Пътеки и изкуствени съоръжения

В съответствие със Стратегията за развитие на транспорта в България до 2030 г., одобрена през 2008 г., специално внимание се отделя на високоскоростния и високоскоростен железопътен пътнически трафик, чиято скорост може да достигне 400 км/ч. За осигуряване на такива високи скорости се предвижда изграждането на специализирани високоскоростни линии (HSR), към които съответно се налагат строги изисквания за надеждност на релсовото междурелсие.

В световната практика за движение на високоскоростни влакове се използва както класическият дизайн на коловозите: релси, траверси, основа от трошен камък, така и безбаластни железопътни коловози, което предполага липса на баласт.

През 1997 г. на 29 km I от главния коловоз на участъка Колпино-Поповка на Октябрьската железница за първи път в България е положен 100-метров участък от коловоз със закрепване тип Pandrol Fastclip с клема с диаметър 15 mm. Скоростта на пътническите влакове в този участък е 200 км/ч.

Pandrol Fastclip се използва за високоскоростен трафик от компании на SNCF на TGV Mediterranean (350 км/ч) Франция, Тохоку ШИНКАНСЕН (275 км/ч), Япония, Amtrak (250 км/ч), САЩ.

През 2004 г. беше постигнат рекорд за скорост от 574,8 километра в час в SNCF по линията Париж-Мец, използвайки крепежни елементи Pandrol Fastclip с баластна коловозна структура.

На експерименталния пръстен на АД ВНИИЖТ бяха организирани тестове на четири безбаластни релсови конструкции LVT:

OJSC RZDstroy - LVT проектиране

Компания Max Bӧgl (Max Bögl) - Строителство Bӧgl

ALSTOM (Alstom) - NBT дизайн

Компания TINES -дизайн EBS

Дължината на всеки участък е 75 m, също така на „входа и изхода“ от главния участък на безбаластния път са разположени участъци с променлива твърдост, които са необходими за плавен преход от баластния път към безбаластния.

В конструкцията на LVT се използва релсовото закрепване Pandrol-350 (CJSC RSK) - локализирана и подобрена версия на закрепването Pandrol Fastclip. Анкерно релсово закрепване Pandrol-350 се използва както в зони с високоскоростен трафик, така и в зони с повишени аксиални натоварвания до 35 тона на ос.

Релсата се закрепва с две еластични скоби, които са обвити в чугунени анкери. За да се увеличат електроизолационните свойства, контактът на клемата и анкера с основата на релсата се осъществява съответно чрез затягащи и странични изолатори. В зависимост от изискванията е възможно да се регулира твърдостта на закрепващия елемент за необходимото аксиално натоварване чрез използване на различни релсови подложки. Трябва да се отбележи, че закрепването е монтирано върху подсилени блокове, предназначени да потискат вибрациите в случай на повишено въздействие върху коловоза от подвижния състав.

Закрепването на релсите може да се използва както върху стоманобетонни траверси, така и върху стоманобетонни блокове от безбаластни LVT релсови конструкции.

Pandrol-350 1- еластичен терминал; 2-котва; 3-изолатор на налягането; 4-странен изолатор; 5-релсова подложка.

Дизайнът на NBT Appitrack използва закрепване на релсиPandrol SFC (Pandrol Ltd),което е проектирано специално за конструкции на коловози без баласт. Това е анкерна чугунена облицовка, положена върху еластично уплътнение и фиксирана с анкерни болтове. На котватаполимерни странични изолатори са монтирани под облицовката за осигуряване на електрическа изолация. Релсата е фиксирана с пружинна клема, върху която е монтиран затягащ изолатор. В зависимост от конкретния дизайн на безбаластния коловоз, закрепването Pandrol SFC се произвежда в различни версии:

- анкерна облицовка със закрепване в две точки с изместване;

- анкерна облицовка със закрепване в две точки, разположени на една и съща линия;

- анкерна обшивка със закрепване в четири точки.

Това закрепване ви позволява да регулирате нивото на главата на релсата по ширината на релсовия път - до 12 mm, на височина - до 50 mm. Използва се в автоматизираното изграждане на монолитната писта NBT Appitrack на Alstom.

1-чугунена облицовка; 2-уплътнение за монтаж с отвори;

3-зъбна шайба; 4-пластмасова втулка; Шайба за 5 чаши;

6-пружинна еднооборотна шайба; 7 анкерен болт; 8-странен изолатор;

9-релсова подложка; 10-затягащ изолатор; 11-еластичен терминал;

Релсовите закрепвания са най-важният елемент от горната конструкция на коловоза, който до голяма степен определя безопасността, надеждността, производителността, както и качествената оценка на състоянието на междурелсието, което определя условията за взаимодействие на коловоза и подвижния състав. В допълнение към поддържането на стабилно междурелсие и предаването на вертикални сили, релсовите скрепителни елементи трябва да имат достатъчна устойчивост на хоризонтално движение на релсата, така нареченото "отвличане" на коловоза. Освен това една от основните задачи е електрическата изолация на релсата от основата под релсата. Това е необходимо, за да се сведе до минимум загубата на сигнал от релсовите вериги при дъждовно и влажно време. Скрепителните елементи на релсите оказват значително влияние върхуикономическият компонент на комплекса от строителни или ремонтни работи, както и последващата експлоатация на железопътната линия.

Въвеждане на еластични закопчалки за релси:

От началото на 2000-те релсовият комплекс е фокусиран върху прехвърлянето на коловоза към еластични закрепвания, които осигуряват неподвижността на релсите и неизменността на температурата на тяхното закрепване по време на работа, т.к. благодарение на еластичната скоба, те осигуряват по-плътно притискане на шината към основата.

