НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Пандрол-350 - конструкция рельсового скрепления для современных магистралей

Рельсовые скрепления – это промежуточные конструкции, прикрепляющие рельс к подрельсовому основанию и обеспечивающие надежность соединения, элементы которого работают в непосредственном контакте с подрельсовым основанием и рельсом, поэтому конструктивная особенность работы и качество материалов элементов напрямую влияют на надежность и безопасность работы железнодорожного пути в целом.

О деятельности ЗАО «РСК» по внедрению и модернизации рельсовых скреплений для железных дорог России пойдет речь в материалах статьи технического директора компании, к.т.н. Алексея Владимировича Лебедева.

В связи с необходимостью снижения сроков выполнения и увеличением эффективности путеукладочных работ, повышением осевых нагрузок подвижного состава, увеличением скоростей движения и пропускной способности пути, а также снижением затрат на текущее содержание железнодорожного пути возникла потребность в применении необслуживаемых промежуточных конструкций рельсовых скреплений со сроком службы до 1 млрд тонн брутто и выше. Одной из таких конструкций рельсовых скреплений, имеющей положительные отзывы от зарубежных компаний-операторов железнодорожной инфраструктуры, является система рельсовых скреплений Pandrol Fastclip. Но, учитывая ряд особенностей технического обслуживания пути на пространстве «1520», требований нормативной документации, предъявляемых к рельсовым скреплениям, применение стандартной системы рельсовых скреплений Pandrol Fastclip не представлялось возможным. По этой причине компания ЗАО «РСК» совместно с Pandrol UK провела научно-исследовательские работы по модернизации всех без исключения элементов анкерного рельсового скрепления Pandrol Fastclip. Конструкция получила название Пандрол-350 (ПФК-350).

Конструкция скрепления Пандрол-350 предусматривает закрепление рельса к подрельсовому основанию безболтовым способом с помощью анкера и двух пружинных прутковых клемм. Необходимое усилие прижатия достигается, когда клемма приводится в рабочее положение. Это исключает необходимость в приложении точного момента затяжки, как в скреплениях с резьбовыми и шурупными соединениями. На П-образном изгибе в средней части клеммы зафиксирован прижимной изолятор, обеспечивающий электроизоляцию подошвы рельса и анкера. Боковые изоляторы устанавливаются на анкера, обеспечивают стабильность ширины рельсовой колеи и электроизоляцию подошвы рельса от выступов анкеров. В узле скрепления Пандрол-350 используется подрельсовая прокладка толщиной 10 мм. Прокладка изготавливается из термоэластопласта с выступами для препятствия ее смещению.

Измененная геометрия клеммы и марка стали позволяют обеспечивать усилие прижатия рельса к основанию не менее 25 кН на узел скрепления и повысить циклическую долговечность клеммы. Каждая партия клемм проходит испытания на циклическую долговечность на предприятии-производителе.

Усилена конструкция анкера, упрочнены крепежные выступы и увеличена площадь, работающая на вырывание из шпалы.

Подобран оптимальный материал для прижимного и бокового изолятора, обеспечивающий безотказную работу в сложных климатических условиях. Для регулировки ширины рельсовой колеи применяются регулировочные боковые изоляторы.

Подобраны оптимальная геометрия и материал подрельсовой прокладки для обеспечения нормативного срока эксплуатации выше 1 млрд тонн брутто, поскольку стандартная резиновая подрельсовая прокладка скрепления Pandrol Fastclip не обеспечивет требуемый нормативный эксплуатационный ресурс и выдерживала менее 350 млн тонн брутто.

Для узла скрепления Пандрол-350 были спроектированы конструкции железобетонных шпал типа ШП-350, изготавливаемых как на классических шпальных линиях ОАО «Могилевский завод «СТРОММАШИНА», так и на автоматизированных шпальных линиях «OLMI». Разработана конструкция шпалы для укладки в кривые участки пути, где предусматривается уширение рельсовой колеи до 1535 мм. Применение таких шпал с использованием регулировочных боковых изоляторов без дополнительных затрат обеспечивает возможность плавного отвода ширины колеи в переходной кривой.

Скрепление Пандрол-350 имеет сертификат соответствия ФБУ РСФЖТ, конструкция скрепления защищена патентами Российской Федерации, Республики Беларусь и Республики Казахстан.

