ТЕКУЩЕЕ СОДЕРЖАНИЕ И РЕМОНТЫ СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ

Изменения в разделе «Стрелочные переводы и глухие пересечения» связаны в основном с усовершенствованием конструкции стрелочных переводов, а также с накопленными знаниями об их работе.

В связи с тем, что основными на сети дорог МПС в настоящее время являются переводы колеи 1520мм, их содержанию в новой Инструкции уделено наибольшее внимание. Места контрольных измерений ширины колеи и желобов остались без изменений, однако допуски при содержании теперь иные (таблицы 3.1 и 3.2). Поля допусков по ширине колеи в старой Инструкции составляли 4-5 мм, а в новой они увеличены в острие остряков, на крестовинном узле и по всему прямому пути до 6 мм. Это связано с большой надежностью переводов и повышенной прочностью их элементов, а также с изменением размеров крестовинного узла.

Плюсовой допуск по ширине колеи в переводной кривой увеличен с 3 до 10 мм. Соответственно другими стали допуски ординат при содержании переводной кривой. Кроме того, при интенсивном боковом износе разрешено содержать ширину колеи большей на величину бокового износа (но не более 1546 мм). Такие нормы при правильной организации работ позволяют значительно уменьшить объемы перешивки колеи на стрелочных переводах. _г

Но даже при больших отклонениях переводная кривая должна быть плавной, без резких углов в плане. Поэтому одновременно с увеличением полей допусков на ширину колеи и ординаты усилены требования к разности ординат в смежных точках переводной кривой, Если раньше допуск на содержание ординат был ±2 мм, т.е. отклонения в смежных точках могли быть в разные стороны, а их алгебраическая разность могла составлять 4 мм, то теперь эта разность отклонений ординат в соседних точках не должна превышать 2 мм.

*Для двойных перекрестных стрелочных переводов отклонения по ширине колеи в середине и конце переводной кривой — 4 мм в сторону увеличения и 2 мм — в сторону уменьшения.

**При боковом износе рельсов разрешается содержать ширину колеи большей на величину допускаемого бокового износа, но во всех случаях не более 1546 мм.

С шириной колеи непосредственно связаны размеры желобов. Из контрольных нормативов исключены их размеры в корне остряков. Это потому, что во многих новых конструкциях стрелок само понятие корень остряка становится условным. В стрелках с гибкими остряками, и особенно в стрелках переводов для путей 1—2 классов, корень остряка представляет собой обычный или даже сварной стык. Поэтому правильно, что отказались от нормирования ширины желоба в корне, которая должна обеспечиваться при изготовлении стрелки на заводе, и перешли к нормированию соответствующей ординаты переводной кривой.

Примечание: Ширина желоба между усовиками и подвижным поворотным сердечником крестовины не должна быть менее 64 мм, а на входе усовиков — 86 мм. Ширина желоба в горле крестовины с подвижным поворотным сердечником не контролируется.

На стрелке для свободного, без ударов, прохода колесными парами отведенного остряка нормирована разность ширины колеи и желоба между нерабочей гранью отведенного остряка и рабочей гранью головки рамного рельса. Размер контролируется в конце остроганной части остряка и не должен быть более 1460 мм. Это требование напрямую связано с размерами колесных пар и необходимо для обеспечения безопасности и плавности движения по стрелкам, а также сохранности тяг и переводных механизмов стрелок^.

Для обоснованного назначения размеров желобов на крестовинных узлах провели массовые обмеры стрелочных переводов и колесных пар на сети дорог. На основе обмеров и прямых динамических испытаний внесли изменения в номинальные размеры и допуски (см. таблицу 3.2). Изменился номинал ширины желоба в горле крестовины. Для обыкновенных, двойных перекрестных и симметричных переводов, а также глухих пересечений марок 2/9 и 2/11 он составляет 62мм при допусках на содержание -1 и +6 мм. Ранее этот размер для переводов типов Р50 и Р65 был равен 68 мм, а допуски на содержание -2 и +3 мм.

Такое изменение стало возможным в результате анализа фактических форм колес и крестовины в местах возможных касаний колесом усовика. В качестве примера на рисунке 3.1 показан один из вариантов. Видно, что касание усовика крестовины (до горла) тыльной частью колеса может происходить только при засечках более 5 мм. По всем вариантам возможных касаний провели вероятностные расчеты. В Инструкцию внесли значения, которые гарантируют безударный проход колесных пар в течении всего срока службы крестовины.

Изменены поля допусков на содержание желобов на отводах и входах усовиков и контррельсов в крестовинном узле. Они теперь составляют соответственно 7 мм и 8 мм вместо 5 мм в ранее действовавшей Инструкции. Увеличен на 1 мм также плюсовой допуск на прямой части контррельса. Принцип назначения этих размеров был такой же, как для допуска на ширину желоба в горле крестовины. Его можно понять по рисунку 3.2, где хорошо видно, что удары колес в улавливающие части контррельса могут происходить только при засечках колесами места сопряжения улавливающей части с отогнутой частью контррельса более 3 мм.

С шириной колеи и желобов тесно связан размер Т — расстояние между рабочим кантом сердечника крестовины и рабочей гранью головки контррельса. Это очень важный размер, так как его соблюдение должно обеспечивать проход колесных пар по крестовине без ударов в острие сердечника. Проанализировали все возможные сочетания размеров и форм колес и рабочих поверхностей крестовин. Один из вариантов таких сочетаний показан на рисунке 3.3. Как видно, расчетные точки на колесе и сердечнике крестовины смещены относительно друг друга. Фактическое расхождение между их положениями составляет 5-8 мм. Поправку внесли в норму на размер Т. В новой Инструкции он установлен равным 1472 мм. Эксплуатационная проверка подтвердила правильность новой величины Т. Неизменным осталось поле допуска на ширину желоба в прямой части крестовины — 4 мм, однако крайнее контрольное сечение для проверки этого размера перенесено из сечения, шириной сердечника 40 мм в сечение 50 мм, что связано с изменением конструкции крестовин

Рисунок 3.2 — Вход колеса в отогнутую часть контррельса из раструба при различном положении относительно начала отогнутой части

Рисунок 3.3 — Прохождение колесом острия сердечника в прижатом положении: У.Р. — уровень входа головки рельса; 1 — теоретическое положение сердечника; 2 — положение колеса на новой крестовине; 3 — положение колеса на крестовине с износом; 4 — расчетная точка для колеса; 5 — расчетная точка для сердечника

В целом вся новая совокупность размеров колеи, желобов и размера Т на крестовинных узлах дает возможность увеличить число допускаемых сочетаний в 1.75 раза по сравнению с ранее действующими нормативами. Это позволит сэкономить трудовые и материальные ресурсы.

