СПОСОБ ЗАМЕНЫ ИНВЕНТАРНЫХ РЕЛЬСОВ НА ПЛЕТИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ С ОДНОВРЕМЕННОЙ ИХ ПОСТАНОВКОЙ В РАСЧЕТНЫЙ ИНТЕРВАЛ ТЕМПЕРАТУР ЗАКРЕПЛЕНИЯ
METHOD OF REPLACING REUSABLE RAILS BY CONTINUOUS WELDED TRACK RAILS WITH SIMULTANEOUS ASSIGNMENT IN DESIGN INTERVAL OF FASTENING TEMPERATURES

Изобретение относится к области механизации путевого хозяйства железнодорожного транспорта и может быть использовано при укладке длинномерных рельсовых плетей бесстыкового пути взамен инвентарных рельсов с закреплением на постоянный режим эксплуатации.
При производстве, в основном, при капитальном ремонте или реконструкции пути, путевых работ, связанных с укладкой бесстыкового пути, вначале укладывают звеньевой путь с инвентарными рельсами, соединенными накладками, затем внутрь колеи выгружают рельсовые плети, в основном, длиной 800 м, и, после определенной обкатки, инвентарные рельсы заменяют на рельсовые плети. Учитывая, что эти работы выполняют в любое время года и суток, то есть при различной температуре, уложенные плети необходимо привести в требуемый для данной местности расчетный температурный интервал. Эта работы выполняются, в основном, при дополнительном представлении технологического "окна" и заключаются в том, что плеть раскрепляют, вывешивают на прокладки-"скользуны", вытягивают с помощь гидравлических натяжных устройств с последующей уборкой прокладок-"скользунов" и закреплением плети. Необходимо отметить, что применение натяжных устройств вызывает большие затруднения при вытяжки плетей в кривых, особенно малого радиуса, так как в этом случае, по сути, удлиняется только концевая часть плетей.
Известен способ замены инвентарных рельсов на рельсовые плети бесстыкового пути, при котором используют приспособление для надвижки рельсовых плетей, перемещаемых на уголковых лыжах по зазору между ребордой подкладки и гайкой закладного болта (Технологические процессы ремонта бесстыкового пути на железобетонных шпалах. - М.: Транспорт, 1973, с.154-159). Приспособление для надвижки плетей тянут тросом, соединенным с самоходной подвижной единицей, например, с моторной платформой, при этом плети, размещенные на роликовых опорах устройства, укладываются на подкладки, освобождаемые от инвентарных рельсов путеукладочным краном, перемещающимся следом и загружающим на себя двадцатипятиметровые рельсы.
Недостаткам этого способа является невысокая производительность, вызываемая пошаговым перемещением с остановкой для снятия и погрузки инвентарных рельсов. Кроме того, в кривых малого радиуса часто происходят рывки и толчки, вплоть до обрыва троса, из-за непопадания уголковых лыж приспособления для надвижки плетей в зазор между ребордой подкладки и гайкой закладного болта.
Известен способ, предусматривающий для механизированной надвижки на подкладки плетей применение специальных приспособлений, называемых "салазками" (В.Г.Лебедев, Н.А.Славинский. Укладка и эксплуатация бесстыкового пути. - М.: Транспорт, 1987, с.52-53, рис.20). При перемещении этого приспособления, связанного с подвижной единицей тросом, инвентарные рельсы, соединенные накладками, размещенные на внешней паре роликов сдвигают в стороны за пределы шпалы, а плети бесстыкового пути, размещенные на внутренней паре роликов, надвигают на подкладки.
Известен способ укладки плетей с применением приспособления - двухъярусные "салазки" (предложены Белорусской железной дорогой). При замене инвентарных рельсов на плети двухъярусные «салазки» транспортируются моторной платформой и сдвигают инвентарные рельсы внутрь колеи ((В.Г.Лебедев, Н.А.Славинский. Укладка и эксплуатация бесстыкового пути. - М.: Транспорт, 1987, с.59-62, рис.23).
Эти два известных способа устраняют недостаток первого в необходимости остановки через каждые 25 метров для отгрузки инвентарных рельсов, однако сохраняется недостаток в прохождении по кривым малого радиуса. Кроме того, все рассматриваемые способы могут быть использованы только при работе с подкладочными скреплениями, к примеру, типа КБ.
