С наличием рельсовых стыков связана значительная часть затрат труда на содержание и ремонт пути и материалов на стыковые скрепления, поэтому сокращение их в пути дает большой технико-экономический эффект; кроме того, с уменьшением количества стыков ход поездов становится более спокойным, уменьшается износ рельсов, стыковых и предстыковых шпал, а также и ходовых частей подвижного состава.
Задача уменьшения количества стыков в пути частично решается прокатом и укладкой новых рельсов длиной 25 м, а также сваркой коротких рельсов в 25-метровые рельсы и главным образом внедрением бесстыкового пути, состоящего из сварных рельсовых плетей длиной свыше 250 до 800 м, а при техническом обосновании — до 950 м.
Чем длиннее рельс (или рельсовые сварные плети), тем большую силу трения в промежуточных рельсовых скреплениях приходится преодолевать средней его части при удлинении или укорочении, когда изменяется его температура.
При некоторой длине сварной рельсовой плети наступает момент, когда средняя часть ее уже не может преодолеть сопротивления в скреплениях и, следовательно, не может изменять длину; ее могут изменять только концевые части плети.
Плеть, у которой температурные деформации (удлинения или укорочения) распространяются только на концевые участки, а средняя ее часть не может изменять длину при изменении температуры, называют бесстыковой рельсовой плетью.
Основным отличием бесстыкового пути от обычного звеньевого является наличие в рельсовых плетях значительных продольных усилий, вызываемых изменениями температуры. При повышении температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления в них возникают продольные силы сжатия, при понижении температуры — силы растяжения.
Большие сжимающие силы опасны тем, что путь может быть выброшен ими в сторону обочины земляного полотна.
Для того чтобы путь с бесстыковыми рельсовыми плетями не мог быть выброшен в сторону при повышении температуры рельсов, специальным расчетом устанавливают наибольшее количество градусов, на которое можно допустить повышение температуры рельсовой плети (превышение) по сравнению с ее температурой при закреплении.
Если годовая амплитуда колебаний температуры рельса невелика, а допустимые пределы изменения температуры плети велики, применяют температурно-напряженный бесстыковой путь.
Если же годовая амплитуда колебаний температуры рельса велика, а допустимые пределы изменения температуры рельса малы настолько, что интервал изменения температуры в процессе укладки рельсовой плети получается менее 10°С, то применяют температурно-напряженный бесстыковой путь с периодической разрядкой напряжений. На таком пути весной и осенью ежегодно плеть освобождают от скреплений, встряхивают ее ударными разгоночными приборами или другими способами и дают ей возможность свободно изменить свою длину в соответствии с температурой рельса, т. е. производят периодические разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях.
Температурно-напряженный бесстыковой путь периодических разрядок температурных напряжений не требует, а потому он более эффективен.
Для того чтобы рельсовые плети при периодических разрядках могли принять длину в соответствии с температурой рельса, на границе между двумя смежными плетями на каждой рельсовой нити укладывают по три уравнительных рельса длиной по 12,5 м, если соединяемые полуплети в сумме имеют длину 600 м и более, или два уравнительных рельса, если длина двух полуплетей менее 600 м; при необходимости устройства изолирующих стыков — по четыре уравнительных рельса с расположением изолирующих стыков между вторым и третьим рельсами.
На кривых участках пути длина плетей по наружной и внутренней нитям должна быть разной с тем, чтобы их концы размещались по наугольнику.
Забег концов плети в стыках на прямых и кривых допускается не более 6 см.
Уравнительные рельсы соединяют между собой и с рельсовыми плетями типовыми накладками при рельсах типа Р50 или специальными удлиненными шестидырными накладками при рельсах типов Р65 и Р75.
Рельсовые плети сваривают из новых рельсов первого сорта типа Р50, Р65 или Р75 с незакаленными концами и без болтовых отверстий.
По разрешению Главного управления пути допускается сваривать плети из объемнозакаленных рельсов. Концы рельсовых плетей должны быть закалены и иметь болтовые отверстия. На концах рельсов типов Ρ65 и Р75 делается дополнительное третье отверстие на расстоянии 130 мм от второго.
Бесстыковой путь укладывают на здоровом земляном полотне в прямых участках и в кривых радиусом не менее 500 м. Укладку пути в кривых меньшего радиуса допускают в каждом отдельном случае с разрешения Главного управления пути. Балластную призму устраивают из щебня или асбестового балласта, а размеры ее — ширина плеч и крутизна откосов — должны быть в полном соответствии с установленным типом верхнего строения пути.
Шпалы применяются железобетонные или деревянные I сорта. Количество шпал на 1 км составляет 1840 шт. в прямых и кривых радиусом 1201 м и более и 2000 шт. — в кривых радиусом 1200 м и менее. При скоростях движения поездов свыше 120 км/ч на 1 км в кривых радиусом 2000 м и менее укладывают 2000 шпал.
Раскладка шпал по длине плетей должна быть равномерной с расстоянием между осями: при 2000 шт/км — 50 см, при 1840 шт/км — 54,3 см.
Примыкание плетей к звеньевому пути, стрелочным переводам и мостам со звеньевым путем осуществляют с помощью двух пар уравнительных рельсов. В пределах переездов плети соединяют также с помощью уравнительных рельсов, причем стыки уравнительных рельсов располагают за пределами переездного настила. В стыках применяют болты повышенной прочности по ГОСТ 11530—76. Гайки стыковых болтов затягивают электрическим или удлиненным до 1 м ручным ключом так, чтобы крутящий момент, прилагаемый к гайке, был не менее 60 кг-см при рельсах Р65 и 25 кг-см при рельсах Р50.
Крутящий момент проверяют выборочно динамометрическим ключом.
При эксплуатации бесстыкового пути с сезонными разрядками напряжений между рельсовыми плетями укладывают уравнительные рельсы: на зимний период длиной 12,5 м, на летний период укороченные длиной 12,46; 12,42 и 12,38 м. Замену уравнительных рельсов рельсами другой длины производят при очередных разрядках температурных напряжений.
Уравнительные рельсы необходимой длины хранят на стеллажах вблизи концов рельсовых плетей.
На искусственных сооружениях с мостовым полотном на балласте бесстыковой путь укладывают, как на главных путях.
На металлических мостах с мостовыми брусьями при суммарной длине пролетных строений до 33 м рельсовые плети укладывают, как обычно, но к мостовым брусьям прикрепляют рельсы скреплениями, которые не защемляют рельс с зазором 1,5—2 мм, и тем самым дают возможность пролетному строению свободно удлиняться. Концы рельсовых плетей располагают за пределами моста на расстоянии не менее 100 м от шкафной стенки опоры.
На металлических мостах с пролетами длиной свыше 33 м и полотном на мостовых брусьях рельсовые плети укладывают с уравнительными приборами в подвижных концах каждого пролетного строения или вместо плетей укладывают рельсы нормальной длины Сопряжение элементов плана и профиля, положение рельсовой колеи по уровню, ширине колеи, подуклонка рельсов и другие нормативы при бесстыковом пути должны удовлетворять нормам и техническим условиям для звеньевого пути.