Железнодорожные пути без стыков

Бесстыковой или «бархатный» путь на сегодня считается наиболее прогрессивной технологией на железнодорожном транспорте во всем мире. Его главное преимущество — снижение износа колес и верхнего строения пути, которое происходит через стыки между рельсами в традиционных системах.

Кроме отсутствия стука колес, он также позволяет повысить скорость движения и комфорт для пассажиров. Украина — одна из передовых стран по внедрению данной технологии.

Основное преимущество «бархатного» пути — полная (или почти полная) ликвидация стыков, которые являются причиной дополнительных ударных динамических воздействий колес на рельсы. Стыки приводят к быстрому накоплению дефектов в рельсах и колесах, и в конечном итоге — к преждевременному износу колес подвижного состава и железнодорожного пути.

Как отмечается в журнале «Наука и инновации», ликвидация стыков «ведет к значительному снижению динамических сил взаимодействия, снижение сопротивления движению поездов (в среднем на 10%), увеличению сроков службы элементов верхнего строения пути (от 10 до 25%), сокращению расходов на ремонт пути и подвижного состава (до 35%), экономии металла на стыковые соединения (5-7 т на 1 км) ».

Считается, что первый сварной путь был использован в Германии в 1924 году. Одними из передовых также были железные США и СССР. Обычным явлением на магистральных линиях «бархатный» путь стал в 1950 — 1960-х годах. К 1990 ее протяженность в масштабах постсоветских государств составляла 29% сети (55,5 тыс. км).

Сейчас доля выросла и процесс перевода путей из обычных на «бархатные» активно продолжается. В частности, на Байкало-Амурской магистрали (БАМ) и Транссибе в России. Такая линия была построена недавно при перепрошивке железной дороги на острове Сахалин на пути 1520 мм. Интересно также, что на Восточно-Сибирской магистрали «РЖД» широко применяла для укладки в «бархатный» путь рельсы японского производства.

Украина всегда была одной из передовых по внедрению этой прогрессивной технологии. В 1995 году таких путей в стране было 14,5 тыс. км или 46,7%. К 2010 году протяженность выросла до 20 тыс. км и их доля составляла 67%.

Данная конструкция, в частности, позволила запустить движение ускоренных пассажирских поездов к Евро-2012. Их скорость на некоторых участках составила 160 км / ч.

В 2000-х годах украинская наука, промышленность и железная дорога сделали большой скачок в плане развития технологии бесстыкового пути. Стоит отметить, что одно из украинских предприятий — Каховский завод электросварочного оборудования ( «КЗЭСО») — вышел на позиции мирового лидера в производстве машин для обустройства «бархатной» колеи.

Произведенное в Украине оборудование нашло применение в 78 странах, в том числе, таких железнодорожных государствах, как США, Китай, Индия, Австралия, а также в странах Европейского Союза и СНГ. На экспорт было поставлено более 2 тыс. машин. Украинские производители занимали 60% всего мирового парка стационарных и 95% передвижных рельсосварочных машин. Активное участие в разработках принимал Институт электросварки им. Е.А. Патона Национальной академии наук Украины.

Работа продолжается и сегодня. К 2020 году сварные рельсы уже установлено на 78,1% главных путей, то есть на 20 тыс. 856 км. В 2021-м планируется заменить еще около 350 км звеньевых путей на бесстыковые.

В прошлом году «КЗЭСО» поставило Укрзализныце четыре новых рельсосварочных комплекса КСМ007. Они построены на базе грузовых автомобилей Volvo, способных также передвигаться по рельсам.

В США технология непрерывных сварных рельсов получила название CWR (Continuous Welded Rail). Иногда такие рельсы еще называют «ленточными».

Заключается технология в том, что рельсы стандартной длины сваривают в состояние непрерывной конструкции, длина которой может достигать нескольких километров.

Несмотря на то, что бесстыковые пути характеризуются меньшими затратами на обслуживание, главная проблема их эксплуатации связана с температурными расширениями. Это грозит выбросами пути. Вопрос решается путем применения вставок или уравнительных пролетов из обычных рельсов, а также пристальным мониторингом состояния пути в наиболее жаркие летние дни.

В Германии также есть опыт покраски рельсов в белый цвет для меньшего их нагрева.

Ограничивать применение цельносварных рельсов могут и кривые малого радиуса.

Повысить скорость на бесстыковых магистралях позволяют усовершенствованные стрелочные переводы, которые обеспечивают скорость движения до 160-200 км / ч вместо 120 км / ч. Подобные комплекты выпускаются на АО «Днепропетровский стрелочный завод». По состоянию на начало 2021 было изготовлено и установлено в действующую колею более 800 комплектов таких стрелочных переводов.

Альтернативной технологией, которая может дополнять сварку,  является применение более длинных рельсов, чем предусмотрено стандартной конструкцией (в Украине стандарт — до 25 м).

Например, рельсы длиной 108 м выпускает на заводе во Франции компания TataSteel. По информации производителя, они имеют усиленную прочность и устанавливаются на некоторые линии в горных районах Германии, Швейцарии и странах Скандинавии. Среди рекордсменов также Voestalpine (120 м, Австрия) и Jindal Steel (121 м, Индия). Увеличить длину рельсов стремится и украинское предприятие «Азовсталь».

Тарас Рейка

Железнодорожный журнал “Railway Supply”

По теме:

RWS Маркет: Элементы электрообогрева стрелочных переводов

Узнавайте первыми самые свежие новости железнодорожной отрасли в Украине и мире на нашей странице в Facebook, канале в Telegram, читайте журнал Railway Supply онлайн.

Разместите рекламу на портале и в журнале Railway Supply. Подробная информация в Railway Supply media kit