СТО РЖД 08.027-2016. Стандарт ОАО «РЖД». Скрепление рельсовое промежуточное железнодорожного пути. Классификация, технические требования и методы контроля

(утв. и введен в действие Распоряжением ОАО «РЖД» от 19.12.2016 № 2581р)

Утвержден и введен в действие Распоряжением ОАО «РЖД» от 19 декабря 2016 г. № 2581р

СТАНДАРТ ОАО «РЖД»

СКРЕПЛЕНИЕ РЕЛЬСОВОЕ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

КЛАССИФИКАЦИЯ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

СТО РЖД 08.027-2016

ОКС 45.080

Дата введения 29 декабря 2016 года

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (АО «ВНИИЖТ»)

2 ВНЕСЕН Управлением пути и сооружений Центральной дирекции инфраструктуры — филиалом ОАО «РЖД»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Распоряжением ОАО «РЖД» от 19.12.2016 г. № 2581р

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на промежуточное рельсовое скрепление (далее — скрепление) всех типов, применяемое в конструкции железнодорожного пути при строительстве новых железнодорожных линий, реконструкции и ремонтах железнодорожного пути на железобетонных шпалах и брусьях, в том числе на участках скоростного и высокоскоростного движения.

Настоящий стандарт предназначен для применения подразделениями аппарата управления, филиалами и иными структурными подразделениями ОАО «РЖД».

Применение настоящего стандарта сторонними организациями оговаривается в договорах (соглашениях) с ОАО «РЖД».

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия

ГОСТ 23706-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 6. Особые требования к омметрам (приборам для измерения полного сопротивления) и приборам для измерения активной проводимости

ГОСТ 30630.2.5-2013 Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие соляного тумана

ГОСТ 33320-2015 Шпалы железобетонные для железных дорог. Общие технические условия

ГОСТ Р 50542-93 Изделия из черных металлов для верхнего строения рельсовых путей. Термины и определения

ГОСТ Р 51350-99 (МЭК 61010-1-90) Безопасность электрических контрольно-измерительных приборов и лабораторного оборудования. Часть 1. Общие требования

ГОСТ Р 5629-2014 Прокладки рельсовых скреплений железнодорожного пути. Технические условия

СТО РЖД 08.016-2012 Рельсовые скрепления. Методика стендовых испытаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году, а также по единой информационной базе ОАО «РЖД». Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 16504, ГОСТ Р 50542, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 агрессивная среда: Среда, вызывающая интенсивное ухудшение свойств или разрушение материалов и изделий из них.

Примечание — К агрессивной среде относятся участки железнодорожного пути, расположенные в тоннелях, на мостах и подходах к ним, а также на территории с влажностью более 70% (см. ГОСТ 15150 (приложение 11)).

3.2 анкер: Металлический закладной элемент, забетонированный в рельсовую опору при ее изготовлении, частично выступающий над поверхностью в зоне подрельсовой площадки, предназначенный для крепления рельса клеммами.

3.3 антикоррозийная обработка: Технологическая операция нанесения покрытия, обеспечивающего требуемую антикоррозийную защиту металла.

3.4 гамма-процентный ресурс: Наработка (млн т брутто), в течение которой скрепления не достигнут предельного состояния с заданной вероятностью, определяемой допускаемой по условию обеспечения безопасности движения нормируемой величиной выхода узлов скреплений \gamma (гамма), выраженной в процентах.

3.5 дюбель: Закладной элемент из полимерного материала, забетонированный в рельсовую опору при ее изготовлении, имеющий внутри продольный канал с резьбой для закручивания шурупа.

3.6

3.7 контрольный участок: Участок железнодорожного пути, принятый в эксплуатацию, с серийно применяемой конструкцией рельсового скрепления.

3.8 монтажное прижатие: Сила, создаваемая узлом промежуточного рельсового скрепления, установленного в проектное положение, приложенная к рельсу и действующая перпендикулярно подрельсовому основанию.

3.9 назначенный ресурс: Заявленная наработка млн т брутто пропущенного тоннажа, при достижении которой дальнейшая эксплуатация узла скрепления зависит от его фактического технического состояния.

Примечание - Эксплуатация скрепления по истечении назначенного ресурса возможна при положительных результатах проверки.

3.10 опытный участок пути: Участок железнодорожного пути с однотипной опытной конструкцией промежуточного рельсового скрепления и соответствующего ему подрельсового основания.

3.11 подошва рельса: Нижняя часть рельса, опирающаяся на подкладку или непосредственно на рельсовую опору в процессе работы.

3.12 поперечная жесткость скрепления: Характеристика, определяющая способность скрепления выдерживать деформации при воздействии горизонтальной силы в поперечном направлении к оси пути без изменения геометрических размеров, превышающие их допустимые отклонения согласно конструкторской документации.

3.13 предприятие-изготовитель: Предприятие, осуществляющее изготовление скреплений (или его отдельных элементов) и/или сборку (комплектацию) элементов, соответствующих типу скрепления.

3.14 прикрепитель: Элемент промежуточного рельсового скрепления, предназначенный для прикрепления рельса или подкладки к рельсовой опоре.

3.15

3.16 промежуточное рельсовое скрепление: Комплект, состоящий из элементов, предназначенных для крепления рельса к рельсовой опоре.

Примечание - Перечень элементов (шурупы, шайбы, болты, клеммы, прокладки, подкладки и др.) установлен в конструкторской документации на каждый тип скрепления.

3.17

3.18 рельсовая опора (подрельсовое основание): Элемент верхнего строения железнодорожного пути (шпала, стрелочный или мостовой брус, плиты БМП), служащий для фиксирования рельсов в устойчивом положении, обеспечения постоянства геометрических размеров и положения рельсовой колеи в плане и профиле, а также для передачи давления от железнодорожного подвижного состава и рельсов на нижнее строение пути непосредственно или через балластную призму.

3.19 рельсовая подкладка (подкладка): Элемент промежуточного рельсового скрепления, предназначенный для закрепления рельса на рельсовой опоре, между ребордами которого располагается подошва рельса.

3.20 температурный интервал: Разность максимальной и минимальной температур рельса, характерных для данного региона в течение года.

3.21 узел промежуточного рельсового скрепления (узел скрепления): Конструкция верхнего строения железнодорожного пути, предназначенная для крепления рельсов к рельсовым опорам, и обеспечивающая постоянство геометрических размеров и положения рельсовой колеи, недопущения продольного, поперечного и вертикального смещения и опрокидывания рельсов, электрическую изоляцию рельс и рельсовых опор при использовании железобетонных и металлических рельсовых опор.

4 Классификация

Скрепления подразделяют по типу конструкции, категории применения, климатическому исполнению и коррозионной стойкости покрытию:

а) по типу конструкции:

1. вид прикрепления:

• нераздельное прикрепление, при котором подкладка к опоре и рельс к подкладке прикрепляются одними и теми же прикрепителями (Н);
• раздельное прикрепление, при котором подкладки к опоре и рельс к подкладке прикрепляются различными прикрепителями (Р);
• смешанное прикрепление, при котором рельс через подкладки непосредственно крепится к опорам, кроме того, подкладки дополнительно крепятся к опорам (С);

2. наличие подкладки:

• подкладочное (ПП);
• бесподкладочное (БП);

3. тип прикрепителя к опоре:

• анкерное (АН);
• шурупно-дюбельное (ШД);
• болтовое (ББ);

б) по категориям (см. таблицу 1);

в) по климатическим зонам эксплуатации:

1. регион с температурными интервалами менее 110 °C (А);

2. регион с температурными интервалами более или равными 110 °C (Б);

г) по коррозийной стойкости:

1. антикоррозийное покрытие (К);

2. без антикоррозийного покрытия (О).

Таблица 1

Категорирование скреплений по условиям эксплуатации

5 Технические требования

5.1 Общие требования

5.1.1 Вид климатического исполнения материалов для элементов скрепления — УХЛ1 по ГОСТ 15150.

