Тема 2. Верхнее строение пути

БАЛЛАСТНАЯ ПРИЗМА

Балласт обеспечивает упругую передачу всех видов нагрузок от подвижного состава, передачи давления на максимально возможную поверхность основной площадки земляного полотна, отвод поверхностных вод от рельсов и шпал, обеспечивает выправку пути минимальными затратами.

В качестве материала для балласта применяют: крупнозернистый песок, ракушку, гравийно-песчаную смесь и щебень.

Щебень изготавливают согласно ГОСТ 7392-85. Щебень изготавливают фракции 25-60мм и 25-70мм. (И20, И40, И50 марка щебня).

Щебень фракции от 5 до 25мм (И20м, И40м, И50м, У75, У50, У40).

В главный путь укладывают крупный щебень, т.к. он имеет больший срок эксплуатации.

Крутизна откосов балластной призмы при всех видах балласта должна быть 1:1,5, а песчаной подушки – 1:2.

Рис 5. Поперечный профиль балластной призмы

На прямых участках плечо должно быть не менее 20см в кривых плечо расширяют еще на 10см. В процессе эксплуатации балласт загрязняется и его необходимо своевременно очищать.

Верх балластной призмы должен располагаться: при деревянных шпалах - ниже верха шпалы на 3см; при железобетонных шпалах - в одном уровне с верхом средней части шпал.

Для отвода воды с путей и междупутий должны устраиваться и содержаться в исправности дренажные канавки и лотки.

Таблица 1. Основные размеры балластной призмы

Класс пути	Толщина балластного слоя под шпалой (в кривых под внутренней нитью), hщ	Толщина песчаной подушки, hп	Ширина плеча призмы, d	Крутизна откосов призмы
1;2	35/40	20	40/45	1:1,5
3	25/30	20	35/40	1:1,5
4	20/25	20	25/35	1:1,5
5	15	15	20/25	1:1,25/1:1,5

РЕЛЬСЫ

Рельсы – предназначены для перекатки по ним колесных пар и для направления движения подвижного состава. Рельсы делятся на типы Р–50, Р–65, Р–75 – цифры в маркировке указывают на вес 1 п.м.

Материалом для рельсов служит высокоуглеродистая рельсовая сталь, которая различается по способу выплавки – мартеновская, конвертерная сталь и электросталь.

По способу исходных заготовок для проката различают рельсы, изготовленные из слитков или из непрерывно литых заготовок.

Химический состав: Углерод 0,7 – 0,8 %, железо 97 % и легирующие добавки (марганец – увеличивает твердость, износостойкость и вязкость, кремний – твердость и износостойкость, ванадий, цирконий, титан).

В стали существуют вредные примеси: сера, фосфор.

Рельсы после прокатки подвергают термообработке (закалке).

Рельсы имеют определенную длину:

ü стандартную 12,5м и 25м

ü укороченную длину 12,46м, 12,42м, 12,38м и 24,92м, 24,84м

Рельсы нестандартной длины называют рельсовыми рубками.

Рисунок 6. Поперечный профиль рельса типа Р65 Отклонения в размерах новых рельс по длине +- 0,01метр (1сантиметр), по высоте +- 0,0006метра (0.6миллиметра).

Таблица 2.Основные характеристики рельсов

Характеристики	Р75	Р65	Р50
Высота рельса	192	180	152
головки	55.3	45.0	42.0
шейки	104,4	105.0	83.0
подошвы	32,3	30.0	27.0
Ширина головки	75.0	75.0	72.0
подошвы	150	150	132
Толщина шейки рельса	20	18	16
Количество металла в элементах рельса, %
В головке	37,44	34,11	38,12
В шейке	26,53	28,52	24,46
В подошве	36,03	37,37	37,42
Вес 1 пог. метра	74.41	64.72	51.67

Маркировка новых рельс

Заводская маркировка рельсов делается постоянной (клеймение) и временной (красками). На одной стороне, на средней линии шейки вдоль каждого рельса выкатываются выпуклые (не менее 1мм) с плавным переходом к поверхности шейки цифры и буквы высотой от 30 до 40мм в следующем порядке:

I. - обозначение предприятия-изготовителя (начальная буква названия завода:

А - завод "Азовсталь",
К - Кузнецкий металлургический комбинат,
Т - Нижнетагильский металлургический комбинат;

II. - месяца - римскими цифрами;

 III. - года изготовления рельсов;

IV. - типа рельсов; обозначение головного конца стрелкой.

На шейке вдоль оси каждого рельса (на той же стороне, где выкатаны выпуклые знаки) наносятся в горячем состоянии номер плавки в 2-х местах по длине рельса на расстоянии не менее 1,0м от его концов (номер плавки рельсов 1 группы должен начинаться с буквы П); обозначение порядкового номера рельса. Клейма, наносимые на шейку горячего рельса, должны быть высотой 12мм и углублены в тело на 0,8...1,5мм. Расстояние между знаками должно быть 20...40мм. По окончании отделки рельсов на один торец рельса клеймением наносят: на торце головки инспекторские клейма.

