Каковы различные типы стыков на железнодорожном пути?

A стык железнодорожных путейЭто соединение двух концов рельса. Он должен передавать нагрузку от колес через зазор, поддерживать выравнивание рабочей поверхности и позволять рельсу расширяться и сжиматься в зависимости от температуры. Соединения классифицируются двумя способами: по их положению относительно шпал, а также по конструкции и электрической функции. В этом руководстве рассматриваются обе классификации, поскольку правильное указание соединения означает определение его положения и типа.

Суставы классифицируются по положению на шпалах

Поддерживаемый сустав

Рельсовое соединение расположено непосредственно на одинарной шпале, поэтому накладка и болты полностью поддерживаются под соединением. Это дает жесткое соединение с низким прогибом, но сосредоточенная нагрузка на одну шпалу высока. Опорные соединения распространены на более легких гусеницах.

Подвесной шарнир

Соединение висит между двумя шпалами, при этом зазор не поддерживается. Накладные пластины действуют как балка, перекрывающая зазор между шпалами, что обеспечивает большую гибкость и снижает нагрузку на одну шпалу, но увеличивает изгибающее напряжение в пластинах и концах рельсов. Подвесные соединения применяются там, где для них предусмотрено расстояние между шпалами.

Мостовой сустав

Вариант опорного соединения, в котором соединение опирается на две шпалы, по одной с каждой стороны, с перемычкой под ними. Такое расположение повышает устойчивость и используется на более тяжелых гусеницах, где необходимо свести к минимуму прогиб шарниров.

Соединения, классифицированные по расположению на трассе

Квадратное соединение (противоположное соединение)

Стыки двух рельсов расположены прямо напротив друг друга. Это стандартная схема для современных прямых путей, поскольку она обеспечивает равномерное поведение транспортного средства и упрощает планирование технического обслуживания.

Ступенчатое соединение (альтернативное соединение)

Стыки на одном рельсе смещены относительно стыков на другом рельсе. Ступенчатые соединения уменьшают одновременное вертикальное воздействие на оба рельса в одном месте и исторически использовались на более легких путях; они менее распространены на современных магистральных линиях.

Суставы, классифицированные по конструкции и функциям

Изолированное соединение

Используется на участках-путевого замыкания для электрического разделения секций рельса. Изоляционные материалы располагаются между накладками и рельсами, а болты имеют втулки, поэтому два конца рельса изолированы электрически, оставаясь при этом механически соединенными. Электрическое сопротивление обычно превышает 10^8 Ом.

Компромиссный сустав

Соединяет рельсы разного веса и-сечения. Специализированные накладки обрабатываются таким образом, чтобы одна сторона соответствовала первому профилю рельса, а другая — второму, обеспечивая плавный переход беговой поверхности.

Сварное соединение

Непрерывный сварной рельс (CWR) устраняет физический зазор за счет сварки концов рельса оплавленной-стыковой или термитной сваркой. Сварные соединения сводят к минимуму техническое обслуживание и улучшают качество езды, а сварной шов должен соответствовать механическим свойствам основного рельса или превосходить его.

Зубчатое соединение рыбной пластины

Использует вогнутую (гофрированную) планку, которая обеспечивает непрерывность рабочей поверхности головки рельса над стыком. Применяется для временного ремонта треснутых или сломанных сварных стыков рельсов, а также для постоянных стыков, где требуется непрерывная головка.

Буферное соединение (компенсатор)

Устанавливаются на концах длинных сварных рельсов для обеспечения возможности больших продольных перемещений, например, на мостах или в зонах с экстремальными температурами. Соединение позволяет концам рельса скользить относительно друг друга в контролируемом диапазоне.

