Содержание к диссертации
Введение
1 Основные положения системы ведения путевого хозяйства на станциях 8
1.1 Основные этапы развития системы ведения путевого хозяйства. 8
1.2 Развитие конструкций стрелочных переводов 10
1.3 Нормативные и фактические сроки службы стрелочных переводов , 20
1.4 Обеспечение надежности работы рельсовых цепей 30
1.5 Методологические основы исследования надежности пути 39
1.6 Выводы 40
2 Оценка и прогнозирование надежности стрелочных переводов 42
2.1 Основные факторы, определяющие надежность стрелочных переводов 42
2.2 Модели отказов элеме нтов стрелочных переводов 46
2.3 Износ элементов стрелочных переводов 49
2.4 Надежность работы крестовин 54
2.5 Надежность работы стрелки 60
2.6 Анализ работы и предложения по совершенствованию стрелочных переводов проекта 2750 63
2.7 Сроки службы элементов стрелочных переводов 70
2.8 Продление срока службы крестовин 71
2.9 Экономическая эффективность наплавки и науглероживания крестовин 76
2.10 Продление срока службы остряков 80
2.11 Восстановление изношенных остряков подгорочных путей. 82
2.12 Выводы 84
3 Текущее содержание и ремонты стрелочных переводов 87
3.1 Новые нормы содержания стрелочных переводов 87
3.2 Стабилизация параметров рельсовой колеи на стрелочных переводах 94
3.3 Прогнозирование расстройств рельсовой колеи на стрелочных переводах 99
3.4 Корректировка допускаемых скоростей на стрелочных переводах 104
3.5 Механизированная укладка стрелочных переводов 105
3.6 Эффективность применения современных выправочно-подбивочных машин на стрелочных переводах 11/3
3.7 Выводы 116
4 Оценка надежности рельсовых цепей 118
4.1 Аппаратура рельсовых цепей 118
4.2 Техническое обслуживание рельсовых цепей 121
4.3 Стрелочные электроприводы 123
4.4 Стрелочные гарнитуры 126
4.5 Конструкции токопроводящих и изолирующих рельсовых стыков. Токопроводящие рельсовые стыки 127
4.6 Анализ отказов рельсовых цепей 136
4.7 Эксплуатационная надежность существующих рельсовых цепей... 139
4.8 Оценка надежности рельсовых цепей как объектов, восстанавливаемых в процессе применения 154
4.9 Оценка надежности рельсовой цепи как невосстанавливаемого объекта 160
4.10 Оценка надежности изолирующих стыков 162
4.11 Надежность изолирующих стыков на дорогах СССР 168
4.12 Анализ надежности работы изолирующих стыков на опытных участках 170
4.13 Анализ надежности работы изолирующих стыков, исходя из надежности их элементов 175
4.14 Анализ отказов подрельсового основания 179
4.15 Надежность работы рельсовых скреплений 181
4.16 Надежность работы токопроводящих стыков 183
4.17 Анализ отказов и повышение надежности рельсовых цепей 185
4.18 Выводы 187
Заключение 190
Литература
- Развитие конструкций стрелочных переводов
- Анализ работы и предложения по совершенствованию стрелочных переводов проекта 2750
- Стабилизация параметров рельсовой колеи на стрелочных переводах
- Конструкции токопроводящих и изолирующих рельсовых стыков. Токопроводящие рельсовые стыки
Введение к работе
Актуальность проблемы. Успешное решение стоящих перед железнодорожным транспортом задач по своевременному и качественному удовлетворению потребностей народного хозяйства и населения в перевозках связано с интенсификацией перевозочного процесса на основе прогрессивных технологий и повышения надежности технических средств.
Повышение надежности работы верхнего строения пути в современных условиях эксплуатации осуществляется в двух направлениях: первое - разработка и внедрение более совершенных элементов конструкций пути - рельсов, скреплений, железобетонных шпал; второе - широкое применение мероприятий, направленных на максимальное использование резервов работоспособности существующих конструкций, расчет этих резервов.
Повышение надежности каждого из основных элементов конструкции верхнего строения, как правило, ведет к повышению надежности железнодорожного пути в целом.
