Бесстыковых рельсовых плетях

 

Назначение и виды разрядок температурных напряжений. Разрядка температурных напряжений выполняется только на бесстыковом пути, основным от­личием которого от звеньевого пути является наличие в рельсовых плетях, не имеющих возможности изменять свою длину, значительных продольных уси­лий, вызываемых изменениями температуры рельсов.

Цель разрядки — получить такие значения и распределение нормальных напряжений по длине рельсовых плетей, при которых обеспечивается устой­чивость бесстыкового пути и целостность рельсов на всех этапах работы конст­рукции.

От своевременного и правильного "выполнения разрядки температур­ных напряжений зависит безопасность движения поездов.

Разрядка напряжений — одна из важных путевых работ, которая налагает определенные ограничения на конструкцию бесстыкового пути, в частности, на длину плетей.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

Классификация разрядок напряжения в зависимости от их назначения, причин и времени выполнения, отнесения к той или иной категории путевых ра­бот, т. е. источника финансирования и исполнителя работ, приведена в табл.1.

Работы по разрядке температурных напряжений сравнительно трудоемки, выполняются в «окна» или при значительном (до 15—25 км/ч) снижении ско­ростей движения поездов, поэтому целесообразно всемерное сокращение потреб­ного количества разрядок, что повысит технико-экономическую эффективность бесстыкового пути.

Из рассмотрения табл. 1 вытекает, что при обеспечении достаточной мощ­ности верхнего строения пути (рельсы Р65, Р75) и ведении путевого хозяйства в соответствии с установленными требованиями разрядок температурных на­пряжений врельсовых плетях бесстыкового пути при текущем содержании не должно быть вообще или число их сведено к минимуму. Выполнение разрядок температурных напряжений как сопутствующих работ при ремонтах пути, а также сварке рельсовых плетей в пути (см. пп. 1 и 2 табл. 1) в ряде случаев является неизбежным. Необходимо в проектах и сметах соответствующих ре­монтов бесстыкового пути предусматривать их выполнение. Даже в тех слу­чаях, когда выполнение сопутствующих ремонту разрядок напряжений окажет­ся целесообразным поручить дистанции пути (как субподрядчику), финанси­рование этих работ должно осуществляться за счет средств, выделяемых для капитальных работ.

 

Требования к технологии производства работ по разрядке температурных напряжений. Оптимальный способ разрядки температурных напряжений дол­жен удовлетворять комплексу требований: обеспечивать требуемое качество снятия напряжений в зависимости от на­значения разрядки. Нет технической необходимости и экономической целесо­образности снимать температурные напряжения полностью при выполнении эпизодических, сезонных и неотложных разрядок температурных напряжений (см. пп. 2, 3, 4 в табл. 1). При расчете предусматривается запас температур 12° С, что соответствует 30 МПа), учитывающий возможные остаточные на­пряжения в рельсах после разрядки. Если же производится разрядка темпера­турных напряжений с целью закрепления рельсовой плети на постоянный ре­жим эксплуатации (см. п. 1 табл. 3.1), то необходимо принять все меры, чтобы обеспечить полное снятие напряжений.

Остаточные напряжения должны быть сведены к нулю или допустимому минимуму;

 

Таблица 1 - Виды разрядок температурных напряжений, их краткая характеристика.

Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист СП-51   №п\п	Наименование путевых работ	Условия производства работ по разрядке напряжений
Причины выполнения	Время выполнения	Категория ра­бот; финан­сир.	Исполнитель работ
	Разрядка на­пряжений для закрепления плетей в рас­четном интерва­ле на постоян­ный режим экс­плуатации	Укладка плетей или ремонт пути (в том числе сварка плети) за пределами расчет­ного интервала тем­ператур	По плану ди­станции пути после оконча­ния основных работ по ре­монту пути при соответствую­щих температу­рах	Ремонт пу­ти (сопут­ствующая работа)	ПМС или путевая ко­лонна ПЧ
	Эпизодиче­ская разрядка напряжений	Снижение устойчи­вости пути при ре­монте со сплошной подъемкой или рих­товкой путевыми ма­шинами (RМ, ЭЛБ, ВПО)	Накануне ос­новных работ по ремонту пу­ти	То же	То же
	Сезонная разрядка на­пряжений	Недостаточная прочность и устойчи­вость пути в заданных условиях	Два раза в год (весной и осенью)	Текущее содержание пути	ПЧ
	Неотложная разрядка на­пряжений	Угроза выброса пу­ти или неотложная необходимость вы­полнения работ, ослаб­ляющих устойчивость, при высоких темпера­турах	Немедленно	То же (в особых случаях)	ПЧ

• В тех случаях, когда сварка плети в пути производится с целью восстановления целостности после излома (или вырезки дефекта), работа относится к текущему содержанию и выполняется Дистанцией пути за счет средств эксплуатации.