ü для рельсов I сорта один керн, один знак "Ключ и молоток", один знак
"Серп и молот";

ü для рельсов II сорта два керна, два знака <Ключ и молоток>;

ü на торце в нижней четверти шейки рельса - знак о закалке рельса К (если закалены только концы рельса) или З (если рельс закален по всей длине);

ü на торце выше знака о закалке на шейке наносятся знаки головных и донных рельсов - I (рельс прокатан из головной части слитка) или Х (рельс прокатан из донной части слитка);

ü на торец подошвы рельса - номер плавки, повторяя номер плавки, указанный на шейке вдоль рельса.

Эта маркировка периодически повторяется через 4 – 6м. Рельс без маркировки в путь укладывать запрещено.

Для указания особенностей каждого рельса делают дополнительную маркировку рельсов красками. На принятые рельсы 1 сорта наносится маркировка обводкой приёмочных клейм по контуру головки несмываемой краской: голубого цвета у рельсов группы 1; белого цвета у рельсов группы II

Рельсы I класса обозначаются в верхней четверти рельса поперечной полосой фисташкового цвета, II класса - поперечной желтой полосой.

На рельсах дополнительно указывается закалка. Вдоль "сырого" рельса на головке на расстоянии около 0,5м от торца наносится полоса шириной около 20мм голубого (рельсы I группы) или белого (рельсы II группы) цвета. Закалённый рельс обозначается вдоль рельса на расстоянии около 1м от торца на шейке поперечной полосой шириной около 20мм фисташкового цвета, а также вдавленным кольцом диаметром 15...20мм на шейке с обозначением номера плавки. Рельсы I сорта в торце имеют закрашенную половину шейки и нижнюю часть подошвы красным (<сырой> рельс) или зеленым (<закаленный> рельс). На обоих торцах головки рельсов, не соответствующих требованиям стандарта, выбивается по три керна, а торцы их закрашиваются тёмно- синей несмываемой краской.

Укороченные рельсы маркируются окрашиванием подошвы.

Для звеньевого пути на концах рельсов сверлят отверстия диаметром 36мм в рельсах Р-65 и Р-75, и диаметром 34мм в рельсах типа Р-50.

С отверстий снимают двухсторонние фаски 1,5 – 2мм, под углом 45⁰.

Отверстия сверлятся строго на определенном расстоянии от торца рельса.

Таблица 3. Расстояния от торца рельса

Тип рельсов	1 отверстие	2 отверстие	3 отверстие
Р-65, Р-75	96	316	446
Р-50	66	216	356

Допуски 1 мм.

 

Рельсы старогодние и дефектные

По мере наработки тоннажа в процессе эксплуатации в рельсах накапливаются различные повреждения, деформации, усталостные дефекты, вследствие чего снижается надежность рельсов, чаще происходят их отказы, вызывающие необходимость уменьшения скоростей и прекращение движения поездов.

Старогодние рельсы это рельсы, снятые с пути в результате ремонта пути или его обновлении.

Старогодние рельсы делятся на 4 степени годности.

Маркировка - степень годности указывается на шейке рельса римскими цифрами краской.

4 степень указывается 3 косыми крестами (полный износ, сдают в металлолом).

Арабскими цифрами указывается пропущенный тоннаж в млн. т. брутто.

Старогодние рельсы укладывают на малонагруженные участки.

Старогодные рельсы, годные для укладки в путь, в зависимости от их технического состояния, делят на 3 группы: 1- в главный путь, 2- в главный и станционные приемоотправочные пути, 3- малодеятельные пути,4 – металлолом, маркируется ХХХ. Буква «К»- рельс снятый из кривого участка пути.

  Основными видами повреждений, деформаций и дефектов рельсов являются: трещины, отслоения, выкрашивания, смятия, истирания, наплывы, коррозия металла, механические повреждения рельсов в виде изгибов, пробуксовин, выкола подошвы, головки, внутренние усталостные дефекты в металле рельса и др.

В зависимости от вида деформации или повреждения рельсы подразделяются на остродефектные, могущие изломаться или разрушиться под поездом и поэтому подлежащие немедленной замене, и дефектные, служебные свойства которых ниже нормативного уровня, но еще обеспечивающие безопасный пропуск поездов с установленными или ограниченными скоростями; такие рельсы могут быть оставлены в пути до замены в плановом порядке с соблюдением указаний по их эксплуатации, приведенных в каталоге дефектов рельсов НТД/ЦП-1,2,3-93.

Дефектные рельсы имеют повреждения (дефекты) не снижающие служебных свойств, поэтому за ними устанавливают постоянное наблюдение и меняют их в плановом порядке.