Изменен допуск по прилеганию остряка к подушкам башмаков. Вне зоны прилегания остряка к рамному рельсу он установлен равным 2 мм, а в зоне прилегания остался прежним — 1 мм. Динамические испытания показали, что при таких размерах неприлегания долговечность остряков типов Р50 и Р65 не уменьшается и, кроме того, гарантируется безопасность движения поездов по стрелке.

Нормы износа металлических частей стрелочных переводов дифференцированы в зависимости от скоростей движения поездов (категории пути по приказу 12Ц). Порядок измерения износа стрелок и крестовин по сравнению с приведенным в Инструкции ЦП/2913 частично изменен. В современных конструкциях крестовин различных проектов ширина усовиков различна. Поэтому для унификации системы нормирования вертикальный износ усовиков крестовин измеряют на расстоянии 14 мм от боковой рабочей грани, а не на 1/4 ширины усовика, как раньше. Контролируют его в сечении, где ширина сердечника 20 мм.

При определении вертикального износа сборных и цельнолитых крестовин учитывают 3-миллиметровый припуск металла на износ, выполняемый на заводах при их изготовлении.

Боковой износ рамных рельсов проверяют теперь в острие остряка и в наиболее изношенном месте. С целью обеспечить безопасность прохода подвижного состава в противошерстном направлении через зону перекатывания на стрелке введен контроль взаимного положения остряка и рамного рельса с помощью шаблона КОР. Контроль выполняют в острие остряка и на определенном расстоянии от него (например, для стрелок 1/9 и 1/11 — 200 мм). Кроме того, боковой износ остряка проверяют в наиболее уязвимом месте вне зоны боковой строжки его головки.

Установлены нормативы эксплуатационных допусков на зазоры в стыках на стрелочных переводах. Стыковые зазоры, указанные на эпюре нулевыми, не должны превышать 10 мм, а остальные содержат по нормам прилегающих путей. При укладке и монтаже переводов зазоры должны соответствовать эпюрным значениям.

Новая Инструкция дополнена нормативами содержания стрелочных переводов с непрерывной поверхностью катания и острыми крестовинами .с подвижными и поворотными сердечниками. На крестовине нормируется допуск на взаимное положение усовиков и длинной ветви сердечника (отклонение до 10 мм — при установке по прямому пути) и допуск на расстояние между торцами длинной и короткой ветвей сердечника (отклонение до 12 мм для крестовин с подвижным и до 6 мм — с поворотным сердечниками — при установке по боковому пути). Показаны также контрольные места измерений колеи и желобов на крестовинах и стрелочных переводах с непрерывной поверхностью катания.

Приведено много схем, эпюр наиболее массовых конструкций стрелочных переводов. В случае возникновения в процессе эксплуатации дефектов необходимо пользоваться Классификацией дефектов и повреждений стрелочных переводов (НТД/ЦП-2-93).

Инструкция по исправлению пути на пучинах отменяется, так как изложенные в ней правила и технология вошли в Правила и технологию выполнения основных работ по текущему содержанию пути, которые уже утверждены. Поэтому в Инструкцию по текущему содержанию пути включены основные требования, предъявляемые к исправлению пути на пучинах.

Стабилизация параметров рельсовой колеи на стрелочных переводах

Современная эксплуатация железнодорожного пути в целом и стрелочных переводов в частности происходит в условиях дефицита материально-технических ресурсов. В этих условиях особенно остро стоит вопрос об изыскании возможностей повышения сроков надежной работы стрелочных переводов и сокращения трудозатрат на их текущее содержание.

В процессе эксплуатации рельсовая колея упруго деформируется и в результате многократного воздействия подвижного состава происходит накопление остаточных деформаций, ограничение которых осуществляется с помощью допусков на содержание пути. Важнейшим параметром железнодорожного пути и одним из основных факторов, определяющим уровень воздействия на него подвижного состава, является ширина колеи.

В последние годы участились случаи сходов подвижного состава на стрелочных переводах. Для изучения причин сходов, а также степени их влияния на уровень безопасности движения в путевом хозяйстве был произведен сбор и анализ данных о браках в поездной и маневровой работе. В итоге установлено, что основной причиной отказов стрелочных переводов является состояние их по ширине колеи, в плане, ординат переводных кривых, а также наличие кустовой гнилости брусьев, износы и изломы металлических элементов. Объясняется это низким уровнем механизации путевых работ пр текущему содержанию, не укомплектованностью штата работников дистанций пути, низким уровнем трудовой дисциплины, недостаточной закупкой стрелочной продукции, несовершенством норм содержания рельсовой колеи.

Допуски на содержание пути в пределах стрелочных переводов, а значит и затраты труда на текущее содержание, должны быть научно обоснованными, с учетом практического опыта. Скорости движения поездов по переводам должны устанавливаться с учетом их фактического состояния.

