Рельсовые скрепления: АРС, ЖБР, КБ, промежуточные и стыковые

Рельсовые скрепления — это важный элемент железнодорожной инфраструктуры, обеспечивающий надежное крепление рельсов к шпалам. Они играют ключевую роль в обеспечении безопасности и эффективности железнодорожных перевозок. Рельсовые скрепления играют важную роль в железнодорожной отрасли, и их качество и состояние имеют решающее значение для безопасности и эффективности перевозок. Они способствуют долговечности инфраструктуры и комфорту пассажиров, что делает их неотъемлемой частью железнодорожных систем по всему миру.

Содержание статьи:

В процессе проектирования железнодорожных объектов учитываются особенности каждого элемента системы. В этой статье мы расскажем о стыковых и промежуточных скреплениях рельсов. Отдельно отметим, насколько они важны – именно от них, во многом, зависят геометрические параметры, пространственная жесткость и общая надежность колеи железной дороги. Также, стыковые скрепления влияют на процесс взаимодействия подвижных частей транспорта и полотна.

Что такое рельсовые скрепления?

Они являются ключевыми элементами верхнего строения пути. Они предназначены для того, чтобы соединять металлоконструкции друг с другом и/или с основой (в качестве основания служат деревянные или железобетонные шпалы).

Кроме того, с их участием создается железная дорога по бесстыковой технологии, если требуется, чтобы смещение происходило только в концевых частях плетей, а в средних все оставалось неизменным, даже при влиянии перепадов температур. Величина суммы затрат на строительство и эксплуатацию зависит от количества использованных скрепляющих приспособлений. Но экономить на них нельзя, так как это может угрожать безопасности путевой системы.

Назначение и виды рельсовых стыков

Кроме соединяющей функции, данные устройства несут на себе еще несколько других:

  • Снижение уровня вибрации, передающейся на шпалы, балласт и земляную подушку;
  • Обеспечение изоляции там, где есть электротяга и автоблокировка;
  • Защита колеи от повреждений.

Приспособления используются в цепях в створах со светофорами, границах блок-участков, электрифицированных линиях, на дорогах, имеющих диспетчерскую централизацию, стрелочные переводы. Так как все эти элементы ВСП отличаются друг от друга, необходимо рассмотреть каждый в отдельности.

Их классификация по назначению разделяется на две основные категории:

  • Стыковые – соединяющие звенья двутавровых балок друг с другом;
  • Промежуточные рельсовые скрепления – фиксирующие металлические конструкции на опорах.

Рельсовые стыки и стыковые скрепления могут обустраиваться на весу, на одной или на сдвоенных шпалах. Два закрепленных устройства разъединяются небольшим зазором в несколько мм, чтобы можно было их удлинять и расширять, когда возрастает температура. Концы перемещаются благодаря наличию овальных или круглых технических отверстий.

Скрепление АРС

Анкерное рельсовое скрепление (АРС) применяется для надежного прикрепления рельса к ж/б шпалам с использованием анкера и подрельсовой подкладки. Скрепление разработано под требования для путей с колеёй с большой шириной, имеющих высокую степень нагрузки. АРС за счет простоты конструкции, малодетальности и невысокой стоимости является максимально выгодным и надежным вариантом крепления.

Скрепления АРС​
Анкерное рельсовое скрепление (АРС)

Разработка АРС – это способ улучшения эксплуатации железнодорожного транспорта путем повышения надежности колеи, скорости передвижения по ней и уменьшения износа. Разработка механизма, обеспечивающего надежную связь опор и ВСП, играла важнейшую роль. Переход к АРС на железных дорогах России и не только обусловлен необходимостью ввода в эксплуатацию бесподкладочной модели крепления с надежной фиксацией. С момента внедрения в 2001 году, с помощью рассматриваемой модели АРС было проложено более 3 км ж/д путей. За прошедшие годы устройство прекрасно «освоилось» и «прижилось», показав себя наилучшим образом.

Стоимость АРС

АРС необходимо для:

  • надежного соединения опорного основания с ВСП;
  • повышения устойчивости решетки;
  • стабилизации и сохранения целостности при постоянных силовых нагрузках со стороны железнодорожного транспорта.

Область практического применения:

Укладка бесстыкового пути, характеризуемого высокой устойчивостью к сдвигам в поперечном и продольном направлениях некоторых участков линий:

  • тоннели с защитой от вибрации;
  • мосты (с балластом и без);
  • прямые и кривые отрезки пути с шириной полотна 15,2 см.