5.1.2 Скрепления должны обеспечивать:

• стабильность ширины колеи (интенсивность изменения ширины колеи без учета износа рельса — 1,5 мм на 100 млн т брутто);
• гамма процентный ресурс в постгарантийный период должен быть не менее — 98% для металлических элементов, и 96% для полимерных элементов на каждые 100 млн т брутто пропущенного тоннажа;
• назначенный ресурс не менее 1400 млн т брутто пропущенного тоннажа при суммарном числе отказов не более 20% (подтверждается при полигонных испытаниях, см. 6.10);
• прижатие рельса к подрельсовому основанию (далее по тексту — основанию), исключающее возможность проскальзывания подошвы рельса по подкладке (или прокладке) при воздействии проходящих поездов и температурных сил при наработке 100 млн т брутто; на весь период назначенного ресурса (допускаемое снижение монтажного прижатия не более чем на 20% от значения, указанного в 5.2.2);
• регулировку положения рельсов по высоте в пределах от 0 до 20 мм;
• замену элементов скрепления без перерывов в движении поездов.

5.1.3 Назначенный срок службы скрепления должен составлять не менее 20 лет при непревышении величины назначенного ресурса, указанного в п. 5.1.2.

5.1.4 Условное обозначение скрепления включает:

• тип конструкции (вид прикрепления, наличие подкладки, тип прикрепителя к опоре);
• категорию;
• климатическую зону применения;
• наличие или отсутствие антикоррозионного покрытия.

Пример условного обозначения скрепления ЖБР-65Ш для применения при совмещенном движении со скоростями до 120 км/ч, осевыми нагрузками 245 кН и радиусом кривой до 350 м, при температурных амплитудах до 110 °C в тоннеле — Р.БП.ШД.III-2.А.К.

5.2 Основные технические требования в зависимости от категории скрепления

5.2.1 Удерживающую способность скрепления в поперечном направлении при одновременном действии циклических нагрузок на базе 4 млн циклов нагружения определяют в соответствии с таблицей 4.

5.2.1.1 Остаточное поперечное перемещение головки рельса после циклического воздействия должно быть не более 3 мм (метод контроля 6.4).

5.2.1.2 Остаточное поперечное перемещение подошвы рельса после циклического воздействия должно быть не более 2 мм (метод контроля 6.4).

5.2.1.3 Наличие трещин, разрушения элемента скрепления и/или основания не допускается (метод контроля 6.4).

5.2.2 Усилие монтажного прижатия рельса к основанию должно быть не менее:

• 20 кН для I, II, III-1 и III-2 категорий скреплений климатической зоны «А»;
• 25 кН для IV категории скреплений климатической зоны «А» и всех категорий скреплений климатической зоны «Б».

Усилие монтажного прижатия рельса к основанию определяют методом контроля, установленным в 6.5.

5.2.3 Усилие монтажного прижатия подкладки к основанию должно быть не менее:

• 40 кН для I, II, III-1 и III-2 категорий скреплений климатической зоны «А»;
• 50 кН для IV категории скреплений климатической зоны «А» и для всех категорий скреплений климатической зоны «Б».

Усилие монтажного прижатия подкладки к основанию определяют методом контроля 6.5.

5.2.4 Продольное сопротивление сдвигу рельса в узле скрепления должно быть не менее:

• 14 кН для I, II, III-1 и III-2 категорий скреплений климатической зоны «А»;
• 16,5 кН для IV категории скреплений климатической зоны «А» и для всех категорий скреплений климатической зоны «Б».

Продольное сопротивление рельса в узле скрепления определяют методом контроля, установленным в 6.5.

5.2.5 Вертикальная статическая жесткость в узле скрепления должна быть:

• от 50 до 100 МН/м для I категории скрепления;
• от 100 до 200 МН/м для II и III-1 категорий скреплений;
• от 150 до 200 МН/м для III-2 и IV категорий скреплений (укладку скреплений с вертикальной жесткостью более 200 МН/м выполняют по требованию заказчика).

Вертикальную статическую жесткость в узле скрепления определяют методом контроля, установленным в 6.6.

5.2.6 Поперечная жесткость (по подошве рельса) должна быть не менее 30 МН/м (метод контроля 6.6).

5.2.7 Электрическое сопротивление между скреплениями на основании должно быть не менее 10 кОм (метод контроля 6.7).

5.2.8 Габарит скрепления не должен мешать проходу железнодорожного подвижного состава (метод контроля 6.8).

Изменение ширины колеи за счет узлов скреплений должно быть не более:

• 2 мм при отсутствии подкладки;
• 3 мм при наличии подкладки.

5.2.9 Элементы скрепления поставляют по согласованию с заказчиком с антикоррозийным покрытием (условное обозначение «П») или без него (условное обозначение «О»).

Антикоррозийное покрытие, должно обеспечить защиту металлическим элементам скрепления от агрессивной среды на весь период эксплуатации (метод контроля 6.9).

Тип антикоррозийного покрытия и требования к нему согласовывают с заказчиком.

5.2.10 Для скреплений I категории дополнительно определяют затухание ударной нагрузки (метод контроля 6.11). Оно должно быть не менее 15%.

5.2.11 Для скреплений категорий I и II дополнительно определяют динамическую жесткость скрепления при низких частотах (метод контроля 6.12).

Величину динамической жесткости узла скрепления принимают по значению, заявленному изготовителем и подтвержденному протоколами испытаний аккредитованного испытательного центра.

Примечание - Данный показатель является факультативным в течение трех лет до получения результатов и уточнения нормативного значения для различных типов скреплений.

5.2.12 Сопротивление вырыву закладных элементов (анкера, дюбеля) из рельсовой опоры — не менее 60 кН (метод контроля 6.13).

5.2.13 Величина сопротивления повороту рельса в узле скрепления (кручению) должна приниматься по значению, заявленному изготовителем и подтвержденному протоколами испытаний аккредитованного испытательного центра (метод контроля 6.14).

Примечание - Данный показатель является факультативным в течение трех лет до получения результатов и уточнения нормативного значения для различных типов скреплений.

5.3 Маркировка

В маркировке скрепления указывают его условное обозначение. На каждую упаковку скреплений навешивают ярлык с его условным обозначением (метод контроля 7.12).

Маркировка элементов скрепления должна содержать маркировку, обеспечивающую идентификацию элементов, в том числе:

• наименование предприятия-изготовителя;
• дату изготовления;
• знак обращения на рынке.

6 Методы контроля

6.1 Объект испытаний

Объектом испытаний является узел промежуточного рельсового скрепления.

6.2 Отбор образцов

Для проведения испытаний из партии не менее 500 скреплений (произведенных в течение одного месяца) отбирают шесть образцов узлов скреплений методом «вслепую» по ГОСТ 18321 (подраздел 3.4).

Каждый элемент узла скрепления должен быть отобран из партии, прошедшей приемо-сдаточные испытания на предприятии-изготовителе.

Из шести отобранных образцов испытания проводят на не менее чем трех образцах; три образца — контрольные.

6.3 Условия испытаний

Испытания проводят в помещении, в котором должны быть соблюдены нормальные климатические условия испытаний в соответствии с ГОСТ 15150 (пункт 3.15):

• температура — 25 +/- 10 °C;
• относительная влажность воздуха — от 45% до 80%;
• атмосферное давление — от 84,0 до 106,7 кПа.

6.4 Определение удерживающей способности узла скрепления в поперечном направлении при циклической нагрузке

6.4.1 Средства испытаний

Сведения о средствах измерений приведены в таблице 2.

Таблица 2

Сведения о средствах измерений

6.4.2 Порядок проведения испытаний

Оценку удерживающей способности узла скрепления проводят после проведения его испытаний на гидравлической машине (пульсаторе) при одновременном действии вертикальной и горизонтальной поперечной циклических нагрузок в течение базы испытаний, равной 4 млн циклов нагружений.

Значения циклических нагрузок в зависимости от категории скрепления для стендовых испытаний (на 1 узел) устанавливают в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3

Значения циклических нагрузок для скреплений. Категория скрепления

Схема нагружения одновременно двух узлов скрепления на испытательной машине показана на рисунке 1.

1 — металлическая станина, неподвижно закрепленная на подвижной части испытательной машины и создающая наклон полушпал под углом \alpha_{1} ;

2 — регулировочная пластина для выставления угла \alpha_{1} ;

3 — фрагмент шпалы с узлом скрепления, неподвижно закрепленная на станине;

4 — рельс;

5 — испытательная вертикальная нагрузка Q от испытательной машины;

6 — нагрузочная балка;

7 — скрепление;

\alpha — угол приложения нагрузки Q, см. таблицу 3;

\alpha = \alpha_{1} - \alpha_{2} ;

\alpha_{1} — угол наклона станины с регулировочными пластинами;

\alpha_{2} — угол, образующийся подуклонкой рельса, \alpha_{2} = 3^{\circ} .

