Недостатки скреплений стрелочных переводов

ЖБР-65  (рис.1)  -  одно  из наиболее часто используемых промежуточных скреплений, выпускаемых для стрелочной продукции,

Рисунок 1 – ЖБР-65 с закладными болтами с закладными болтами. С 2007 года РЖД начало отказываться от использования соединения болт-гайка в связи с тем, что они часто выходят из строя и требуют замены. В новых проектах применяется шурупнодюбельные соединения. При этом шуруп имеет свои особенности в работе - он не имеет подвижности вдоль бруса из-за жесткого крепления в дюбеле, в отличии от закладного болта. Данный тип промежуточного скрепления был уложен более чем на 11 тысячах километров железных дорог, внедрялся на пути с 2001 года.

Несмотря на то, что данное скрепление также не подходит для использования на высокоскоростных железных дорогах, оно имеет ряд преимуществ:

• - Сравнительно малое количество элементов;

• - Сохраняет стабильную ширину ЖД-линии;

• - Обладает постоянной упругостью по всей длине металлоконструкции;

• - Делает невозможным продольное перемещение направляющих;

• - Существенно уменьшает шанс неравномерной осадки опорных элементов.

Между подкладкой и железобетонным основанием находится резиновая прокладка, которая обеспечивает жесткость как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Закладной болт имеет возможность перемещаться вдоль бруса (ограничен размерами отверстия в брусе), поэтому не воспринимает горизонтальные нагрузки.

Данное промежуточное скрепление требует регулярного смазывания, по сравнению с новыми скреплениями, необходимо дополнительно тратить на смазку до 50 тысяч рублей на километр. К тому же пустообразователь внутри шпалы, который позволяет болту свободно вращаться, при воздействии боковых сил, быстро забивается, что вызывает перелом болта.

Существует некоторое количество менее значимых проблем промежуточного скрепления ЖБР-65:

• -    Недостаточная прочность пластинчатых зажимов. Под воздействием постоянных и повышенных нагрузок они получают повреждения, которые приводят к выходу элемента ВСП из строя;

• -    На шпалу передаются сравнительно малые боковые силы - в результате накапливаются остаточные напряжения, которые могут спровоцировать появление трещин или других дефектов поверхности соединительного устройства;

• -    Боковая жёсткость повышена - в долгосрочной перспективе это оборачивается износом поверхностей колес транспорта, непосредственно контактирующих с полотном;

• -    Трудности укладки - скрепления типа ЖБР и АРС требуют времени на монтаж, что в итоге продлевает общее время строительства колеи;

• - Невозможность открывать движение с ограниченной скоростью при частичном закреплении рельсов клеммными болтами. В первые годы эксплуатации на опытных участках Тихорецкой и Горячеключевской дистанциях отмечался массовый выход из строя упорных прокладок под клемму из-за растрескивания;

Исходя из сравнения эксплуатационных расходов содержания различных типов промежуточных скреплений в кривых участках пути на 1 км в год (рис.2), ЖБР-65 требует наибольших затрат по сравнению с промежуточными скреплениями нового поколения, таких как ЖБР-65Ш и

ЖБР-65ПШМ.

■ ЖБР-65 ■ ЖБР-65Ш ■ ЖБР-65ПШМ

Рисунок 2 - Сравнение эксплуатационных расходов содержания различных типов промежуточных скреплений в кривых участках пути на 1 км в год

Применение шурупа в старших версия скрепления ЖБР сокращает процесс смены изношенных элементов скрепления, также при замене рельсовой плети в 3-4 раза, по сравнению с закладным болтом.

Опыт эксплуатации болтового бесподкладочного скрепления ЖБР-65 показывает аналогичные и более интенсивные отказы узла скрепления по излому и выдавливанию упругой прокладки, смятию подрельсовых прокладок. Из-за трудоёмкости эксплуатации данный вид скреплений не укладывается вновь.

Ещё одним ранее часто используемым промежуточным скреплением является КБ-65 (Рис.3). Данное промежуточное скрепление укладывалось с 80-х годов двадцатого столетия, в 2016 году КБ-65 занимало 49% от общего числа путей на железобетонном основании и составляло 124749 км.

Рисунок 3 – промежуточное скрепление КБ-65

Основной проблемой данного скрепления в том что горизонтальную поперечную силу воспринимает бурт прокладки, что в дальнейшем вызывает его перерезание, а затем сколы шпалы. Так же недостатком конструкции с таким промежуточным скреплением является регулировка колеи не более чем на 4 мм. Частичным решением проблемы регулировки колеи стали пластиковые прокладки, но это не решило проблемы целиком. В процессе эксплуатации идет раздавливание прокладок-амортизаторов и как следствие уширение колеи. С целью компенсации этого недостатка были разработаны регулировочные прокладки и в опытных стрелочных переводах использованы прокладки-амортизаторы с буртами переменной жёсткости. Еще одной проблемой является многодетальность (21 деталь в каждом узле) данной конструкции и её металлоемкость (общая масса металлических и полимерных деталей на 1 км пути составляет соответственно 41,6 и 2,1 т) с необходимостью частой протяжки, содержание, очистка от грязи, смазка, потягивание гаек и болтов - требуют больших затрат, что не обеспечивает требования инновационного развития и в 2012 году принято решение далее не укладывать данный тип при модернизации и реконструкции пути.

Исходя из перехода на шурупно-дюбельные скрепления, можно отметить интенсивность отказа от использования предыдущего поколения скреплений на пути главного хода (рис.4).

■ Шурпно-дюбельные скреплеия ■ Кб ■ ДО

Рисунок 4 – Протяженность пути с различными типами рельсовых скреплений.

Основными причинами перехода на шурпно-дюбельные промежуточные скрепления стала необходимость увеличения пропускной способности и уменьшение затрат на содержание скреплений на стрелочных переводах, исходя из Распоряжения ОАО "РЖД" от 05.05.2015 N 1173р (ред. от 27.11.2017) "Об утверждении Временных условий гарантии качества на элементы узла рельсовых скреплений и порядка предъявления и рассмотрения претензий на элементы рельсовых скреплений, не соответствующие гарантийным обязательствам" необходим гарантийный срок наработки 500 млн.т. брутто, но не более 5 лет. Для такой нагрузки костыльные крепления, шурупы по дереву и закладные болты не подходят в силу своего низкого ресурса, что подтверждено сравнительными характеристиками полигонных испытаний на экспериментальном кольце ВНИИЖТа в кривой R=400м (табл.1).

Наименование показателей	Участки с наработкой тоннажа
	800 млн т. бр.		500 млн.т бр.
	КБ	ЖБР	КН
Длинна участка, м	50
Средняя ширина колеи,мм	1534	1532,8	1529
Отказы железобетонных шпал	11	45	0
Отказы элементов, шт.:
Рельсовых скреплений всего	1048	647	95
Металлических	21	10	29
Резиновых	1027	339	59
Полиамидных	-	297	-

Таблица 1 - сравнительные характеристики полигонных испытаний на экспериментальном кольце ВНИИЖТа в кривой R=400м