Известен способ замены инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути путем сдвижки инвентарных рельсов в середину колеи и надвижки рельсовых плетей на подкладки или прокладки при бесподкладочном типе скреплений. Замена инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути производится при помощи двух тележек, последовательно перемещаемых моторной платформой (Опытный технологический процесс замены инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути со скреплением ЖБР-65Ш. Утвержден: Первый заместитель начальника Департамента пути и сооружений ОАО "РЖД" В.П.Конаков. 2004 г. - принято за прототип). Плети бесстыкового пути предварительно выгружены внутрь колеи. Замена производится следующим образом. К тяговой единице, например моторной платформе МПД, последовательно тросом цепляют две тележки. Первая из них перемещается по инвентарным рельсам и имеет на своей раме опорные ролики, на которых размещают приподнятые плети бесстыкового пути. При движении тележки плеть последовательно надвигают из середины колеи и укладывают на подрельсовые прокладки. Вторая тележка, перемещающаяся по надвинуным плетям, оборудована опорными роликами, на которых размещают инвентарные рельсы. При движении инвентарные рельсы сдвигают внутрь колеи и размещают их на шпалах.
Недостатком этого способа является то обстоятельство, что длина плети соответствует температуре времени производства работ, следовательно, потребуется предоставление дополнительного технологического "окна" (закрытие перегона) при введении их в оптимальный температурный режим. Для этого необходимо последовательно выполнить большой объем операций: раскрепление плетей, подъем плети для вывешивания ее на роликовые опоры или на скользящие пары пластин, встряхивание плети ударными приборами, применение силовых натяжных устройств для изменения длины плети, подъем плети для уборки роликовых опор или скользящих пар пластин, окончательное закрепление плетей на месте. Все перечисленные операции требуют больших трудовых затрат и времени, что увеличивает эксплуатационные затраты.
Техническим результатом предлагаемого способа является снижение эксплуатационных расходов на содержание пути за счет исключения части выполняемых операций и, соответственно, дополнительных технологических "окон" при проведении работ по замене инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути с одновременной их постановкой в расчетный интервал температур закрепления.
Технический результат достигается тем, что в известном способе замены инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути, состоящем из операций по раскреплению по длине инвентарных рельсов, их подъему и сдвижки внутрь колеи, операций по подъему плетей внутри колеи и надвижки их на подрельсовые подкладки, инвентарные рельсы и плети поднимают на разный уровень захватами, размещенными на раме, шарнирно закрепленной на торце платформы подвижной единицы, например путеукладочного крана, и связанной с подъемным устройством крана, при этом инвентарные рельсы поднимают над скреплениями и сдвигают рельсы внутрь колеи электромагнитными захватами с ограничительными роликами, в количестве, например, четырех, расположенных вдоль длины рамы, а каждую плеть подхватывают под головку рельса, поднимают выше поднятых над скреплениями инвентарных рельсов захватами с противокантовочными роликами, расположенными в средней части рамы, затем плети изгибают в плане до ширины колеи, надвигают на подрельсовые подкладки или прокладки двумя парами ограничителей с отклоняющими роликами, размещенными по краям рамы, кроме того, каждую плеть поднимают в вертикальной плоскости на расчетную величину, исходя из разницы между температурой выгруженной плети и расчетным интервалом температур закрепления, перемещают кран вдоль плети до ее конца, закрепляют плеть за краном, например, на каждой 15 шпале, опускают плеть, измененную по длине на величину температурного удлинения всей плети, укладывают плеть на место.
Подхват инвентарных рельсов электромагнитными захватами с ограничительными роликами в количестве, например, четырех, расположенных вдоль длины рамы, позволяет производить их подъем на небольшую высоту (над скреплениями), при этом ограничительные ролики, имеющие реборды, выполняют роль упоров в головку рельсов при их постепенной сдвижке внутрь колеи. Подхват каждой плети под головку рельса захватами с противокантовочными роликами, расположенными в средней части рамы, позволяет поднять плети выше поднятых над скреплениями инвентарных рельсов, затем изогнуть плети в плане до ширины колеи, надвинуть на подрельсовые подкладки или прокладки ограничителями с отклоняющими роликами, размещенными по краям рамы. Подъем каждой плети вертикальной плоскости на расчетную величину, исходя из разницы между температурой укладки и оптимальной температурой, и перемещение крана вдоль плетей обеспечивает возможность создать рельсу бегущую, вертикальную волну, растягивающую плеть, что позволяет исключить операции по размещению плети на роликах или скользящих прокладках, использование специальных растягивающих устройств. Очевидно, что непрерывная элементная вытяжка, возникающая при перемещении крана, обуславливает возможность разрядки напряжений и удлинения плетей любой длины.
На фиг.1 показано взаимное положение инвентарных рельсов и плетей бесстыкового пути при их замене и общий вид устройства для замены инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути, закрепленного на путеукладочном кране, вид сбоку;
на фиг.2 показано в плане взаимное расположение инвентарных рельсов с электромагнитными захватами, размещенными вдоль рамы устройства, и плетей бесстыкового пути с захватами с противокантовочными роликами, размещенными в средней части рамы, и ограничителями с отклоняющими роликами, размещенными по краям рамы;
на фиг.3 показан захват с противокантовочными роликами.