В настоящее время на Западно-Сибирской дороге эксплуатируется около 11 % дефектных стрелочных переводов. В главных путях находится 9.8 % дефектных крестовин. Дефектность переводных брусьев превышает 11 %. На дороге недостаточно уделяется внимания проведению работ по продлению срока службы стрелочных переводов и их элементов. Сложность ведения путевого хозяйства в Сибири обусловлена суровым климатом, высокой грузонапряженностью и осевыми нагрузками.
Все это определило особую остроту и актуальность проблемы повышения эксплуатационной надежности стрелочных переводов, их узлов и элементов, улучшения системы ведения стрелочного хозяйства.
Возрастают и требования к устройствам автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте, верхнему строению пути, которые должны обеспечивать высокую степень безопасности движения поездов. Связующим звеном устройств автоматики и верхнего строения пути являются рельсовые цепи, благодаря которым стало возможным обеспечение безопасно-максимальной пропускной и провозной способности участков и станций. К сожалению, в области действующих рельсовых цепей на сети железных дорог положение далеко не удовлетворительное. Свыше 40 % отказов устройств автоматики приходится именно на рельсовые цепи. При этом статистика показывает, что 50 % отказов рельсовых цепей происходит из-за неисправности изолирующих стыков. Поэтому, как ответственный элемент системы, обеспечивающей безопасность движения поездов, рельсовая цепь по количеству отказов стоит на одном из первых мест.
В связи с этим большое значение приобретают мероприятия, направленные на повышение надежности существующих рельсовых цепей, в частности, увеличение вероятности безотказной работы изолирующих стыков за счет повышения их качества и определения их оптимального резерва для восстановления отказавших и проведения профилактических замен.
Предметом исследования в данной работе является процесс функционирования верхнего строения пути на станциях.
Объектом исследования является оценка и прогнозирование надежности стрелочных переводов и рельсовых цепей на станциях.
Целью работы является создание научно-технических основ повышения эксплуатационной надежности стрелочных переводов и рельсовых цепей, совершенствование системы ведения путевого хозяйства на станциях.
Для достижения указанной цели были решены следующие задачи:
определены методики оценки и прогнозирования надежности стрелочных переводов и рельсовых цепей и способы управления их техническим состоянием;
даны предложения по продлению срока службы элементов стрелочных переводов и особенно крестовин;
определено фактическое состояние стрелочных переводов в горизонтальной плоскости и даны рекомендации по стабилизации параметров рельсовой колеи на них;
рекомендованы наиболее рациональные технологические процессы укладки и выправки стрелочных переводов с железобетонными шпалами;
построены математические модели, собраны статистические данные и сделан расчет надежности изолирующих и токопроводящих стыков, рельсовых скреплений, подрельсового основания при различных конструкциях пути;
разработаны ресурсосберегающие технологии повышения надежности стрелочных переводов и рельсовых цепей, сокращения средств на их содержание.
Методика исследований. Работа основана на теоретических и экспериментальных исследованиях, анализе и обобщении отечественного и зарубежного опыта разработки и эксплуатации стрелочных переводов; методической основой работы явились теория надежности и математическая статистика. Данные об отказах элементов стрелочных переводов и рельсовых цепей собраны с действующих участков Западно-Сибирской железной дороги с обработкой на ЭВМ современными математическими методами.
Достоверность полученных результатов оценивалась сравнением теоретических и экспериментальных данных, эксплуатационных наблюдений, результатами других исследований.
Научная новизна. Разработана методика комплексной оценки основных показателей эксплуатационной надежности стрелочных переводов и рельсовых цепей. Установлены закономерности процессов износа элементов переводов и изменения параметров рельсовой колеи в пределах стрелочных переводов. Научно обоснованы предложения по разработке новых технических решений, обеспечивающих повышение надежности стрелочных переводов, уложенных на железобетонных брусьях.
Разработана и исследована математическая модель расчета и прогнозирования надежности рельсовых цепей и их элементов: изолирующих и токо-проводящих стыков, рельсовых скреплений, подрельсового основания.
Разработана методика определения резерва сборных и клееболтовых изолирующих стыков и рельсовых соединителей для конкретных условий эксплуатации.