Рисунок 1 — Схема нагружения двух узлов скреплений на испытательной машине

Возможно применение других схем нагружения, сохраняющих при испытаниях силовое воздействие на узел скрепления.

До начала испытаний узлы скрепления монтируют на фрагментах шпал с подрельсовыми площадками и устанавливают на металлическую станину по схеме, представленной на рисунке 1.

Количество циклов нагружения регистрируют по показаниям счетчика испытательной машины в конце каждого рабочего дня (смены).

Через каждые 500 тыс. циклов нагружения регистрируют показатели остаточных поперечных перемещений головки и подошвы обоих рельсов.

Испытания продолжают до достижения 4 млн циклов нагружения.

Испытания прекращают досрочно при превышении нормативных значений по остаточным поперечным перемещениям головки или подошвы рельса, а также при обнаружении трещины или разрушения элемента скрепления, а также при разрушении фрагмента шпалы.

После завершения испытаний должны быть измерены величины остаточных поперечных перемещений рельса, с учетом смятия и износа элементов скрепления.

Значения контролируемых показателей, дату и время фиксации регистрируют в журнале испытаний.

Значения остаточных поперечных перемещений за 4 млн циклов усредняют отдельно по головкам рельсов и подошвам. Результаты должны представлять в виде графиков зависимостей средних (не менее, чем по трем узлам скреплений) значений остаточных поперечных перемещений головки и подошвы рельса от количества циклов нагружения. Графики прилагают к протоколу испытаний в качестве официального документа, отражающего результаты оценки удерживающей способности узла скрепления (5.2.1.1).

6.5 Определение удерживающей способности узла скрепления

6.5.1 Средства испытаний

Сведения о средствах измерений приведены в таблице 4.

Таблица 4

Сведения о средствах измерений

6.5.2 Порядок проведения испытаний по определению удерживающей способности узла скрепления в продольном направлении

Испытания по определению удерживающей способности узла скрепления в продольном направлении пути проводят по базовой схеме, приведенной на рисунке 2.

1 — упорное устройство, закрепляемое на станине испытательной машины;

2 — фрагмент шпалы, закрепляемой на упорном устройстве;

3 — фрагмент рельса;

4 — скрепление;

5 — измерительное устройство;

N — продольная нагрузка, кН.

Рисунок 2 — Схема нагружения узла скрепления для определения его удерживающей способности в продольном направлении пути

В зависимости от типа испытательной машины упорное устройство может быть расположено вертикально.

До начала испытаний узел скрепления монтируют на фрагментах шпал с подрельсовыми площадками (полушпале) и устанавливают на упорное устройство, закрепляемое на станине испытательной машины.

Во время испытаний нагрузку № прикладывают по оси симметрии рельса к нижней грани подошвы рельса. Точка приложения нагрузки может располагаться не более чем в 10 мм от нижней грани подошвы рельса. Нагрузку № увеличивают от 0 со скоростью не более 500 Н/с с шагом 2000 Н. Одновременно с приложением нагрузки контролируют величину перемещений подошвы рельса в узле скрепления. Испытания прекращают в тот момент, когда при росте перемещений рельса нагрузка не увеличивается или ее рост резко замедляется. Эта величина удерживающей нагрузки является максимальной. Ее фиксируют и проверяют на соответствие показателю 5.2.1.1. Данные испытаний усредняют, результатом должно быть среднее по трем полученным значениям.

6.5.3 Порядок проведения испытаний по определению монтажного прижатия рельса

Испытания по определению усилия монтажного прижатия рельса к шпале (подкладке) в узле скрепления проводят по схеме, приведенной на рисунке 3.

1 — захват испытательной машины;

2 — рельс;

3 — основание (полушпала).

Рисунок 3 — Схема нагружения узла скрепления (условного) для определения усилия монтажного прижатия рельса клеммами

Усилие монтажного прижатия рельса к шпале (подкладке) в узле скрепления определяют на испытательной машине с усилием разрыва не менее 30 кН. На станину испытательной машины устанавливают полушпалу с узлом скрепления. Вертикальное усилие прикладывают к головке рельса специальным захватом до отрыва подошвы рельса от прокладки со скоростью 1 — 2 кН/мин. Отрыв подошвы рельса (образование зазора величиной 0,5 мм) контролируют средствами контроля линейных перемещений.

Определение усилия монтажного прижатия подкладки к шпале выполняют только для скреплений с резьбовыми прикрепителями подкладки к шпале и состоит в определении момента затяжки резьбового соединения динамометрическим ключом и сравнительной оценке полученных значений с нормативными.

Данные испытаний по трем узлам скрепления усредняют, результатом должно быть среднее по трем полученным значениям.

6.6 Определение параметров жесткости скрепления

6.6.1 Средства испытаний

Испытания узла скрепления проводят на гидравлической установке (прессе), обеспечивающей вертикальное и горизонтальное поперечное нагружение на фрагмент рельса. Сведения о средствах измерений и испытательном оборудовании приведены в таблице 5.

Таблица 5

Сведения о средствах измерений

6.6.2 Порядок проведения испытаний

Испытания проводят по приведенным на рисунках 4 и 5 схемам для определения параметров жесткости узла скрепления. Определение усилия Pк выполняют только для скреплений с резьбовыми прикрепителями посредством контроля момента затяжки резьбового соединения динамометрическим ключом и сравнительной оценке полученных значений с нормативными.

Qy — вертикальная нагрузка, задаваемая по индикатору испытательной машины в соответствии с таблицей 3;

Q₀ - нормативное монтажное прижатие рельса (подкладки) в узле скрепления, контролируемое динамометрическим ключом или иным измерительным устройством;

Pк — монтажная нагрузка клеммы скрепления на рельс;

1, 2 — измерители линейных перемещений, расположенные по двум точкам подошвы рельса для регистрации вертикальных перемещений yc1, yc2 и расчета среднего значения yс по оси симметрии узла скрепления.

Рисунок 4 — Схема нагружения узла скрепления для определения его вертикальной жесткости Dcy

Qz — поперечная горизонтальная нагрузка, задаваемая по индикатору испытательной машины в соответствии с таблицей 3;

Q0 — нормативное монтажное прижатие рельса (подкладки) в узле скрепления, контролируемое динамометрическим ключом или иным измерительным устройством;

Pк — монтажная нагрузка клеммы на рельс;

1, 2 — измерители линейных перемещений, расположенные по сторонам шпалы для регистрации поперечных перемещений zc1, zc2 и расчета среднего значения zс по оси симметрии узла скрепления.

Рисунок 5 — Схема нагружения узла скрепления для определения его поперечной жесткости Dcz

Скорость приложения нагрузок Qy и Qz составляет не более 500 Н/с.

По полученным данным для трех узлов скреплений yc1 и yc2 рассчитывают среднее значение yс. По полученным данным zc.1 и zc.2 рассчитывают среднее значение zс.

Для определения параметров жесткости узла скреплений выбирают рабочий диапазон \Delta и, соответственно, диапазоны нагрузки Q_{y\Delta} и Q_{z\Delta} , а также перемещений y_{c\Delta} и z_{c\Delta} .

Вертикальную жесткость узла скрепления Dсу, МН/м, вычисляют по формуле

D_{\text{су}} = Q_{y\Delta}/y_{c\Delta}, (1)

где Q_{y\Delta} — изменение вертикальной (по оси симметрии объекта) нагрузки в выбранном рабочем диапазоне, от 20 до 90 кН;

y_{c\Delta} — изменение перемещения рельса при действии нагрузки Qy в выбранном рабочем диапазоне, м.

Поперечную жесткость узла скрепления Dcz, МН/м, вычисляют по формуле

D_{\text{с}z} = Q_{z\Delta}/z_{c\Delta}, (2)

где Q_{z\Delta} — изменение горизонтальной поперечной нагрузки в выбранном рабочем диапазоне, (20 — 100) кН;

z_{c\Delta} — изменение перемещения рельса при действии нагрузки Qz в выбранном рабочем диапазоне, м.

6.7 Определение электрического сопротивления скрепления

6.7.1 Средства испытаний

Испытания проводят на двух узлах скрепления, смонтированных на железобетонной шпале, которая изолирована от основания диэлектрическими прокладками с удельным объемным электрическим сопротивлением не менее 1011 Ом·м.

Сведения о средствах измерений приведены в таблице 6.

Таблица 6

Сведения о средствах измерений

6.7.2 Порядок проведения испытаний

При проведении испытаний определяют величину электрического сопротивления.