Для оснащения надежного, регулируемого крепления необходимо 6 наименований конструктивных элементов: анкер, клеммы-пружин, монорегулятор, прокладка, изолирующий уголок, подклеммник.

Преимущества АРС: настройка силы прижатия, регуляция по высоте (благодаря чему есть возможность применения различных прокладок), регуляция вертикального диапазона путем изменения положения концов.

Скрепление ЖБР

Железобетонные рельсовые скрепления (ЖБР) — это одна из наиболее распространенных и эффективных систем крепления рельсов в железнодорожной инфраструктуре. ЖБР представляет собой комбинацию стальных рельсов, бетонных блоков и крепежных элементов, образующих надежную и прочную связь между рельсами и шпалами.

Скрепление ЖБР​
Скрепление ЖБР​

Преимущества ЖБР:

  • Прочность и долговечность: Железобетонные рельсовые скрепления обладают высокой прочностью и способностью выдерживать высокие нагрузки, что позволяет им обеспечивать стабильность и надежность пути в течение длительного времени без частого обслуживания и ремонта.
  • Стабильность геометрии пути: ЖБР обеспечивают стабильность и точность геометрии пути, предотвращая смещение или опрокидывание рельсов и обеспечивая плавность движения поездов. Это особенно важно на высокоскоростных участках и в критических зонах, таких как повороты или наклоны.
  • Защита от коррозии: Бетонные блоки ЖБР служат защитным слоем для стальных рельсов, предотвращая контакт металла с влагой и окружающей средой. Это снижает риск коррозии и продлевает срок службы рельсов.

Функции ЖБР:

  • Фиксация рельсов: Одной из основных функций ЖБР является надежная фиксация рельсов на шпалах. Это обеспечивает устойчивость и предотвращает перемещение рельсов под воздействием нагрузки поездов.
  • Распределение нагрузки: ЖБР равномерно распределяет нагрузку от проходящих поездов на шпалы и основание пути. Это помогает предотвратить деформацию грунта и уменьшить риск повреждения пути.
  • Амортизация и снижение шума: Бетонные блоки ЖБР служат амортизаторами, снижая вибрации и шум от проходящих поездов. Это способствует повышению комфорта для пассажиров и сокращению негативного воздействия на окружающую среду.
  • Устойчивость к погодным условиям: ЖБР обладают высокой устойчивостью к погодным условиям, включая изменения температуры и воздействие влаги. Это позволяет им сохранять свою прочность и стабильность даже при экстремальных условиях.

Стоимость ЖБР

Составной материал

Состав и комплектация рассматриваемых приспособлений заслуживают отдельного внимания. В конструкцию современных стыковых рельсовых скреплений входят болты, шайбы, гайки и накладки. У изолирующих элементов, блокирующих электроток, есть объемлющие накладки, представляющие собой несколько прослоек и втулок из полиэтилена, фибры или текстолита. Еще один вариант – клееболтовые. В этом случае стеклотканевую изоляцию прикрепляют к рельсу, применяя эпоксидный клей и используя болты.

Накладки, проводящие ток, состоят из стальной проволоки. Ими оснащается неиспользуемая грань головки металлоконструкции. Обратную тягу снабжают медным тросом.

Подкладка раздельного скрепления кб 65 необходима для обустройства конструкций ж/д пути, если укладывается раздельное скрепление на ЖБ шпалы для железнодорожных рельсов Р65. Изделие можно эксплуатировать в любых климатических условиях.

Промежуточные элементы

Промежуточные элементы делятся по трем категориям:

  • Нераздельные. В данном типе производится фиксация двутаврового ж/д профиля и подкладки на опоре;
  • Раздельные. Прокат прикрепляют на подкладку, располагая, затем, конструкцию этого вида на шпале. Место соединения укрепляется шурупами или болтами;
  • Смешанные. Монтаж производится также, как и у раздельного типа, но используется текстолитовый или фибровый слой дополнительно закрепляется костылями.

У каждого варианта свои задачи, которые зависят от того, какие нагрузки будет переносить линия от колесных пар.

Стоит отметить, что промежуточные рельсовые скрепления хорошо сопротивляются продольному перемещению. При выборе раздельных элементов не нужна дополнительная фиксация. Главное преимущество в том, что такая конструкция не будет подвержена продольному смещению вдоль путей. Особенно при расположении опорного основания на щебеночном балласте. Благодаря такому упругому слою решается сразу две задачи – равномерное распределение нагрузки на земляное полотно и эффективный отвод воды от ВСП.