Таблица технических характеристик типов соединений

Тип соединения	Ключевые характеристики/описание
Стандартное рельсовое соединение (рыбка)	Профиль соответствует участку рельса (например, UIC60, 136RE); длина обычно 600 мм или 800 мм с каждой стороны; 4 или 6 отверстий под болты на стержень
Изолированный рельсовый стык (IRJ)	Стальной сердечник с композитными изолирующими концевыми стойками/пластинами или полностью эпоксидным композитом; электрическое сопротивление выше 10^8 Ом
Компромиссное рельсовое соединение	Соединяет два разных профиля рельса (например, UIC54 и UIC60); каждая сторона обработана до соответствующей секции рельса
Зубчатый рельсовый стык	Вдавленная (рифленая) секция сохраняет непрерывную поверхность головки рельса для более плавного прохождения колес.
Рельсовое соединение моста	Усилен более толстым или более длинным полотном для-мест с повышенными нагрузками, таких как подходы к мосту.
Клееный изолированный стык	Стальные стержни приклеены к композитной изоляции с помощью высокопрочного-клея для повышения долговечности.
Сварное рельсовое соединение (CWR)	Оплавление-стыковая или термитная сварка; свойства сварного шва должны быть равны родительскому рельсу или превосходить его.
Компенсатор (тип BRE)	Обеспечивает контролируемое тепловое расширение в длинных рельсах на мостах или в зонах с экстремальными температурами.

Выбор правильного сустава

Для легкорельсового транспорта, горнодобывающих и временных путей: стандартные болтовые соединения, обычно поддерживаемые или подвешенные в зависимости от расстояния между шпалами.

Для сигнальных зон: изолированные стыки (клееного типа для большей прочности в условиях интенсивного движения).

Для смешанных сечений рельсов: компромиссные соединения, обработанные на обоих профилях.

Для магистральных и высокоскоростных-линий: сварные КВР с компенсаторами только на мостах и ​​сооружениях.

Для ремонта нарушенных сварных швов: рифленые соединения накладок в качестве временной меры.

Часто задаваемые вопросы

1. Чем отличается опорный сустав от подвесного?

Опорный сустав опирается непосредственно на шпалу, поэтому шпала несет на себе нагрузку на сустав. Подвесное соединение пролегает между двумя шпалами, а накладки несут нагрузку в виде балки. Поддерживаемые суставы более жесткие; Подвесные соединения распределяют нагрузку на две шпалы, но сильнее нагружают пластины.

2. Почему на современных трассах предпочитают использовать квадратные соединения?

Квадратные (противоположные) шарниры обеспечивают симметричное поведение автомобиля, упрощают подбивку и техническое обслуживание и позволяют избежать скручивающих эффектов, которые могут создавать шахматные шарниры на более высоких скоростях. Они являются стандартным устройством на современных магистральных путях.

3. Когда на КВР необходим компенсатор?

Если длинные сварные рельсы прерываются мостами, туннелями или стационарными конструкциями, рельс должен иметь возможность расширяться и сжиматься без передачи неприемлемых усилий на конструкцию. Компенсаторы (буферные швы) обеспечивают контролируемое движение.

4. Можно ли временно использовать компромиссный сустав?

Да. Компромиссные соединения часто используются при поэтапной реконструкции, когда новый более тяжелый участок рельса прокладывается рядом с существующим более легким участком и на какое-то время соединяется между собой. Переход сужается, поэтому движение транспорта осуществляется плавно.

5. Почему изолированные соединения выходят из строя чаще, чем стандартные?

Изолированные соединения состоят из большего количества деталей -, концевых стоек, вкладышей, болтов с втулками -, а изоляционные материалы более уязвимы к ударам и влаге, чем твердая сталь. Клеевые изолированные соединения и регулярные проверки значительно снижают интенсивность отказов.

6. Являются ли зубчатые суставы постоянными или временными?

Они могут быть любыми. Рифленая накладка - это стандартный временный ремонт сломанного сварного шва, но рифленые соединительные стержни также используются в качестве постоянных соединений там, где требуется непрерывная головка рельса, например, на некоторых мостовых переездах.