Испытания проводят по схеме, приведенной на рисунке 6.

Рисунок 6 — Схема измерения электрического сопротивления

Испытания проводят в два этапа:

• без дополнительного увлажнения шпалы, скрепления, рельсов;
• с увлажнением шпалы, скрепления, рельсов.

Дополнительное увлажнение выполняют водой из водопроводной сети температурой от 10 °C до 25 °C путем равномерного полива до начала появления на верхней поверхности шпалы и элементов скрепления водяных пленок. Увлажненная шпала устанавливается на сухую чистую поверхность и изолируется от основания диэлектрическими прокладками с удельным объемным электрическим сопротивлением не менее 1011 Ом·м.

По каждому этапу выполняют трехкратное измерение электрического сопротивления с прерыванием цепи.

Результатом испытаний является минимальная величина электрического сопротивления из трех измерений на увлажненной шпале.

6.8 Определение габаритных размеров и допусков элементов скрепления

Общие габариты скрепления (5.2.8) должны быть в пределах диапазона, указанного на рисунке 7.

1 — диапазон для узла скрепления

Рисунок 7 — Диапазон (внешняя граница) для скреплений

Примечания

1 Применимо ко всем профилям рельса.

2 Внешняя граница симметрична относительно центральной линии подрельсовой площадки.

Расчеты ширины колеи должны быть предусмотрены разработчиком скрепления для определения максимального отклонения ширины колеи, которое может возникать из-за влияния допусков геометрических размеров элементов скрепления.

Расчеты должны быть представлены при постановке продукции на производство и основаны на проектных размерах профиля рельса, а также включать сочетание неблагоприятных допусков о положении рельса в узле скрепления и допусках на всех элементах скрепления.

Изменение ширины колеи за счет узлов скрепления определяется как разность между величиной ширины колеи в начале эксплуатации и на момент контроля за вычетом величины бокового износа рельсов по обеим нитям.

Изменение ширины колеи, рассчитанное таким образом, не должно превышать 2 (3) мм или 1 (1,5) на узел скрепления. Размеры в скобках относятся к скреплениям с подкладкой.

Расчеты ширины колеи должны быть предусмотрены разработчиком скрепления для определения максимального отклонения ширины колеи, которое может возникать из-за влияния допусков геометрических размеров элементов скрепления.

Расчеты должны быть представлены при постановке продукции на производство и основаны на проектных размерах профиля рельса, а также включать сочетание неблагоприятных допусков о положении рельса в узле скрепления и допусках на всех элементах скрепления.

Изменение ширины колеи за счет узлов скрепления определяется как разность между величиной ширины колеи в начале эксплуатации и на момент контроля за вычетом величины бокового износа рельсов по обеим нитям.

Изменение ширины колеи, рассчитанное таким образом, не должно превышать 2 (3) мм или 1 (1,5) на узел скрепления. Размеры в скобках относятся к подкладочным типам скреплений.

6.9 Определение защиты от агрессивной среды

Собранный в проектное положение узел скрепления на соответствующем основании с закрепленным фрагментом рельса длиной 200 мм подвергают воздействию нейтрального солевого тумана в течение 500 ч с последующей проверкой возможности монтажа-демонтажа. Для испытаний используют три образца, отобранных по 6.2. Температура в камере солевого тумана (35 +/- 2) °C. Испытания проводят по методу 215-1.2.1 ГОСТ 30630.2.5. По окончании испытаний оценивают степень коррозии на поверхности элементов скрепления и осуществляют подсчет ее площади. При наличии защитного антикоррозийного покрытия оценивают состояние покрытия после испытаний на наличие коррозионных повреждений и определяют и усредняют по трем образцам площадь повреждений. Испытания считают положительными при отсутствии:

• дополнительных усилий при монтаже-демонтаже (по сравнению с усилием до испытаний);
• коррозионных повреждений в защитном покрытии.

6.10 Полигонные испытания

Полигонные испытания проводят по методики в соответствии с приложением А.

6.11 Определение затухания ударной нагрузки

6.11.1 Порядок проведения испытаний

Настоящим разделом определяется порядок проведения испытаний, которые имитируют ударную нагрузку на рельс, вызванную воздействием подвижных единиц в пути. Эти испытания используются для определения степени затухания ударной нагрузки в узле скрепления, в том числе за счет применения различных подрельсовых прокладок.

Ударная нагрузка реализуется посредством падения нагрузочного элемента на головку рельса, прикрепленного скреплением к основанию. Воздействие ударной нагрузки измеряется в виде деформации в основании. Затухание ударной нагрузки в узле скрепления оценивается путем сравнения деформаций, созданных при использовании в скреплении эталонной подрельсовой прокладки с низким затуханием и при использовании в узле скрепления испытательной прокладки.

Деформация, созданная ударной нагрузкой, не должна превышать 80% от статической трещиностойкости рельса в местах нахождения тензодатчиков. Масса нагрузочного элемента, высота падения и упругая деформация ударяющейся головки регулируются для обеспечения непревышения данного предела. Без последующего изменения массы нагрузочного элемента, высоты падения и ударяющейся головки процедура повторяется с использованием испытательной прокладки. Рекомендуется на закрепленный отрезок рельса длиной от 0,3 до 0,7 м с высоты 1 м воздействовать грузом массой от 1,2 до 1,5 кН, площадь воздействия по центру скрепления составляет 2000 мм2.

Испытанию подвергается основание в сборе со скреплением. Основание должно быть снабжено двумя тензодатчиками сопротивления с длиной базы измерения от 100 до 120 мм, прикрепленными к боковой поверхности шпалы симметрично, примерно на одной линии по оси симметрии рельса под прямым углом к основанию. Датчики должны быть параллельны основанию, при этом один датчик должен находиться как можно ближе к верхней поверхности шпалы, а другой датчик должен быть, как минимум, на 10 мм, но не более чем на 25 мм, выше основания, как показано на рисунке 8.

Рисунок 8 — Места расположения тензодатчиков

Опора основания должна состоять из постели из щебня, содержащегося в баке. Постель должна быть сплошной по всей длине основания и не допускать перемещений шпалы при статической нагрузке от 50 до 60 кН. Глубина щебня составляет 270 мм ниже шпалы, а общая глубина составляет 370 мм.

6.11.2 Оборудование

На направляющих монтируют набор грузов, создающих вертикальную нагрузку на молоте 10 кН.

Скрепление и рельс собирают с использованием эталонной (резиновой) прокладки с жесткостью, соответствующей нижнему значения величины, указанной в 5.2.5. Основание с тензодатчиками, закрепленными, как представлено на рисунке 8, устанавливают под молот (см. рисунок 9).

1 — направляющая; 2 — молот; 3 — головка молота; 4 — опора

Рисунок 9 — Схема испытаний на затухание ударных нагрузок

Ударная нагрузка передается через молот при его свободном падении, и деформация записывается, начиная, как минимум, за 3 мс до ударного воздействия и продолжается в течение, как минимум, 5 мс после ударного воздействия. Испытания повторяют 10 раз. На установленном испытательном стенде амплитуда и временной интервал первого пика деформации должны быть сопоставлены со средним значением 10 ударных воздействий. Разница в испытаниях не должна превышать более чем на 10%.

6.11.3 Расчет величины деформации

Рассчитывают затухание в верхней и нижней частях шпалы для испытательной прокладки относительно эталонной прокладки по каждому из трех измеренных ударных воздействий по формулам

a_{t} = 100(1 - \frac{\epsilon_{pct}}{\epsilon_{pcrt}})\%, (3)

a_{b} = 100(1 - \frac{\epsilon_{pcb}}{\epsilon_{pcrb}})\%. (4)

Для каждого измеренного ударного воздействия рассчитывают

a = \frac{(a_{t} + a_{b})}{2} \%, (5)

где a — затухание, выраженное в виде процентного уменьшения деформации основания с применением испытательной прокладки по сравнению с эталонной;

at — затухание в верхней части основания, %;

ab — затухание в нижней части основания, %;

\epsilon_{pct} — первая пиковая деформация в верхней части основания при использовании испытательной прокладки под действием ударной нагрузки;

\epsilon_{pcb} — первая пиковая деформация в нижней части основания при использовании испытательной прокладки;

\epsilon_{pcrt} — средняя первая пиковая деформация в верхней части основания при использовании эталонной прокладки под действием ударной нагрузки;

\epsilon_{pcrb} — средняя первая пиковая деформация в нижней части основания при использовании эталонной прокладки.