Для замены инвентарных рельсов 1 на плети 2 бесстыкового пути предназначено устройство, рама 3 которого шарнирно закреплена на торце платформы подвижной единицы, например путеукладочного крана 4, посредством дышла 5 и связана, например, тросами 6 с подъемным устройством крана 4. На раме 3 размещены, например, четыре электромагнитных захвата 7 с ограничительными роликами с ребордами, установленными вдоль длины рамы 3, имеющих возможность перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях и предназначенных для взаимодействия с инвентарными рельсами 1. По краям рамы 3 установлены попарно ограничители 8 с отклоняющими роликами, предназначенные для взаимодействия с плетями 2 бесстыкового пути, а в средней части рамы 3 размещены захваты 9 с противокантовочными роликами 10 (фиг.3), предназначенные для подхвата плетей 2 за головку рельса и их подъема на заданную высоту. Противокантовочные ролики 10 захватов 9 имеет возможность перемещаться в вертикальной плоскости с помощью силовых механизмов, например домкратов 11, установленных на кронштейнах 12 рамы 3, и в горизонтальной плоскости - механизмами сдвижки 13, а также имеют возможность сдвигаться, раздвигаться и фиксироваться стопорами 14.
Способ замены инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути с одновременной их постановкой в расчетный интервал температур закрепления заключается в следующем.
Путеукладочный кран 4 устанавливают на рельсы прилегающего к фронту работ пути. Опускают раму 3 таким образом, чтобы роликами 10 захватов 9 можно было подхватить головки рельсов плетей 2, а электромагнитные захваты 7 легли на головки инвентарных рельсов 1. Подхватывают головки рельсов плетей 2 роликами 10, фиксируют их стопорами 14 и поднимают их с помощью, например, домкратов 11 на такую высоту, чтобы под ними разместились инвентарные рельсы 1, поднятые с помощью электромагнитных захватов 7 над скреплениями. С помощью механизмов сдвижки захватов 7 ограничительные ролики, имеющие реборды, постепенно сдвигают рельсы 1 с прокладок или подкладок на шпалах, при этом реборды ограничительных роликов выполняют роль упоров в головку рельсов при их сдвижке, и рельсы постепенно сдвигаются внутрь колеи (фиг.2). К плетям 2 подводят ограничители 8 с отклоняющими роликами и плети 2 изгибают в плане от первоначального их положения в колее до ширины колеи (фиг.2). Затем каждую плеть 2 домкратами 11 приспускают так, чтобы их концы легли на освободившиеся подкладки или прокладки нескольких шпал и их закрепляют. Затем путеукладочный кран 4 въезжает на закрепленные концы плетей 2 и останавливается. Захватами 9 с помощью, например, домкратов 11 плети 2 поднимают на расчетную высоту "h" (на черт. не обозначена), предусматривающую возникновение усилий растяжения в плети, соответствующее разнице между температурой производства работ и расчетным интервалом температур закрепления. Расчетный интервал температур закрепления определяется в соответствии с "Техническими указаниями по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути". - М.: Транспорт, 2000, с.64, п.2.2. Кран перемещают по всему фронту работ, задаваемой длиной плетей. Перемещение крана 4 с захватами 9 вдоль плетей 2 обеспечивает возможность создать рельсу бегущую, вертикальную волну, растягивающую плеть. Температурное приращение единицы длины определяется из зависимости
где
1
град
0=0,0000118 / - коэффициент линейного расширения рельсовой стали;
опт
Т - оптимальная температура укладки плети;
ф
Т - фактическая температура, при которой была уложена плеть.
При подъеме плети в вертикальной плоскости на высоту "h" образуется волна, которая имеет вид кривой, формула которой
γ=f(x h)
где
χ, γ - координаты волны в какой-либо точке.
В соответствии с формулой определения длины кривой (например, И.Н.Бронштейн, К.Л.Семендяев. Справочник по математике. - М.: Изд-во физ.-мат. литературы, 1962, с.394) длина кривой найдется из зависимости
откуда приращение на единицу длины определится из зависимости
здесь l - длина проекции волны.
h
T
Очевидно, что задавая величину высоты подъема плети "h" можно добиться равенства Δ=Δ.
h
Учитывая сравнительную сложность расчета величины Δ, ее можно определить опытным путем.
В процессе работ инвентарные рельсы 1 оказываются внутри колеи, а плети 2 бесстыкового пути - на размере колеи, удлиненные до необходимого размера. По мере прохождения крана 4 плеть закрепляют, например, на каждой 15 шпале, опускают плеть, измененную по длине на величину температурного удлинения всей плети, укладывают плети на место и окончательно закрепляют.
Таким образом, использование предложенного способа позволяет помимо замены инвентарных рельсов на плети бесстыкового пути производить поэтапное удлинение плети непосредственно в процессе замены, и, следовательно, необходимость в предоставлении дополнительных технологических "окнах", то есть многочасового закрытия перегона, отпадает.