Смешанные и нераздельные соединения нуждаются в защите от «угона». Для этого их оснащают противоугонами – пружинными скобами, один конец которых крепят на подошву двутавровой жд направляющей, а другой- на противоположную сторону подошвы. Кроме того, у них может быть прижимной клин, но в большинстве случаев обходятся без него, чтобы сделать конструкцию максимально легкой, и не склонной к поломкам.

Подобные приспособления устанавливают на узко- и ширококолейные линии, на одно- и двухпутные полотна. Их легко обслуживать, а эксплуатировать можно в течение длительного промежутка времени. Исходя из этого, устанавливать эти устройства экономически выгодно.

Конечно, чтобы установить крепление, необходимо определенное количество промежуточных рельсовых скреплений. На каждом километре пути размещают от сорока до ста единиц. На количество влияет длина применяемых металлоконструкций. Кроме того, считают, в каком количестве потребуются закладные и клеммные болты, гайки, шайбы, накладки и резина, шурупы, костыли, противоугоны, боковые опоры, скобы. Существуют даже специальные таблицы, которые должны облегчить процесс вычисления.

На какие типы делятся рельсовые скрепления

Большое распространение получили следующие типы:

  • Пандрол, являющийся анкерным узлом, применяемым для участков, на которых транспорт движется с высокой скоростью;
  • W30 (VOSSLOH), использующийся на полотнах, по которым ездят тяжелые локомотивы;
  • Скрепления жбр бесподкладочные и пружинные. Востребованы для железобетонных шпал;
  • Рельсовое скрепление арс – делает движение безопасным. Кроме того, скрепления арс позволяют сэкономить на смазке (так как после установки конструкция не требует особого ухода) и снизить расходы на грузонапряженных отрезках бесстыкового полотна;
  • Крепление КБ, КД, Д. Оно является подкладочным соединением, которое имеет прослойку из фибры, стеклоткани, полиэтилена, текстолита. 
  • Бесподкладочные. В основном, являются анкерными. К ним относятся Пандрол, АРС, а также, рельсовое скрепление жбр 65 и прочие разновидности.   

В зависимости от типа клеммы, крепления могут быть:

  • Жесткими. Отличаются максимально надежной фиксацией. Однако, из-за этого происходит механическое истирание поверхностей деталей там, где они контактируют. Самыми распространенными вариантами являются КД и КБ;
  • Упругими. К ним относятся пластинчатые (ЖБР, ЖБ) и прутковые (Пандрол-350, АРС, ЖБР-65). Здесь важна конструкция прижимного элемента. Он может быть плоским и продольным и от этого зависит то, как распределяется нагрузка. Плоские варианты характеризуются большей поверхностью контакта, что заставляет давление распределятся по всем направлениям, увеличивая упругость. Но их цена значительно выше, чем у скреплений с малой поверхностью контакта.

ЖД скрепления рельс со шпалами классифицируются, также, по способу установки:

  • Болтовые. Это — классика, которая появилась самой первой. Данный вариант доступен по стоимости и универсален. В эту категорию входят КБ, КД;
  • Анкерные. У них высокая надежность фиксации, поэтому их применяют для тяжеловесных полотен с постоянными высокими нагрузками. Данная категория включает в себя Пандрол-350 и АРС-4.

Шурупно-дюбельные, или глухари. Комбинированный вариант. Это стержни, имеющие квадратную или шестигранную головку и наружную резьбу с рисунком, подходящим канавке в отверстии. Здесь наиболее распространены ЖБР-65Ш и К2.

Рельсовые скрепления на деревянных шпалах

Крепление рельс к деревянным шпалам может быть:

  • Бесподкладочным;
  • Подкладочным;
  • Нераздельным;
  • Раздельным;
  • Смешанным.

Нераздельные соединения подразумевают фиксацию сразу на опоре с использованием подкладки. Раздельные – рельсовый жд металлопрокат присоединяется только к подкладке, независимо закрепленной на опоре. Смешанный вариант – жд профиль фиксируется на опоре через подкладку, которая, в свою очередь, тоже прикреплена к опоре.

Рельсовые скрепления на железобетонных шпалах

Крепление рельс к железобетонным шпалам может быть:

  • Подкладочным и бесподкладочным;
  • Жестким и упругим;
  • Раздельным и нераздельным.

Самые распространенные промежуточные рельсовые скрепления для железобетонных шпал – раздельное крепление КБ, имеющее жесткие клеммы.

Продажа рельсовых скреплений (АРС, ЖБР) и прочих комплектующих к ним. Доставка по всей России и СНГ. Гибкие условия оплаты, безопасная сделка, быстрая доставка.