что такое подуклонка рельсов

Какой должна быть подуклонка рельсов

Подуклонка рельсов — это важный параметр, определяющий взаимодействие колеса и рельсов. Исследование этой величины имеет огромное значение для расчета расходов по ремонту и содержанию ВСП, регулирует рекомендуемый срок службы путей.

Доказано, что подуклонка имеет прямое влияние на следующие параметры:

напряжение в рельсах;

пространственные перемещения рельсовых нитей под нагрузкой;

боковые давления на прикрепители;

усилия в закладных и клеммных болтах скреплений.

Величина подуклонки рельса

Подуклонка рельсов имеет повышенное значение на кривых участках пути, так как именно там происходит высокое силовое воздействие подвижного состава.

Средней допустимой величиной принято считать соотношение 1-20 с увеличением на кривых участках до 1-12. При этом на прямых ВСП значения могут отклоняться в диапазоне от 1-15 до 1-40.

Детально зависимость поведения пути под нагрузкой от подуклонки рельсов в России была исследована в 1968 году в связи с массовым внедрением железобетонных шпал. При этом уже имеющиеся рекомендации были пересмотрены с учетом силового воздействия не только на прямые, но и на кривые участки пути. В итоге было предложено уменьшить подуклонку на прямых участках и увеличить на кривых.

Величина на прямых ВСП должна быть:

Для чего нужна подуклонка рельсов?

В зависимости от типа шпал, применяются разные методы реализации подуклонки рельсов:

деревянные — клинчатые подкладки;

железобетонные — наклон опорной площадки опоры.

Нормальная величина подуклонки рельсов:

облегчает работу внутренней зоны поверхности катания головки;

улучшает условия опирания колес;

снижает вероятность появления контактных разрушений;

уменьшает расстройство колеи;

повышает надежность путей с большим количеством грузопассажирских составов.

Стоит отметить, что подуклонка рельсов не может считаться табличной величиной. Степень наклона будет меняться с течением времени в зависимости от увеличения или уменьшения объема нагрузки на ВСП, а также будет зависеть от материала элементов путей.

Работы по актуализации параметров ведутся постоянно, поэтому специалисты компании «Портал-К» рекомендуют пользоваться последними исследовательскими данными для расчета того, какую подуклонку должны иметь рельсы на конкретных участках. Приобрести расходные материалы и оборудование для ремонта и содержания железнодорожных путей, а также проконсультироваться со специалистами можно в нашем интернет-магазине по телефону 8 (800) 775-87-95 или заказав обратный звонок на сайте.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Подуклонка рельсов может изменяться вследствие неравномерного вдавливания подкладок в деревянные шпалы. Вдавливание происходит от воздействия на путь подвижного состава, из-за недостаточности опорной площадки подкладок и плохого ухода за шпалами. Оно происходит тем интенсивнее, чем больше нагрузки на ось подвижного состава и чем сильнее бывают его вертикальные и горизонтальные удары. В кривых подуклонка нарушается при неправильном содержании рельсовых нитей по высоте, когда рельсы с наружной стороны кривой имеют возвышение, не соответствующее скоростям движения поездов. [3]

По ширине колеи, положению рельсовых нитей по уровню, по подуклонке рельсов бесстыковой путь содержится так же, как и звеньевой путь. Местные отклонения в плане на прямых участках пути не должны быть более 5 мм при нарастании по 1 мм на 1 пог. [7]

Сопряжение элементов плана и профиля, положение рельсовой колеи по уровню, ширина колеи, подуклонка рельсов и другие НорматЙ & ц устройства и содержания бесстыкового пути должны удовлетворить требованиям норм и ТУ для звеньевого пути. Укладка бесстыкового пути не допускается на неоздоровленное земляное полотно. [8]

Перешивку пути и исправление подуклонки рельсов выполняют с применением изолированных шаблонов. [10]

