Журнал: "Транспортная стратегия XXI век" статья: Этапы развития и модернизации рельсового скрепления АРС | Издательский дом
#

Этапы развития и модернизации рельсового скрепления АРС

 

Валерий Круглов, д.т.н., профессор, проректор по научной работе МИИТ, зав. ка-федрой «Мосты»

 

На железных дорогах мира все большее внедрение находят упругие рельсовые скрепления. В России в 2001 году началось промышленное внедрение упругого рельсового скрепления АРС 4, которое в настоящее время эксплуатируется на пути 12 ж.д. России и в Монголии. Ведутся переговоры с рядом стран ближнего и дальнего зарубежья. Реальные сферы эксплуатации: прямые и кривые до 250 м, без ограничения по грузонапряженности и скорости движения подвижного состава.

Из-за отсутствия резьбовых соединений гарантирована равножесткость пути. Скрепление малодетально, а вес съемных элементов меньше, чем в скреплении КБ-65 и ЖБР-65, в 2-4 раза. Упругий ход клеммы на подошве рельса около 18 мм, что больше, чем в скреплениях ЖБР-65, «Фоссло» и «Пандрол». Допускается выправка ж.д. пути по уровню до 25 мм. Единственный тип скрепления, для которого изготовлены элементы для регулировки ширины колеи. 
АРС – первое сертифицированное скрепление в России
На пути совершенствования АРС в последние годы проведен большой комплекс научно-исследовательских и экспериментальных работ. В настоящее время скрепление АРС защищают 29 патентов, в том числе 2 евразийских и 6 международных.
С учетом накопленного опыта эксплуатации полностью переработаны и утверждены комплекты эксплуатационной и технической документации, заменившие ранее действующие временные нормативы.
Успешно прошли полигонные и эксплуатационные испытания изоляторов с защитной полкой и выступом (рис. 1), стабилизирующих положение клеммы, и с 2007 года они выпускаются серийно. Проведен комплекс работ по подбору материала для изоляторов, работающих в кривых. Установлено, что при использовании изоляторов из ударопрочных материалов интенсивность отказов в кривых малого радиуса снижается в десятки раз. В 2008 году разработаны и утверждены требования для сертификации изоляторов, а в настоящее время поставляются только сертифицированные изоляторы.
Разработан комплект чертежей, и в 2008 году изготовлена формооснастка для производства регулировочных изоляторов с толщиной рабочей полки от 5 до 12 мм. Применение данных изоляторов, без дополнительных затрат, обеспечивает возможность плавного отвода ширины колеи в переходной кривой, используя шпалы для круговой кривой с колеей 1530 мм. 
Разработана конструкция, подобраны материалы и налажен серийный выпуск прокладок ЦП 204М-АРС. В ходе дополнительных работ оптимизирована конструкция прокладок по геометрии в соответствии с чертежом АРС-04.07.003. Для данных прокладок полигонные испытания показали, что они обладают более высокими эксплуатационными свойствами, чем прокладки ЦП 204М-АРС.
В 2006–2010 годах налажен выпуск анкеров второго, третьего и четвертого исполнений, значительно снижающих воздействие на изолятор. В результате многовариантных конечноэлементных расчетов (рис. 2) оптимизирована конструкция анкера. Масса новых анкеров на 20% меньше серийных. На текущий момент на полигонных испытаниях пропущен тоннаж более 865 млн тонн брутто, ни один облегченный анкер не вышел из строя, что позволило рекомендовать их для серийного применения.
 
 
 
Запущены в серию клеммы из прутка диаметром 17 мм, обеспечивающие усилие прижатия рельса 25–28 кН. Отработана и серийно внедрена технология нанесения защитного антикоррозионного покрытия на клеммы. Освоен метод предварительного статического нагружения клемм, его применение обеспечивает исключение попадания некачественных клемм на дороги. Прошло апробацию устройство для замера усилия прижатия рельса, проведена корректировка прибора, и налажен их серийный выпуск.
Утверждены «Требования по сертификации клемм» и «Требования по сертификации уголков изолирующих и изоляторов». В настоящее время поставляются только сертифицированные клеммы и изоляторы. Проходят процедуру согласования требования для сертификации анкера.
Разработана конструкция шпал Ш-А05 с улучшенными эксплуатационными характеристиками на продольный и поперечный сдвиг, усиленной средней частью. Опытная партия шпал c 2006 года прошла полигонные испытания на ЭК ВНИИЖТ, результаты положительны. Серийный выпуск налажен в Монголии.
Разработана конструкция и налажен серийный выпуск шпал Ш-А05 со стержневым армированием (рис. 3) для изготовления в коротких формах, обеспечивающих автоматизацию процесса изготовления. Проведен комплекс работ по совершенствованию технологии изготовления шпал в части автоматизации крепления анкера в шпальной форме (совместно с итальянской фирмой OLMI Spa). Технология, не имеющая мировых аналогов, внедрена в производство.
В 2007 году разработана документация и чертежи для челночных и мостовых шпал, а в настоящее время началось их серийное изготовление (рис. 4).
 