Нормативы содержания по шаблону и ординатам переводных кривых не отвечают современным эксплуатационным условиям. «Удержать» колею (или упорную рельсовую нить по ординатам) в допусках +4/-2 мм (в середине переводной кривой плюс 10 и минус 2 мм) очень трудно и не всегда целесообразно. Эта очевидность несоответствия допусков содержания переводов по шаблону современным эксплуатационным условиям в сочетании с дефицитом переводных брусьев приводит к тому, что путь содержится часто «на глаз», с отступлениями, превышающими допустимые безопасные пределы, кроме того, неоправданные перешивки пути приводят к преждевременной порче переводных брусьев, кустовой гнилости, вследствие чего и сама рельсовая колея становится нестабильной. Брак в маневровой работе из-за кустовой гнилости брусьев достигает 40 % от общего числа сходов. Если же указанные отступления не устраняются, то, во-первых, это дает повод применять в отношении дорожных мастеров соответствующие санкции, а, во-вторых, в случае брака на стрелочном переводе делаются попытки, и порой небезуспешные, всю вину за происшедшее отнести на счет путейцев, хотя иногда причинами браков являются также и неисправности подвижного состава, которые в существующих условиях не всегда выявляются.

Для изучения фактического состояния стрелочных переводов, установления рациональных допусков содержания их по шаблону, разработке рекомендаций по стабилизации ширины колеи были проведены эксплуатационные наблюдения.

Основной целью измерений являлось накопление материалов, необходимых для достоверной статистической опенки надежности эксплуатации стрелочных переводов, разработки рациональных допусков содержания рельсовой колеи на стрелочных переводах. Обмеры и исследования переводов проводились на ряде станций Западно-Сибирской железной дороги.

В качестве объектов наблюдений были выбраны 59 стрелочных переводов типа Р65 марки 1/11 (крестовины сборные с литым сердечником в виде цельной отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков) колеи 1520 мм, уложенные в главных путях с грузонапряженностью брутто до 70 млн. т бр. На стрелочных переводах измерялись следующие параметры:

• ширина колеи;
• ординаты переводной кривой;
• стрелы изгиба контррельсовой нити прямого направления и упорной рельсовой нити бокового направления от хорды длиной 10 м в точках через 5 м с началом отсчета от острия криволинейного остряка.

Перед началом эксплуатационных наблюдений предварительно был проведен анализ причин ограничений скоростей движения поездов на соответствующих участках. Оказалось, что несмотря на наличие большого количества отступлений от нормативов содержания рельсовой колеи на стрелочных переводах в горизонтальной плоскости, их состояние с точки зрения безопасности движения и комфортабельности езды на практике не учитывалось, т.е. движение по ним осуществлялось без ограничения скоростей. Предупреждения по ограничению, как правило, выдавались по сверхнормативному износу крестовин и других металлических элементов переводов, из-за наличия дефектных рельсов, остряков, стрелочной гарнитуры, а также из-за выплесков и кустовой гнилости брусьев.

Одним из главных факторов, определяющих степень воздействия подвижного состава, является размер ширины рельсовой колеи. Всего на 59 переводах в течение 1996-1999 гг. было проведено 7 циклов обмеров, т.е. получено 413 значений каждого измеряемого параметра. В реальных условиях наблюдается весьма существенный разброс значений ширины колеи на переводах, повсеместно превышающий установленные пределы. Например, в зоне переднего вылета рамных рельсов максимальный разброс значений ширины колеи составляет 30 мм (1514-1544 мм); в зоне корневых устройств — по прямому направлению 32 мм (1511-1543 мм), по боковому направлению 36 мм (1512-1548 мм). Аналогичное положение наблюдается в зоне соединительных путей стрелочных переводов. Максимальный разброс составляет 28 мм (1512-1540 мм) по прямому пути и 34 мм по боковому (1512-1546 мм). Не лучше обстоит дело и в крестовинных узлах. Абсолютный максимум разброса 35 мм (1511-1546 мм) зафиксирован в заднем стыке крестовины по боковому направлению.

Результаты статистической обработки данных измерений в контролируемых сечениях приведены в таблицах 3.3 и 3.4.

Сравнение результатов, приведенных в таблиц 3.3 и 3.4 показывает, что при оценке состояния пути по новой инструкции нормативным требованиям отвечает 28.4 % стрелки, 23.5 % — на соединительных путях и 43.7 % — в пределах крестовины. В то же время аналогичные значения ширины колеи, оцененные в соответствии с требованиями Инструкции ЦП/2913, составляют в пределах стрелки 17.6 %, на соединительных путях — 35 % и 25 % — в пределах крестовины.

В целом нормативным требованиям ширина колеи в пределах стрелочного перевода, оцененная по нормам Инструкции ЦП/774, в 1.48 раза отвечает чаще по сравнению с требованиями Инструкции ЦП/2913. Разброс по отдельным сечениям стрелочного перевода, как в первом, так и во втором случае велик и достигает 4-5 раз.

Прогнозирование расстройств рельсовой колеи на стрелочных переводах

Методика предусматривает эксплуатационные наблюдения, их статистический анализ; дисперсионный анализ с целью определения степени влияния на исследуемый геометрический параметр различных факторов; аппроксимацию экспериментального корреляционного поля данных; получение, в итоге, модели накопления остаточных деформаций исследуемого параметра.

Как показывают опыт эксплуатации и проведенные наблюдения, наиболее расстраиваемыми зонами стрелочного перевода являются передний вылет рамного рельса и переводная кривая. Исходя из этого, указанные зоны и выбраны для рассмотрения. В зонах исследовались следующие сечения: передний стык рамного рельса, 1000 мм от острия остряка, у острия, в корне остряка по боковому направлению, в середине и в конце переводной кривой.

Основной исследуемой характеристикой в данной методике принята интенсивность нарастания расстройств:

где 5″,- и — ширина колеи в момент проведения текущего и предыдущего замеров;

Г, и Г,.; — пропущенный тоннаж к моменту проведения текущего и предыдущего замеров.