Это требование основано на том, что при действии в рельсах различных продоль­ных сжимающих усилий устойчивость бесстыкового пути снижается. В то же время разница в температурах закрепления двух полуплетей вдоль по длине пути (если она в пределах расчетного интервала температур) практического значения не имеет;

обеспечивать возможность производства работ в широком диапазоне тем­ператур, так как улавливание температур внутри небольшого расчетного ин­тервала (10ч-20° С) на практике затруднительно и при­ходится отменять «окна», выделенные для разрядки напряжений из-за несоот­ветствия температур;

 

обеспечивать возможность производства работ с наименьшим ущербом для движения поездов;

быть простым и требовать для выполнения работ минимальных затрат тру­да, средств и времени;

обеспечивать возможность надежного контроля качества разрядки просты­ми средствами (например, по деформациям отрезков плети).

 

Технология разрядки температурных напряжений. В зависимости от со­става бригад, продолжительности «окна» или интервалов между поездами раз­рядка температурных напряжений может производиться: по обеим рельсовым нитям одной полуплети или двух смежных полуплетей, примыкающих к об­щему уравнительному пролету; по обеим нитям коротких рельсовых плетей (длиной до 400 м) сразу по всему их протяжению.

При любых способах работ разрядка температурных напряжений состоит из следующих основных операций:

освобождение от закрепления и замена уравнительных рельсов (укорочен­ными или удлиненными). Количество сменяемых рельсов и их длина зависят от деформаций рельсовых плетей, примыкающих к уравнительному пролету;

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

освобождение рельсовых плетей от закрепления на шпалах отвинчиванием на требуемое число оборотов (до полного ослабления пружинных шайб) гаек клеммных болтов скрепления КБ (или гаек закладных болтов ЖБ);

принудительное снятие остаточных напряжений в плетях, предваритель­но освобожденных от закрепления в стыках и на шпалах (обязательно только при закреплении плетей на постоянный режим эксплуатации или в особых слу­чаях, когда путь задозирован балластом, и возможность самопроизвольного снятия напряжений затруднена при всех остальных видах разрядки);

закрепление рельсовых плетей в стыках и на шпалах;

контроль качества снятия напряжений по всей длине;

регистрация температуры рельсов при их закреплении, длин уравнитель­ных рельсов, стыковых зазоров при закреплении, а также особенностей способа разрядки температурных напряжений производится руководителем работ (до­рожным мастером) в Журнале учета температурного режима рельсовых пле­тей, в который заносятся только путевые работы, влияющие на температурный режим плети.

В зависимости от конкретных условий и возможностей перечень работ, вы­полняемых во время разрядки напряжений, расширяется: заменяются дефект­ные гайки, болты, шайбы, подрельсовые прокладки, изломанные подкладки, смазываются болты, устанавливаются на места сместившиеся прокладки-амор­тизаторы, а также проводится выправка пути прокладками-регуляторами (кар­точками) в необходимых местах.

Такое совмещение профилактических работ с разрядкой напряжений дает экономический эффект в целом, хотя и увеличивает трудоемкость работ в день разрядки.

 

 

Наиболее простой способ разрядки напряжений — последовательное ос­вобождение рельсовых плетей от закрепления в стыках и на всех шпалах.

Од­нако при этом температурные напряжения снимаются не полностью и наиболь­шие остаточные напряжения из-за трения между подошвой рельса и опорами мо­гут достигать 30—40 МПа. Без принудительных внешних усилий (ударных или разгоночных приборов) или без вывески плети на ролики невозможно полно­стью снять температурные напряжения в рельсах.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

Но полного снятия напряжений при эпизодических, сезонных и неотлож­ных разрядках напряжений требовать необязательно. В связи с этим способ последовательного освобождения рельсовых плетей от закрепления в стыках и на всех шпалах при выполнении указанных видов разрядки является наиболее целесообразным. При разрядке же напряжений для закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации применение этого способа недопус­тимо.

Наиболее полное снятие напряжений достигается вывеской рельсов на ролики (d= 20 мм), в результате чего силы трения скольжения рельсов на опо­рах заменяются силами трения качения, которые меньше в 5—6 раз. Соответст­венно наибольшие остаточные напряжения уменьшаются до 5—10 МПа, что эквивалентно изменению температуры всего на 2—4°С.

Разрядка напряжений в рельсовых плетях вывеской на ролики согласно типовым технологическим процессам выполняется бригадой в составе 28 мон­теров пути (не считая сигналистов, четырех машинистов передвижных элект­ростанций и двух бригадиров пути). Работами руководит дорожный мастер. Работы по разрядке температурных напряжений делятся на подготовитель­ные, основные и заключительные. При ожидаемом удлинении плети они вы­полняются в такой последовательности (рис. 2).