Особенности конструкции стрелочных переводов заключаются в том, что в них имеются: разрывы рельсовых нитей в зоне стрелки и крестовины, ярко выраженные углы удара в горизонтальной плоскости в остряк, усовики и контррельсы, неравноупругость рельсовых нитей, как правило, малые радиусы переводных кривых. Кроме того, в них отсутствуют подуклонка рельсов и возвышение наружного рельса переводной кривой. Поэтому в пределах стрелочных переводов как бы сосредоточены самые неблагополучные геометрические и упругие неровнссти, при которых динамическое воздействие на элементы перевода значительно превышает воздействие на элементы пути на перегоне. Эти обстоятельства обусловливают особые требования к проектированию, устройству и содержанию стрелочных переводов и особенно к выбору их основных параметров. [11]

Условия работы рельсов при неправильной подуклонке ухудшаются. Особенно вредное влияние на рельсы оказывает неравномерная подуклонка, при которой рельс скручивается, поэтому откладывать исправление ее на долгое время не следует. Иногда подуклонка рельсов изменяется медленно, головка рельсов в новом положении постепенно прирабатывается к поверхности катания колес подвижного состава. В этом случае подуклонку исправлять не следует, так как ее исправление часто приводит к появлению дефектов у рельсов. Это не распространяется на наружные рельсовые нити кривых, на которых подуклонка рельсов менее Veo не допускается ни в каких случаях, кроме конструкций, где укладка рельсов предусмотрена без подуклонки. [13]

Условия работы рельсов при неправильной подуклонке ухудшаются. Особенно вредное влияние на рельсы оказывает неравномерная подуклонка, при которой рельс скручивается, поэтому откладывать исправление ее на долгое время не следует. Иногда подуклонка рельсов изменяется медленно, головка рельсов в новом положении постепенно прирабатывается к поверхности катания колес подвижного состава. В этом случае подуклонку исправлять не следует, так как ее исправление часто приводит к появлению дефектов у рельсов. Это не распространяется на наружные рельсовые нити кривых, на которых подуклонка рельсов менее Veo не допускается ни в каких случаях, кроме конструкций, где укладка рельсов предусмотрена без подуклонки. [14]

Источник

Подуклонка лежащих в пути рельсов

ПФ ФГБОУ ВПО «Московский государственный

университет путей сообщения», Россия, Саратов,

к. т.н, доцент кафедры «Транспортное строительство»

ПОДУКЛОНКА ЛЕЖАЩИХ В ПУТИ РЕЛЬСОВ

Аннотация. Анализируются результаты многолетних наблюдений за подуклонкой лежащих в пути рельсов на Приволжской железной дороге. Установлено, что подуклонка зависит от типа промежуточного скрепления, от степени прижатия подошвы рельса к шпале, положения подрельсовой площадки, состояния прокладок, качества стыкования рельсов, геометрии поперечного сечения рельсов. Предложены рекомендации по нормированию и исправлению подуклонки.

Ключевые слова: подуклонка лежащих в пути рельсов, нормирование подуклонки, клиновидные подрельсовые прокладки.

Potapov Andrey Vladimirovich

Branch of Volga Federal State-Funded Educational Institution

of Higher Professional Education,

«Moscow State University of Railway Engineering», Russia, Saratov

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at the Department

of «Transport Construction»

CANTED OF THE RAILS LYING IN WAY

Annotation. Results of long-term supervision over a canted of the rails lying in way on the Volga railroad are analyzed. It is established that the canted depends on type of an intermediate fastening, on extent of pressing of a sole of a rail to a cross tie, provisions of a sub rail platform, a condition of laying, qualities of a joint of rails, geometry of cross section of rails. Recommendations about rationing and correction of a canted are offered.

Keywords: a canted of the rails lying in way, rationing of a canted, wedge-shaped sub rail lying.