Для оценки влияния на расстройство колеи некоторых факторов был проведен дисперсионный анализ, в результате которого определены факторная и остаточная дисперсии и, как их отношение, наблюдаемое значение критерия Фишера (критерия I⁷). В качестве исследуемых факторов приняты пропущенный по переводу тоннаж Т, так как он характеризует срок службы перевода и суммарное воздействие подвижного состава, а также фиксируемая в момент замера ширина колеи 5, поскольку от зазора между гребнем колеса и рельсом зависят боковые силы. Горизонтальные поперечные силы в сво1£> очередь оказывают влияние на состояние перевода по шаблону. Результаты дисперсионного анализа представлены в таблице 3.5.

Фактор пропущенного тоннажа Т оказывает влияние на расстройство колеи по шаблону во всех исследуемых сечениях при всех принятых уровнях значимости, т.к. Р_на^ > Р_кр , т.е. групповые средние различаются значимо. Для примера численные результаты приведены только в двух сечениях. Следует отметить, что пропущенный тоннаж является основным и лидирующим фактором, т.к. факторная дисперсия по Т на порядок больше факторной дисперсии по фактору

Факторные модели могут быть мультипликативного или аддитивного типов. Функцию интенсивности накопления расстройств стрелочного перевода по ширине колеи Я = /{Т,8) можно записать соответственно в виде:

Предварительно вычислив с помощью ЭВМ для каждого исследуемого сечения значения интенсивности расстройства колеи, по шаблону, получим экспериментальное корреляционное поле точек Л_э (Т, 5).

Ввиду того, что фактор пропущенного тоннажа Г является основным фактором воздействия на расстройство колеи, аппроксимация корреляционного поля точек производится сначала функцией ЦТ). В качестве регрессионных функций, кроме полиномов 1-4 степеней, применялись экспоненциальные и показательные функции. По результатам расчетов наименьшая относительная ошибка оказалась у регрессионной кривой вида Я = а + ЬТ + сТ².

Эта кривая наиболее полно отвечает характерной кривой интенсивности отказов. Во время первого периода происходит стабилизация стрелочного перевода и ликвидируются последствия недостатков укладки, он характеризуется увеличенной интенсивностью отказов (период приработки). Второй период — период нормальной работы. Параметр Я этот период в основном постоянен или близок к таковому. Третий период характеризуется ускоренным «старением» перевода, интенсивность отказов возрастает. К этому времени, как правило, из-за перешивок приходят в негодность шпалы и брусья.

Исходя из выражений (3.2) и (3.3) влияние фактора на интенсивность расстройств можно представить аналитически.

С точки зрения физики процесса необходимо, чтобы было всегда положительным. При этом согласно методу наименьших квадратов должно соблюдаться условие.

В качестве аппроксимирующих функций использовались полиноминальные уравнения. Наилучшие результаты получены в случае полинома третьей степени модели аддитивного типа.

В результате проведенных исследований получены факторные модели интенсивности накопления расстройств по ширине колеи.

Так как данные проведенных эксплуатационных наблюдений являются случайными числами, то для описания поведения функции Я_теор (Т, 5) аналогично было определено среднеквадратичное отклонение аЯ_теор .

Определив функции Я_теор = /(Т,Б) для исследуемых сечений, можно р с помощью численного интегрирования построить функции накопления При заданном выражение будет иметь вид.

Начальная ширина колеи определяется согласно нормам укладки стрелочных переводов. Интегрирование происходит на интервале Г=0-500 млн. т брутто груза с шагом 10 млн. т, что обеспечивает удовлетворительную погрешность в расчетах. На основании этих расчетов для исследуемых сечений построены графики изменения ширины колеи. Пример такого графика приведен на рисунке 3.4 (для переднего стыка рамных рельсов). Из графика видно, что перешивка колеи должна происходить до момента резкого роста ширины колеи. Назначать допуск в пределах приработочных отказов нецелесообразно, т.к. это влечет за собой увеличение объемов работ по перешивке и рост затрат на текущее содержание.

Распределения значений ширины колеи на стрелочных переводах носят в основном симметричный характер и описываются кривой Гаусса (нормальным законом распределения). Для определения вероятности расстройства колеи по шаблону по известной формуле рассчитаны и построены функции плотности распределения значений ширины колеи /(Б) (см. рисунок 3.4).

Для оценки надежности системы по ранее рассчитанным значениям плотности распределения ширины колеи, а также установленным и предлагаемым плюсовым допускам ширины колеи [Б] (см. рисунок 3.4) определена вероятность отказа — функция Т⁷ (Т) при Травном 100, 200, 300, 400 и500 млн. т брутто пропущенного груза. С помощью графиков ^(Т) можно оценить влияние процесса «старения» стрелочного перевода на надежность данной системы. Видно, что с увеличением пропущенного тоннажа вероятность отказа растет. Очевидно также, что чем меньше допуск в сторону уширения, тем вероятность отказа больше ^Ру (Т) > Р₂ (Т)).

Проведенные на основании эксплуатационных, наблюдений теоретические исследования показывают, что установленные Инструкцией ЦП/2913 плюсовые допуски по ширине колеи во всех исследованных сечениях лежат в зоне приработочных отказов. Интенсивность расстройства колеи по шаблону в этот период значительна, поэтому «удержать» колею а этих пределах очень трудно. Установив рациональные допуски согласно Инструкции ЦП/774 при безусловном обеспечении безопасности движения поездов можно избежать частых перешивок колеи и добиться продления сроков службы шпал и брусьев. Безопасность движения при этом не ухудшится.

Рисунок 3.4 — Графики функций расстройства рельсовой колеи по шаблону 5 (Г), плотности распределения ширины колеи /(Б) и вероятности отказов Е(Т) в переднем стыке рамных рельсов

Корректировка допускаемых скоростей на стрелочных переводах

Как и в случае с шириной колеи, в эксплуатационных условиях имеет место довольно большой разброс значений ординат переводной кривой. Максимальные отклонения, как в сторону увеличения, так ив сторону уменьшения, зафиксированы в средней части переводной кривой.

