СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ Российский патент 2016 года по МПК E01B11/46 E01B31/02 E01B11/50 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути наземного и подземного транспорта, в частности к реконструкции (переустройству) действующего звеньевого рельсового пути в бесстыковой путь, включающий создание неразъемного соединения концов рельсов сваркой.

Как известно, рельсы непосредственно воспринимают нагрузку от подвижного состава и направляют его движение.

Широко известно звеньевое соединение железнодорожных рельсов. Звеньевой путь собирается из отдельных рельсов стандартных размеров (по 12,5 и 25 метров) и имеет, соответственно, каждые 12,5 (25) метров температурные зазоры и скрепления, а именно накладки с отверстиями, соединяемые болтами с гайками и шайбами.

Такое соединение рельсов с зазором в стыке подвижно, при движении состава с локомотивом и вагонами происходит прогиб концов рельсов, удар колес по встречному рельсу. Ударное воздействие колес ускоряет износ как подвижного состава, так и железнодорожного пути. Последнее время стали использовать бесстыковой путь.

В настоящее время изготовление рельсовых плетей производится в стационарных предприятиях РСП путем электроконтактной сварки рельсов звеньев рельсового проката диной до 25 м в рельсовые плети длиной до 800 метров (см. патенты CN 1648263, 2005 г., RU 2521071, 2014). К недостаткам можно отнести сложность доставки таких длинных плетей к месту ремонта (реконструкции) железнодорожного пути. Кроме того, укладка и сварка таких плетей является достаточно трудоемким процессом, поскольку необходимо сначала раскрепить и убрать короткие звенья, затем уложить короткие плети (до 800 м) и только потом производить их сварку между собой.

Известен также способ переустройства действующего звеньевого рельсового пути в бесстыковой путь с помощью алюминотермитной сварки методом промежуточного литья в стыковой зазор и последующей механической обработки сварного шва и концов рельсов, примыкающих к сварному шву, до геометрических размеров головки рельса (см. RU 2012156418, 25.12.12). Недостатками способа являются высокая трудоемкость и относительно низкое качество сварного соединения. Показатели прочности и пластичности соединений, выполненных термитной сваркой, ниже по сравнению с электроконтактной.

Предлагаемое изобретение позволяет реконструировать действующий рельсовый путь с достаточно низкой трудоемкостью, при этом не производится съем уложенных звеньев рельсов с пути, а осуществляется их соединение между собой электроконтактной сваркой сварочной машиной на железнодорожном или комбинированном ходу, включая обрезку болтовых отверстий (при их наличии), механическую и термическую обработку сварных стыков.

Способ реконструкции рельсовых путей заключается в том, что монтеры пути раскрепляют скрепления привариваемого рельса на каждой шпале. Сдвигают шпалы в зоне предполагаемого сварного шва, демонтируют стыковые накладки, концы рельсов в месте сварного шва приподнимают (вывешивают над анкерами) и отрезают часть рельса с болтовыми отверстиями (предпочтительно включая последнее болтовое соединение), далее устанавливают привариваемый рельс на ролики, по контуру обоих торцов рельса снимают фаску, производят осмотр на наличие дефектов, перетягивают рельс по роликам до полного прилегания торцов свариваемых рельсов, убирают ролики и укладывают рельс в рельсовые скрепления. Непосредственно перед сваркой производят зачистку поверхностей рельсов в местах контакта с зажимными (токоведущими) губками сварочной машины до металлического блеска, после чего производится сварка со снятием грата. Далее сварной стык подвергают грубой шлифовке, термической обработке, чистовой шлифовке и затем ультразвуковой дефектоскопии, при этом для примыкания к ранее уложенному пути используют временную вставку, соединяемую с новым и старым железнодорожным стыковыми накладками.

Зачистку производят рельсошлифовальной машиной.

В случае нахождения в зоне зачищаемой поверхности выпуклых маркировок они сошлифовываются заподлицо с прокатным профилем рельса на длину зажимных губок сварочной машины.

После зачистки перед сваркой производят центрирование свариваемых торцов рельсов по соосности.

Снятие грата происходит автоматически.

Термическую обработку осуществляют термообрабатывающим модулем, в котором стык сначала нагревают индукторами, а затем охлаждают спрейером.

После чистовой шлифовки сварного шва осуществляют его контроль на прямолинейность, а также ультразвуковой контроль, в случае удовлетворения качеством сваренные рельсы крепят к шпалам. Возможно также осуществлять контроль на прямолинейность, а также ультразвуковой контроль после прикрепления рельсы к шпалам.

После проведения ультразвукового контроля монтеры переходят на участок сварки следующего стыка.

