Рельсовые пути трамваев - Рельсовые промежуточные скрепления

Рис. 25. Нераздельное промежуточное скрепление
С рельсовыми опорами рельсы связывают промежуточные скрепления. Они должны обеспечить фиксированное во всех направлениях положение рельсов, стабильно сохранять ширину колеи и подуклонку, создавать необходимую упругость подрельсового основания, а при железобетонных шпалах еще и обладать электроизолирующими свойствами. Кроме того, как и все другие элементы верхнего строения пути, скрепления должны обладать высокой ремонтопригодностью, т. е. простотой сборки и разборки, возможностью замены отдельных деталей без остановки движения, сравнительно небольшой трудоемкостью эксплуатации. К промежуточным скреплениям относятся подкладки, костыли, шурупы, закладные болты, клеммы, клеммные болты и шайбы.
Конструкция промежуточных скреплений зависит от материала шпалы, вида прикрепителя и способа соединения рельса с опорой. Соответственно этим признаком выделяются виды промежуточных скреплений:
Конструкция промежуточных скреплений зависит от материала шпалы, вида прикрепителя и способа соединения рельса с опорой. Соответственно этим признаком выделяются виды промежуточных скреплений:
для деревянных и железобетонных шпал;
прикрепителями;
раздельные, нераздельные и смешанные.
Нераздельные скрепления предусматривают прикрепление рельса и подкладок, на которые он опирается одними и теми же прикрепителями — костылями или шурупами (рис. 25). Это наиболее распространенный тип промежуточного скрепления, достаточно полно отвечающий предъявляемым к нему требованиям. Он обладает сравнительно небольшой массой и вместе с тем

Рис. 26. Смешанное промежуточное костыльное скрепление
достаточной площадью опоры на шпалу; удобен при перешивке рельсовой колеи; хорошо сопротивляется поперечному сдвигу рельса. Однако в процессе эксплуатации костыли и в меньшей степени шурупы наддергиваются, требуют частой добивки или подкручивания и со временем перестают удерживать подошву рельса в первоначальном положении. Такому наддергиванию не подвержены пружинные костыли, упруго прижимающие рельс к шпале, но они не получили широкого распространения.

Если нераздельные скрепления, включающие два, три или четыре основные костыля, соединяющих рельс, подкладку и шпалу, дополнить двумя пришивочными костылями, которые прикрепляют к шпале только подкладку, получится смешанное скрепление (рис. 26). Смешанные скрепления, не теряя преимуществ нераздельного, имеют весьма существенное дополнительное достоинство. Дело в том, что при движении поездов вследствие упругого изгиба рельса и происходящего при этом наддергивания прикрепителей, подкладка начинает вибрировать. Вибрация подкладки, с одной стороны, способствует быстрому износу шпал, а с другой стороны, по этой же причине подкладка может смещаться, нарушая центральность передачи нагрузки от рельсов. Пришивочные костыли практически не подвержены наддергиванию и удерживают подкладку в первоначальном положении.
Обычные путевые костыли (рис. 27) изготавливаются из мягкой стали, имеют четырехгранное сечение и, как правило, овальную головку с заплечиками. Эти заплечики воспринимают рабочее усилие от инструмента при выдергивании костыля из шпалы. Шурупы (рис. 28) имеют стержень конической формы, квадратную головку, исполненную под раструб торцового ключа или шуруповерта, утолщение под головкой, предохраняющее отверстия в шпалах от попадания влаги. Сопротивление шурупов выдергиванию в 1,5—2 раза больше, чем у костылей, однако вдвое меньше сопротивление боковому отжатию.
Шпалы перед забивкой костылей или завинчиванием шурупов должны рассверливаться, а в отверстия (диаметром 12 мм) засыпается или заливается антисептик. Эта мера не только продляет срок службы шпалы, но и не допускает уменьшения сопротивления прикрепителей выдергиванию и отжатию. Основные характеристики прикрепителей приводятся в табл. 15.