Практическая ценность работы состоит в том, что предложенные методы оценки надежности стрелочных переводов и рельсовых цепей, обобщение опыта эксплуатации стрелочной продукции позволили обосновать сроки службы стрелочных переводов и их элементов в условиях Сибири; предложить методы продления сроков службы крестовин и стрелок, стабилизации параметров рельсовой колеи на стрелочных переводах по шаблону и уровню; дать рекомендации по безопасности эксплуатации переводов, уложенных на железобетонных брусьях; обосновать периодичность ремонтов пути и его технического обслуживания с заменой и регулировкой ненадежных элементов; обосновать оптимальный резерв элементов рельсовых цепей.
Реализации работы. Основные результаты работы были использованы на Западно-Сибирской железной дороге, на Инской дистанции пути при совершенствовании системы ведения стрелочного хозяйства, продлении сроков службы элементов стрелочных переводов, установлении обоснованных скоростей движения поездов исходя из фактического состояния колеи на стрелочных переводах, повышении надежности рельсовых цепей и безопасности движения на станциях.
Апробация работы. Результаты работы и практические рекомендации докладывались и были одобрены: на заседании кафедры «Путь и путевое хозяйство» СГУПС в 2003 г., на научно-технических советах Западно-Сибирской железной дороги в 1998 - 2003 годах, на научно-технических конференциях в Новосибирске 1999 и 2002 г., Омске 2000 г. и Гомеле (Беларусь) 2002 г.
Основные научные результаты, защищаемые автором:
- методика и алгоритм решения задач по оценке и прогнозированию состояния стрелочных переводов, рельсовых цепей и их элементов;
методы и технология стабилизации параметров ширины колеи на стрелочных переводах и восстановления служебных свойств крестовин и остряков наплавкой и науглероживанием;
методика определения параметров стрелочных переводов, уложенных на железобетонных брусьях, технология их укладки и постановки в расчетное положение;
результаты анализа причин и статистики отказов элементов рельсовых цепей;
- предложения по повышению надежности стрелочных переводов и
рельсовых цепей.
Публикации. По результатам исследований опубликовано 5 статей.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка использованных источников.
Работа содержит 204 страницы текста, 68 рисунков, 42 таблицы. Список использованной литературы включает 131 наименование, из них 10 на иностранных языках.
/
Развитие конструкций стрелочных переводов
В связи со сложностью конструкции и взаимодействия с подвижным составом стрелочные переводы привлекали внимание инженеров-путейцев с самого начала существования железных дорог. Совершенствованию их конструкции и геометрических параметров посвятили свои труды ряд специалистов: А.А. Холодецкий / 18 /, Я.Н. Гордиенко / 19 /, Е.А. Гибшман 1 20 /и другие. Однако в то время скорости движения по стрелочным переводам устанавливались небольшими (30 - 50 км/ч по основному пути и 15-20 км/ч - по ответвленному), и их конструкции были сравнительно простыми: марки - в основном 1/6, 1/9 и 1/11, остряки из нормальных рельсов и рельсов специального профиля, крестовины - преимущественно сборно-рельсовые, в т.ч. с литым сердечником и цельнолитые из углеродистой стали.
Повышение скоростей движения до 70-80 км/ч по основному и до 40 км/ч по ответвленному пути стрелочных переводов потребовало проведения значительных работ по повышению их эксплуатационной стойкости. В начале 50-тых годов нынешнего столетия начались интенсивные научно - исследовательские, конструкторские и технологические разработки по внедрению: остряков низкого симметричного и несимметричного профилей с выпрессов-кой в корне и укрытием их под головку рамного рельса, в т.ч. гибких; крестовин типа общей отливки сердечника и наиболее изнашиваемой части усо-виков из высокомарганцовистой стали Г13Л; стрелочных переводов типа Р50 марки 1/15, предназначенных для движения по ответвленному пути со скоростями до 60 - 70 км/ч. Первые отечественные «стрелочники» МИ. Шлыгин, A.K. Янковский, Г.А. Литвин /21/, Г.И. Иващенко / 22, 23 / заложили основы «стрелочной» науки в СССР.