Руските железници работят с производителите на всички елементи на надстройката на коловоза за подобряване на качеството и удължаване на гаранционния срок на релсите и крепежните елементи. Към днешна дата е поставена задачата да се осигури ресурсът на всички елементи на горната конструкция на коловоза 1500 милиона тона преминат бруто тонаж при запазване на ефективността, еднаква здравина и еднаква еластичност на железопътния коловоз.

BP (BPU) - 0.624 km;

ЖБР-65 - 11003,106 км;

ЖБР-65Ш - 9423.646 км;

ЖБР-65П - 75.489 км.;

ЖБР-65 ПШ - 279.573 км;

ЖБР-65ПШМ - 365.628 км.;

KN (KNU) - 74.521 km;

ARS - 15686.847 км;

Р-350 - 343.617 км.;

Общо по мрежата са положени 38 628,573 км еластични крепежни елементи.

Закрепване на релса тип W30 (VOSSLOH)

Закопчалката за релси W30 е предназначена за използване в зони с висока скорост, висока скорост и интензивен трафик. По време на разработването и тестването на системата W30 беше обърнато специално внимание на терминала Skl 30 и амортисьорната подложка. Този елемент за закрепване на релси има висока динамична устойчивост на вибрации, осигурява висока устойчивост на надлъжно срязване и също така има висока еластичност.

Релсово закрепване тип APC

Релсово закрепване тип ЖБР-Ш

Използване на битови релси с дължина 100 m:

JSC "VNIIZhT" разработи технически спецификации TU 0921-231-01124323-2014 "Железопътни релси с широка гама. Общи технически условия”. Разработена и произведена е експериментална партида релси DT350Sh с увеличена височина на главата на релсата с 4 mm с експлоатационен живот до 1,5 милиарда тона.

Технологичният ефект от използването на дълги релси е следният:

- спестяване на метал чрез намаляване на броя на челните крепежни елементи;

- намаляване на динамичното въздействие върху коловоза в областта на сглобката;

- намаляване на износването на релсите и ходовите части на подвижния състав;

- намаляване на изхода на релси за челни дефекти;

- намаляване на устойчивостта на движение на влакове и намаляване на шумовото въздействие върху околната среда;

- увеличаване на експлоатационния живот на релси с дължина 100 метра с 20% в сравнение с линковите релси.

- увеличаване на скоростта на движение.

Изпращане на релсите до мрежата

Работа с релси в CPR

Въвеждане на стоманобетонни траверси и греди:

За внедряване в мрежата бяха избрани стоманобетонни траверси с повишена устойчивост на срязване за високоскоростен, високоскоростен трафик и за извити участъци от коловоза:

Тип III-DB 4x10 - със закрепване ZhBR-65Sh

Тип III-AB 4x10 - с ARS закрепване.

Използват се за аксиални натоварвания на 4-осни товарни вагони до 25 тона с армировка от четири пръта с диаметър 9,6 мм. Могат да се използват при скорост на пътнически влакове до 300 км/ч.

Предимства в сравнение със стандартните траверси:

Повишенасъпротивлението на напречно срязване в баласта е 1,4 пъти по-високо от това на стандартните траверси, което се дължи на изразената променливост на напречното сечение по дължината на траверсата (ширината на подрелсовите части е увеличена и средната част е по-тясна).

Увеличаването на размера на напречното сечение на траверсата в подрелсовите и средните секции в сравнение със стандартните траверси дава възможност за промяна на армировката с увеличаване на броя на армировъчните пръти (телове) и тяхното местоположение, за да се увеличи устойчивостта на пукнатини и издръжливостта на траверсите.

Теглото и габаритните размери на траверсата позволяват използването на съществуващите технологии за полагане и експлоатация.

За да се намали износването на баласта е възможно траверсите да се комплектоват с полимерни траверси.

През 2015 г. е разработен дизайн на спално място за тежък трафик. Аксиални натоварвания - до 35 тона. Тегло на спалното място - 345 кг. Има висока устойчивост на срязване. През 2016 г. се планира производството на прототипи и провеждането на тестове.

Композитни палубни плочи без баласт

По поръчка на ОАО "Руски железници" в рамките на научно-техническата разработка на експерименталния пръстен на ОАО "ВНИИЖТ" се изпитват безбаластни плочи на мостовата настилка от композитни материали. В момента се приключва производството на първите 200 милиона бруто тона и въз основа на резултатите ще бъдат направени първите изводи. С положителни резултати, композитните плочи имат конкурентно предимство пред съществуващите конструкции. В сравнение с мостовата греда се увеличава експлоатационният живот и се увеличава равномерността на основата под релсата. По отношение на стоманобетонните плочи теглото на конструкциите е намалено, което освен опростяването на строително-монтажните работи прави възможно замянатамостова греда на мостове с ниска товароносимост.

В железопътната мрежа на България се въвеждат нови метални връхни строежи с метална баластра. Това конструктивно решение ще направи възможно експлоатацията на горната конструкция на коловоза както на мостове, така и на теглене, като значително ще намали разходите за поддръжка и основен ремонт на мостовата настилка.

Използването на модерни носещи части със сферичен сегмент позволява да се намалят разходите за труд за почистване, смазване, боядисване и други мерки за поддръжка на подвижни носещи части на надстройки. Лагерите със сачмен сегмент могат да се използват за метални и стоманобетонни надстройки с всякаква дължина.