Привет, сегодня мы поговорим о самом узнаваемом элементе железной дороги, о рельсах.
Совсем скоро, с 1 августа 2023 года у нас начнет действовать новый ГОСТ на изготовление российских железнодорожных рельс – ГОСТ Р 51685-2022. Что ж, типы рельс, в новой ГОСТе остаются теми же самыми, как и сейчас. Российская Федерация выпускает себе 3 типа рельс. Это Р50, Р65 и Р75
1. Расшифровка типа
Смысл, который заложен в названии каждого типа очень прост. Буква Р обозначает что это рельс, а рядом стоящая цифра, это примерная масса отрезанного 1 метра. Так, метр рельса каждого типа весит:
- метр рельса Р50 весит примерно 50 кг;
- метр рельса Р65 весит примерно 65 кг;
- метр рельса Р75 весит примерно 75 кг.
Если мы заглянем в ГОСТе в приложение Д, то увидим истинную теоретическую массу 1 метра каждого типа. Так, например, 1 метр Р50 весит 51.80 кг.
2. Части рельса
Как вы видите по поперечным сечениям, чем больше рельс, тем выше его тип. Внешне все типы похожи, и каждый тип разделяют на 3 части.
2.1 Головка рельса
Самая верхняя часть называется головкой рельса. Именно по головке, по верхней её части катится часть колесной пары. И как мы обсуждали в других роликах, по головке рельса мы строим продольный профиль железнодорожного пути.
Не по всей поверхности колесо взаимодействует с головкой, а на довольно небольшой области, которое называется пятном контакта.
К тому же из-за поперечных колебаний, особенно в кривых участках, гребень колеса прижимается к боковой части головки. Такую ситуацию мы тоже уже разбирали с вами в роликах про возвышение. В итоге от такого взаимодействия головка рельса постоянно подвергается горизонтальному и вертикальному износу, превращая рельс в старогодный материал, которым все еще можно пользоваться, он пригодится менее значимым путям.
2.2 Шейка рельса
Средняя часть называется шейкой. Самая тонкая часть, но именно благодаря ей рельс хорошо сопротивляется изгибу, который он получает, когда колесо давит на него, заставляя изгибаться.
Все вы видели такие стыки.
Эти штуки называются накладками, они стягиваются болтами с гайками, и чтобы устроить такую конструкцию просверливают отверстия как раз в шейке.
2.3 Подошва рельса
И самая нижняя часть называется подошвой рельса. Эта такое опорное основание. Рельс должен быть устойчив против опрокидывания ведь на него будут действовать нагрузки, пытающиеся его завалить на бок. Благодаря такой подошве он устойчиво стоит.
3. Нагрузки на рельсы
Р75 самый большой тип, если вы думаете, что он крепче чем 65-й и 50-й, то да, вы правы. Но в основном у нас все-таки укладывают Р65 рельс. Если вы придете к ближайшей вам железной дороге и измерите высоту рельса от подошвы до головки, то с вероятностью более чем 90% это будет 180мм, это Р65.
Почему так? Да потому что наш подвижной грузовой состав не превышает нагрузок, с которыми бы не справился Р65-ый.
Нагрузки измеряются силе давления колесной пары два рельса одновременно. Наверное одни из самых тяжелых локомотивов это ВЛ84, ВЛ12 и ВЛ82м.
Они настолько тяжелые, что каждая их колесная пара давит на 2 рельса с силой 25 тонн. Это по 12.5 тон на один рельс. И 25 тон на ось у нас является основной максимальной нагрузкой для большинства железных дорог. Например, тот же нормативный документ СП 119.13330.2017, применяемый при проектировании новых железных дорог ставит ограничение по максимальной нагрузке до 25 тонн, приходящуюся на одну ось.
