РЕЛЬСОВЫЕ СКРЕПЛЕНИЯ

Рельсовые скрепления подразделяются на стыковые и промежуточные. Стыковые скрепления служат для соединения рельсов между собой. К ним относятся накладки, стыковые болты и пружинные шайбы, подкладываемые под гайки болтов.

Промежуточные скрепления служат для прикрепления рельсов к опорам и имеют различное конструктивное оформление в зависимости от материала шпал. При деревянных шпалах к ним относятся рельсовые подкладки, костыли или шурупы, прикрепляющие рельс к шпале, а также противоугоны, предназначенные для закрепления рельсов против сдвига вдоль пути. При железобетонных шпалах промежуточное скрепление представлено в последние годы в большинстве своем бесподкладочным клеммным.

Рельсовые стыки. В рельсовом стыке нарушается однородность пути, в результате чего при прохождении поездов возникают дополнительные динамические воздействия на путь. Путь в стыках расстраивается и изнашивается быстрее, чем в середине звена. Около 40% расходов на текущее содержание пути составляют затраты на ремонт и содержание стыков.

Стыковые скрепления должны быть такими, чтобы обеспечивалось прочное соединение рельсов в стыках.

По характеру опирания стыки разделяются на подпертые, полуподпертые и стыки на весу. К подпертым относятся стыки на шпале (рис. 16, а), имевшие распространение в первые годы существования железных дорог. Впоследствии из-за быстрого расстройства балласта под стыковой шпалой и значительных затрат труда на содержание пути от применения их повсеместно отказались.

Рис.16. Виды стыков:
а - на шпале; б - на весу; в - на сдвоенных шпалах

Стык на весу (рис. 16, б) более распространен на наших железных дорогах. Упругий прогиб концов рельсов при прохождении колеса по стыку значительно смягчает влияние ударов и уменьшает расстройство балласта.

В последнее время в связи с ростом скоростей движения и осевых нагрузок подвижного состава производится усиление стыковых скреплений, уменьшение междушпального стыкового пролета.

Некоторое распространение получил и стык на сдвоенных шпалах, при котором концы рельсов укладывают на общей подкладке, перекрывающей обе шпалы (рис. 16, в).

Рельсовые стыки на наших узкоколейных дорогах располагают в одном створе, т. е. стык на одной рельсовой нити должен находиться против стыка на второй нити. Это уменьшает боковые виляния подвижного состава, а также удобно для механизации укладочных работ.

Стыковые скрепления. Принцип распирающих накладок, положенный в основу работы стыковых скреплений, позволяет при износе накладок подтягиванием болтов постоянно обеспечивать нормальную работу стыка. Применяемые плоские, с незначительным утолщением верхнего и нижнего поясов накладки (рис. 17, а) хорошо работают на восприятие вертикальных усилий.

Рис.17. Cтыковые накладки:
а - плоская; б - угловая

В связи с увеличением скоростей движения и нагрузок на ось и в целях придания стыку большей жесткости против горизонтальных сил для рельсов типов Р18 и Р24 применяют угловые накладки (рис. 17, б).

Расчетные данные и размеры накладок, установленные ГОСТ 8141 — 56, приведены в табл. 12.

Таблица 12
Размеры и расчетные данные по накладкам

Тип рель- сов	Тип накла- док	Размеры, мм					Длина накладки, мм	Площадь попереч- ного сечения накладки, мм2	Масса наклад- ки, кг	Момент инерции двух накладок, см4	Момент сопротив- ления двух накладок по верхнему волокну, см3
		A	B	C	D	E
Р8 Р11 Р15 Р18 Р24	Плоские " " Угловые "	42,3 55,4 63,2 - -	10,5 16,0 20,5 19,5 24,0	7,5 13,0 16,5 14,5 18,0	- - - 37,5 38,5	- - - 63,9 74,1	270 358 372 372 364	3,49 7,11 10,12 10,93 15,67	0,687 1,91 2,78 3,06 4,22	10,21 32,0 56,9 67,22 136,7	4,83 11,53 18,00 19,00 34,00

Для поддержания постоянного натяжения болтов и предотвращения саморазвинчивания гаек на путевые болты под гайки устанавливают специальные пружинные шайбы.