Результат должен быть записан в виде среднего значения a для трех измеренных ударных воздействий при использовании испытательной прокладки.

Предварительный расчет представлен в приложении Б.

6.11.4 Результаты и протокол испытания

В протоколе испытания должна быть приведена следующая информация:

а) регистрационный номер, дата принятия и название настоящего стандарта;

б) наименование и адрес лаборатории, проводящей испытание;

в) дата проведения испытания;

г) наименование, назначение и описание путевого скрепления в сборе, использовавшегося в ходе испытания;

д) сведения об эталонной прокладке и испытательной прокладке;

е) сведения об основании и о массе;

ж) происхождение образцов для испытания;

з) используемый порядок проведения испытания;

и) среднее затухание у испытательной прокладки по сравнению с эталонной прокладкой.

6.12 Определение динамической жесткости узла скрепления

6.12.1 Средства испытаний

Сведения о средствах измерений приведены в таблице 7.

Таблица 7

Сведения о средствах измерений

6.12.2 Порядок проведения испытаний

Испытания проводятся на трех образцах.

Граничные величины испытательной нагрузки P — P min и P max определяют в зависимости от величины Pв для категории скрепления (см. таблицу 3) по формулам:

P_max = 0,8Pв, (6)

Pmin = 0,1Pв. (7)

Испытательную нагрузку P прикладывают по вертикальной оси рельса (с учетом подуклонки рельса 3° при испытаниях на фрагменте шпалы) при постоянной частоте 5 ... 7 Гц в течение 1000 циклов, при этом измеряют перемещение подошвы рельса. Во время последних 100 циклов выполняют запись приложенной нагрузки и вертикальное смещение рельса.

Для расчета используют значения с наибольшей амплитудой в периоде 10 циклов.

Схема нагружения представлена на рисунке 10.

P — вертикальная циклическая нагрузка, задаваемая по индикатору испытательной машины от Pmin до Pmax = 0,8 Pв;

Pк — нагрузка от клеммы скрепления на рельс, задаваемая монтажной затяжкой (прижатием);

1, 2, 3, 4 — измерители линейных перемещений, расположенные в зоне опирания подошвы рельса по четырем углам подрельсовой площадки для регистрации вертикальных перемещений Уc1, Уc2, Уc3 и Уc4 и расчета среднего значения Уc по оси симметрии узла скрепления.

Рисунок 10 — Схема нагружения узла скрепления для определения его динамической жесткости Kсу

Если перемещение, зафиксированное одним из измерителей (N 1, 2, 3, 4), отличается от среднего перемещения (Уср) более, чем на 20%, испытания повторяют.

Расчет динамической жесткости Кнч (МН/м) при низкочастотном нагружении для каждого узла скрепления выполняют по формуле

\text{Кнч}(i) = \frac{Pmax - Pmin}{\text{Уср}_{Pmax} - \text{Уср}_{Pmin}} . (8)

Фактическое значение динамической жесткости Кнч рассчитывают как среднее арифметическое по трем полученным результатам Кнч (i).

6.12.1.3 Результаты и протокол испытания

В протоколе испытания должна быть приведена следующая информация:

а) регистрационный номер, дата принятия и название настоящего стандарта;

б) наименование и адрес лаборатории, проводящей испытание;

в) дата проведения испытания;

г) наименование, назначение и описание путевого скрепления в сборе, включая тип рельса, использовавшегося в ходе испытания;

д) значение Pmax, используемое при проведении испытаний;

е) температура образцов при проведении испытаний;

ж) частота приложения испытательной нагрузки;

з) кривые прогиба под нагрузкой;

и) средняя величина вертикального перемещения рельса и динамическая жесткость узла скрепления.

6.13 Определение сопротивления вырыву анкера или дюбеля из основания

Испытания выполняют для узла скрепления, элементы которого установлены при производстве основания или вклеены в отлитые или просверленные отверстия в основании. Для анкеров нагрузку прикладывают к головке в месте зажима клеммы. Для дюбеля нагрузку прикладывают к головке закрученного в него шурупа. Для испытаний используют по три образца анкера или дюбеля, замоноличенных в шпалу (полушпалу).

Схема нагружения показана на рисунках 11 и 12 (возможно применение других схем нагружения, сохраняющих при испытаниях силовое воздействие на узел скрепления).

Рисунок 11 — Схема испытания анкера

Рисунок 12 — Схема испытания дюбеля

Вертикальную нагрузку (P) прикладывают по оси прикрепителя непрерывно со скоростью нагружения (10 +/- 2) кН в мин.

При двойном анкере захват осуществляют за оба выступающих из шпалы элемента с приложением вертикальной нагрузки P по центру между осями прикрепителей. Строят усредненный по трем образцам график зависимости нагрузки и перемещений для анкеров и дюбелей.

Определение сопротивления вырыву анкера и дюбеля после воздействия отрицательных температур выполняют аналогичным образом после их выдержки при температуре минус 60 °C в сборе с полушпалой в течение (24,0 +/- 0,1) ч с последующей выдержкой при температуре (25 +/- 10) °C в течение (1,0 +/- 0,1) ч.

Результаты испытаний признают успешными, если при нагрузке, указанной в 5.2.11, в том числе после воздействия отрицательных температур, отсутствуют какие-либо повреждения дюбелей, анкеров, бетона (предельные значения повреждений железобетонных шпал должны соответствовать ГОСТ 33320).

6.14 Определение сопротивления повороту рельса в узле скрепления

Определение сопротивления скреплений повороту рельса в горизонтальной плоскости заключается в приложении к фрагменту рельса крутящего момента в горизонтальной плоскости на уровне нейтральной оси рельса и регистрации возникающего угла поворота рельса относительно основания. Для испытаний используют три образца, отобранных по 6.2. Целью данного вида испытаний является получение величины момента, вызывающего поворот рельса на один градус в плоскости, параллельной основанию. Полученное значение используют при расчете устойчивости бесстыкового пути от выброса.

Схема испытательного стенда показана на рисунке 13.

1 — основание;

2 — узел скрепления в сборе;

3 — рельс;

4 — приборы для измерения смещения.

Рисунок 13 — Схема испытаний с действующим скреплением

Отрезок рельса длиной (700 +/- 10) мм, устанавливают в узел скрепления. Рельс не должен иметь повреждений, следов ржавчины на поверхности. Чистота обработки подошвы должна соответствовать среднему арифметическому отклонению профиля Ra = 80 по ГОСТ 2789. Рельс и основание должны соответствовать тестируемому скреплению.

Основание закрепляют от смещений. Поперечную нагрузку прикладывают к подошве рельса, прикрепленного в узле скрепления. Для создания необходимой поперечной нагрузки используют привод с номинальным усилием не менее 25 кН. К краю подошвы рельса (см. рисунок 13) прикладывают усилие перпендикулярно рельсу и параллельно к плоскости подошвы рельса при регулируемой скорости (2 +/- 1) кН в мин.

Приборы для углового измерения смещения рельса относительно его опоры должны обеспечивать точность до +/- 0,1°. При измерении линейного смещения используемые контактные измерительные приборы должны обеспечивать точность до +/- 0,01 мм.

Используя схему на рисунке 13, прикладывают нагрузку к рельсу и смещают рельс в положение, при котором подошва рельса в зоне подрельсовой площадки будет повернута по диагонали до ограничителей. После этого нагрузку снимают и прикладывают на противоположную сторону рельса. Нагрузку увеличивают со скоростью 0,03 кН·м до поворота рельса на (1,5 +/- 0,1)°.

После этого по графику момента нагрузки и угла поворота определяют момент нагрузки при повороте на 1°. После смещения рельса на 1,5° снимают нагрузку. Прикладывают нагрузку на противоположной стороне рельса и повторяют тот же цикл нагрузки.

Для каждого цикла нагружения строят типовой график момента нагрузки от углового смещения рельса.

Типовой график углового смещения рельса от момента нагрузки показан на рисунке 14.

1 — градусы смещения;

2 — момент нагрузки (кН·м);

3 — первое испытание;

4 — обратное испытание.

Рисунок 14 — Типовой график момента нагрузки от смещения

6.15 Контроль маркировки

Маркировку деталей скреплений (5.3) контролируют визуальным осмотром.

7 Гарантии предприятия-изготовителя

7.1 Предприятие-изготовитель (поставщик) гарантирует соответствие скреплений требованиям настоящего стандарта при условии соблюдения установленных правил транспортирования, хранения, укладки и эксплуатации.

