чем скрепляются рельсы между собой
Типы рельсовых скреплений, их назначение
Сигналы, их назначение и классификация. Значение инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации.
Стандартная длина рельсов на дорогах СНГ и Балтии состав составляет 25 м. Для сокращения числа стыков применяют бесстыковой путь, средняя часть рельсовых плетей которого при изменении температуры не изменяет своей длины, а смещаются только концевые участки плетей, имеющих длину 700-800 м.
Рельсовые скрепления необходимы для соединения рельсов между собой и со шпалами.
Скрепления разделяют на стыковые, которые соединяют рельсовые звенья между собой и состоят из накладок и рельсовых болтов с гайками и шайбами (рис. 2.4.) и промежуточные для крепления рельсов к шпалам. Последние в свою очередь бывают:
Между рельсами остаются зазоры для возможности их удлинения при повышении температуры. Стыки устанавливают на весу, на шпале и на сдвоенных шпалах.
В последнее время все шире применяются клееболтовые стыки, в которых металлические стыковые накладки, изолирующие прокладки из стеклоткани и болты с изолирующими втулками склеиваются эпоксидным клеем с концами рельсов в монолитную конструкцию.
Для возможности некоторого перемещения концов рельсов в стыках болтовые отверстия в рельсах делали овальными (больший диаметр вдоль рельса) или круглыми, но большего диаметра, чем болты. Вновь выпускаемые рельсы имеют круглые отверстия, что повышает прочность рельсов и упрощает технологию их изготовления.
Рис. 2.4. Стыковое скрепление:
Рис. 2.5. Промежуточные скрепления:
Преимуществами деревянных шпал являются упругость материала, простота прикрепления рельсов, хорошие электроизолирующие свойства. Вместе с тем деревянные шпалы имеют и недостатки: меньший срок службы, чем железобетонные, большой расход деловой древесины на их изготовление (на изготовление 1840 шпал, укладываемых на 1 км пути требуется вырубить почти 2 Га леса).
Металлические шпалы имеют ограниченное применение (в ФРГ и некоторых тропических странах), так как им присущи такие недостатки, как повышенное трещинообразование, подверженность коррозии, электрическая проводимость.
С 1959 г. на отечественных железных дорогах началась массовая укладка типовых железобетонных шпал, которые имеют следующие достоинства: сравнительно большой срок службы (40-50 лет), однородную упругость пути по длине, хорошую устойчивость в балласте против сдвига, возможность придания целесообразной формы.
К недостаткам железобетонных шпал относятся: повышенная жесткость пути, для снижения которой необходимо применять резиновые прокладки-амортизаторы, электрическая проводимость и необходимость применения большого числа недолговечных изолирующих деталей, хрупкость и чувствительность к ударам, большая масса (250. 265 кг), затрудняющая их одиночную смену.
Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют эпюрой шпал. На железных дорогах СНГ и стран Балтии применяют четыре эпюры, соответствующие укладке 1400, 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути.
К недостаткам железобетонных шпал относятся: повышенная жесткость пути, для снижения которой необходимо применять резиновые прокладки-амортизаторы, электрическая проводимость и необходимость применения большого числа недолговечных изолирующих деталей, хрупкость и чувствительность к ударам, большая масса (250. 265 кг), затрудняющая их одиночную смену.
Мощность верхнего строения пути должна соответствовать грузонапряженности линии.
Порядок устранения отклонений, превышающих указанные значения, устанавливаются МПС России.
Ширина колеи менее 1512 мм и более 1548 мм не допускается.
Особенностью устройства линий в кривых является возвышение наружного рельса для снижения действия центробежной силы в кривых с радиусом 4000 м и менее.
Под действием сил, которые создаются при движении поездов по рельсам и, в особенности при торможении на затяжных спусках, может происходить продольное перемещение рельсов по шпалам или вместе со шпалами по балласту, называемое угоном пути. На двухпутных участках угон происходит по направлению движения, а на однопутных линиях угон бывает двусторонний.
Наилучшим способом предотвращения угона пути является применение щебеночного балласта и раздельных промежуточных скреплений, которые обеспечивают достаточное сопротивление продольному перемещению рельсов и не требуют дополнительных средств закрепления.
