Назначение и классификация рельсов

 

Назначение рельсов – направлять колеса подвижного состава, непосредственно и упруго воспринимать динамическую нагрузку от колес и равномерно передавать ее на подрельсовое основание, выполнять роль электрических цепей для сигнального тока на участках автоблокировки, а также обратного тягового тока на участках с электрической тягой.

Рельсы должны обладать следующими свойствами:

- износостойкостью;

- усталостной прочностью;

- высокой сопротивляемостью хрупкому излому;

- хорошей свариваемостью;

- высокой чистотой стали;

- хорошей обрабатываемостью;

- низкими температурными напряжениями;

- точной геометрией и прямолинейностью;

- большим сроком службы.

 

В соответствии с ГОСТ Р 51685-2000 железнодорожные рельсы подразделяются:

- по типам:

. Р50,

. Р65,

. Р65К (для наружных нитей кривых участков пути),

. Р75;

- по категориям качества:

. В – рельсы термоупрочненные высшего качества,

. Т-1 и Т-2 – рельсы термоупрочненные первой и второй категории качества,

. Н – рельсы нетермоупрочненные;

- по наличию болтовых отверстий:

. отверстия на двух концах,

. без отверстий;

- по способу плавки стали:

. М- мартеновская сталь,

. К – конвертерная сталь,

. Э – электросталь;

- по виду исходных заготовок для проката:

. из слитков,

. из непрерывно литых заготовок (НЛЗ);

- по способу противофлокенной обработки:

. прокатные из вакуумированной стали,

. прошедшие контролируемое охлаждение,

. прошедшие изотермическую выдержку.

 

 

Р50	Р75
Р65	Р65К

 

Рис. 4.1. Рельсы типов Р50, Р75, Р65, Р65К

 

Профиль и размеры рельсов обусловлены их взаимодействием с колесами подвижного состава. Тип рельсов обозначается буквой «Р» и цифрой. Цифра соответствует массе одного метра рельса данного типа. Основные характеристики рельсов приведены в табл. 4.1.

Стандартная длина рельсов – 25,0 и 12,5 м, а укороченных для укладки в кривых – 24, 92; 24,84; 12,46; 12,42; 12,38 м. Рельсы длиной 12,5 м укладываются, как правило, в уравнительные пролеты бесстыкового пути и в стрелочные переводы. Длина рельсовых плетей бесстыкового пути устанавливается проектом в зависимости от местных условий.

 

 

Таблица 4.1

Характеристики рельсов

Показатели	Типы рельсов
Р75	Р65	Р50
Площадь поперечного сечения, см2	95,06	92,56	65,93
Масса рельса длиной 1 м, кг	74,41	64,72	51,67
Высота, мм:
общая
головки
шейки
подошвы
Ширина головки поверху на уровне 15 мм от поверхности катания, мм
Ширина подошвы, мм

 

Дефекты рельсов

 

По мере наработки тоннажа в процессе эксплуатации в рельсах накапливаются различные повреждения, деформации, усталостные дефекты, вследствие чего снижается их надежность, чаще возникают отказы и возникает необходимость снижения скоростей или прекращения движения поездов.

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

Дефектный рельс – это рельс, у которого в процессе эксплуатации произошло, как правило, постепенное снижение служебных свойств ниже нормативного уровня, однако еще обеспечивается безопасный пропуск поездов, хотя в ряде случаев уже требуется ограничение скорости движения. Такие рельсы заменяются в плановом порядке. Режим их эксплуатации до момента устранения дефектов или планового изъятия решается в зависимости от конкретных условий.

Остро дефектный рельс – это рельс, представляющий прямую угрозу безопасности движения из-за возможного разрушения под поездом или схода колес с рельсов из-за его дефекта. После обнаружения остро дефектный рельс заменяется немедленно. До его замены движение поездов прекращается.

По дефектности рельсы подразделяются на 9 групп:

- отслоения и выкрашивания металла на поверхности катания;

- поперечные трещины в головке рельса и изломы;

- продольные трещины в головке;

- смятие и неравномерный износ головки;

- дефекты и повреждения шейки;

- дефекты и повреждения подошвы;

- изломы по всему сечению подошвы;

- изгибы рельсов;

- прочие дефекты.

 

Причины отказов рельсов можно разделить на две группы:

- эксплуатационные – от неудовлетворительного содержания пути и состояния подвижного составав;

- заводские – дефекты, возникшие при изготовлении рельсов.

Все дефекты имеют соответствующий код.

Рельсовые скрепления

 

Скрепления делятся на две группы – промежуточные и стыковые. Промежуточные скрепления соединяют рельсы с их опорами, а стыковые – рельсы друг с другом.

Промежуточные скрепления должны:

- длительно обеспечивать неизменность ширины колеи;

- допускать регулировку положения рельсовых нитей по высоте и в плане;

- надежно закреплять рельсы от угона;

- должны обладать пружинящими свойствами (пружинностью), обеспечивая оптимальную пространственную упругость пути и надежную упругую связь рельсов с опорами;

- иметь минимум деталей, быть простыми, надежными и недорогими в изготовлении, удобными при монтаже и эксплуатации;

- быть экономичными.

Стыковые скрепления должны обеспечить:

- надежность соединения рельсов;

- на электрифицированных участках и участках, оборудованных автоблокировкой, - наименьшее сопротивление прохождению электрического тока;

- на границах блок-участков воспрепятствовать прохождению сигнального тока.

 

Общие требования к обеим группам скреплений:

- быть малодетальными, простыми и удобными в изготовлении, монтаже, содержании;

- обладать большим сроком службы;

- обеспечить экономическую эффективность конструкции верхнего строения пути.

Стыками называют места соединения рельсов друг с другом. По конструкции различают стыки:

- болтовые,

- электроизолирующие,

- сварные.

В болтовых стыках между концами рельсов, прикрытых накладками, оставляют зазоры для возможных изменений длин обоих рельсов при изменении их температуры. Максимально допустимая величина зазора при рельсах длиной 25 м – 22 мм, при рельсах длиной 12,5 м – 18 мм.

Электроизолирующие стыки укладываются на границах блок-участков. Их назначение не пропускать электрический ток (сигнальный и обратный тяговый) с одной рельсовой цепи к другой. Такие стыки устанавливаются в створе с входными, выходными, проходными и маневровыми светофорами, а также на стрелочных переводах. Сдвижка изолирующих стыков относительно светофора допускается до 10,5 м по направлению движения и до 2 м против движения.

Сварные стыки обычно образуются электроконтактной или алюмотермитной сваркой при изготовлении бесстыковых рельсовых плетей из рельсов стандартной длины (25 м).