Многолетние наблюдения за подуклонкой лежащих в пути рельсов на Приволжской железной дороге проводились в соответствии с «Рекомендациями участников школы передового опыта по вопросам текущего содержания пути на железных дорогах от 12 июля 2006 года по проблеме создания дискретной системы контроля за подуклонкой лежащих в пути рельсов; в рамках действия договора от 31 марта № 000/08/231 по теме 6.6.002Р «Разработка нормативных требований к взаимодействующим поверхностям катания колес и рельсов Р65 для скоростей до 250 км/ч на линии Санкт-Петербург-Москва», в рамках Генерального договора от 03 августа 2009 года № 000/09/718 по теме «Исследование разброса параметров шпал, определяющих подуклонку рельсов и ширину колеи для скрепления АРС-4 (ЖБР) различных производителей»; а также Постановляющей частью протокола № 6 совместного заседания секций «Путевого хозяйства», «Вагонного хозяйства» и «Локомотивного хозяйства» НТС под председательством старшего вице-президента от 01.01.2001 в части актуализации Программы и методики эксплуатационной проверки на сети железных дорог опытных нормативов ширины колеи в кривых радиусом 350-650 м и допуска 1516 мм в пологих кривых и прямых с учетом результатов первого этапа исследований влияния норматива ширины колеи (1520 и 1530 мм) в кривых радиусом 350 – 650 м на износ рельсов и стабильность ширины колеи.

Основные выводы этих работ заключаются в том, что подуклонка в современных условиях является одним из важнейших параметров колеи и имеет многофакторную характеристику, что доказывает необходимость разработки и совершенствования методов регулирования и контроля подуклонки с целью обеспечения безопасной эксплуатации железных дорог, трамвайных путей и метрополитенов.

От состояния верхнего строения пути зависят безопасность движения и объем ресурсов, затрачиваемых на ремонт пути. Поэтому знание фактического состояния верхнего строения пути и умение принять соответствующее решение на его основе являются очень важными в железнодорожной практике, особенно на скоростных линиях и линиях с интенсивным движением грузовых поездов.

Одной из задач диагностики верхнего строения пути является определение его соответствия проектным геометрическим параметрам. По Х. Балуху [1], полный диагноз геометрического состояния пути, рассматриваемого как система двух рельсовых нитей, уложенных на определенном расстоянии между собой, охватывает следующие величины: ширину колеи; различие во взаимном положении рельсовых нитей по уровню; перекос; среднюю продольную неровность рельсовых нитей в вертикальной плоскости; горизонтальные неровности в прямом пути и в кривой (в том числе переходной). К дополняющим геометрическим исследованиям состояния пути Х. Балух относил измерения его положения по отношению к линии продольного профиля, теоретической оси в плане, а также исследования подуклонки рельсов. По Х. Балуху, измерение подуклонки рельсов обычно имеет гораздо меньшее значение, чем перечисленные выше величины. Он отмечал две причины такого положения:

— современная конструкция крепления рельсов к шпалам, обеспечивающая стабильность подуклонки;

— ограниченные возможности исправления подуклонки, когда она не соответствует номинальной величине, а также трудность механизации связанных с этим работ и необходимость закрытия пути.

Практически без изменений обобщенная Х. Балухом идеология диагностики геометрического состояния пути реализуется в отечественном проекте скоростной бесконтактной многофункциональной путеобследовательской станции (СБМПС). Однако ни в практике промеров положения рельсовых нитей, ни в исследовательских работах до сих пор не рассматривался параметр кручения рельсов, т. е. разность поворота смежных сечений рельса вокруг оси . По существу, этот параметр представляет собой величину или , где — разность подуклонок рельса в смежных сечениях, — расстояние по оси между смежными сечениями.

В нашей стране за всю историю железных дорог к изучению подуклонки обращались неоднократно. Во-первых, когда назначали подуклонку. Один из самых ответственных вопросов того времени, сравнимый с выбором ширины колеи, так как от выбора величины подуклонки зависел профиль колеса. Во-вторых, с переходом на тепловозную тягу, когда значительно увеличилась нагрузка на путь. Рельсы, промежуточные скрепления, шпалы, подкладки не выдерживали проектную подуклонку и рельсы в процессе эксплуатации имели либо переуклонку, либо разуклонку, что снижало уровень безопасности движения поездов и увеличивало трудоемкость содержания пути в работоспособном состоянии. И наконец, в настоящее время вопрос об изучении подуклонки актуализировался в связи с эксплуатацией тяжеловесных поездов и внедрением высокоскоростного движения на сети дорог.