Особенно интенсивно комплекс работ по повышению надежности стрелочных переводов выполнялся в 60-е годы, что было связано с настоятельной необходимостью дальнейшего значительного повышения скоростей движения поездов: по основному пути переводов - до 120 - 160 км/ч, по ответвленному - до 80 - 120 км/ч, а также с ростом грузонапряженности сети дорог и осевых нагрузок подвижного состава. В этот период началась разработка и внедрение новых конструкций стрелочных переводов: типа Р65 марки 1/11 и 1/9; пологих марок 1/18 и 1/22, допускающих но ответвленному пути скорости движения соответственно 80 и 100-120 км/ч; стрелочного перевода типа Р65 марки 1/11 для скоростей движения по основному направлению до 160 км/ч. В этих конструкциях применены многие новые технические решения, а именно: уменьшенные углы удара в направляющие элементы, увеличенные радиусы очертания остряков и переводных кривых, гибкие остряки, цельнолитые крестовины, усиленные контррельсовые узлы, новые конструкции креплений рамных рельсов и поперечных связей стрелки и крестовины и др. Весомый вклад в эти разработки внесли: СВ. Амелин /24 — 26 /, МЛ. Смирнов / 26 /, В.Ф. Яковлев / 27 /, Г.И. Иващенко / 28 /, В.И. Абросимов / 29 /, И.И. Семенов / 30 /, Н.Н. Елсаков / 31, 32 / и другие.
В тот же период выполнялся небольшой комплекс научно-исследовательских и технологических работ по улучшению качества металла, используемого для изготовления стрелочных переводов.
Новый этап в развитии конструкций стрелочных переводов связан с разработкой и внедрением стрелочных переводов с непрерывной поверхно стью катания. Принципы создания таких стрелочных переводов были разра ботаны еще в начале развития железных дорог, в частности: с подвижным сердечником - на французских железных дорогах инженером Пуле (Poule), с одним подвижным у совиком - на тех же дорогах Флашем (Flachat), с двумя подвижными усовиками - на австрийской железной дороге Паулосом (Paulus). Тем не менее острая необходимость и возможность создания и се рийного внедрения этих конструкций на отечественных железных дорогах были предопределены накоплением результатов научных исследований, зна чительном (до 160 - 200 км/ч) повышением скоростей движения пассажир ских поездов, ростом технического уровня стрелочных и других заводов и значительным прогрессом в этом вопросе на зарубежных дорогах и в первую очередь - на дорогах Японии. /
В 1967 г. после изготовления Новосибирским стрелочным заводом поступили на испытания опытные образцы первого варианта крестовины с не прерывной поверхностью катания, у которой усовики выполнялись в виде единой корытообразной отливки, а гибкий сердечник - из остряковых рельсов ОР65, которые подвергались термообработке по поверхности катания с нагрева токами высокой частоты. Многокритериальные испытания этих конструкций проведены: ЛИИЖТом на Октябрьской ж.д. и ВНИИЖТом - на Экспериментальном кольце. На синтезированной основе их результатов внесены изменения в конструкцию, геометрические параметры и качество металла стрелочных переводов с непрерывной поверхностью катания.
Дальнейшее усложнение эксплуатационных условий и совершенствование конструкций железнодорожного пути в целом потребовали создания и других новых конструкций стрелочных переводов, а также совершенствования существующих их конструкций. Ввиду этого в последние 15-20 лет выполнены прикладные научно-исследовательские и другие работы, и на их основе созданы и серийно внедрены (или доведены до серийного внедрения) следующие новые конструкции стрелочных переводов: - стрелочные переводы с железобетонным плитным основанием типов Р50иР65марок 1/11, - стрелочные переводы типа Р65 и Р50 колеи 1520 мм; - стрелочные переводы с железобетонными брусьями; - стрелочный перевод типа Р75 марки 1/11.
Анализ работы и предложения по совершенствованию стрелочных переводов проекта 2750
Как видно из таблиц, средняя наработка 44-х крестовин составила 52.8 млн. т груза, наименьшая 14.6 и наибольшая 107.1 млн. т груза. До пропуска 30.0 млн. т изъяли четыре крестовины (14.6; 25.6; 27.4 и 29.8 млн. т) или 9.09 % общего количества изъятых со средним пропущенным тоннажом 24.35 млн. т груза. После наработки более 90 млн. т (средняя 101.28 млн. т) вышло из строя также четыре крестовины (94.2; 96.9: 106.9; 107.1 млн. т).
В диапазоне от 30.1 до 50.0 млн. т и от 30.1 до 70 млн. т пропущенного груза вышло из строя соответственно 45.45 и 70.44 %, а с наработкой до 80.0 млн. т — 86.35 % после пропуска в среднем 45.88 млн. т груза. Больше всего крестовин (25 %) изъяли в интервале 30 - 40 млн. т груза.