И в новом ГОСТе на рельсы в приложении А указаны нагрузки на все 3 типа рельсов. Здесь еще даётся классификация по категориям. Имеется ввиду подвергались ли рельсы термоупрочнению при их выпуске или нет. Предназначены они для высокоскоростного движения или нет. И так далее.
Здесь мы с вами видим, что самые прочные рельсы находятся в первой колонке. Р65 предназначен для принятия на себя максимальную нагрузку 25 тонн от одной оси.
Но что если пустить по Р65 грузовой консольный кран? У крана нагрузка от одной оси может быть больше 25 тонн. Теперь подумайте, проедет ли такой кран по 65-му рельсу, не сломав его? Или даже по 50-му, у которого самая прочная категория предназначена для нагрузки 23.5 тонны на ось?
Да конечно не сломает. Даже если он поднимает пролетное строение, нагружая ось.
Это номинальные нагрузки, а не предельные. Они означают лишь нормальное условие эксплуатации. Если нагрузка на рельс не превышает номинальную, то рельс будет меньше подвергаться износу и вероятность возникновения дефектов тоже будет меньше. Это и есть нормальная эксплуатация.
Номинальная нагрузка это первая причина, почему из 3 типов в основном у нас лежит Р65. Вторая же причина это грузонапряженность.
4. Грузонапряжённость
Грузонапряженность это количество перевозимого по рельсам тон груза в год, с учетом собственной массы локомотивов и вагонов конечно. Каждый вес целого поезда, прошедший по рельсам учитывается в расчете его годовой грузонапряженности.
И вот тут оказывается что накатывание по рельсам 200 млн тонн в год пока что достаточно. Именно такую грузонапряженность способен выдержать Р65 и это будет для него нормально. Если мы посмотрим на громкие новостные заголовки по увеличению грузонапряженности на наших дорогах, то не увидим цифр в 200 млн тон в год. Поэтому в основном у нас и лежат Р65-ые.
5. Типы Р50 и Р75
Рельсы Р50 в основном кладут на подъездных путях. На путях, которые идут к какому-нибудь заводу. Где ездят нетяжелые локомотивы, с нагрузкой точно меньше чем 25 тон на одну ось. Укладывать Р50 разрешает государственный нормативный документ.
А вот РЖД, после проведения капитального ремонта даже на подъездных путях не желает видеть у себя Р50, предпочитая Р65.
Это таблица из нормативного документа РЖД, который называется «Правила назначения ремонтов железнодорожного пути». И после ремонта подъездного пути если на нем лежал Р50 его заменяют на Р65.
На самом деле, если есть рельс Р50, то должен быть переход к Р65. Они же разной высоты. И подошва у 50-го короче. Переход между типами осуществляют либо устраивая такие переходные накладки, либо вообще устанавливают переходной рельс.
РЖД не любит 50-ые рельсы, но зато их любят частные лица. Если у вас есть свой завод и к нему у вас проложены подъездные пути, то вы скорее всего будите укладывать Р50, они даже банально дешевле 65-ых.
Так что в России 50-х рельсов уложено мало, но еще меньше 75-ых.
Самый большой тип не хотят не укладывать не РЖД, не частники. Оно и понятно, самый прочный Р75 рассчитан на номинальную нагрузку 30 тон на одну ось, что больше нашего на данный момент норматива в 25 тонн. И на грузонапряженность он рассчитан 400 млн. тон в год, это очень много.
Сейчас мы не можем накатать столько, поэтому Р75 в основном укалывают на специлизированных путях, где ездит только тяжелая техника. Нецелеосообразно класть самый мощный, самый тяжелый и самый дорогой Р75 и подвергать его износу. Работать в полную мощность он все равно не будет, а сломаться может. Ведь дефекты в рельсах возникают в любом типе.
Видеоролик к этой статье
Читая статьи и смотря ролики на канале проверяйте на актуальность нормативные документы, ведь они постоянно обновляются или заменяются.
На сегодня это всё, подписывайтесь, ставьте лайки, задавайте вопросы!