Рис. 7. 12 Пружинный противостой;
Рис. 7. 13 Самозаклинивающийся противоугон
Для бесстыкового пути рельсовые плети изготавливают, как правило, из термически упрочненных рельсов Р65 или Р75 стандартной длины, не имеющих болтовых отверстий. Сваривают рельсы электроконтактным способом на стационарных или передвижных контактно-сварочных машинах.
Длина сварных плетей на сети железных дорог России обычно принимается не более 800 и, что соответствует длине составов специальных поездов из платформ, оборудованных роликами, которыми плети доставляются на перегон. При необходимости длину плетей увеличивают до 950 м, для чего к плети длиной 800 м на месте укладки приваривают плеть длиной 150 м. Минимальная длина рельсовых плетей равна 250 м, однако при техническом обосновании и в коротких тоннелях применяют и более короткие плети, но не менее 150 м.
Между сварными плетями укладывают две—четыре пары уравнительных рельсов длиной 12,5 м или переменной длины (12,5; 12,46; 12,42; 12,38 м) для возможности сезонной регулировки длины плетей перед летними и зимними периодами. Весь комплект уложенных в путь уравнительных рельсов называется уравнительным пролетом. Для обеспечения необходимой прочности пути рельсовые стыки в уравнительных пролетах соединяют только шестидырнымя накладками в стыковыми болтами из стали повышенной прочности.
Одна из основных особенностей бесстыкового пути состоят в том, что хорошо закрепленные рельсовые плети при повышении или понижении температуры не могут изменять свою длину. Из-за этого в них возникает значительные продольные растягивающие или сжимающие силы, достигающие 100— 200 кН, которые в жаркую погоду могут привести к выбросу пути в сторону, а в сильный мороз — к излому плети с образованием опасного зазора. Поэтому бесстыковой путь обычно укладывают на железобетонных шпалах с раздельным скреплением и щебеночном балласте. Балластную призму тщательно уплотняют.
Существует два способа эксплуатации бесстыкового пути. Первый способ, являющийся наиболее эффективным н широко применяемым, предусматривает закрепление рельсов на постоянный температурный режим эксплуатации. Второй способ, применяемый при больших перепадах температур по сезонам года, предусматривает сезонные разрядки температурных напряжений с закреплением плетей два раза в год на летний и зимний режимы. При этом ослабляет скрепления рельсов со шпалами, начиная от концов плети, и снимают уравнительные рельсы. Снятие напряжения в плетях сопровождается удлинением или укорочением их после чего укладываются новые уравнительные рельсы длиннее или короче прежних.
Для повышения эффективности бесстыкового пути стремится к сокращению числа уравнительных пролетов, на содержание которых уходит до 25 % всех затрат на его эксплуатацию, за счет укладки плетей сверхнормативной длины (более 950 м). После многолетних опытов с 1986 г. разрешена укладка таких плетей с соблюдением ряда дополнительных требований к их изготовлению и эксплуатации.
Применение бесстыкового пути особенно эффективно на участках скоростного движения поездов, где к верхнему строению пути предъявляются повышенные требования. Особое внимание при этом уделяется предотвращению и устранению волнообразного износа поверхности катания рельсов который ликвидируется шлифовкой их специальными рельсошлифовальными поездами. Путь надежно закрепляют от угона. При смешанном скреплении рельсы крепят на каждом конце шпалы пятью костылями.
Сигналом называется условный видимый или звуковой знак, с помощью которого подается определенный приказ, подлежащий безусловному выполнению. Работники железнодорожного транспорта должны использовать все возможные средства для выполнения требования сигнала. На транспорте под словом обычно понимают и сигнальный прибор и его сигнальное показание.
Значения сигнальных показаний, единые для всех железных дорог России,стран СНГ и Балтии, установлены Инструкцией по сигнализации на железных дорогах.
Применяемые на транспорте сигналы по способу их восприятия подразделяют на видимые и звуковые (рис. 20.1). Видимые сигналы обозначаются цветом огней, щитов, флагов, дисков; числом и взаимным положением сигнальных показаний; режимом горения сигнальных огней и формой переносных сигнальных щитов. Достоинство видимых сигналов заключается в том, что они могут быть переданы на большее расстояние, чем звуковые сигналы. По времени применения видимые сигналы подразделяют на: дневные, подаваемые в светлое время суток и сигнализирующие цветом окраски щита, флага, диска; ночные, сигнализирующие огнями установленных цветов и подаваемые в темное время суток; круглосуточные, подаваемые одинаково как в светлое, так и в темное время суток и сигнализирующие цветом, режимом горения и сочетанием огней. В тоннелях применяются только ночные или круглосуточные сигналы.
