Стыковые рельсовые скрепления

Стыки служат для соединения отдельных рельсов, примыкающих друг к другу торцами, в непрерывные рельсовые нити.

Стыкование рельсов между собой производится с помощью шести- или четырёхдырных накладок и болтов с пружинными или тарельчатыми шайбами.

Шестидырные накладки применяются на бесстыковом пути, на звеньевом пути в регионах с годовой амплитудой температур более 100^оС, на мостах, тоннелях и в кривых радиусом 1200 м и менее.

 

По кон­струкции различают стыки болтовые, клееболтовые и сварные.

В болтовых стыках между концами рельсов, перекрытых на­кладками, оставляют зазоры для воз­можности изменения длины рельсов при изменении температуры. По условию предупреждения изгиба или среза стыковых болтов при низких температурах зазоры в стыках рельсов длиной 25,00 м не должны превышать: 22 мм при диаметре отверстий в рельсах 36 мм.

Всеобщее распространение получи­ли стыки на весу. Для снижения изгиба­ющего момента расстояние между осями стыковых шпал устраивают меньшими (420 мм против 550 мм на прочих шпалах).

По взаимному расположению сты­ков на обеих рельсовых нитях различа­ют стыки по наугольнику, вразбежку (рис. 1.4.1) и расположенные бессистем­но.

Рис. 1.4.1 - Взаимное положение рельсов: а) по наугольнику; б) вразбежку.

1 - стыки.

 

Преимущества стыков по наугольни­ку по сравнению со стыками вразбежкуследующие: одновременность ударныхвоздействий колес при проходе стыков, в связи с чем количество ударов в два раза меньше, чем при стыках вразбежку; центральность ударов, что снижает рас­качивание подвижного состава; воз­можность применения звеньевых путе­укладочных кранов при смене рельсов со шпалами. Поэтому на дорогах России принят стык по наугольнику.

 

Основными элементами болтовых стыков являются накладки и болты с гайками и упругими шайбами.

На отечественных дорогах для рельсов современных типов применяют про­стые по форме двухголовые накладки (рис. 1.4.2, табл. 1.4.1).

 

 

Рис. 1.4.2 -Двухголовая накладка

Нормальная работа стыка обеспе­чивается прочностью накладок, плот­ным прилеганием и достаточным при­жатием их рабочих граней к рельсу, а также достаточной длиной накладок.

 

Характеристики двухголовых накладок

Табл.1.4. 1

 

Показатель	Тип накладки
Р65	Р50	Р43
Масса одной накладки, кг:
с четырьмя отверстиями	23,78	12,36	9,49
с шестью отверстиями	29,50	18,77	16,01
Высота накладки, мм	130,00	107,00	95,64
Ширина накладки, мм	45,50	46,00	40,00
Толщина шейки, мм	21,00	19,00	20,00
Площадь поперечного сечения, см3	38,75	30,05	26,65
Примерное количество накладок, шт., в одной тонне:
четырёхдырных
шестидырных

 

Двухголовые накладки почти повсе­местно изготавливаются распирающи­ми, т. е. они входят как клин между наклонными плоскостями головки и подошвы рельса, образующими пазухи. Это позволяет подтягиванием стыко­вых болтов выбирать зазоры между на­кладками и рельсами, обеспечивая не­обходимую плотность, заклинивая на­кладки в пазухе рельсов.

 

К рельсам Р75 и Р65 накладки изготав­ливают взаимозаменяемыми длиной 800 и 1000 мм — соответственно четырех- и шестидырные.

В накладке чередуются круглые и овальные отверстия. В овальные от­верстия стыковые болты входят своими овальными подголовни­ками, мешающими болтам проворачи­ваться при завинчивании гаек. Чередо­вание круглых и овальных отверстий предопределяет поочередную поста­новку болтов гайками то наружу колеи, то внутрь.

Пружинные шайбы являются очень важными деталями стыка. Их назначе­ние - обеспечивать постоянство упру­гого натяжения стыковых болтов.

Одновитковые шайбы имеют не­большую упругую деформацию и практически служат только против саморазболчивания. Несколько боль­шей упругой перерабатывающей спо­собностью обладают тарельчатые пру­жинные шайбы.

 

Гайки стыковых болтов должны затягиваться с усилием, соответствующим следующему крутящему моменту:

с пружинными одновитковыми шайбами при рельсах типа

Р65 и Р75 - 600 Н·м (60 кгсм); при рельсах типа Р50 - 450 Н·м (40 кгсм);

при рельсах типа Р65 и Р75 и высокопрочных стыковых болтах (устанавливаются в стыках уравнительных пролетов бесстыкового пути) гайки затягивают с усилием 1100 Н·м (110 кгс*м);

с тарельчатыми пружинами при рельсах типа Р65 и Р75–350Нм(35 кгс*м).

В стыках уравнительных рельсов затягивают гайки с крутящим моментом 600 Н·м (60 кгсм).

 

Сварные стыки обеспечивают непре­рывность рельсовых нитей (поэтому по­нятие стыка в этом случае становится не­сколько условным). Сварка может быть термитной, электроконтактной.

 

У клееболтовых стыков накладки приклеиваются к рельсам. Особеннос­тью таких стыков является глухое со­единение рельсов. Поэтому таким спо­собом обычно устраивают изолирующие стыки, в которых требуется неиз­менность стыкового зазора.

 

Переходные стыки рельсов приме­няются на участках пути, где стыкуют­ся разнотипные рельсы (рис. 1.4.3), а также однотипные рельсы, имеющие различный вертикальный износ.