Рис. 27. Костыль путевой

Рис. 28. Шурупы: а — путевой; б — стрелочный
Кроме того, при перешивке пути на пучинистых местах применяются удлиненные костыли — 205, 230, 255 и 280 мм. Выпускаются также и удлиненные шурупы — 170 мм (для стрелочных переводов).

При нераздельном и смешанном скреплениях на деревянных шпалах применяются в настоящее время исключительно двухребордчатые подкладки (рис. 29 и 30). с уклоном подрельсовой площадки равным 1 : 20. Изготовляют подкладки из стального проката марки Ст. 3. Применявшиеся ранее плоские и клинчатые одноребордчатые подкладки сейчас не выпускаются промышленностью. Основные данные о подкладках приводятся в табл. 16.
Нераздельное скрепление железобетонных шпал существенно отличается от конструкций, применяемых при деревянных шпалах. Попытки использовать при укладке пути на железобетонных шпалах обычные прикрепители — костыли и шурупы — успехом не увенчались. Деревянные дюбели — закладные детали шпалы, в которые забивались или ввинчивались прикрепители, быстро разрушались, возникали недопустимые расстройства пути.

Таблица 15. Характеристики костылей и шурупов

Таблица 16. Основные характеристики подкладок

Рис. 30. Подкладка к рельсам Р43

Рис. 31. Нераздельное скрепление ЖБ
Более надежным оказалось клеммно-болтовое скрепление ЖБ (рис. 31). Вместо металлической подкладки рельсы в этом случае укладываются на резиновые и крепятся к шпале двумя закладными болтами с пружинными клеммами. Болты вставляются сверху в удерживающие шайбы, которые наглухо заделаны в шпалу и закрепляются поворотом на 90°. Клемма одним концом прижимает рельс к прокладке и шпале, а другим фиксирует его, упираясь в подошву. Обратная сторона клеммы удерживается в специальной выемке на поверхности шпалы.

Скрепление ЖБ достаточно экономично, хорошо обеспечивает прижатие рельсов к шпалам, а также упругость конструкции во всех направлениях. Отрицательным качеством его является недостаточность сопротивления горизонтальным боковым усилиям в кривых малых радиусов.
При раздельном скреплении рельс прикрепляется к подкладке, а подкладка к шпале независимо друг от друга, причем различными по конструкции элементами.

Рис. 32. Раздельное скрепление Д2 Рис. 33. Раздельное скрепление КБ

На деревянных шпалах получили распространение раздельные скрепления типа Д. Один из вариантов этого типа (Д2) показан на рис. 32. Специальная подкладка, отличающаяся от описанных выше, прикрепляется к шпале четырьмя путевыми шурупами. Рельс, уложенный на амортизирующую прокладку, закрепляется на подкладке независимо от путевых шурупов с помощью двух клемм и двух клеммных болтов. Аналогичный вариант для железобетонных шпал оказался ненадежным, так же, как и нераздельное скрепление из-за разрушения деревянных втулок-дюбелей, в которые завинчивались шурупы.
При железобетонных шпалах на внутризаводских путях применяется клеммно-болтовое скрепление КБ (рис. 33). Подкладка здесь прикрепляется к шпале двумя закладными болтами, которые крепятся в удерживающей шайбе так же, как и в скреплении типа ЖБ. Закладная шайба с прямоугольным отверстием устанавливается в шпалу, в нее заводится закладной болт, поворачивается на 90° и захватывает «плечиками» своей головки закладную шайбу. Однако рельс крепится к подкладке независимо от этих болтов двумя клеммами и двумя клеммными болтами. Между подкладкой и подошвой рельса укладывается амортизирующая прокладка. Эта прокладка и текстолитовая втулка, отделяющая закладной болт от подкладки, обеспечивают электрическую изоляцию рельса от шпалы.