С середины первого десятилетия XXI века во ВНИИЖТ в рамках разработки программы комплексной оценки состояния пути (КОСП) созданы научные основы системы дискретного контроля пространственного положения лежащих в пути рельсов, одной из подсистем которой являются контролирование и регулирование подуклонки рельсов при строительстве и эксплуатации железных дорог. Отсутствие высокоточной приборной базы и совершенных методик определения подуклонки рельсов тормозило исследования по изучению влияния подуклонки на характеристики динамики взаимодействия в системе колесо-рельсы (боковой и вертикальный износ, величина отжатия рельса от проектного положения, шум, вибрация и т. д.), а также накопление достоверных научных данных по этой проблеме.

В связи с этим изучению и контролированию подуклонки необходимо уделять особое внимание, а результаты исследований учитывать в повседневной путейской практике, так как регулирование подуклонки лежащих в пути рельсов является тонким средством настройки пути для его длительного и безопасного функционирования.

Таким образом, известную систему диагностики верхнего строения пути необходимо было дополнить измерениями подуклонки и кручения рельсов в качестве основных геометрических величин.

С этой целью в Поволжском филиале МГУПС был создан прибор для измерения подуклонки лежащих в пути рельсов [2], который прошел успешную апробацию на Приволжской, Московской, Октябрьской, Южно-Уральской и Восточно-Сибирской дорогах. В результате промеров подуклонки с его помощью удалось систематизировать научные данные о влиянии на подуклонку различных факторов. К числу таких факторов относятся положение подрельсовых площадок железобетонных шпал, тип скрепления и степень фиксации рельса в промежуточном скреплении, состояние подрельсовой прокладки, геометрия сварного стыка, условия эксплуатации.

Для регулирования подуклонки лежащих в пути рельсов и исправления ширины колеи было организовано производство клиновидных подрельсовых прокладок в «Несси ЛТД» (г. Саратов) с применением различных пластмассовых компонентов на оборудовании ТПА Zhafir VE 2300 750h при температуре литья 220 и давлении впрыска 90 МПа. Разработка запатентована в России как полезная модель [3]. Опытно-промышленная партия клиновидных прокладок в настоящее время проходит испытание под наблюдением автора на Приволжской железной дороге.

По результатам исследования разработаны технические рекомендации по вопросам определения статической и динамической подуклонки лежащих в пути рельсов и ее регулирования, нормирования разницы подуклонок левого и правого рельсов, а также приводятся результаты технико-экономического обоснования разработанных технических решений.

Источник

Рельсовая колея

Содержание

Ширина колеи

По этому параметру различают железные дороги

Ширина колеи железных дорог России и стран СНГ сохранилась практически без изменений со времени постройки Петербург-Московской железной дороги. В период подготовки к строительству Петербург-Московской железной дороги принято решение об установлении единой ширины колеи на рос. ж. д., равной 5 футам, что соответствует 1524 мм; хотя на первой в России Царскосельской дороге ширина колеи была 6 футов или 1829 мм.

На острове Сахалин ширина колеи железных дорог была равна 1067 мм. Строительство железных дорог на острове Сахалин началось японцами после русско-японской войны 1904—1905 годов, когда в результате заключения Портсмутского договора южная часть Сахалина, до 50-й параллели, отошла к Японии. При этом основное строительство шло с использованием колеи 1067 мм, принятой в то время в Японии как основной. В настоящее время на о. Сахалин близятся к завершению работы по перешивке железной дороги на колею 1520 мм.

Нормальная колея

На большинстве ж. д. стран Европы ширина колеи равна 1435 мм, это значение называют нормальной колеёй.

Сети нормальной колеи:

Широкая колея

В Центральной и Южной Америке от 1676 до 1435 мм, в Индии 1676-1667 мм, Японии 1435-1067 мм, Африке 1676 мм, Австралии 1600-1087 мм. Приведенные размеры РК обычно называют широкой колеей.

Узкая колея

Узкая колея по европейским стандартам имеет ширину 600, 750, 1000 мм, хотя на практике на узкоколейных ж. д. ширина колеи составляет от 420 до 1067 мм.