Из 44-х крестовин из-за износа, выкрашивания поверхности усовиков и сердечников, дефектов сварного шва и трещин хвостовой литой части сердечника сняли соответственно 4 (9.09 %), 31 (70.46 %), 8(18.18 %) и 1 (2.17 %)крестовин. Глубина выкрашивания поверхности катания усовиков и сердечников достигает 5 мм, наибольший износ (усовиков) составляет 8 мм и более. Вы шли из строя два остряка (дефекты ДО.20.2, тоннажи отказа 69.2 и 75.7 млн. т груза) и один рамный рельс (дефект ДР.21.2, тоннаж отказа 53.6 млн. т груза). Крестовины с врезной конструкцией литой и рельсовой частей усовиков поражаются дефектами выкрашивания по врезке. На отдельных кре стовинах с одним приварным рельсовым окончанием имеются выколы головки окончания в заднем торце крестовины.
Ранее испытанные на Западно-Сибирской дороге две крестовины с приварными рельсовыми окончаниями неврезной конструкции (стрелочные переводы на деревянных брусьях проектов 2717 и 2718) изъяли после пропуска 135 и 136 млн. т груза, а третью - 51 млн. т в связи с заменой перевода. Наибольший износ усовиков отказавших крестовин не превысил 8 мм.
Длительный опыт эксплуатации на дороге в аналогичных условиях стрелочных переводов типа Р65 марки 1/11 проекта 2193 на деревянных брусьях показал, что по обычным крестовинам сборной конструкции можно пропустить не менее 100 млн. т груза и даже 150 млн. т и более.
Поверхность катания рамных рельсов, остряков и ходовых рельсов переводов проекта 2750 дефектами выкрашивания повреждается после пропуска примерно 50 - 80 млн. т груза. Стрелочные башмаки с приварными подушками и выштампованными ребордами служили безотказно. Отмечен массовый выход из своих рабочих гнезд П-образных клемм. Иногда реборды без вертикальной стенки отрывались в зоне выштамповки. Упругие прутковые клеммы повреждались при укладке переводов и были заменены на жесткие. Опыта эксплуатации стрелочных переводов проекта 2750 с упругими клеммами пока что мало.
Угон рельсовых элементов стрелок не наблюдается. Из-за зазоров в зоне стыков появляются смятия поверхности головки рельсов, а также разрушение подрельсового основания и самих брусьев. Нарушается порядок использования проектов гарнитур. Вместо гарнитур проекта 17425 применяются гарнитуры проектов 16762 и 16739. Элементы скреплений контррельсового узла с вы штампованными ребордами не выходили из строя.
Половина обследованных переводов не оборудована продольными тягами. Не соблюдаются размеры минимального желоба между отведенным остряком и рамным рельсом, остряки не прилегают к рамным рельсам.
Имеются отступления в содержании элементов крестовин но го узла по уровню. Понижения обеих контррельсовых нитей от уровня крестовины достигают 21 и 4 мм (станция Калачинская), 16 и 7 мм (станция Колония). Выправить на балласте такие отступления невозможно (для их ликвидации используют подрельсовые и нашпальные прокладки).
Нестандартные нашпальные прокладки при укладке порой обрезают так, что не остаются буртики с одного торца. Железобетонные брусья в целом повышают стабильность продольного профиля стрелочных переводов, а так:-же их положение в плане.
Для повышения качества стрелочных переводов типа Р65 марки 1/11 проекта 2750 намечено сделать следующее.
Предполагается рассмотреть возможность внедрения конструкций крестовин НПК при грузонапряженности свыше 40 млн. т-км брутто на 1 км в год (это касается также переводов проектов 2717 и 2718). Для снижения жесткости подрельсового основания будут предусмотрены демпфирующие прокладки повышенной, по сравнению с применяемыми, упругости, в том числе и большей толщины (в первую очередь для зон стрелки, крестовины и контррельсового узла). Намечено внести изменения в геометрию железобетонных брусьев, создать новые и усовершенствовать существующие конструкции узлов скреплений, в том числе с упругими элементами (это же касается переводов проектов 2717 и 2718), а для снижения динамических воздействий на стрелочные переводы применить алюмотермитную сварку рельсовых элементов в зоне переводов (то же проектов 2717 и 2718) / 83 /.