Видимы сигналы подаются светофорами, флагами, фонарями, щитами и дисками. Назначение этих приборов, их сигнальные показания, места установки и порядок пользования определены Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации.
Видимые сигналы в зависимости от сигнальных приборов, которыми их подают, делят на: постоянные (светофоры, устанавливаемые в определенных местах железнодорожного пути, и локомотивные светофоры); переносные (щиты, флаги, фонари на шестах, предназначенные для временного ограждения тех или иных участков пути и подвижного состава); ручные (флаги, диски, фонари, посредством которых подают различные команды и указания); поездные (диски, флаги и фонари для обозначения головы и хвоста поезда). В качестве постоянных сигналов на железных дорогах применяются светофоры, которые используют во всех системах железнодорожной автоматики и телемеханики. По назначению постоянные сигналы делят на основные и предупредительные. Основные сигналы ограждают станции и блок-участки на перегонах и разрешают или запрещают движение поездов по этим пунктам или участкам. Предупредительные сигналы извещают о приближении к основным сигналам и об их показаниях.
Рельсовые скрепления необходимы для соединения рельсов между собой и со шпалами.
Скрепления разделяют на стыковые, которые соединяют рельсовые звенья между собой и состоят из накладок и рельсовых болтов с гайками и шайбами (рис. 2.4.) и промежуточные для крепления рельсов к шпалам. Последние в свою очередь бывают:
Между рельсами остаются зазоры для возможности их удлинения при повышении температуры. Стыки устанавливают на весу, на шпале и на сдвоенных шпалах.
В последнее время все шире применяются клееболтовые стыки, в которых металлические стыковые накладки, изолирующие прокладки из стеклоткани и болты с изолирующими втулками склеиваются эпоксидным клеем с концами рельсов в монолитную конструкцию.
Для возможности некоторого перемещения концов рельсов в стыках болтовые отверстия в рельсах делали овальными (больший диаметр вдоль рельса) или круглыми, но большего диаметра, чем болты. Вновь выпускаемые рельсы имеют круглые отверстия, что повышает прочность рельсов и упрощает технологию их изготовления.
Рис. 2.4. Стыковое скрепление:
Рис. 2.5. Промежуточные скрепления:
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Чем скрепляются рельсы между собой
Промежуточные скрепления, выполняя роль связующих элементов между рельсами и основанием, должны обеспечивать:
Требование обеспечения стабильности ширины колеи важно и очевидно, оно прямо связано с обеспечением безопасности движения поездов из условия недопущения провала колес.
Нарушение требования по обеспечению достаточности прижатия рельсов к основанию приводит к отрыву рельсов от шпал при укладке или разборке пути, а также при его подъемке при проведении выправочных работ. Обусловлено это гниением деревянных шпал, разрушением дюбелей, недостаточной прочностью и коррозией прикрепителей на железобетонных основаниях.
Угон рельсов приводит к изменению их напряженно-деформированного состояния, что может вызвать выброс пути при повышении температуры и разрыв стыков при ее понижении. Угон пути приводит к смещению и перекосу шпал, выпадению подрельсовых прокладок. Ликвидация последствий угона рельсов сопряжена с выполнением сложных и трудоемких работ по регулировке зазоров и разрядке температурных напряжений в рельсовых плетях.
Требование оптимизации температурной работы рельсов также связано с величиной усилий прижатия их к основанию. Исключить температурные деформации рельсов очень сложно, так как это вызывает усложнение конструкции пути, удорожание рельсовых скреплений. Недостаточное же прижатие рельсов к основанию вызывает чрезмерные деформации концевых участков рельсовых плетей, усложнение конструкции стыковых скреплений, быстрый износ промежуточных скреплений, нарушение равноупругости основания из-за перемещения шпал.
Проведение регулировки положения рельсов по высоте особенно важно на железобетонных подрельсовых основаниях и в зимнее время. В условиях высокой грузонапряженности в пути быстро накапливаются остаточные деформации, происходит нарушение проектного положения рельсов. Выправка пути с применением шпалоподбивочной техники сложна в организации, требует перерывов в движении поездов, поэтому использование регулировочных прокладок для выправки пути весьма целесообразно. В зимнее время на участках пучинообразования применение регулировочных прокладок является единственным способом исправления пути по уровню и в профиле.