7.2 Гарантийные обязательства определяют соглашением (договором) на поставку между сторонами.

На каждый элемент скрепления должна быть гарантия от предприятия-изготовителя.

Гарантийная наработка (срок службы) скрепления, исчисляемая с момента укладки в путь, должна составлять не менее 5 лет или:

• 700 млн т брутто в прямых и кривых радиусом 650 м и более;
• 500 млн т брутто в кривых радиусом менее 650 и до 350 м включительно;
• 350 млн т брутто в кривых радиусом менее 350 м.

7.3 Сфера применения промежуточных рельсовых скреплений и дополнительные требования к ним приведены в приложении В.

Приложение А (обязательное)

МЕТОДИКА ПОЛИГОННЫХ ИСПЫТАНИЙ СКРЕПЛЕНИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ И ИХ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

А.1. Объект испытаний

Узел скрепления, в том числе для различных или специфических условий эксплуатации, подрельсовых оснований, стрелочных переводов и искусственных сооружений.

Элементы серийных скреплений, а также элементы, изготовленные из новых материалов.

А.2 Цель испытаний

Основная цель испытаний состоит в том, чтобы в условиях наработки тоннажа до назначенного ресурса (см. 5.1.2), выявить недостатки скреплений, влияющие на «отказы» в работе пути и на безопасность движения поездов, а также их преимущества по сравнению с другими конструкциями.

Также целью испытаний является получение максимальной информации по исследуемым характеристикам пути и скреплений (см. А.3), эксплуатационным затратам (расходам труда, машинного времени, материалов и др.), зависящим от конструкции скрепления. В процессе испытаний вносятся отдельные улучшения в испытываемые конструкции с целью их доводки.

А.3 Определяемые характеристики

При испытаниях определяют следующие основные характеристики узла скрепления и степень его влияния на элементы верхнего строения железнодорожного пути:

а) состояние узла скрепления:

1. затяжку резьбовых соединений или усилие прижатия рельса к основанию;

2. износ элементов;

3. наработку элементов до изъятия, причины изъятия;

б) состояние рельсов:

1. боковой и вертикальный износ рабочей поверхности головки рельсов;

2. износ подошвы рельсов на контакте с клеммой;

3. дефекты рельсов, причины их возникновения;

в) состояние шпал (дефекты, причины возникновения);

г) состояние балласта («отрясенные концы шпал», выплески);

д) состояние рельсовой колеи:

1. ширину колеи;

2. положение рельсов по уровню;

3. подуклонку рельсов.

А.4 Условия проведения испытаний

При выполнении испытаний протяженность опытного участка должна составлять не менее двух звеньев (50 м) при этом выбирают участки с близкими условиями эксплуатации.

Радиусы кривых для испытания всех категорий скрепления указаны в таблице А.1.

Таблица А.1

Условия испытания скреплений

Дополнительные условия проведения испытаний должны устанавливаться отдельным документом на основании предложений железных дорог.

Испытания выполняют на полигоне и/или на одном из направлений железнодорожной линии с близкими условиями эксплуатации, планом железнодорожного пути, представленным в таблице А.1.

Число опытных участков для каждой категории скрепления от 1 до 3.

На опытном участке и/или на одном из направлений железнодорожной линии укладывают рельсошпальную решетку с новыми рельсами типа Р65, скреплениями и опорами по типовой эпюре в зависимости от радиуса пути. Щебеночный балласт чистый, одинаковый по качеству. Земляное полотно — здоровое.

Начало и конец участков устраивают вблизи пикетных столбиков, указывающих их границы.

В профиле участки выбирают на руководящем уклоне для данного направления.

При бесстыковой конструкции пути для исключения влияния на опытные участки прилегающих конструкций пути, участки должны быть отделены от остального пути двумя-тремя парами уравнительных стыков.

Продолжительность испытаний должна соответствовать пропущенному тоннажу не менее 100 млн т брутто или их продолжительность устанавливают отдельным документом.

Узлы скрепления для всех участков направляют на испытания в комплекте с предназначенными для них опорами в количестве, соответствующем протяженности участков, эпюре укладки и с учетом запаса на выход элементов от 5% до 10% в процессе испытаний.

Узлы скрепления должны сопровождаться рабочими чертежами, технической документацией, а также актами испытаний, подтверждающими их соответствие техническим требованиям.

При сборке рельсошпальной решетки производят монтажное закрепление прикрепителей ключами, шуруповертами или другими соответствующими конструкции скрепления средствами до нормативных величин согласно требованиям технических указаний на сборку РШР с данной категорией скрепления.

Опытные участки должны содержаться в полном соответствии с требованиями инструкций.

На выделенные для испытаний участки железнодорожного пути составляют технический паспорт, в котором указывают объект испытаний, условия испытаний (группа), конкретное место проведения испытаний, а также условия эксплуатации. Форма технического паспорта представлена в приложении А.1.

А.5 Методы проведения испытаний

А.5.1 Испытания включают сбор, обработку и анализ технической информации, характеризующей состояние испытуемых промежуточных рельсовых скреплений и их элементов.

А.5.2 Оценка серийных, вновь разработанных и модернизированных конструкций существующих скреплений и их отдельных элементов, выполняют путем сравнения величин исследуемых характеристик с нормативными и предельно допускаемыми значениями, содержащимися в технических требованиях, и гарантийными сроками их службы.

А.5.3 Сбор информации при испытаниях осуществляют путем прямых натурных измерений состояния скреплений и участков пути с ними, а также обобщением материалов по их эксплуатационной работе.

А.5.4 Оценка состояния узла скрепления производят путем инструментальных обмеров и визуального обследования.

А.5.4.1 На основании измерений затяжки резьбовых соединений определяют интенсивность ослабления монтажной затяжки скреплений.

Для безрезьбовых скреплений определяют интенсивность ослабления силы прижатия рельса к основанию.

Для перевода показаний измерительных устройств к величинам крутящего момента или силы прижатия, устройства должны быть откалиброваны для испытаний на сети и аттестованы для испытаний на полигоне.

А.5.4.2 На основании результатов измерений величин продольных остаточных перемещений рельсовых плетей определяется удерживающая способность скрепления в продольном направлении.

Измерения проводят посередине рельсовых плетей, чтобы максимально исключить температурное влияние, на концах рельсовых плетей и в уравнительных пролетах. Перемещения по направлению движения поездов фиксируются со знаком «плюс», в сторону уменьшения — со знаком «минус».

В зоне уравнительных пролетов по продольной оси рельсов измеряют величину стыковых зазоров. При измерениях фиксируют температуру рельса в зоне шейки рельса. При полигонных испытаниях на участках звеньевого пути допускается определять удерживающую способность скреплений в лаборатории на образцах, изъятых из эксплуатации [1, пункт 2].

А.5.4.3 Общая оценка состояния узла скрепления определяется при визуальном осмотре и разборке узлов скреплений в пределах участка на каждой шпале.

При разборке узла скрепления проводят измерения износа клемм на контакте с подошвой рельса, глубины натиров на подошве рельсов, износа крепежных элементов, истирание и смятие прокладок-амортизаторов, величин разработки отверстий, коррозия металлических элементов и пр.

Уровень состояния каждого из элементов скрепления на момент обследования оценивают обобщенным показателем балловой оценки (B), определяемым как средневзвешенное значение оценок в баллах по формуле

B = 4К1 +3К2 + 2К3, (А.1)

где 4, 3, 2 — балловая оценка элементов в зависимости от их состояния (таблица А.2);

К1, К2, К3 — доля (от единицы) соответственно хороших, удовлетворительных и неудовлетворительных элементов от числа осмотренных.

Таблица А.2

Качественная оценка состояния элементов скрепления

Балловую оценку прокладок-амортизаторов в зависимости от характера и места возникновения дефекта уточняют в соответствии с таблицей по определению их фактического состояния (приложение А.2).

А.5.5 При осмотрах узлов скреплений все элементы рельсового скрепления, вышедшие из строя на момент обследования, заменяют на новые, о чем производят отметку в ведомости выхода элементов скреплений (приложение А.2). При последующих осмотрах замененные элементы исключаются из анализа, а принятая совокупность снимаемых данных восполняется такими же элементами на других примыкающих шпалах участка. В соответствующие ведомости (приложения А.2, А.4, А.5) вносится отметка об изменении объекта наблюдения.

А.5.6 Общая оценка состояния конструкции пути на опытных участках при испытаниях.