В подготовительный период все монтеры пути (1—28) подготовляют рабочие места и инструмент. Двумя группами по восемь монте­ров пути (1—8; 15—22) с обоих концов плетей с применением съемных порталь­ных кранов раскладывают новые уравнительные рельсы требуемых длин и подготовляют их к смене. На время работы с портальными кранами место ра­бот ограждают сигналами остановки. Восемь монтеров пути (9—12; 23—26) также двумя группами по четыре человека на каждой полуплети в стыках за­меняемых уравнительных рельсов снимают 2-й и 5-й болты, на остальные бол­ты ставят дополнительные пружинные шайбы. Четыре монтера пути (13; 14; 27; 28) раскладывают на заранее намеченные места по фронту работ роли­ки для обеих рельсовых нитей. Затем все 28 монтеров пути (1—28) двумя груп­пами по 14 чел. по обеим нитям двух полуплетей ручными торцовыми ключами ослабляют гайки клеммных болтов на семь-восемь оборотов на каждой деся­той шпале.Основные работы в «окно» (2 ч) выполняют после закрытия перегона и ограждения места работ сигналами остановки в местах замены рель­сов.28 монтеров пути (1—28) двумя группами по 14 чел. с обоих концов плетей заменяют по одному уравнительному рельсу, примыкающему к плети, на рель­сы требуемой длины.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

 

Рисунок 2 - График разрядки температурных напряжений в плетях бесстыкового пути

Условные обозначения:

- Расстановка рабочих, подготовка инструмента
- Раскладка уравнительных рельсов и подготовка их к смене
- Раскладка роликов по местам установка

- Снятие двух стыковых болтов и постановка дополнительных шайб на

остальные болты

- Ослабление гаек клеммных болтов на каждой. 10-й. шпале

- Установка обводных перемычек, смена уравнительных рельсов

- Ослабление гаек клеммных болтов на остальных шпалах

- Вывеска рельсовых плетей с установкой их на ролики и снятием монтаных

прокладок

- Снятие и уборка роликов, постановка монтажных прокладок, опуска­ние рельсовых

плетей на подкладки

- Постановка стыковых накладок и болтов, снятие обводных перемычек

- Завертывание гаек клеммных болтов на каждой 5-й шпале

- Уборка смененных уравнительных рельсов и роликов дрезиной ДГКу

- Завертывание гаек клеммных болтов на оставшихся шпалах

- Постановка недостающих болтов в стыках

- Переходы в рабочей зоне

 

После замены уравнительных рельсов 20 монтеров пути (1—10; 15—24) двумя группами по 10 чел. и четыре машиниста передвижных электростанций, двигаясь от обоих концов плетей к их середине по обеим рель­совым нитям, путевыми гаечными ключами ослабляют сплошь гайки клеммных болтов на семь-восемь оборотов. Вслед за этим восемь монтеров пути (11—14; 25—28) двумя группами по четыре человека по обеим рельсовым нитям двух по­луплетей в направлении от концов плетей к их середине устанавливают плети на ролики. При этом в каждой группе по два монтера пути (И; 12; 25; 26) вы­вешивают рельсовую плеть рычажными приборами или домкратами на каж­дой 15-й шпале, а (13; 14; 27; 28) снимают прокладки и на место устанавлива­ют ролики.

После ослабления всех клеммных болтов, установки роликов и удлинения плетей на требуемую величину 14 монтеров пути (1—7; 15—21) двумя группами

 

по семь человек, двигаясь от середины плети к ее концам, по обеим рельсовым нитям двух полуплетей удаляют роликовые опоры и устанавливают на их место прокладки. Вслед за этим 10 монтеров пути (8—12; 22—26) двумя группами по пять человек и четыре машиниста передвижных электростанций, двигаясь от середины плети к ее концам, на каждой рельсовой нити путевыми гаечными клю­чами закрепляют гайки клеммных болтов на каждой 5-й шпале. Одновременно четыре монтера пути (13; 14; 27; 28) двумя группами по два человека по обоим концам плети устанавливают стыковые накладки и по четыре болта в стыках вновь уложенных рельсов, после чего снимают обводные перемычки. Дрезиной ДГКУ убирают с перегона смененные уравнительные рельсы и ролики. После постановки накладок и сболчивания стыков уравнительных рельсов, закрепле­ния клеммных болтов на каждой 5-й шпале и проверки состояния пути скоростью 25 км\ч.

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

 

Условные обозначения:

х х х х Рельсовая плеть закреплена

о о о о Рельсовая плеть освобождена от закрепления и вывешена на ролики

Рисунок 2 - Технология и организация работ на разрядке температурных напряжений:

а —график организации работ по разрядке температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути с постановкой их на роликовые опоры в «окно» продолжительностью 2 ч (при ожидаемом удлинении плети); б — схема разрядки температурных напряжений в рельсовой плети (L1) и полуплети (L2).