Особенностью этих наблюдений было измерение стрел изгиба. Как показывает практический опыт и, в частности, эксплуатационные наблюдения, одной из наименее стабильных зон стрелочных переводов с этой точки зрения, кроме переводной кривой, является передний вылет рамного рельса со стороны криволинейного остряка. Это обусловлено набеганием колесной пары на рамный рельс при движении с бокового пути. Со временем происходит нарастание остаточных деформаций и, в итоге, образуется неровность в плане. Максимальные наблюдавшиеся стрелы изгиба наружной рельсовой нити по прямому пути достигали 38-47 мм, а уклоны горизонтальных неровностей были равны 7.6-9.4 %. В случае коротких неровностей (длиной менее 5 м) уклон отводов был еще большим. Максимальные стрелы изгиба упорной рельсовой нити переводной кривой достигали значения 91-110 мм при проектном размере 41 мм.

Как показали эксплуатационные наблюдения, в подавляющем большинстве случаев при наличии отступлений в нормативах содержания стрелочные переводы эксплуатируются, за редким исключением, без ограничений скоростей движения поездов, что свидетельствует о несоответствии существующей системы норм и допусков содержания стрелочных переводов современным эксплуатационным условиям.

Существующие нормативы скоростей на стрелочных переводах действительны при условии их содержания в соответствии с техническими требованиями. До последнего времени отсутствовали указания по установлению допускаемых скоростей при наличии отклонений от норм устройства и допусков содержания. Рекомендации технических указаний по расшифровке записей путеизмерительных вагонов (ТУ-81) не распространялись на стрелочные переводы. С целью разработки рекомендаций по установлению скоростей в этом случае проведены исследования.

Анализ состояния стрелочных переводов показал, что установленные допуски по ширине колеи, по уровню, по ординатам переводных кривых и стрелам изгиба меньше фактических отклонений от норм устройства. Проведенные испытания с различным подвижным составом на стрелочных переводах с неисправностями III…IV степеней (по аналогии с неисправностями на пути согласно Инструкции ЦП-515 / 85 /) показали, что эти неисправности вызывают перенапряжения в рельсовых элементах стрелочных переводов и требуют ограничения допускаемых скоростей движения. На основании проведенных исследовании разработаны следующие рекомендации:

• нормативы скоростей приказа МПС № 2ЦЗ от 14.07.94 г. / 86 / применяются по прямому направлению стрелочных переводов при разности стрел в смежных промерах не более 10 мм по основному направлению стрелочных переводов, уложенных в кривых;
• при наличии отступлений по ширине колеи и по уровню (включая просадки) скорости движения устанавливаются в соответствии с требованиями Инструкции ЦП-515 и дополнений к ней;
• скорости движения при отступлениях по направлению в плане как в прямых, так и в кривых устанавливаются по формулам:

V_maxn = 340Д/~⁰⁵ для пассажирских поездов; (3.8)

У_тахг =283Д/^-0—⁵ для грузовых поездов. (3.9)

Нормы устройства переводных кривых по ординатам указаны в Инструкции ЦП-774. Отклонение от норм не должно превышать 2 мм в сторону увеличения и 10 мм в сторону уменьшения. При этом разность отклонений в смежных точках не должна превышать 2 мм.

При наличии отступлений фактических ординат от проектных 5 мм и более в сторону увеличения, 20 мм и более в сторону уменьшения и 5 мм в разности отступлений в смежных ординатах — скорость движения по боковому направлению снижается до 25 км/ч / 87 /.

Рекомендации ВНИИЖТ по установлению допускаемых скоростей на стрелочных переводах при наличии отклонений от норм устройства и допусков содержания апробированы на Инской дистанции пути Западно-Сибирской железной дороги.

Механизированная укладка стрелочных переводов

За последние годы в путевом хозяйстве дорог внедрены новые технологии укладки стрелочных переводов на железобетонных брусьях блоками с помощью как путеукладочных, так и восстановительных кранов ЕДК-300/5 и ЕДК-500/80 (ЕДК-1000).

Кран ЕДК-300/5 с горизонтальной выдвижной стрелой эффективен на электрифицированных участках: не надо отводить контактный провод за пределы габарита работы стрелы (рисунок 3.5).

Кран ЕДК-500/80 (ЕДК-1000) больше оправдывает себя на не электрифицированных участках. На электрифицированных же требуются демонтаж контактной сети и отвод проводов, что значительно увеличивает продолжительность «окна» (рисунок 3.6).

Рисунок 3.5 — Схема расстановки крана ЕДК — 300/5 и платформ при замене стрелочного перевода: пл. 1 и пл. 2 — порожние платформы для снимаемых блоков; пл. 3 и пл.4 — платформы с новыми блоками; I — кран; II — тепловоз; стрелкой указано направление снятия и укладки блоков

Рисунок 3.6 — Схема расстановки ЕДК — 500/80 (ЕДК — 1000) и платформ при снятии и укладке стрелочного перевода двумя блоками с одной стоянки: I — локомотив; II — кран; а — строповка от края между брусьями 1213;б-то же, 10-11; в — то же, 6-7; г — то же, 5-6; пл. 1, 2, 3 — платформы

Учитывая, что восстановительные краны применяют при установленных выносных опорах, накануне руководитель работ и машинист крана на месте определяют будущие стоянки.

Как показывает накопленный опыт, наиболее распространенный способ — укладка стрелочного перевода блоками. Новый стрелочный перевод собирают по двум вариантам: при первом его монтируют на площадке или в междупутье около места предстоящей укладки, а затем делят на блоки, при втором — на базах или сборочных стендах в дистанциях пути или ПМС, что эффективнее, так как процесс сборки максимально механизирован, а постоянная бригада тщательно подгоняет все части перевода, своевременно выявляет и устраняет недостатки элементов заводского изготовления / 88 /.