При образовании участка пути без рельсов более 12,5 метров укладывают рельсовые вставки и вваривают в свариваемую плеть.

Реконструкция рельсовых путей производится следующим образом.

После оформления закрытия перегона, снятия напряжения в контактной сети, ограждения места установленным порядком к месту прибывает мотовоз в сцепе со сварочной машиной и монтерами пути. Производится выгрузка всего необходимого оборудования.

На участке с электротягой и автоблокировкой за намеченными местами пропилов устанавливают поперечные перемычки. На участках с электротягой без автоблокировки устанавливают продольный обводной провод между концами свариваемых рельсов, прикрепляя его за намеченными местами пропилов. Места пропилов выбирают таким образом, чтобы были выполнены следующие условия:

- от рельсов должны быть отрезаны концы с болтовыми отверстиями, а также с отверстиями под штепсельные соединения;

- от рельсов должны быть отрезаны вдавленные клейма, если они расположены ближе 100 мм от намеченного сварного шва;

- расстояние от каждого из пропилов до ближайшего сварного шва должно составлять не менее 3 метров.

Далее монтеры раскрепляют привариваемый рельс на каждой шпале, удаляют клеммы рельсовых скреплений, а также снимаются скрепления с первых шпал рельса, к которому производится приварка. Подготавливают место для сварки стыков, а именно сдвигают шпалы, демонтируют стыковые накладки. Концы рельсов в месте сварного шва вывешивают над анкерами и отрезают рельсорезным станком на величину около 0,6 м с каждого торца. Отрезанные куски рельсов убирают на обочину. При помощи портальных кранов, установленных в начале и в конце привариваемого рельса, поднимают рельс и устанавливают под подошву 4 ролика, равномерно распределив их по длине. По контуру торца рельса шлифовщик рельсошлифовальной машиной снимает фаску. Сварщики визуально осматривают рельсы на наличие дефектов (расслоение, волосовины), проверяют наличие выпуклой маркировки. Замеряют расстояние до ранее сваренного стыка. Проверяют при помощи угольника концевую кривизну и косину торцов рельсов. Далее монтеры перетягивают рельс по роликам при помощи рельсовых клещей до плотного прилегания торцов свариваемых рельсов. Убирают ролики и укладывают рельс в рельсовые скрепления. Шлифовщик проводит зачистку шейки рельсов в местах контакта с зажимными (токоведущими) губками до металлического блеска рельсошлифовальной машиной. Если в зоне зачищаемой поверхности имеются выпуклые маркировочные знаки, то их необходимо сошлифовать заподлицо с прокатным профилем рельса на длину зажимных губок сварочной машины. Вдавленные клейма должны находиться от торца на расстоянии не менее 100 мм. Сварщики устанавливают сварочную головку на рельсовый стык. Производят центрирование свариваемых торцов рельсов по соосности так, чтобы свариваемый стык вошел между электродными губками. Зажимают рельс. Сварщик, убедившись, что можно начинать, запускает процесс сварки. По окончании сварки автоматически производится снятие грата встроенным в сварочную головку гратосъемником и далее разжатие зажимных (токоведущих) губок.

После окончания сварки шлифовщик устанавливает рельсошлифовальную машину на головку рельса для выполнения грубой шлифовки абразивным инструментом с грубой зернистостью сварного стыка заподлицо с основным профилем. Включает рельсошлифовальную машину. После грубой шлифовки обработанные поверхности должны быть без рисок, выхватов, поджогов, острых кромок и заусенцев.

Далее устанавливают термообрабатывающий модуль относительно сварного стыка так, чтобы световое пятно указки находилось на стыке, программируют пульт управления в соответствии с заданными параметрами, сводят индукторы и начинают нагрев. После того как стык нагреется до установленной температуры, индукторы разводят, а на стык опускают спрейер, после чего начнется охлаждение (закалка). По истечении времени охлаждения поднимают спрейер, а на дисплее панели управления отображается информация о соответствии ТУ.

Шлифовщик измеряет прямолинейность сварного стыка по поверхности катания и с рабочей грани головки рельса. Устанавливает рельсошлифовальную машину на головку рельса для выполнения чистовой шлифовки головки рельса абразивным инструментом с мелкой зернистостью заподлицо с основным профилем. Включает рельсошлифовальную машину. Обработанные поверхности должны быть без рисок, выхватов, поджогов, острых кромок и заусенцев.

Монтеры пути производят скрепление рельса со шпалами, за исключением 6 шпал приваренного рельса в зоне следующего сварного стыка. Сварщики проверяют по головке рельса прямолинейность сварных стыков в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Сварные стыки рельсов отмечают несмываемой белой краской.