С целью снижения жесткости скрепления типа КБ применяют дополнительные упругие прокладки. Испытываются и другие варианты раздельных и нераздельных скреплений для железобетонных шпал: упругие прутковые клеммы типа «краб», болтовые подкладочные скрепления БП, бесподкладочные — ЖБР.
Для железобетонных шпал трамвая предназначены скрепления ЛС-053 и не получившие широкого распространения ЛС-054 и ЛС-072 (рис. 34). Скрепления типа ЛС-053 обеспечивают устойчивость рельса за счет жесткой прижимной клеммы специального профиля, которая крепится к шпале закладным болтом с Т-образной головкой. Клемма, прижатая болтом, жестко располагается в выемке между подошвой рельса и уступом в шпале, создавая тем самым для рельса боковой упор. Клеммы выпускаются разных размеров, подбором их сочетаний можно обеспечить укладку всех применяемых типов рельсов, а также регулировать ширину колеи от 1521 до 1532 мм. Электрическая изоляция рельса от шпалы решается применением резиновой прокладки под подошвой рельса и текстолитовых втулок для закладных болтов. Следует отметить, что ослабление прижатия клеммы нарушает ее боковой упор, обеспечивающий стабильность колеи. Это снижает надежность конструкции в путях с дорожным покрытием.
Скрепления ЛС-053 применяются со шпалами ЛШ-5 и всеми типами рельсов (Тв60, Тв65, Р65, Р50, Р43) на прямых и кривых участках радиусом более 400 м. Скрепления железнодорожных типов КБ и ЖБ применяются на прямых участках открытого пути только с железнодорожными шпалами соответственно типов ШС-1, ШС-ly и ШС-2, ШС-2у.

Рис. 34. Промежуточные скрепления для трамвайных железобетонных шпал: а — ЛС-053; б — ЛС-054

Для постоянства и большей устойчивости рельсовой колеи отдельные рельсовые нити соединяют между собой поперечными путевыми тягами (рис. 35). Тяги закрепляют в специальных отверстиях в шейках рельсов при помощи гаек, контргаек и пружинных шайб или приваривают сверху к подошвам рельсов. Диаметр и параметры нарезки круглых тяг применяются такими же, как у стыковых болтов.
Тяги должны устанавливаться через определенные промежутки. При наличии дорожного покрытия эти промежутки составляют: на прямых участках пути и в кривых радиусом более 200 м при упругом основании (в шпально-балластных конструкциях) — 2,5 м; на прямых участках пути и в кривых радиусом более 200 м при жестком основании (безбалластные бетонные конструкции) и радиусом 75—200 м при упругом и полужестком основании — 2,0 м; на кривых участках пути радиусом менее 200 м при жестком основании и менее 75 м при упругом и полужестком основании — 1,5 м.
На открытых путях тяги следует устанавливать только в кривых радиусом до 200 м с теми же промежутками, что и на путях, имеющих дорожные покрытия. Если дорожные покрытия выполняются из сборных железобетонных плит, расстояния между тягами могут изменяться так, чтобы тяги совмещались с зазорами между плитами. Кроме того, тяги должны размещаться над шпалами, чтобы они (тяги) не мешали выполнению подбивочно-выправочных работ. Для путей, уложенных на железобетонных шпалах с раздельными промежуточными скреплениями, разрешается не применять установку поперечных тяг.
В табл. 17, 18, 19 приведены сведения о расходе промежуточных скреплений для укладки 1 км рельсового пути.

Рис. 35. Путевые тяги: а, б — круглые; в — плоская

Таблица 17. Потребное количество элементов промежуточных скреплений1 на 1 км пути при смешанном скреплении

В числителе количество в штуках, в знаменателе — масса в тоннах.
2 Масса шурупов указана в скобках.

Таблица 18. Потребное количество элементов промежуточных скреплений1 на 1 км пути при раздельном скреплении на внутризаводских путях

1. В числителе количество в штуках, в знаменателе— масса в тоннах.
2.  Масса подрельсовых прокладок для скрепления ЖБ указана для рельсов Р65 и нашпальных прокладок для скреплений КБ и Д2

Таблица 19. Потребное количество элементов промежуточных скреплений1 на 1 км трамвайного пути при железобетонных шпалах

1 В числителе — количество в штуках, в знаменателе — масса в тоннах.