Размеры колёсных пар

Параметры РК непосредственно связаны с размерами колесных пар, важнейшими из которых являются: ширина колесной пары (расстояние между рабочими гранями гребней колес в расчетной плоскости) q, величина насадки колес (расстояние между внутренними гранями колес) Т, толщина гребней колес в расчетной плоскости h, ширина колеса а (рис. 3.76).

Положение рельсовых нитей

Положение рельсовых нитей по верху головок рельсов на прямых участках должно быть в одном уровне; разрешаются отклонения ± 6 мм. Допускается на всем протяжении прямых участков содержать одну рельсовую нить на 6 мм выше другой. На двухпутных линиях выше ставят наружную (бровочную) нить, так как она менее устойчива, чем междупутная; на однопутных – через каждые 4-5 лет меняют нить, расположенную выше другой (для меньшего ослабления концов шпал из-за перешивок). Отклонения от нормативного положения рельсовых нитей как по ширине колеи, так и по уровню не должны превышать 1 мм; на 1 м длины пути при скоростях движения до 140 км/ч и 1 мм на 1,5 м при скоростях более 140 км/ч.

Подуклонкой рельсов

При проходе подвижного состава по кривым возникают центробежные силы, стремящиеся опрокинуть экипаж наружу кривой. Это может произойти лишь в исключительных случаях. Однако центробежная сила неблагоприятно действует на пассажиров, вызывает боковое воздействие на путь, перераспределение вертикальных давлений на рельсы обеих нитей и перегруз наружной нити, что приводит к усиленному боковому износу рельсов и гребней колес. Кроме того, возможны раскантовка рельсов, уширение колеи или поперечный сдвиг рельсошпальной решетки, т. е. расстройство положения пути в плане. Во избежание указанных явлений устраивают возвышение наружной рельсовой нити над внутренней. Возвышение наружного рельса рассчитывается исходя из двух требований: обеспечения одинакового давления колес на наружную и внутреннюю рельсовые нити, а следовательно, одинакового вертикального износа обоих рельсов; обеспечения комфортности езды пассажиров, характеризуемой допускаемым непогашенным центробежным ускорением. По нормам МПС допускаемая величина непогашенного ускорения составляет для пассажирских поездов 0,7 м/с2 (в отдельных случаях с разрешения МПС – 1 м/с2), а для грузовых поездов – +0,3 м/с2. Возвышение наружного рельса устраивается в кривых радиусом 4000 м и менее. В основу расчета положено стремление обеспечить равенство поперечных составляющих центробежной силы и веса экипажа G, т. е. Icosα = Gsinα (рис. 3.77). Это достигается изменением угла наклона а расчетной плоскости к горизонту или возвышением наружного рельса.

Величина возвышения (в мм) определяется по формуле: h= 12,5Vприв2/R, где Vприв – приведенная скорость поездопотока, км/ч; R – радиус кривой, м. Приведенная скорость поездопотока

где Qi, – масса поезда данного вида, т брутто; ni – суточное количество поездов каждого вида; Vicp – средняя скорость движения поездов каждого вида в кривой (по скоростемерным лентам). Величина возвышения также проверяется из условия комфортности по формуле: hmin = (12,5V2maxпac/R-115, где hmin – минимальное расчетное возвышение наружного рельса, мм; Vmax пас – максимальная допускаемая скорость пассажирского поезда, км/ч; R – радиус кривой, м; 115 – величина допускаемого максимального недовозвышения наружного рельса с учетом нормы непогашенного ускорения 0,7 м/с2. Из полученных по формулам величин возвышения принимается большая и округляется до значения, кратного 5. Максимальная величина возвышения на сети ж. д. РФ – 150 мм. Если по расчету получается большая величина, то принимают 150 мм и ограничивают скорость движения в кривой до

Обычно возвышение наружного рельса устраивают его поднятием путем увеличения толщины балласта под наружной рельсовой нитью. Однако в ряде случаев целесообразно поднять наружную нитку на 1/2 расчетного возвышения и на такую же величину опустить внутреннюю нитку. В этом случае улучшается комфортность езды пассажиров и уменьшаются динамические воздействия на путь.