  
 
В 2008 году МИИТом разработаны и изготовлены подклеммники для маячных шпал. Установка данных подклеммников оригинальной конструкции позволяет устанавливать монорегулятор в третью позицию при отсутствии давления клеммы на изолятор. Подклеммники прошли апробацию на ЭК ВНИИЖТ, освоено их серийное производство.
МИИТ осуществляет контроль качества продукции, поставляемой производителями, с независимым выборочным экспресс-контролем. В частности, в 2010–2011 годах на дорогах произведен отбор и выполнены лабораторные испытания анкеров, монорегуляторов, изоляторов и прокладок ряда производителей. Замечания по качеству отдельных элементов были направлены на заводы, и в кратчайшие сроки приняты меры по устранению данных недостатков. С поставщиками некачественных элементов скрепления АРС МИИТ прекратит действие лицензионных договоров. Данная позиция МИИТ находит понимание у заводов-изготовителей.
В ноябре 2006 года было осуществлено устройство опытного участка на шаблоне 1530 мм со скреплением АРС в кривой 280 м на Московской ж.д. с использованием нескольких типоразмеров шпал. Грузонапряженность – 50–60 млн брутто-тонн, скорость – 60 км/ч. Пропущенный тоннаж на опытном участке с момента укладки (с ноября 2006 года по ноябрь 2011 года) составил порядка 280 млн брутто-тонн. За полный период эксплуатации в данной кривой выхода элементов скрепления не зафиксировано. В декабре 2007 года проводилась единственная (до ноября 2011 года) смена рабочего канта. В августе 2009 года для регулировки уширения 1545 мм при боковом износе головки рельса более 8 мм отдельные изоляторы производства ЗАО «Авгур» были заменены на регулировочные изоляторы с полкой 12 мм по чертежу АРС-04.07.006-12 производства ООО «ПромЛит». В июле 2010 года максимальная ширина колеи в круговой кривой составила 1542 мм, средняя ширина колеи – 1537,4 мм, боковой износ рельса – до 13 мм. В 2011 году также проводилась регулировка колеи с использованием регулировочных изоляторов с полкой 12 мм как по внутренней, так и по наружной нитям, боковой износ рельса – до 18 мм, планируется смена плетей.
Анализ данных показал, что интенсивность бокового износа рельсов в два и более раза меньше, чем на скреплении типа КД с деревянными шпалами.
Опыт эксплуатации показал, что в крутых кривых при использовании скреплений на железобетонном основании за первоначальный период эксплуатации выбираются технологические зазоры, а также происходит небольшое подмятие упругих элементов при суммарном размере порядка 3–5 м. Поэтому при проектировании пути с дифференцированным шаблоном необходимо использовать железобетонные шпалы с колею образующим размером также меньше номинального шаблона. МИИТом предложен и реализован на практике способ укладки скрепления АРС в круговой и переходной кривой на одном типоразмере шпал с использованием регулировочных изоляторов.
В 2006 году на ЭК ВНИИЖТ в кривой радиусом 400 м было начато проведение полигонных испытаний модернизированного скрепления АРС. По результатам детальной ревизии после наработки тоннажа 865 млн брутто-тонн установлено, что скрепление АРС с усовершенствованными элементами обеспечивает стабильную ширину колеи при среднем значении 1526 мм. Общее число отказов элементов модернизированного АРС 2006 года в 13 и более раз меньше, чем у АРС первого поколения 2003 года укладки (при аналогичном пропущенном тоннаже).
В октябре 2007 года на ЭК ВНИИЖТ произведена перекладка опытного участка АРС-4 со старогодными шпалами, имеющими до этого наработку тоннажа 800 млн брутто-тонн. По результатам комиссионного осмотра, проведенного после дополнительного пропуска тоннажа 625 млн брутто-тонн, установлено, что результаты значительно выше результатов испытания модернизированного скрепления АРС 4 укладки 2006 года. Наиболее высокие результаты у изоляторов производства ООО «ПромЛит» и прокладок амортизаторов производства ОАО «АРТИ». Поскольку данные шпалы пропустили тоннаж порядка 1,4 млрд брутто-тонн, была подтверждена возможность применения усиленного среднего ремонта с заменой элементов скрепления без замены шпал вместо капитального ремонта с полной сменой пути. 
В 2010 году произведены укладки опытных участков со скреплением АРС на Красноярской и Восточно-Сибирской ж.д. в кривых малого радиуса. Также в 2010 году за счет средств МИИТа на участке Северной ж.д. в двух проблемных кривых (R = 640 м и R = 420 м) произведена замена изношенных элементов производства 2004 года модернизированными элементами АРС-4. По результатам комиссионных осмотров данных участков в октябре 2011 года установлено, что состояние элементов скрепления отличное, ширина колеи в норме, угон плетей отсутствует.
В 2010 году в Москве проведена укладка железобетонных шпал со скреплением АРС для трамвайных путей, также планируется и в 2012 году. Запланирована укладка аналогичных участков в Санкт-Петербурге.
Полученные результаты показывают, что укладку пути с модернизированным рельсовым скреплением АРС при реконструкции и капитальном ремонте допускается производить без ограничений условий эксплуатации с наиболее высоким технико-экономическим эффектом по сравнению с любым другим типом отечественных и зарубежных скреплений.
 
 
 
 
 
 
   

 

Яндекс.Метрика