 

 

Рис. 1.4.3. Переходной стык типа Р65/Р50

 

На участках, оборудованных элект­рической сигнализацией, а также на электрифицированных участках (с электрической тягой поездов) рельсо­вые нити являются токопроводящими.

 

Электрический ток может проходить через рельсовую нить с обычными сты­ками, однако вследствие наличия плен­ки окислов, покрывающей поверхности металлических элементов стыка и не­которой неплотности прилегания на­кладок к рельсам сопротивление элект­рическому току в стыках значительно больше, чем на протяжении рельса.

 

В то же время для обеспечения устойчи­вой работы устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) омическое сопротивление электричес­кому току в стыке должно быть не более сопротивления целого рельса на длине 3 м.

Для уменьшения сопротивления прохождению сигнального тока через стык ставят стыковые соединители.

 

Они состоят из двух оцинкованных проволок диаметром 5 мм, концы которых входят в коничес­кие луженые штепсели, забиваемые в высверленные в шейках рельсов (по одному с обоих концов накладки). Эти соеди­нители помещают в пазуху стыковой накладки (рис 1.4.4).

 

Рис. 1.4.4 -Рельсовые соединители: а) штепсельные; б) приварной.

 

Для пропуска сигнального тока вместо штепсельных соединителей при­меняют также короткие соединители в виде стального троса диаметром 6 мм и длиной 200 мм, привариваемого к го­ловке рельса.

На электрифицированных линиях для пропуска по рельсам обратного тя­гового тока с минимальным сопротив­лением в стыках ставят приварные со­единители из медного троса общим сече­нием 70 мм² при постоянном и 50 мм² при переменном токе. Концы медного троса находятся в сталь­ных наконечниках или манжетах, прива­риваемых к рельсу электродуговым способом.

Стыковые соеди­нители делают с напуском (изогнутыми) для обеспечения возможности измене­ния величины стыкового зазора при тем­пературных деформациях рельсов и при регулировке стыковых зазоров в допус­тимых пределах.

Изолирующий стык устраивают таким образом, чтобы электрический ток не мог пройти от одного из соеди­няемых рельсов к другому. Изолирую­щие стыки устанавливают в створе со светофорами и на стре­лочных переводах.

Изолирующие стыки с металлическими объемлющи­ми накладками (рис. 1.4.5.).

 

 

Рис. 1.4.5 -Изостык с объемлющими накладками

Изоляция рельсов обеспечи­вается постановкой специальных про­кладок 1 под накладки 2 и подкладки, а также втулок на болты из фибры, текс­толита или полиэтилена. В зазор между рельсами также вставляют изо­лирующую прокладку, имеющую очер­тание, соответствующее профилю рельса.

 

В уравнительных пролетах бессты­кового пути получили широкое рас­пространение клееболтовые изолирую­щие стыки с двухголовыми накладками. В таких стыках используют­ся типовые двухголовые шестидырные накладки, простроганные по верхней и нижней граням (рисунок), и специальные наклад­ки, облегающие пазуху рельсов (пол­нопрофильные накладки). Изоляция обеспечивается стеклотканью, пропи­танной эпоксидным клеем.

 

Широ­кое распространение получили высокопрочные изолирующие стыки с металлокомпозитными на­кладками АпАТэк-Р65М-К, предназначенных для вваривания в плети без уравнительных про­летов (рис. 1.4.6). Сопротивление на разрыв более чем 250 т.

 

Рис. 1.4.6 - Клееболтовые изостыки: а) двухголовые накладки; б)

полнопрофильные накладки

 

При выявлении металлической пластины между головкой рельса и стыковой накладкой скорость движения ограничивается до 40 км/ч.

Табл. 1.4.2 - Условия пропуска поездов по стыкам с вертикальными и горизонтальными ступеньками

Величина ступеньки, мм	Скорость движения, км/ч, при температуре воздуха
выше -250С	-250С и ниже
Более 1 до 2
Более 2 до 4
Более 4 до 5
Более 5	Движение закрывается

 

При превышении конструктивной величины зазоров скорости поездов должны быть не более приведенных ниже:

Табл. 1.4.3.

Величина стыкового зазора*, мм При диаметре отверстий в рельсах 36 мм	Скорость, км/ч
Более 24 до 26
Более 26 до 30
Более 30 до 35
Более 35	Движение закрывается

 

*- на стрелочных переводах за исключением проекта 2750 и проектов стрелочных переводов с подвижным сердечником, при величине стыкового зазора в хвосте крестовин от 20 до 24 мм движение ограничивается до 100 км/ч, от 24 до 30 мм – 60 км/ч, более 30 мм ограничивается скорость 15 км/ч.

 

При отсутствии одного стыкового болта на конце рельса при четырехдырных накладках (или двух при шестидырных накладках) скорость движения поездов ограничивается до 25 км/ч. При отсутствии всех болтов на конце рельса движение поездов закрывается.

При изломе одной накладки движение закрывается, при надрыве (трещине) двух накладок скорость движения поездов ограничивается до 40 км/ч.

 

Зазор в стыке, соседнем с изолирующим, должен быть не менее 3 мм, а при низких температурах не превышать 18 мм при диаметре отверстий в рельсах 36 мм.

Рельсовые стыки обеих рельсовых нитей располагаются по наугольнику. Забег стыка по одной рельсовой нити относительно стыка другой нити должны быть на прямых не более 80 мм, на кривых – 80 мм плюс половина стандартного укорочения рельса (в данной кривой).

Забег одного изолирующего стыка относительно другого допускается: на прямых – не более 50 мм; на кривых – 50 мм плюс половина стандартного укорочения рельса.