В современных условиях, когда сборка и разборка рельсошпальной решетки ведется на базах с применением поточных линий, требование о необходимости механизации работ по сборке и разборке узлов скреплений совершенно справедливо. Необходимость механизации работ по смене рельсов, замене изношенных элементов скреплений, регулировке натяжения прикрепителей при текущем содержании пути также не вызывает сомнений.
Обеспечение рациональной пространственной упругости рельсовых скреплений чрезвычайно необходимо для того,
чтобы упруго перерабатывать динамические воздействия колес подвижного состава на рельсы, гасить высокочастотные вибрации, расстраивающие путь и особенно его болтовые соединения, а также для того, чтобы создавать равноупругость подрельсового основания.
Упругость, создаваемая скреплениями, отделяет массу рельса от подрельсового основания аналогично тому, как рессоры отделяют кузов экипажа от его ходовых частей. Это существенно снижает силы инерции, образующиеся при движении колес по неровностям пути. Однако при большой вертикальной и горизонтальной упругости опор увеличивается статический изгиб рельсовых нитей под колесной нагрузкой, увеличивается также поворот поперечных сечений рельсов, создающий угоняющий эффект.
Этим и объясняется существование понятия оптимальной пространственной упругости пути, при которой взаимодействие пути и подвижного состава будет наилучшим, а напряжения, деформации и накопления последних будут минимальными. Кроме того, неизменная упругая связь элементов скреплений с рельсами, подрельсовыми опорами и друг с другом с заданным натяжением необходима для обеспечения нормальной работы скреплений, предотвращения неупругих колебаний элементов и связанных с этим расстройств узлов скреплений.
обеспечивая при этом величины удельных давлений на них в допускаемых пределах:
пределах 10—20 мм. Прокладки-регуляторы должны изготавливаться из жестких материалов. Их типоразмеры должны
обеспечивать уклоны отводов при исправлении пути в соответствии с действующими нормативами.
обеспечивающее погонное сопротивление продольным перемещениям рельсов не менее 25 кН/м.
перемещениям было не менее 15 кН/м. Если сила прижатия рельса с учетом коэффициента трения между рельсом и
основанием недостаточна, то необходимо предусматривать дополнительные противоугонные устройства (противоугоны).
На участках с автоблокировкой скрепления для железобетонных шпал должны обеспечивать электрическую изоляцию рельсов от шпал с сопротивлением не ниже 1 Ом на километр пути.
Требование к скреплениям о необходимости обеспечения экономической эффективности конструкций пути очевидно. Скрепления должны способствовать достижению высоких сроков службы всех элементов пути (в частности, они сильно влияют на сроки службы деревянных шпал) и оптимальных условий их эксплуатации.
Классификация промежуточных скреплений
Промежуточные рельсовые скрепления по своей конструкции делятся на подкладочные и бесподкладочные (без металлических подкладок под рельсами). Подкладки обеспечивают большую площадь передачи давления от рельса на опору, подуклонку рельсов без затески деревянных шпал, объединяют все прикрепители при работе на сдвиг и имеют большое распространение на всех дорогах мира.
Промежуточные скрепления делятся еще на две группы в зависимости от того, обладают они или не обладают противоугонными свойствами. Первая группа — это непротивоугонные скрепления, у которых прикрепители не создают достаточного нажатия на подошву рельса и тем самым не обеспечивают необходимой продольной связи рельса с основанием. При применении этих скреплений необходима установка на подошву рельса дополнительных приспособлений, препятствующих продольной сдвижке рельса, — противоугонов.
Ко второй группе скреплений относятся противоугонные конструкции, у которых с помощью упругих элементов создается необходимое нажатие на подошву рельса, исключающее его проскальзывание по опорам под проходящими поездами. В свою очередь вторая группа делится на две подгруппы: болтовые и безболтовые скрепления. В первом случае натяжение прикрепителей, а следовательно их нажатие на подошву рельса, можно регулировать подтягиванием гаек клеммных болтов. В безболтовых скреплениях монтажное нажатие закладных упругих элементов должно оставаться неизменным в течение всего периода эксплуатации.