Предстоит внедрить разработанные ВНИИЖТом и ПТКБ ЦП контррельсовые узлы с контррельсовым уголком, разработать способы регулировки ширины колеи и повышения ее стабильности, в связи с широким применением железобетонного подрельсового основания выполнить исследования по созданию оптимальных норм и допусков устройства и содержания колеи в пределах переводов.
Качество изготовления переводов не обеспечивает заданное укрытие остряков, что приводит к изъятию стрелок из эксплуатации. Поэтому заводу нужно строго соблюдать требования конструкторской документации.
По нашему мнению, важно провести исследования, связанные с оптимальными механическими характеристиками, в том числе твердости металла при упрочнении крестовин, предназначенных для эксплуатации на железобетонном подрельсовом основании, а также откорректировать конструкторскую документацию с целью размещения болтов упорных накладок и клеммных болтов, исключающего их соприкосновение. Для продления сроков службы крестовин, остряков, рамных рельсов, рельсов соединительных путей следует своевременно шлифовать накаты на них.
Имеется существенный дефект брусьев — изгиб в вертикальной плоскости, который невозможно исправить в эксплуатационных условиях, поэтому надо усовершенствовать технологии их изготовления. Кроме того, в железобетонных брусьях необходимо предусмотреть отверстия для соединителей и арматуры пневмообдувки переводов.
Стабилизация параметров рельсовой колеи 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 IIL..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 но 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 ЦГТ-515 и дополнений к ней; - скорости движения при отступлениях по направлению в плане как в прямых, так и в кривых устанавливаются по формулам: Vmm.» = 340Д/"0 5 для пассажирских поездов; (3.8) Утахг = 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.
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).
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 А
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 между шпаль-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.
Конструкции токопроводящих и изолирующих рельсовых стыков. Токопроводящие рельсовые стыки
Опыт эксплуатации железнодорожного пути показывает, что одной из основных причин отказов элементов верхнего строения и устройств автоматики, является нарушение работы рельсовой цепи / 91 /.
Наиболее характерными причинами отказов рельсовой цепи являются: обрыв стыковых соединителей, перемычек, тяговых и блокировочных соединительных проводов, нарушение изоляции изолирующего стыка, стрелочной гарнитуры, понижение сопротивления балласта, влияние посторонних источников тока, излом рельса и т.д.
Особенно опасна ситуация, когда рельсовая цепь показывает ложную свободность путевого участка. Наиболее вероятны случаи ложной свободи ости в результате следующих причин: появление обходных цепей для сигнального тока через опоры контактной сети, металлические конструкции, междупутные соединения и т. д.; потеря шунта вследствие загрязнения поверхности головок рельсов; следование подвижных единиц с плохим шунтом; подпитка или переворачивание путевых реле обслуживающим персоналом; неисправности перемычек или соединителей.
Неисправности соединителей происходят из-за коррозии, некачественной приварки, из-за повреждений при путевых работах / 91 /. Отказы стыковых соединителей приварного типа происходят в основном из-за обрыва соединителя в месте его приварки к рельсу вследствие нарушения технологии приварки или ненадежного контакта между тросом и наконечником. Основным недостатком штепсельных соединителей является нестабильное сопротивление в контактной паре штепсель-рельс. Это сопротивление зависит от состояния контактирующих поверхностей и плотности контакта.
Опыт эксплуатации железнодорожного пути показывает, что основное число отказов рельсовых цепей падает на изолирующие стыки в стрелочном переводе. Нарушение изоляции в изолирующем стыке происходит как из-за дефектности торцовой изоляции при угоне пути, смятия боковой фибры, продавливания втулок и шайб. Факторами, способствующими нарушению изоляции изолирующего стыка, являются угон рельсов, некачественная подбивка шпал, замыкание стыка металлической стружкой.
Понижение изоляция рельсовой цепи происходит из-за повышенного загрязнения и увлажнения балластной призмы, гниения деревянных шпал.
Основные элементы железнодорожного пути сделаны из металлу (рельсы, скрепления), которые являются хорошими проводниками тока. Шпалы и балласт при наличии влаги работают как электролит, обладающий определенной проводимостью. С ростом температуры и влажности балласта интенсивность электрохимических процессов возрастает, что приводит к снижению сопротивления изоляции. На активизацию процесса большое влияние оказывает наличие в грунте и балластной призме солей, которые даже в малых количествах приводят к снижению сопротивления изоляции.