Рельсы, имеющие повреждения (дефекты), которые не обеспечивают служебных свойств (безопасности движения) называют остродефектными, поэтому такие рельсы подлежат срочной замене.

Дефекты на рельсах маркируются в виде цифрового кода на шейке рельса, согласно каталога дефектов рельсов НТД/ЦП-1,2,3-93. Около дефекта наносят один или два косых креста. Маркировку дублируют на расстоянии одного метра от левого стыка.

Структура кодового обозначения дефектов рельсов.

Все дефекты рельсов в классификации кодированы трехзначным числом. Использована следующая структура кодового обозначения:

первая цифра кода определяет вид дефекта рельсов и место его появления по элементам сечения рельса (головка, шейка, подошва);

вторая цифра определяет разновидность дефекта рельсов с учетом основной причины его зарождения и развития;

третья цифра указывает на место расположения дефекта по длине рельса.

Первые две цифры кода дефектов рельсов отделяются от третьей цифры точкой.

Вид дефекта и место его появления по элементам сечения рельса (головка, шейка, подошва) определяются цифрами:

1. отслоения или выкрашивания металла на поверхности катания головки рельса;

2. поперечные трещины в головке рельса и изломы из-за них;

3. продольные горизонтальные и вертикальные трещины в головке рельса;

4. пластические деформации (смятие), вертикальный, боковой и неравномерный износ головки рельса (длинные волны и рифли);

5. дефекты и повреждения шейки рельса;

6. дефекты и повреждения подошвы рельса;

7. изломы рельса по всему сечению (исключая изломы, учитываемые в структуре кода под цифрой 2);

8. изгибы рельса в вертикальной и горизонтальной плоскостях;

9. прочие дефекты и повреждения рельса.

Разновидность дефекта рельсов, определяемая основной причиной его зарождения и развития (второй знак), обозначается цифрой:

0. дефекты, связанные с отступлениями от технологии производства рельсов;

1. дефекты, зависящие от металлургического качества рельсовой стали (местные неметаллические включения, вытянутые вдоль направления прокатки в виде дорожек - строчек) и связанной с этим недостаточной контактно-усталостной прочностью рельсового металла;

2. дефекты, связанные с некачественной обработкой торцов;

3. дефекты, связанные с нарушением требований инструкции по текущему содержанию железнодорожного пути, а также с нарушением в технологии обработки болтовых отверстий рельсов металлургическими комбинатами, линейными подразделениями и промышленными предприятиями путевого хозяйства дорог;

4. дефекты, связанные с усиленным специфическим воздействием подвижного состава на рельсы (буксование, юз, ползуны и др.), в том числе и из-за нарушения режимов вождения поездов или из-за недостатков в содержании экипажной части подвижного состава;

5. дефекты рельсов, полученные в результате механических воздействий на рельсы (удар инструментом, рельса о рельс и т. п.);

6. дефекты в зоне сварных стыков, связанные с недостатками и нарушениями технологии сварки рельсов;

7. дефекты, связанные с недостатками технологии закалки рельсов;

8. дефекты, связанные с недостатками и нарушениями технологии наплавки рельсов или приварки рельсовых соединителей;

9. дефекты, вызванные коррозией или другими, не перечисленными выше причинами.

Примечания: 1. Буквы "В" и "Г" после второй цифры означают соответственно "вертикальную" и "горизонтальную" ориентацию дефекта (трещины) в рельсе.

Появление дефекта рельса часто бывает следствием нескольких причин. Так, недостатки в содержании пути ускоряют развитие заводских дефектов. В связи с этим при определении разновидности дефекта должна быть выявлена решающая (определяющая) причина, с которой связано его появление и развитие.

Цифровое обозначение места расположения дефекта (третья цифра в номере дефекта) принято следующим:

1. в стыке (на расстояние до 75см от торца);

2. вне стыка;

3. в зоне контактной стыковой сварки рельсов (10см).

Примечания. 1. Отсутствие третьей цифры в коде классификатора означает, что дефект может быть расположен в любом месте по длине рельса.

Зона сварки определяется расстоянием до 10см симметрично от оси сварного шва (в нее также включается место установки прижимных губок сварочных машин).

Признаки, определяющие дефектные рельсы:

1- превышение нормативного износа, боковой износ Р-65 15мм.(44 рисунок), вертикальный износ Р-65 13мм; Р-50-10мм, приведенный износ (вертикальный + 0,5 бокового 12мм.)

2- При выкрашивании глубиной более 3мм длиной более 25мм рисунок 17.1 при глубине и более и рисунок 18.1

3- Рельсы длиной менее 4,5метров и близнецы в сумме дающие длину 12,5метров и менее.

4- Рельсы с отрубленными или отрезанными газорезкой концами, а также с прожженными отверстиями.

5- Рельсы, пораженные коррозией шейки на глубину Р-65 более 3мм; Р-50 2мм.

6- Коррозия подошвы на глубину 7мм – Р-65, 6 мм для Р-50