Переходные кривые

Переходные кривые обеспечивают плавное возрастание центробежной силы при переходе подвижного состава из прямой в круговую кривую или из круговой кривой одного радиуса в кривую другого (меньшего) радиуса. Кроме того, в пределах переходной кривой устраивают отвод возвышения наружного рельса и отвод уширения колеи (при радиусе менее 350 м). Плавное возрастание центробежной силы обеспечивается плавным изменением радиуса от бесконечности до величины радиуса круговой кривой. Этому условию наиболее удовлетворяет радиоидальная спираль (клотоида) или ее ближайшее приближение – кубическая парабола. Длина переходной кривой определяется рядом условий, которые можно разделить на 3 группы. Первая группа требует наибольшей длины переходной кривой, связана с отводом возвышения наружного рельса: предотвратить сход колес с рельсов внутренней нити, ограничить вертикальную составляющую скорости подъема колеса на возвышение, ограничить скорость нарастания непогашенной части центробежного ускорения. Вторая группа связана с наличием зазоров между гребнями колес и рельсовыми нитями, а также с потерей кинетической энергии при ударе колеса первой оси о рельс наружной нити. Третья группа учитывает необходимость обеспечения практической возможности разбивки переходной кривой на местности и дальнейшего исправного ее содержания.

На новых скоростных линиях, а также линиях I и II категорий длины переходных кривых l0 определяют из условия: l0 = hvmах/100, где h – возвышение наружного рельса (мм), a vmax – скорость движения (км/ч) наиболее быстроходного поезда в данной кривой. В соответствии с СТН Ц-01-95 уклон отвода возвышения наружного рельса обычно принимают не более 1 %о, а в трудных условиях на особогрузонапряженных линиях и на линиях III и IV категорий – не более 2%о, на подъездных путях – 3%. Длины переходных кривых находятся в пределах от 20 до 180 м с интервалами между ними 10 м (зависят от категории линии и скоростей движения поездов по кривым). Различают следующие способы разбивки переходных кривых: способ сдвижки круговой кривой вовнутрь, способ введения дополнительных круговых кривых меньшего радиуса, чем радиус основной кривой; способ смещения центра кривой и изменение радиуса.

В связи с тем, что на ж. д. РФ принято расположение стыков по наугольнику, каждый рельс внутренней нити кривой должен быть короче соответствующего наружного рельса. Допуская некоторое несовпадение стыков по наугольнику, устанавливают несколько типов стандартных укорочений рельсов: 40, 80 и 120 мм для рельсов длиной 12,5 м и 80 и 160 мм для 25-метровых рельсов. Количество и порядок укладки укороченных рельсов рассчитывают в зависимости от радиуса кривой, угла ее поворота, длины и параметра переходных кривых. Полное укорочение на переходной и круговой кривой определяется формулами:

где S – расстояние между осями рельсов, 1,6 м; l0 и lкк — соответственно длины переходной и круговой кривой, м; С – параметр переходной кривой, м2. Расчетное (стандартное) укорочение каждого внутреннего рельса по отношению к наружному 25-метровому:ξст = S*25/R. Величина фактического укорочения принимается стандартной или близкой к ней (но не меньше стандартной).

На двухпутных линиях для обеспечения безопасности движения поездов по условиям габарита расстояние между осями путей должно быть увеличено. Это увеличение осуществляют двумя способами. В первом случае на прямой перед переходной кривой вводится дополнительная S-образная кривая, за счет которой сдвигается ось пути (рис. 3.78,а). Недостаток способа – появление двух дополнительных кривых с каждой стороны основной кривой. Второй способ <разных сдвижек) предпочтительнее; состоит в том, что длина и параметр переходной кривой внутреннего пути принимаются больше, чем наружного, сдвижка внутреннего пути будет больше, чем наружнопо (рис. 3.78,6). Требуемое уширение междупутья определяют расчетом или по таблицам.

Источник