На уровень утечки тока в рельсовой цепи оказывают влияние типы и материалы шпал, а также конструкция промежуточных скреплений.
На железнодорожном пути с деревянными шпалами и скреплениями ДО рельсовая цепь имеет изоляцию в виде деревянных шпал. При длительной эксплуатации костыли начинают надергиваться, а металлические подкладки втапливаются в шпалы от поездной нагрузки, в результате чего шпалы при увлажнении проводят электрический ток.
На железнодорожном пути с железобетонными шпалами и скреплениями типа КБ утечка тока происходит за счет нарушения электроизоляционных элементов скрепления, неисправной арматуры шпалы.
Сопротивление цепи «рельс-металлическая подрельсовая подкладка - шпала» на новых сухих деревянных шпалах R = 100 кОм, а на старых и увлажненных R = 500 Ом, Как видно из этих данных сопротивление изоляции рельсов снижается от увлажнения шпалы и деталей скрепления.
При эксплуатации железобетонных шпал со скреплениями КБ снижение изоляции происходит при касании стопорной шайбы закладного болта с зажимом клеммного болта, стирании резиновой прокладки, выкрашивании изолирующей втулки закладного болта, заполнения пространства между болтами балластной пылью, грязью, мазутом.
При применении на железобетонных шпалах скреплений типа ЖБР сопротивления цепей утечки тока сильно уменьшаются от увлажнений и разрушений изолирующих элементов скрепления.
В условиях эксплуатации важно поддерживать в хорошем состоянии шпалы и балласт.
Положительные качества балласта для рельсовых цепей определяются в основном дренирующейся способностью. К сожалению эти качества проявляются только в начальный период эксплуатации, так как при загрязнении балласта дренирующая способность снижается. Величина и характер изменения сопротивления балласта от влажности в сильной мере определяются видом балластных материалов, их составом, чистотой и расстоянием между поверхностью балласта и подошвой рельса.
Кратковременное замыкание рельсовой цепи посторонними предмет тами обычно связано с производственной деятельностью монтеров пути и наблюдается чаще всего при выполнении следующих путевых работ: замена рельсов; разгонка и регулировка зазоров; замена стрелочного перевода; проезд дефектоскопной и путеизмерительной тележек, модеронов с неисправной изоляцией; при работе электроизмерительными путевыми инструментами с неисправной изоляцией проводов; замена шпал и перешивка пути.
При коротких замыканиях, носящих постоянный или периодический характер, отыскание точного места замыкания представляет значительные трудности, особенно в разветвленных рельсовых цепях.
В системах электроснабжения рельсы используются в качестве обратного провода для тягового тока.
Одним из условий надежной работы рельсовых цепей является соблюдение требований защиты от посторонних источников питания. Главным источником как мешающих, так и опасных влияний является тяговый ток на электрифицированных участках дорог / 127, 130 /. В отдельных случаях источником влияния могут являться продольные линии электропередачи, осветительные сети и цепи поездного освещения там, где сохранился подвижной состав с неизолированными источниками питания.
Влияние контактной сети постоянного тока на рельсовые цепи может проявляться как в нормальном режиме ее работы, так и в режиме короткого замыкания.
Основной причиной влияния постоянного тягового тока на рельсовые цепи является наличие в нем гармонических составляющих, частота и амплитуда которых зависят от схемы выпрямления и состояния фильтров на тяговой подстанции. Основные гармоники шестифазной схемы выпрямления 300, 600, 900, 1200 Тц, как правило, не оказывают мешающего действия на работу рельсовых цепей. Наиболее опасное влияние на рельсовые цепи частотой 50 Гц может оказать гармоника постоянного тока той же частоты, которая появляется в контактной сети при некоторых повреждениях в схеме выпрямления на тяговой подстанции, например при неполнофазном выпрямлении.
Влияние тягового тока особенно опасно на станциях, оборудованных фазочувствительными рельсовыми цепями. Анализ работы таких рельсовых цепей показал, что при последовательном повреждении дроссельной перемычки и изолирующего стыка, ставится под угрозу безопасность движения поездов / 129 /. А именно при повышении сопротивления дроссельной перемычки и коротком замыкании изолирующего стыка происходит переворот фаз путевого реле.