После полной сборки и проверки стрелочный перевод размечают, маркируют и разделяют на блоки. При сборке целесообразно высверлить отверстия в рельсах для установки стрелочной гарнитуры. Исходя из эксплуатационных условий станций замене подлежат: рамный блок, соединительный и крестовинный. Горловины станций размещены, как правило, в стесненных условиях, и переводы располагаются в непосредственной близости друг от друга. Поэтому укладывать полный комплект нет возможности. Для этих целей выпускают новые укороченные комплекты брусьев для марок 1/11 и 1/9.Отвод подуклонки рельсов от 0 до 1/20 выполняют на трех междушпаль- ных пролетах.

Если необходимо заменить закрестовинный блок, то после его сборки металлические части снимают, оставляя прикрепленными к брусьям подкладки и башмаки, и объединяют брусья в блоки при помощи монтажных старогодных рубок того же типа. Количество блоков зависит от способа перевозки.

Закрестовинную часть целесообразно заменять после укладки стрелочного перевода (три блока) в специально выделенное «окно». Например, спустя два-три дня. Так делают на Московской, Юго-Восточной и Горьковской дорогах.

При всех вариантах наиболее трудоемкими считают балластные работы. В большинстве случаев расположение стрелок или состояние балласта не позволяет применять бульдозер, поэтому все операции монтеры пути делают вручную.

В подготовительный период до «окна» балласт вырезают из шпальных ящиков до подошвы. При этом скорость движения по стрелочному переводу ограничивают до 15 км/ч. В основное время «окна» необходимо срезать бар- ласт на всем участке на величину не менее 20 см ниже существующего уровня. Вырезанный балласт убирают на подвижной состав грейферным краном или автомотрисой АГД. В зависимости от продолжительности «окна» и сво- бодности соседнего пути это делают в основное «окно» или специально выделенное.

После укладки новых блоков стрелочный перевод рихтуют гидравлическими рихтовщиками. После того, как шпальные ящики засыпаны из хоппер-дозатора балластом, перевод выправляют машиной ВГТРС или электрошпал оподбойками обычным способом.

Перед открытием движения на стрелке монтируют переводное устройство, устанавливают стрелочные и приваривают приварные соединители, включают стрелочный перевод в централизацию, проверяют состояние пути по шаблону и уровню. Первые один два поезда следуют со скоростью 15 км/ч, последующие — 25 км/ч. Ограничения действуют до завершения заключительных работ.

После открытия движения выполняют локальную послеосадочную выправку стрелочного перевода и оправляют балластную призму. Затем окончательно проверяют состояние перевода и разрешают установленную для данного участка скорость движения поездов. Рассмотрим каждый из технологических процессов в отдельности.

Укладка стрелочного перевода краном УК-25/9-18. Работы выполняют на электрифицированном участке, напряжение в контактной сети снимают.

Замену старогодного стрелочного перевода и укладку нового ведут с закрытием одного стрелочного перевода (рисунок 3.7) и соседнего пути.

Замене подлежит: стрелка, соединительные пути, крестовина; деревянные брусья (на железобетонные); металлические части (с типа Р50 на тип Р65).

Стрелочный перевод на железобетонных брусьях собран на производственной базе. Его разделяют на блоки, которые грузят и размещают в определенной последовательности на лыжи платформ укладочного поезда и доставляют на место укладки. На эти платформы погружают рельсовые рубки требуемой длины для укладки их перед началом и в конце стрелочного перевода.

Крестовинный блок доставляют в разобранном виде: отдельно металлические части — крестовина с рельсами и переводные брусья, скрепленные инвентарными рубками по наружным нитям.

Перевод начинают снимать со стороны крестовины, а укладывать — со стороны рамных рельсов.

Укладка стрелочного перевода комплексом КСП. Операции плексом КСП можно выполнять на электрифицированном участке под напряжением и без него.

Стрелочный перевод на железобетонных брусьях собирает на базе дистанции пути с применением козлового крана специализированная бригада из 6 чел.

После сборки и тщательной проверки стрелочный перевод разделяют на блоки: первый — стрелочный, второй — соединительный, третий — кресто- винный. Старогодные блоки снимают со стороны стрелки, новые укладывают со стороны крестовины.

Стрелочный перевод заменяют с помощью комплекса КСП, в который входят: кран КСП, порожняя механизированная платформа 1, порожняя 4- осная платформа 2, механизированная платформа 3 с крестовинным блоком, 4-осная платформа 4 с блоками соединительных путей и стрелочным. Блоки уложены в горизонтальном положении (рисунок 3.8). Механизированные платформы ППК (пл. 1 и пл. 3предназначены для перевозки крестовинного блока в наклонном положении, что обеспечивает габарит пропуска подвижного состава.

Замена стрелочного перевода краном УК-25 СП. При работах можно снимать напряжение в контактной сети или нет.

При замене стрелочный перевод закрывают, а соседний путь не занимают.

Стрелочный перевод на железобетонных брусьях собирают на стенде при помощи козлового крана. Потом его разделяют на блоки: первый — стрелка, второй — соединительные пути, третий — крестовинный, четвертый — закрестовинный.

Для транспортировки блоков к месту укладки предназначены специальные платформы, оборудованные цеповым транспортером. В комплект входят: две платформы для крестовинного и закрестовинного блоков (их перевозят в наклонном положении) и две — для стрелки и соединительных путей (их перевозят горизонтально). Такие же платформы требуются и для заменяемых блоков.

Кран УК-25 СП оборудован специальными порталами, которые в транспортом положении расположены под углом относительно продольной оси крана и находятся в габарите подвижного состава, а на месте работ при помощи гидравлических цилиндров порталы разворачиваются и принимают положение, при котором проем между ними увеличивается до 6 м.

Новые блоки укладывают в два этапа. Накануне, на стрелочном переводе, подлежащем замене, краном УК-25 СП снимают «прямое направление» и заменяют его участком пути. «Боковое направление» — отключают. На улог женный участок подают машину СЧ-600, которая очищает балласт на глубину до 40 см, а засорители грузят в специальные полувагоны. Для замены стрелочного перевода участком пути и очистки балласта требуется «окно» продолжительностью не менее 5 ч.