А.5.6.1 Оценку состояния пути производят по результатам расшифровки лент после проходов вагона-путеизмерителя.

А.5.6.2 Для оценки состояния рельсов проводят анализ данных по проходам дефектоскопных средств. При необходимости проводят дискретно инструментальную проверку бокового и вертикального износа и подуклонки рельсов, а также регистрация образовавшихся поверхностных дефектов.

А.5.6.3 Состояние шпал оценивают по образовавшимся на момент обследования дефектам в соответствии с техническими указаниями по ведению шпального хозяйства с железобетонными шпалами.

А.5.6.4 Оценку состояния балласта опытного участка производят визуально. Оценивают его толщину, плечи балластной призмы, состояние водоотводных сооружений. Определяют количество подряд расположенных по длине пути шпал с «отрясенными» концами, «выплесками», с выправкой пути по уровню прокладками-регуляторами и «потайными» просадками.

А.5.7 На основании результатов измерения ширины колеи, уровня и подуклонки рельсов определяют интенсивность их изменения в зависимости от пропущенного тоннажа на опытных и контрольных участках.

А.5.8 Результаты, полученные при проведении испытаний, группируют по показателям.

По результатам проведенных количественных измерений по опытному участку рассчитывают следующие статистические характеристики и их математические интерпретации:

• среднее значение;
• среднеквадратическое отклонение;
• процент сверхнормативных отступлений в большую и меньшую стороны.

Определяют возможность обобщения данных, полученных при натурных обмерах.

А.5.9 Оценку затрат труда по видам работ при текущем содержании пути выполняют по фактическим затратам труда регистрируемым участниками испытаний, в том числе по замене рельсов и шпал, подбивке и выправке пути, разрядке напряжений в рельсовых плетях и разгонке стыковых зазоров, закрепление резьбовых соединений, замена элементов скреплений.

А.5.10 На основании анализа результатов испытаний определяют соответствие нормативным значениям соответствующих характеристик.

А.6 Средства проведения испытаний

Контроль основных геометрических параметров рельсовой колеи, элементов скреплений и рельсов осуществляют с применением измерительных средств, прошедших метрологическую проверку.

Крутящий момент затяжки шурупов и гаек болтов измеряют калиброванным (при эксплуатационных испытаниях) или поверенным (при полигонных испытаниях) динамометрическим ключом.

Силу прижатия подошвы рельса к шпале в скреплениях определяют в соответствии с приложением Б СТО РЖД 08.16-2012.

Продольные перемещения (угон) плетей бесстыкового пути определяют линейкой металлической измерительной (по ГОСТ 427) или рулеткой измерительной металлической Р5УЗД (по ГОСТ 7502) с применением отвесов геодезических и лески капроновой толщиной 0,5 мм.

Измерение стыковых зазоров осуществляют щупами, наборы № 2 ... 4.

Измерение геометрии элементов скрепления осуществляют штангенциркулем ШЦ-150.

Подуклонку рельсов измеряют при помощи штангенциркуля ШЦ-50 и линеек.

А.7 Порядок проведения испытаний

А.7.1 На опытном участке проводят в установленные сроки наблюдения за состоянием скреплений, а также измеряют показатели, характеризующие работу пути в целом.

А.7.2 Наблюдения и измерения за узлами скреплений производят в следующие сроки:

• до начала испытаний;
• после пропуска от 2 до 5 млн т брутто;
• после пропуска 10 млн т брутто и каждых последующих 100 млн т брутто;
• два раза в год, весной после оттаивания балласта и осенью — после его промерзания;
• после пропуска 100 млн т брутто;
• до назначенного ресурса.

При совпадении временных сроков измерений и сроков по наработке, определяющим является срок измерения по наработке (по пропущенному тоннажу).

Осмотры элементов скреплений проводят после пропуска каждых 100 млн т брутто (+/- 5 млн т брутто) до назначенного ресурса. Если при испытаниях металлических подкладок при выполнении промежуточного осмотра установлено, что выход из строя подкладок превышает требования [2], наработку прекращают и испытания считают завершенными. Испытания скреплений прекращают при удельном выходе одного из элементов скрепления более 10%/100 млн т брутто и испытания считают завершенными.

Результаты осмотра регистрируют в журнале (приложение А.2).

А.7.3 Ежемесячно из лент вагона-путеизмерителя или в результате ручных обмеров выбирают данные о состоянии пути по каждому километру, в пределах которого расположены опытные участки, включая общую балловую оценку, отступления по шаблону, уровню и перекосам, рихтовке, просадкам.

А.7.4 До начала испытаний проводят визуальное обследование всех шпал и скреплений по всему протяжению опытных участков, отмечается их общее состояние, дефекты и повреждения, недостатки в сборке и укладке решетки. Результаты осмотра оформляются актом.

А.7.5 Начало и конец участков отмечают на шейке рельса снаружи колеи светлой атмосфероустойчивой краской и фиксируют в техническом паспорте (приложение А.1).

А.7.6 При обследованиях с периодичностью, указанной в А.7.2, выполняют следующие работы:

• визуально обследуют состояние каждого узла скрепления и шпалы, отмечая изменение состояния конструкций;
• на каждой второй шпале участка измеряют ширину рельсовой колеи, положение рельсов по уровню и подуклонка рельсов. Результаты измерений фиксируют в ведомости (приложение А.4);
• на каждой пятой шпале участка измеряют силу затяжки каждого из прикрепителей (клеммных и закладных болтов или шурупов) или сила прижатия подошвы рельса к шпале.

Примечание — При невозможности определения прижатия в пути, выборочно изымают два комплекта скреплений и определение прижатия рельса проводят в лаборатории, изъятые скрепления возвращаются в путь в течение трех дней с момента изъятия. Результаты измерений фиксируются в ведомости (приложение А.5);

• через каждые 100 млн т брутто и по окончании испытаний производят полную разборку узлов скреплений на участке пути протяженностью 50 м и дефектовка элементов по А.5.4.3.

А.7.7 С периодичностью (А.7.2) фиксируют величины продольных остаточных перемещений рельсов относительно поперечных створов и «маячных» шпал (на бесстыковом пути) и измеряют стыковые зазоры.

Поперечные створы, закрепленные реперами, устраивают в середине рельсовых плетей и в зоне концевых участков.

В качестве реперов используют забитые по обе стороны пути в балласт в конце плеча балластной призмы на глубину не менее 0,5 м металлические свайки. Между ними натягивают шнур (леска) на уровне головок рельсов. Верх свайки, имеющей форму круга, отмечают светлой атмосфероустойчивой краской. В одном створе по верху сваек и на наружной боковой стороне головок рельсов по каждой рельсовой нити керном наносят метки, на шейке и подошве рельсов по створу светлой атмосфероустойчивой краской наносят риски.

В качестве реперов допускается использование опор контактной сети.

При длине опытного участка более 400 м в неподвижной части рельсовых плетей устраивают два створа на расстоянии не менее 200 м.

Каждый створ нумеруют в порядке возрастания по ходу движения поездов.

По каждому створу фиксируют положение левой нити («Л») и правой нити («ПР»).

В зоне дышащих концов рельсовых плетей оборудуют «маячные» шпалы.

А.7.8 Состояние рельсов, шпал и балласта оценивают с установленной периодичностью осмотров А.7.2 по всему протяжению участков.

При этом в зонах наиболее интенсивного износа, определяемых визуально по всей протяженности участков, фиксируют износ рельсов.

А.7.9 По окончании испытаний производят обследование участков, при котором проводят детальное измерение износа и повреждений не менее 5% всех элементов скреплений при эксплуатационных испытаниях и 100% — при полигонных.

А.7.10 При проведении испытаний результаты обследований и обмеров конструкций пути на опытных и контрольном участках оформляют актами и протоколами.

А.7.11 В случае массового (свыше 10%) выхода элементов скреплений или угрозе безопасности движения испытания прекращают.

А.7.12 Затраты труда, по факту выполнения работ, регистрируются в специальном журнале по производству работ, на опытном участке сотрудниками опытной группы при дистанции пути или путеобследовательской станции.

В журнале указывают дату, вид работы, конкретное место ее проведения, количество и контингент работавших, использованные машины и механизмы, продолжительность работы (в час.) и объем выполненных работ.

Результаты иллюстрируют графиками, характеризующими удельные (чел. час/км в год) затраты труда по каждому виду проведенных работ и в общем по всем работам в зависимости от пропущенного по пути тоннажа за весь период испытаний.

