск від рейки на велику площу шпали.
З клемних скріплень на шляху з дерев'яними шпалами застосовуються роздільне скріплення КД (рис. 5.5) з жорсткими клемами та пружинне скріплення Д4, в якому самі клеми є листовими пружинами (рис. 5.6). У цих скріпленнях підкладки надійно прикріплюються до шпал шурупами, а рейка постійно притиснута клемами до підкладок. Перевага цих кріплень - відсутність великої вібрації підкладок, опір викрадення рейок та можливість зміни рейок без вивертання шурупів.
Для шляху ззалізобетонними шпалами застосовують клемні скріплення типів КБ, КБ-65 з прутковою клемою, ЗБР-65, БПУ (рис. 5.7, 5.8,5.9,5.10 (розміри дано в мм). шпале закладними болтами.Для зменшення жорсткості на підкладку і під неї кладуть пружні прокладки з кордону або гуми.Ці прокладки разом із втулкою з текстоліту служать також електроізоляцією рейок від шпал при електричній тязі та автоблокуванні.
Мал. 5.4. Проміжне змішане скріплення для дерев'яних шпал: 1 - прокладки; 2 - милиця обшивальна; 3 - милиця основний; 4 - протиугін пружинний
Мал. 5.5. Проміжне роздільне скріплення для дерев'яних шпал: 1 - прокладка; 2-підкладка; 3-шуруп; 4 - клема; 5 - двовиткова шайба; 6-гайка; 7 клемний болт
Мал. 5.6. Пружне роздільне скріплення Д4 для дерев'яних шпал: 1 - нашпальне пружне прокладання; 2 - двовиткова пружинна шайба; 3 - шуруп; 4 - підрейкова пружна прокладка; 5 - гайка; 6 - клемний болт; 7 - пружинна клема; 8 підкладка
Мал. 5.7. Роздільна клемно-болтова скріпка для залізобетонних шпал; 1 - підкладка; 2 - клема; 3 - гайка; 4 прокладка під підкладку; 5 - прокладка під підошву рейки; 6, 8 - шайби; 7 - заставний болт; 9 - втулка ізоляційна
Мал. 5.8. Скріплення КБ-65 з прутковою клемою: 1 - клема; 2 - шайба; 3, 8 - прокладки; 4 - підкладка; 5 - двовиткова шайба; б - ізолююча втулка; 7 - скоба для ізолюючої втулки
Мал. 5.9. Скріплення ЗБР-65:1 - прокладка ЗБР; 2-болт; 3 - гайка; 4-скоба; 5 - пружинна клема ЗБР; б - завзята скоба; 7 - пружна прокладка
Мал. 5.10. Скріплення БГ1У: 1 -прокладання; 2 - підкладка БПУ-65; 3-ізолююча втулка; 4-клема; 5 - ущільнювальна втулка; б - прокладка