Для укладки новых блоков формируется хозяйственный поезд (рисунок 3.9): кран УК-25 СП, порожняя платформа для погрузки звеньев уложенного участка пути, платформа с блоком № 1, платформа с блоком № 2, платформа с наклонной рамой с блоком № 3, платформа с наклонной рамой с блоком № 4.

Разборку начинают с закрестовинной части. Кран поочередно снимает с пути уложенные звенья и подает их на порожнюю платформу, стоящую за ним. Платформу с звеньями отправляют с места работ, а под кран подают четыре платформы с блоками.

Укладку новых блоков начинают с блока № 1. Платформы 3 и 4 приводят в горизонтальное положение. С блока снимают крепежное приспособление, перетягивают его по цеповому транспортеру. Кран укладывает блок на подготовленное основание впереди себя. Монтеры пути ставят накладки и сболчивают стыки. Таким же порядком укладывают остальные блоки. Кран и порожние четыре платформы отравляют с места работ, а монтеры пути заменяют заготовленные заранее рельсовые рубки.

На прямое направление подают хоппер-дозатор, который выгружает новый балласт по всей ширине пути. После перевода стрелки на боковое направление подают другой хоппер-дозатор, наполовину заполненный новым балластом, который выгружают по концам брусьев. Монтеры пути распределяют его по всему стрелочному переводу и очищают желоба.

Рихтовка, выправка и последующие работы аналогичны выполненным в других вариантах.

Для работ второго этапа требуется «окно» продолжительностью не менее 5 ч.

Сравнение вариантов замены стрелочных переводов блоками приведено в таблице 3.6.

Эффективность применения современных выправочно-подбивочных машин на стрелочных переводах

В современных технологиях ремонта железнодорожного пути задействованы высокопроизводительные выправочно-подбивочно-рихтовочные машины непрерывного и циклического действия, оборудованные автоматизированными микропроцессорными системами (АС). На сети дорог наибольшее распространение нашли АС «Навигатор» (г. Новосибирск) и АС АТС фирмы «Плассер и Тойрер».

стрелочного перевода краном УК-25/9-18: пл. 1 — порожняя платформа под снимаемые блоки; пл. 2 — платформа с новыми блоками № 1 и № 2; пл. 3 — платформа с новым крестовинным блоком на инвентарных рубках; п. 1 и п. 2 — первый и второй пути; I — тепловоз; II, III, IV — соответственно направление движения, укладки, разборки

Рисунок 3.8 — Схема формирования хозяйственного поезда при замене стрелочного перевода комплексом КСП: I, II, III — соответственно направления подачи хозяйственного поезда, укладки и снятия стрелочного перевода (правый перевод укладывают с бокового направления, левый — с прямого); IV — тепловоз; пл.1 и 3 — механизированные платформы

Рисунок 3.9 — Схема расстановки крана и платформ при замене стрелочного перевода УК-25 СП: пл. 1 и 2 — платформы; пл. 3 и 4 — то же с наклонной рамой; I и II — соответственно направление подачи хозяйственных поездов и разборки стрелочного перевода; III — тепловоз; IV — платформа под снятые блоки

Сравнительные испытания различных устройств подъема третьего рельса проводились на машине «Унимат» 08-275/38 № 002 (далее машина ЗБ) совместного производства КЗ «Ремпутьмаш» и фирмы «Плассер и Той- рер» и на опытном образце машины ВПРС-03 № 003 (далее машина 03) производства ОАО «Кировский завод 1 Мая» / 90 /.

Кроме оценки эффективности указанных устройств на стрелочных переводах (СП) при испытаниях выявляли возможность исключения ручного труда (как минимум пятерых рабочих) при поддомкрачивании и подбивке длинных брусьев (для предотвращения их излома).

Опытные участки пути и СП были смежными, имели практически одинаковые характеристики верхнего строения: засоренность, уплотненность и толщину балласта, пропущенную нагрузку, переходные и круговые кривые. Средняя подъемка пути и СП машинами не превышала 40 мм.

Режимы работы при выправке опытных участков выбирали в зависимости от условий: заглубление подбоек 400 — 425 мм, с одинарной или двойной подбивкой, одним или двумя сжимами, продолжительность 1.8 — 2.0 с. При работе на СП у машины 03 использовалось 12 подбоек, а на пути — все 16.

В таблице 3.7 приведены технические характеристики машин при одинарной подбивке шпал.

Устройства захвата третьего рельса на машине ЗБ выдвигались и убирались (в одну или другую сторону) без остановки движения. Они выполнены в виде гидрофицированных телескопических балок, установленных на кузове машины, и роликовых захватов за головку рельса на тросовых подвесках.

Для этой операции машине 03 требовалась остановка на 2 мир. Устройства, установленные слева и справа машины, состояли из подъемно- подбивочных манипуляторов (ППМ) с выдвижной стрелой. Подбивка брусьев производилась виброклиньями, выдвижение роликового захвата ППМ — вручную.

Для подбивки стрелочных переводов с эффективным использованием захвата третьего рельса машиной 38 привлекали двух монтеров пути с элек- трошпалоподбойками и электроагрегатом, а из-за плохой видимости подбоек и ГЕРУ на машине 03 при выправке стрелочных переводов — четыре человека обслуживающего персонала вместо трех.

По результатам испытаний установили, что при одинаковых исходных неровностях и прочих условиях по плавности и точности выправки пути и СП в трех координатах обеспечивается примерно одинаковое улучшение этих показателей: при работе машины 03 — в 1.21-1.38 раза, машины 38 — в 1.07-1.19 раза.

После пропуска поездной нагрузки по выправленным участкам плавность ухудшилась: на участке машины 03 — в 0.84 раза, машины 38 — в 0.98 раза. Чем больше были неровности до и после работы машины 03, тем сильнее они ухудшались после пропуска поездной нагрузки.