А.8 Обработка данных и оформление результатов испытаний

Полученные за весь период испытаний, данные представляют в виде графиков, характеризующих изменение средней по участку оценки (в баллах) в зависимости от пропущенного по пути тоннажа. По этим графикам проводится анализ интенсивности нарастания количества неисправностей и их степени по каждой характерной для опытного участка неисправности.

Кроме того, выявляют минимальные и максимальные значения ширины колеи, а также расположение таких мест по длине опытных участков.

Результаты осмотров состояния скреплений, рельсов, шпал, балласта оформляют протоколами, к которым прилагаются таблицы натурных измерений, приведенных в приложениях А.2, А.3, А.4, А.5.

Состояние элементов скрепления, подверженных дефектам и выходу из строя, изображают графически в виде зависимости обобщенного показателя балловой оценки (B) от пропущенного тоннажа. По этим графикам определяют следующие эксплуатационные характеристики по каждому элементу скрепления:

• интенсивность изменения состояния за период испытаний;
• прогнозируемый тоннаж пропускаемого груза для предельного уровня балловой оценки B = 2,5 балла, когда доля замененных на новые элементов и доля элементов в удовлетворительном состоянии составляют по 50% от обследуемого количества.

Выход элементов скрепления изображают в виде графиков нарастающим количеством в зависимости от пропущенного тоннажа. Полученные интегральные зависимости аппроксимируют линейной зависимостью.

При наработке более 500 млн т брутто для прогноза ресурса целесообразно проводить аппроксимацию полиномом третьей степени.

Результаты измерений величин затяжки резьбовых соединений и величины прижатия рельса к опорам фиксируют в табличной форме (приложение А.5).

Для бесстыкового пути результаты измерений остаточных деформаций рельсовых плетей по створам фиксируют в табличной форме (приложение А.3) и изображают в виде графиков средних значений продольных остаточных перемещений в середине рельсовой плети и на ее концах в зависимости от пропущенного по опытному участку тоннажа.

Результаты периодических измерений параметров рельсовой колеи (ширина, уровень, подуклонка), полученные по участку, представляют в табличной форме (приложение А.5).

По результатам испытаний после их статистической обработки формируются распределения вида:

• «Износ — наработка»;
• «Дефектность — наработка»;
• «Элемент конструкции — наработка»;
• «Элемент конструкции — причина изъятия»;
• «Параметр рельсовой колеи — наработка»;
• «Величина затяжки (сила прижатия) — наработка» и др.

Результаты испытаний представляют в виде круговых диаграмм (удельные величины видов дефектов), гистограмм (распределения отказов элементов от наработки), расчета вероятности безотказной работы и в табличной форме.

Величины исследуемых характеристик сравнивают с нормативными и предельно допускаемыми значениями, содержащимися в технических требованиях, и гарантийными сроками службы элементов и узлов скреплений.

Приложение А.1 (рекомендуемое)

ФОРМА ТЕХНИЧЕСКОГО ПАСПОРТА ОПЫТНОГО (КОНТРОЛЬНОГО) УЧАСТКА ПУТИ

со скреплениями категории ________________

условия испытаний, группа _________________

_______________________ дирекция инфраструктуры

_______________________ дистанция пути

_______________________ перегон

_______________________ номер участка

Дата _________________

Приложение А.2 (рекомендуемое)

ФОРМА ВЕДОМОСТИ ВЫХОДА ЭЛЕМЕНТОВ СКРЕПЛЕНИЙ. БАЛЛОВАЯ ОЦЕНКА

со скреплениями категории ________________

условия испытаний, группа _________________

_______________________ дирекция инфраструктуры

_______________________ дистанция пути

_______________________ перегон

_______________________ номер участка

Дата _________________

Приложение А.3 (рекомендуемое)

ФОРМА ВЕДОМОСТИ РЕГИСТРАЦИИ ОСТАТОЧНЫХ ПРОДОЛЬНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ РЕЛЬСОВЫХ НИТЕЙ

со скреплениями категории ________________

условия испытаний, группа _________________

_______________________ дирекция инфраструктуры

_______________________ дистанция пути

_______________________ перегон

_______________________ номер участка

Дата _________________

Ведомость регистрации остаточных продольных перемещений рельсовых нитей, мм

Приложение А.4 (рекомендуемое)

ФОРМА ВЕДОМОСТИ ОБМЕРОВ РЕЛЬСОВОЙ КОЛЕИ

со скреплениями категории ________________

условия испытаний, группа _________________

_______________________ дирекция инфраструктуры

_______________________ дистанция пути

_______________________ перегон

_______________________ номер участка

Ведомость обмеров рельсовой колеи, Дата __________

Сводная ведомость обмеров рельсовой колеи, Дата ___________

Приложение А.5 (рекомендуемое)

ФОРМА ВЕДОМОСТИ ЗАТЯЖКИ (ПРИЖАТИЯ) СКРЕПЛЕНИЯ

со скреплениями категории           _____
условия испытаний, группа           _____

________________________________________ дирекция инфраструктуры

________________________________________ дистанция пути

________________________________________ перегон

________________________________________ номер участка

Ведомость регистрации затяжки (прижатия) элементов, Дата _____

Приложение Б (рекомендуемое)

РАСЧЕТ ЗАТУХАНИЯ УДАРНОЙ НАГРУЗКИ

Б.1 На рисунке Б.1 показан график зависимости фактической деформации и времени, исходя из показаний тензодатчика, примыкающего к верхней части шпалы, с использованием эталонной прокладки и предварительной нагрузки.

Б.2 На рисунке Б.2 показан соответствующий график на основе показаний тензодатчика, примыкающего к основанию шпалы, с использованием эталонной прокладки.

Б.3 На рисунках Б.3 и Б.4 представлены соответствующие графики с использованием той же шпалы с испытательной прокладкой.

Б.4 На рисунке Б.1 \epsilon_{pcrt} = - 156,5\text{мВ} и \epsilon_{st} = - 45,0\text{мВ} ,

где \epsilon_{st} — деформация в верхней части основания под действием статической предварительной нагрузки.

Б.5 На рисунке Б.2 \epsilon_{pcrb} = 115,7\text{мВ} и \epsilon_{sb} = 17,0\text{мВ} ,

где \epsilon_{sb} — деформация в нижней части основания под действием статической предварительной нагрузки.

Б.6 На рисунке Б.3 \epsilon_{pct} = - 138,6\text{мВ} и \epsilon_{st} = - 45,0\text{мВ} .

Б.7 На рисунке Б.4 \epsilon_{pcb} = 100,0\text{мВ} и \epsilon_{sb} = 17,0\text{мВ} .

Б.8 В соответствии с формулами (1) - (3) настоящего стандарта:

at = 100[1 — (-138,6 + 45)/(-156,5 + 45)] = 16,0%;

ab = 100[1 — (100,0 — 17)/115,7 — 17)] = 15,9%;

соответственно,

a = (16,0 + 15,9)/2 = 15,95%.

Примечание - Данный пример применяют для расчета одного ударного воздействия. Порядок проведения испытания требует три ударных воздействия.

1 — выходной сигнал тензодатчика, мВ; 2 — время, мс

Рисунок Б.1 — Запись деформации, исходя из показаний верхнего датчика на шпале с использованием эталонной прокладки

1 — выходной сигнал тензодатчика, мВ; 2 — время, мс

Рисунок Б.2 — Запись деформации, исходя из показаний нижнего датчика на шпале с использованием эталонной прокладки

1 — выходной сигнал тензодатчика, мВ; 2 — время, мс

Рисунок Б.3 — Запись деформации, исходя из показаний верхнего датчика на шпале с использованием испытательной прокладки

1 — выходной сигнал тензодатчика, мВ; 2 — время, мс

Рисунок Б.4 — Запись деформации, исходя из показаний верхнего датчика на шпале с использованием испытательной прокладки

Приложение В (рекомендуемое)

СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ РЕЛЬСОВЫХ СКРЕПЛЕНИЙ

Таблица В.1

Сфера применения промежуточных рельсовых скреплений

БИБЛИОГРАФИЯ

Заместитель Генерального директора АО «ВНИИЖТ» А. Б. Косарев

Заместитель заведующего отделением «Путь и путевое хозяйство» (П) А. В. Макаров

И.о. руководителя центра «Стандартизация и методология технического регулирования» Е. А. Баранова

Заведующий лабораторией «Совершенствование конструкций ВСП» отделения (П) М. Ю. Хвостик