Контроль сварных стыков осуществляют визуально и ультразвуковым дефектоскопирование согласно действующей инструкции по ультразвуковой дефектоскопии сварных стыков рельсов.

После проведения ультразвукового контроля производится установка шпал по эпюре, засыпка шпальных ящиков балластом, его утрамбовка и проведение выправки пути при помощи специализированной техники. После чего монтеры пути переходят на участок сварки следующего стыка, работы выполняются в той же последовательности.

По мере сварки рельсов в рельсовую плеть с обрезкой болтовых отверстий образуется участок пути без рельсов. При достижении длины данного участка более 12,5 метров (примерно через каждые 10 звеньев) укладываются рельсовые вставки и ввариваются в плеть.

По завершении работ необходимо осуществить примыкание к уложенному пути. Монтеры замеряют расстояние между торцами плетей и торцами рельсов. Измеренные расстояния отмечают на предназначенных для укладки временных рельсах за минусом величины двух стыковых зазоров, соответствующих фактической температуре рельсов. Производят обрезку концов рельсов без отверстий, затем приступают к просверливанию отверстий под стыковые болты на укороченных рельсах со снятием фасок. Надвигают укороченные рельсы и укладывают их на прокладки, устанавливают стыковые накладки и снимают временные поперечные перемычки или продольный обводной провод. По завершении всех работ на платформу мотовоза загружают все оборудование и отвозят на производственную базу. Тепловоз с краном убирает с обочин отрезанные куски рельсов и отправляет их на базу. По завершении всех работ до открытия перегона производится выправка пути с применением специализированной техники.

Предлагаемое изобретение позволяет реконструировать действующий рельсовый путь без снятия старых звеньев, повысить надежность соединений, уменьшив при этом трудоемкость.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и может быть использовано при реконструкции или переустройстве действующего звеньевого рельсового пути в бесстыковой путь. Для реконструкции рельсовых путей привариваемый рельс раскрепляют на каждой шпале. Сдвигают шпалы в зоне предполагаемого сварного шва и демонтируют стыковые накладки. Концы рельсов в месте сварного шва приподнимают и отрезают часть рельса, включая последнее болтовое отверстие, при его наличии. Далее устанавливают рельс на ролики, по контуру торца рельса снимают фаску. Рельс перетягивают по роликам до полного прилегания торцов свариваемых рельсов. Убирают ролики и укладывают рельс в рельсовые скрепления. Производят сварку и снятие грата, а далее сварной шов подвергают грубой шлифовке, термической обработке и затем чистовой шлифовке. Для примыкания к ранее уложенному пути используют временную вставку, соединяемую с новым и старым железнодорожным полотном стыковыми накладками. Достигается возможность реконструировать действующий рельсовый путь без снятия старых звеньев и повышение надежности соединений. 9 з.п. ф-лы.

1. Способ реконструкции рельсовых путей, характеризующийся тем, что раскрепляют привариваемый рельс на каждой шпале, сдвигают шпалы в зоне предполагаемого сварного шва, демонтируют стыковые накладки, концы рельсов в месте сварного шва приподнимают и отрезают часть рельса, далее устанавливают рельс на ролики, по контуру торца рельса снимают фаску, перетягивают рельс по роликам до полного прилегания торцов свариваемых рельсов, убирают ролики и укладывают рельс в рельсовые скрепления, после чего производят сварку и снятие грата, а далее сварной шов подвергают грубой шлифовке, термической обработке и затем чистовой шлифовке, при этом для примыкания к ранее уложенному пути используют временную вставку, соединяемую с новым и старым железнодорожным полотном стыковыми накладками.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отрезают часть рельса, включая последнее болтовое отверстие.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед сваркой производят зачистку шейки рельсов в местах контакта с токоведущими губками сварочной машины до металлического блеска.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что зачистку производят рельсошлифовальной машиной.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в случае нахождения в зоне зачищаемой поверхности выпуклых маркировок они сошлифовываются заподлицо с прокатным профилем рельса на длину зажимных губок сварочной машины.

6. Способ по п.3, отличающийся тем, что после зачистки перед сваркой производят центрирование свариваемых торцов рельсов по соосности.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что термическую обработку осуществляют термообрабатывающим модулем, в котором шов сначала нагревают индукторами, а затем охлаждают спрейером.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что после чистовой шлифовки сварного шва рельс крепят к шпалам.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что осуществляют контроль сварных стыков на прямолинейность, а также ультразвуковой контроль швов до или после закрепления рельса.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что при образовании участка пути без рельсов более 12,5 метров укладывают рельсовые вставки и вваривают в плеть.