При стыковании рельсов разных типов устраивают переходные накладки, которые имеют переменное сечение, обеспечивающее совпадение поверхностей катания и боковых рабочих граней головок стыкуемых рельсов, или устанавливают переходные рельсы, состоящие из двух разных типов, соединенных сваркой.

Промежуточные скрепления. На линиях узкой колеи с небольшими грузооборотом и скоростями движения при деревянных шпалах до сих пор применяется простейший вид костыльного прикрепления рельса к шпалам — без подкладок. В этом случае подуклонка рельсов создается за счет затески шпал в местах опирания рельсов с уклоном 1:20. На каждом конце шпалы рельс пришивают двумя костылями. Недостатком такого вида прикрепления является быстрый механический износ шпал под рельсами, а также трудность удержания ширины колеи постоянной, поскольку отжатию рельса сопротивляется только один наружный костыль.

Наиболее распространенным типом прикрепления узкоколейных рельсов к шпалам является нераздельное скрепление с подкладками. Давление от рельса на шпалу, передаваемое при этом скреплении через подкладку, распределяется на большую площадь; сопротивление действию горизонтальных сил значительно увеличивается, так как благодаря подкладке в работу включаются не только наружные, но и внутренние костыли.

Подкладки применяются как плоские (рис. 18, а), так и клинчатые (рис. 18, б, в). При плоских подкладках (табл. 13) производится затеска шпал так же, как при простейших прикреплениях. Подуклонка рельсов на клинчатых подкладках создается за счет соответствующего наклона ее верхней поверхности.

Рис.18. Подкладки.

Таблица 13
Характеристика плоских подкладок

Тип рельсов	Размеры плоских подкладок с двумя отверстиями, мм (см. рис. 18, а)							Масса 1 шт., кг
	B	L	H	a	b	C	d
Р8 Р11 Р18	102 118 132	75 100 100	8 8 9	12 13 14	15 19 18	54 56 76	21 36 36	0,463 0,721 0,905

Масса каждой клинчатой подкладки 2,03 кг. Допускаемые отклонения размеров, технические условия и правила приемки даны в ГОСТ 8142 — 56.

Для прикрепления рельсов к шпалам служат костыли (рис. 19 и табл. 14).

Таблица 14
Характеристика костылей

Тип рельсов	Размеры костылей, мм (см. рис. 19)								Масса 1 шт., кг
	a	b	C	L	d	e	k	l
Р11 Р15 Р18 Р24	21 23 23 28	20 22 22 25	12 13 13 15	100 110 110 130	11 12 12 14	11 12 12 14	9,5 10,0 10,0 14,5	22 24 24 25	0,099 0,130 0,130 0,212

Противоугоны. Под воздействием проходящего подвижного состава рельсы стремятся перемещаться в направлении движения. При недостаточном закреплении наблюдается угон пути. Угон пути вызывается деформациями рельсов под подвижной нагрузкой, силами торможения подвижного состава, температурными деформациями рельсов, ударами колес подвижного состава в рельсы на стыках и некоторыми другими факторами.

Главным фактором, вызывающим угон пути, является волнообразный изгиб рельсов при прохождении поездов. Под действием колес рельс изгибается, и подошва его за счет упругого поворота и поступательного перемещения сечений сдвигается в продольном направлении. Поступательные перемещения сечений происходят в силу того, что проекция рельса на его основание в изогнутом состоянии меньше, чем в распрямленном состоянии.

Горизонтальные перемещения подошвы рельса, по его основанию приводят к горизонтальным упругим деформациям основания. При этом в одних случаях рельс движется вместе с упругодеформируемым основанием (шпально-балластным), в других — проскальзывает по основанию (по подкладкам). На железных дорогах узкой колеи для борьбы с угоном рельсов применяются как клиновые (рис. 20, а), так и пружинные (рис. 20, б) противоугоны.

Усилие, передаваемое парой клиновых противоугонов, значительно больше, чем сопротивление шпалы сдвигу. Поэтому при помощи противоугонных распорок его распределяют на несколько шпал. Сила, воспринимаемая парой пружинных противоугонов, меньше, чем сопротивление шпалы сдвигу. Поэтому пружинные противоугоны ставят на каждой шпале, начиная от середины звена, в количестве, необходимом для полного закрепления пути от угона. Отсутствие распорок при пружинных противоугонах значительно упрощает производство работ по содержанию и ремонту пути.