Достоинствами скрепления являются:

– простота обслуживания элементов скрепления;

– закрепление всех элементов в узле скрепления во время ремонтных работ;

– высокая стойкость элементов воздействию агрессивных сред;

– малодетальность;

– вандалоустойчивость;

– возможность перехода на автоматизированные технологии технического обслуживания;

За период с 2009 по 2012 гг. локализовано производство всех элементов скрепления из отечественного сырья на территории Российской Федерации (г. Нижний Новгород, г. Воронеж, г. Ростов-на-Дону, г. Саратов, г. Тольятти). Серийное производство шпал типа ШП-350 организовано на Кавказском заводе ЖБШ – филиале ОАО «БЭТ».

На территории Российской Федерации освоено изготовление средств малой механизации, полуавтоматических механизмов для монтажа/демонтажа клемм.

Первые 100 км пути со скреплением Пандрол-350 были уложены на сети железных дорог ОАО «РЖД» в 2012 году. Укладки велись в Приволжской, Юго-Восточной и Северо-Кавказской дирекциях инфраструктуры. По состоянию на сегодняшний день путь со скреплением Пандрол-350 эксплуатируют на Северо-Кавказской, Юго-Восточной, Приволжской, Октябрьской железных дорогах, имеются положительные отзывы дистанций пути, обслуживающих участки со скреплением, уложено более 250 км пути. По распоряжению ОАО «РЖД» на Экспериментальном кольце ОАО «ВНИИЖТ» в Щербинке в 2010 году в кривой радиусом 390 м был уложен опытный участок пути со скреплением Пандрол-350. В августе 2014 года по опытному участку был пропущен тоннаж 1 млрд тонн брутто. Для оценки состояния шпал и элементов скрепления было организовано комиссионное обследование участка. По результатам осмотра шпал ШП-350 и элементов скрепления Пандрол-350 было установлено, что конструкция скрепления с усовершенствованными элементами обеспечивает стабильное содержание ширины рельсовой колеи в нормативных допусках. Подтвержденный срок службы промежуточной конструкции составил 1 млрд тонн брутто. Прогнозируемый срок службы составляет 1,5 млрд тонн брутто. Испытания продолжаются.

На магистрали LGV Est между Страсбургом и Парижем 3 апреля 2007 года был установлен мировой рекорд скорости на железнодорожном транспорте – 574,8 км/ч, при этом конструкция пути состояла из двухблочных железобетонных шпал с прототипом скрепления Пандрол-350 на щебеночном балласте.

Промежуточная конструкция рельсового скрепления Пандрол-350 проходит испытания в безбалластной конструкции пути пониженной вибрации LVT (LowVibrationTrack), производства компании ОАО «РЖДстрой».

Хотелось бы отметить опыт эксплуатации скрепления в конструкции пути с повышенными осевыми нагрузками. Например, на участке железной дороги Кируна – Нарвик, шведского оператора «Trafikverket» (TRV), применяется малообслуживаемая конструкция рельсовых скреплений – аналог Пандрол-350, которая работает при нагрузках 30 тонн/ось и годовой амплитудой температуры рельсов 110 °С. По распоряжению старшего вице-президента ОАО «РЖД» В.А. Гапановича в январе 2015 года была организована поездка в Швецию с целью осмотра указанного участка пути специалистами компаний ОАО «РЖДстрой» и ЗАО «РСК». По результатам поездки был подготовлен и представлен на имя старшего вице-президента ОАО «РЖД» В.А. Гапановича соответствующий отчет. Основные выводы и предложения по результатам поездки: обследованная конструкция железнодорожного пути с анкерным рельсовым скреплением Пандрол-350 и механизированная технология обслуживания позволяет минимизировать затраты на текущее содержание пути; конструкция скрепления является малообслуживаемой, работающей при нагрузках 30 тонн/ось и годовой амплитудой температуры рельсов 110°С; широкое применение техники на совмещенном ходу позволяет существенно повысить качество ремонтных работ и сократить затраты на текущее обслуживание пути.

На тяжелонагруженных железных дорогах Австралии, США, Бразилии, специализирующихся на перевозке угля и железной руды, применяются промежуточные рельсовые скрепления линейки Pandrol – Safelock III, E-clip, Fastclip. Для снижения затрат на текущее содержание в длительной перспективе, ЗАО «РСК» считает необходимым применение конструкции шпал ШП-350 со скреплением Пандрол-350 при реализации проектов по развитию Восточного полигона БАМа и Трансиба, строительства железнодорожной ветки Элегест – Кызыл – Курагино. В данном случае, как вариант, необходимо предусмотреть применение подрельсовых прокладок с высокими упругими свойствами (динамическая жесткость прокладки выше 200 МН/м), а также в конструкции шпалы применять подшпальные прокладки для снижения вибрационных ускорений в балласте и увеличения продолжительности работоспособности балластного слоя и земляного полотна.

© Евразия Вести VII 2015

www.eav.ru