Показатели точности | Л | после пропуска поездной нагрузки не изменились.

Усредненные показатели плавности и точности после выправки стрелочных переводов по прямому направлению оказались практически равными для обеих машин как по величинам, так и по отклонению. Однако уровень этих показателей остался низким — в 1.5—2 раза хуже требуемых для этих машин.

Основными причинами этого стали:

• отсутствие отработанных технологий выправки СП такими машинами. Допускались переподъемки (рисунок ЗЛО). С машиной 03 переподъемка составила 10 мм на длине 10 м, и как следствие, в районе переводного и кре- стовинного блоков остались просадки 20-23 мм на длине 47.5 м. При работе машины 38 просадки в тех же местах были 6-12 мм на длине 12 м, а переподъемки — 8 мм на длине 12 м;
• недостатки конструкций машин. У машины 03 не отработан механизм подъемно-подбивочного устройства (ППУ): его действия несогласованы с основным ПРУ и подбивочными блоками, замедленное перемещение ППУ для подбивки бруса в третьей точке. Машина работала 12-ю подбойками из 16-и. Внутренние подбойки были сняты из-за угрозы обрыва троса-хорды.

Так как подбивочное устройство в третьей точке на машине 38 отсутствует, требуется ручная подбивка балласта под концами брусьев, что приводит к фиксации бруса на заниженной или завышенной отметке по высоте и перекосам по уровню в прямом направлении.

Рисунок 3.10 — Положение пути в продольном профиле до и после работы машины на стрелочных переводах: а — «Унимат» 08-275/38, № 02; б — ВПРС-03, № 003; —о— -до работы — основное направление; —•— — после работы — основное направление; —&— — до работы — боковое направление; —а— — после работы — боковое направление

Для эффективной выправки стрелочных переводов требуется отработка конструкции подъемно-подбивочного устройства машины 03 и корректировка технологии выправки машины ЗБ с учетом конкретных условий расположения стрелочного перевода. Неиспользование ручной подбивки брусьев в третьей точке приводит к значительной потере качества выправки по всем приведенным показателям.

Выводы

1. Одним из основных нормативов на стрелочном переводе, как и в пути, является ширина колеи. Но в отличие от перегонной конструкции верхнего строения пути здесь более строго регламентированы места измерений, порой расположенные очень близко друг от друга. Это касается каждого из направлений движения на переводе.
   Учитывая опыт эксплуатации, МПС РФ время от времени меняет допуски на содержание стрелочных переводов. Эти допуски проанализированы в работе.
2. Для изучения соответствия фактического состояния стрелочных переводов по ширине колеи были проведены эксплуатационные наблюдения на 59 стрелочных переводах Р65 марки 1/11 колеи 1520 мм. Наблюдения показали, что в реальных условиях наблюдается весьма существенный разброс значений ширины колеи на переводах, повсеместно превышающий установленные пределы.
   В целом нормативным требованиям ширина колеи в пределах стрелочного перевода, оцененная по нормам Инструкции ЦП/774, в 1.8 раз отвечает чаще по сравнению с требованиями Инструкции ЦП/2913. Разброс по отдельным сечениям стрелочного перевода, как в первом, так и во втором случае велик и достигает 4-5 раз.
3. В работе представлена методика прогнозирования расстройств рельсовой колеи и вероятностная модель накопления расстойств ширины колеи в характерных сечениях стрелочных переводов. Выполненные расчеты показывают, что установленные Инструкцией ЦП/ 2913 плюсовые допуски по ширине колеи во всех исследованных сечениях лежат в зоне приработочных отказов. Интенсивность расстройств колеи по шаблону в этот период значительнее, поэтому «удержать» колею в этих пределах очень трудно. Установив рациональные допуски согласно Инструкции ЦП/774 при безусловном обеспечении безопасности движения поездов можно избежать частых пер^- шивок колеи и добиться продления сроков службы переводных брусьев.
4. За последние годы в путевом хозяйстве внедрены новые технологии укладки стрелочных переводов на железобетонных брусьях блоками как с помощью как путеукладочных, так и восстановительных кранов ЕДК — 300/5 и ЕДК — 500/80. В работе детально проанализирована возможность применения этих кранов в различных условиях эксплуатации и предложена технология укладки стрелочных переводов блоками укладочными кранами УК-25/9- 18 и комплексами КСП на электрифицированном участке под напряжением и без него.
   Стрелочный перевод на железобетонных брусьях собирает на базе дистанции пути с применением козлового крана специализированная бригада из 6 монтеров пути.
5. Сравнительные испытания машин «Унимат» и ВПРС-03 на выправке стрелочных переводов выявили возможность исключения ручного труда (как минимум пятерых рабочих), возможность выправки стрелочного перевода за 1-1.5 часа с удовлетворительным качеством и недостатки конструкции машин.

Список используемой литературы

• Инструкция по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показателям путеизмерительного вагона ЦНИИ-2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов / ЦП-515 от 14.10.97. — М.: Транспорт, 1999.-44 с.
• Приказ Министерства путей сообщения РФ № 2 ЦЗ от 14.07.94 «О нормах допускаемых скоростей движения по железнодорожным путям колеи 1520(1524) мм» / МПС РФ. -М., 1994.- 166 с.
• Радыгин Ю.Н., Глюзберг Б.Э. Содержание стрелочных переводов с отступлениями в ординатах переводной кривой // Путь и путевое хозяйство. — 2001,№ 1.-С. 18-19.
• Самарина A.A. Механизированная укладка стрелочных переводов на железобетонных брусьях // Путь и путевое хозяйство. — 1997, № 5. — С. 13-17.
• Цыкунов Ю.И., Орда В.К. Эффективность выправочно- подбивочных машин // Путь и путевое хозяйство. — 2003, № 2. — С. 26-30.