Бесстыковой путь (конструкция, экономичность)

Бесстыковой путь
В части базовой конструкции пути на железных дорогах России принят бесстыковой путь на железобетонных шпалах с пружинными промежуточными скреплениями.
К бесстыковому пути относят участки со сварными плетями, длиной равной длине перегона, блок-участков (2-4 км), а также и более короткие сварные плети: длина в среднем на наших дорогах составляет 500-800 м, а иногда и менее.

Протяжение бесстыкового пути

Средние длины плетей на сети
(состояние на начало 2011 г)

Преимущества бесстыкового пути
Преимущества:
1) повышение плавности и комфортабельности движения поездов;
2) увеличение межремонтных сроков для пути и подвижного состава;
3) снижение затрат на содержание пути;
4) сокращение расходов на тягу поездов, вызванных снижением сопротивления движению;
5) повышению надежности работы тяговых и сигнальных электрических цепей.
Это прежде всего снижение затрат на содержание стыков, которые составляют до 80% затрат на содержание звеньевого пути в целом.
Чем больше на дороге протяженность бесстыкового пути, тем меньше отказов рельсов по опасным дефектам и снижается боковой износ рельсов в кривых.
Рельсы в бесстыкового пути до их замены пропускают тоннаж на 16,6% больше, чем в звеньевом.

Основные направления развития бесстыкового пути на сети
1) Увеличение длины плетей рельсов
При чередовании плетей с участками звеньевого пути преимущества бесстыкового пути теряются, поэтому важной задачей является увеличение длины плетей рельсов до блок-участков и до длины перегонов, замена уравнительных пролетов на прямое соединение плетей высокопрочными изолирующими накладками либо обеспечение непрерывных рельсовых нитей без изолирующих стыков от станции до станции за счет использования тональной блокировки.
2) Повторное использование старогодних плетей
(за счет их сохранения при ремонтах и восстановление в РСП)
3) Применение скреплений с упругими клеммами
(типа АРС и различных модификаций ЖБР-65)
4) Повышение стабильности подшпального основания (укладка защитных слоев)

Отличие работы бесстыкового пути
Основное отличие работы бесстыкового пути от обычного звеньевого состоит в том, что в рельсовых плетях действуют значительные продольные силы, вызываемые изменениями температуры:
- при повышении температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления возникают продольные силы сжатия, которые создают опасность потери устойчивости пути – выброс пути;
- при понижении температуры – появляются растягивающие силы, которые могут вызвать излом плети, образование большого стыкового зазора, опасного для прохода поезда, или привести к разрыву стыка из-за среза болтов.

l
коэффициент температурного расширения стали
11,8×10-6 1/°С

Температурная работа рельсов
2l
P
P
Эпюра
перемещений
Z
lt
r

Классификация плетей по их температурной работе
короткие (до 800 м)
длинные (1,5-20 км)

Конструкция бесстыкового пути
1 – сваривают из рельсов длиной 25 м без болтовых отверстий
2 –кривые радиусом более 350 м
3 – здоровое земляное полотно; не допускаются пучины более 10 мм
4 – длина не ограничена
5 – скрепления болтовые или безболтовые;
сопротивление продольному сдвигу – 25 кгс/см
6 – шпалы железобетонные
7 – балласт твердых и морозостойких пород, новый или очищенный

Соединение рельсовых плетей
Соединяются уравнительными звеньями из рельсов длиной 12,5 м.
Количество уравнительных звеньев:
- на Калининградской, Сев-Кавказской,Приволжской -2 звена;
- на остальных дорогах – 3
- при укладке в уравнительных пролетах изолирующих стыков - 4

Уравнительный пролет
Уравнительный пролет 3х12,5 м

Эффективность бесстыкового пути
- плети длиной менее 600 м неэффективны;
- экономия на текущем содержании до 25%;
- увеличение сроков службы элементов пути – до 10%;
- снижение расхода металла;
- снижение сопротивления движению до 10%;
- увеличение плавности хода поездов.

Рекомендации по увеличению длин
Плетей
На полигоне бесстыкового пути России
эксплуатируется около 101122. уравнительных
пролетов.
При увеличении средней длины плети до
1500 м, что почти соответствует средней
длине блок-участка, можно ликвидировать
около 40000 - 43000 уравнительных
пролетов.
В случае доведения средней длины плети до
5000 м, что примерно соответствует средней
длине перегона, можно ликвидировать еще
50000 - 52000 уравнительных пролетов