Содержание материала

Опытная партия шпал-демпферов уложена на Ростовской дистанции пути в 1999 г. Участок, на котором уложены опытные образцы, находится в кривой малого радиуса. Шпалы железобетонные и частично деревянные, эпюра—1840 шт./км, рельсы Р65 длиной 25 м, скрепления для железобетонных шпал КБ и для деревянных — костыльные. Балластный слой — песчаная подушка толщиной 25 см и слой щебня 30 см. Состояние пути удовлетворительное: в некоторых местах отмечены отклонения шаблона пути и необходимость его рихтовки. На участке обращаются грузовые составы со скоростью 65 км/ч.
Для уменьшения механического износа шпал под подкладками необходимо обеспечить плотное и постоянное прижатие подкладки к шпалам, а также предохранение шурупов рельсового скрепления от раскручивания и коррозии. Известно, что, например, обычные обшивочные костыли путевые обходчики добивают каждые 2—3 месяца.

Механические свойства шпал


№ п/п

Наименование показателя

Ед. изм.

Значение

Старогодная шпала до ремонта

Старогодная шпала после ремонта

Новая шпала

1

Модуль упругости при сжатии материала подрельсовой зоны

МПа

значительно больше чем у новой

400

500

2

Предел прочности материала в подрельсовой зоне

МПа

5—6

8,5—9

10,1

3

Жесткость шпалы при изгибе в подрельсовом сечении

кН · м2

650—820
при углублении 40—20 мм

1040

1166

4

Допустимые напряжения сжатия в подрельсовой зоне

МПа

3,3

4,7

4,7

5

Модуль упругости подрельсового основания

МПа

25—35

35—55

35—55

6

Напряжения в балласте при С=10 кгс/см3 (числитель — в подрельсовом сечении, знаменатель — на конце шпалы)

МПа

0,317 / 0,037

0,204 / 0,043

0,185 / 0,039

7

Изгибные напряжения (краевые) в древесине при С=4 кгс/см3

МПа

5,6

4,4

4,1

8

Осадка под рельсом при С=4 кгс/см3

СМ

0,5209

0,5009

0,4968

9

Сопротивление выдергиванию костылей

кН

10—15

29,6

25

10

Сопротивление выдергиванию болтов

кН

25—28

47,6

43

В процессе укладки опытной партии шпал в путь была произведена стабилизация жесткости разъемных рельсовых скреплений КД. Предварительно были обработаны путевые шурупы раздельного скрепления по четырем вариантам: обработка битумом, силиконовым герметиком, эпоксидным клеем и каучуковым клеем, разработанным в работе [27], имеющим отличные адгезионные свойства и высокую демпфирующую способность. Стабилизация скрепления производилась с целью предотвращения раскручивания путевых шурупов и повышения демпфирующей способности болтовых соединений.
Совершенно очевидно, что для оценки влияния разработанной конструкции шпалы-демпфера на динамический характер взаимодействия пути и подвижного состава по эксплуатационным испытаниям (например, замерам модуля упругости подрельсового основания, ускорений элементов верхнего строения пути, ускорений необрессоренных масс подвижного состава, нагрузок в контакте «колесо—рельс», измерением уровня структурного шума и т. д.) количество опытных образцов в пути является недостаточным. С целью проведения таких эксплуатационных испытаний шпал-демпферов необходимо уложить хотя бы одно звено железнодорожного пути. В связи с вышесказанным, целью эксплуатационных испытаний является определение работоспособности шпал-демпферов, наблюдение стабильной жесткости разъемных рельсовых скреплений КД, определение рабочей амплитуды рельса и шпалы, наблюдение развития дефектов на несущем брусе шпалы-демпфера.

В течение периода наблюдения фиксировали:

  1. показания шаблона пути;
  2. состояние затяжки путевых шурупов скрепления КД;
  3. состояние затяжки клеммных болтов;
  4. состояние демпфирующего материала;
  5. состояние деревянных брусьев и хомутов;
  6. развитие растрескивания на одной несущей доске шпалы (один из опытных образцов уложен заранее с трещиной верхнего бруса).

За период эксплуатации июль 1999 г. — январь 2000 г. целостность покрытия шпал-демпферов не нарушена, не обнаружено сдвигов слоев и ослабления хомутов, растрескивания, заметного истирания в области торцов и подрельсовых сечений.
Эксплуатационные испытания показывают, что рабочая амплитуда рельса со шпалой-демпфером в 1,7—1,9 раза выше, чем на стандартных деревянных шпалах и в 2—2,5 раза, чем на железобетонных. Полученные результаты первою этапа эксплуатационных испытаний опытной партии шпал- демпферов можно характеризовать как положительные.