 

В заключительный период после открытия перегона 24 монтера пути (1—12; 15—26) двумя группами по 12 чел. и четыре машиниста передвижных электростанций по обеим нитям двух полуплетей завертывают гайки клеммных болтов на остальных шпалах. Четыре монтера пути (13; 14; 27; 28) двумя группами по два человека на обоих концах плетей устанавливают недостающие болты в стыках замененных уравнительных рельсов и завертывают ихгайки. После проверки состояния пути предупреждение об ограничении скорости отменяется. Достоинство способа разрядки температурных напряжений с вывеской плетей на ролики — высокое качество, т. е. наиболее полное снятие напряжений. К недостаткам способа относится возможность производства работ только в определенных условиях, в частности: в «окна» продолжительностью не менее 2 ч, потребность в которых особенно велика на линиях, где интенсивно

проводятся ремонты пути, т. е. с особо высокой грузонапряженностью. Между тем именно на этих линиях выделение «окон» весьма затруднительно и наносит ущерб движению поездов в пределах небольшого температурного интервала

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

Расчеты и измерения, выполняемые перед разрядкой температурных напряжений. Целью расчета, выполняемого накануне разрядки напряжений, является определение: длины уравнительных рельсов для замены ранее уложенных, которые подбираются так, чтобы сумма укорочений (удлинений) примерно равнялась сумме расчетных удлинений (укорочений) смежных полуплетей (или плетей при их короткой длине); расчетных деформаций рельсовых плетей по всей длине.

Распределение деформаций должно быть близким к линейному исходя из простого расчета, что каждому 1° С температурного перепада соответствует деформация каждого пикета (100 м) порядка 1,1—1,2 мм.

 

Исходными данными для расчета являются:

-температура укладки рельсовых плетей ty, ° С;

- прогнозируемая температура закрепления при разрядке tz, ° С;

-длина смежных полуплетей (или плетей) L, м;

-длина рельсов, лежащих в уравнительном пролете, li км;

-значение стыковых зазоров в уравнительном пролете bi, мм.

 

Длины уравнительных рельсов li и стыковые зазоры bi измеряют накануне разрядки (при температурах в пределах расчетного интервала, чтобы не было искажения зазоров; i — номер рельса и стыка в пролете). Очевидно (см. рис. 2), что

 

Lyp.0 + dl1 + dl2 = LУр-1, (6)

 

где Lyp.0 -----

LУр-1— длина уравнительного пролета, т. е. расстояние между концами

смежных плетей до и после разрядки напряжении, мм;

dl1, dl2 — расчетные деформации рельсовых полуплетей (или плетей), мм,

длиной Lx и L2 соответственно, определяемые как свободные

деформации стержня в среде без сопротивления:

 

dli = aLi (t3-i - ty-i), (7)

 

В формулу (6) подставляются длины уравнительного пролета, равные при трех уравнительных рельсах:

 

Lyp-o= l1-0 + l2-0 + l3-0 + bi-0; Lyp-o= l1-1 + l2-1 + l3-1 + bi-1;

 

Требуемая длина уравнительных рельсов li-1 после разрядки напряжений

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

определяется подбором из выражения (6). При этом исходят из следующих соображений: число заменяемых уравнительных рельсов должно быть наимень­шим; стыковые зазоры после разрядки напряжений устанавливаются такими, чтобы их раскрытие не было чрезмерным при наинизших температурах зимой и чтобы не было торцового давления рельсов летом; при наличии в уравнитель­ном пролете изолирующего стыка и четырех пар рельсов, как правило, два средних рельса не заменяют, если изолирующий стык не требует переборки. При необходимости изолирующий стык вместе с примыкающими к нему двумя уравнительными рельсами перемещают вдоль пути в пределах шпального ящика.

Предварительные расчеты деформаций разряжаемых плетей по формуле (7) дают лишь ориентировочные сведения. Фактические изменения длины пле­тей при разрядке обычно отличаются от расчетных из-за несоответствий факти­ческой температуры при разрядке от принятой в расчет и др.

Поэтому лучше всего, если позволяют возможности предоставления «окон» и температурные условия, произвести разрядку напряжений для закрепления на постоянный режим с вывеской на ролики, а уже затем заготовить рельсовые рубки по месту (после деформации плетей) и уложить их в уравнительном про­лете. В тех случаях, когда таких возможностей нет, укладывают в путь урав­нительные рельсы с заранее определенным по расчету укорочением (или удлинением), а затем определяют новую температуру закрепления плети по ее фактической деформации dlф во время разрядки. Из формулы (7) опре­деляется

 

tз=dlф/аL+ty.

 

В этом случае постановка плетей на ролики обязательна.

 

3.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

СП-51

НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО, ТЕХНИЧЕСКИЕ