Подкладочные скрепления подразделяются на раздельные, нераздельные и смешанные. В раздельном скреплении рельс к подкладке и подкладка к опоре прикрепляются разными прикрепителями. В нераздельном скреплении рельс через подкладку соединяется с опорой одними и теми же прикрепителями. В смешанном скреплении рельс через подкладку соединяется с опорой, а подкладка, кроме того, самостоятельно прикрепляется к опоре.
Таким образом, все скрепления можно представить в виде таблицы 7.1
Конструкция промежуточного скрепления
Элемент, создающий нажим на подошву рельса
Типы применяемых конструкций скреплений
ПЕРВАЯ ГРУППА
Отсутствует нажатие на подошву рельса (требуется
установка противоугонных приспособлений)
Костыльное с жесткими костылями
ДО (Россия, Канада, США), типовое костыльное
С ограничительной ребордой (фасонного типа) и штырем
Клеммно-болтовое с укороченными жесткими клеммами (не
доходящими до подошвы рельса)
КБ-М для металлических мостов (Россия)
ВТОРАЯ ГРУППА
Имеется нажатие на подошву рельса
приспособлений не требуется)
Костыльное с пружинными костылями
DS-18, ES-18, «Рюпинг», «Макбет»(ФРГ,
А. Клеммно-болтовые с жесткими клеммами и добавочными упругими
Упругие, одно-, двух- и трехвитковые шайбы
КБ, Д-2 (Россия), «Фоссл» (ФРГ,Италия)
Резиновые прослойки «развитой» формы
«Вайскинг» (США) (для тяжелых условиях эксплуатации)
Клеммно-болтовые с упругими клеммами: бесподкладочное
Плоские или торсионного действия упругие элементы,
прижимаемые к подошве рельса болтовым соединением
ЖБ, ЖБР (Россия), НМ (ФРГ), RN, «Набла» (Франция), Синкансен – тип 702 и др.
(Япония); SKL-1 (ФРГ), тип F (Финляндия)
(подкладки прикрепляются вместе с клеммами)
(подкладки прикрепляются отдельно от клемм)
Б. Безболтовые
Упругие элементы, непосредственно
прикрепляющие рельс к основанию
«Пендрол» (Англия), «Фист» с плоской клеммой
Упругие элементы, прикрепляющие рельс к
подкладке, которая отдельно крепится к основанию
Д-8 (Россия); «Пендрол» (деревянные шпалы); «Дельта» (ФРГ); «Хайбек» (Англия); «Эвэм» (Голландия и др. страны)
Скрепления для деревянных шпал
Одной из самых распространенных конструкций скреплений для деревянных шпал на отечественных дорогах является подкладочное костыльное скрепление смешанного типа ДО (рис. 7.1).
К достоинствам скреплений ДО относятся:
Однако это скрепление не обеспечивает упругую связь рельса со шпалой и плохо сопротивляется угону пути. Основными элементами этого скрепления являются клинчатая ребордчатая подкладка и костыли, которые подразделяются на основные и обшивочные. Основные костыли прижимают подошву рельса к подкладке и шпале, удерживают рельс от бокового сдвига и опрокидывания (на опрокидывание работает один внутренний костыль, на сдвиг, как правило, все), а обшивочные прижимают подкладку к шпале, уменьшая ее вибрацию, и воспринимают сдвигающие усилия.
При применении скреплений ДО на прямых и в кривых радиусом более 1200 м рельсы пришивают на каждом конце промежуточной шпалы четырьмя костылями, а на стыковойпятью. В кривых радиусом 1200 м и менее, а также на мостах, в тоннелях и на участках со скоростями движения свыше 120 км/ч на всех шпалах рельсы пришивают пятью костылями. Расчеты и опыт эксплуатации скреплений ДО показывают, что устойчивость рельса против опрокидывания при эпюре шпал 1600 шт./км и более обеспечивается лучше, чем устойчивость на отжатие рельсовой нити. Случаи опрокидывания рельсов с выдергиванием костылей редки и происходят только при провале колес.
Случаи же отжатия рельсовых нитей довольно часты, вследствие чего перешивка пути при костыльных скреплениях на деревянных шпалах является одной из распространенных путевых работ, особенно в кривых.
Ширина подкладки к рельсам Р65 и Р75 (рис. 7.3, 7.4) меньше ширины верхней постели шпалы и составляет 170 мм. Для того чтобы уменьшить вероятность образования трещин в шпалах, костыльные отверстия смещены одно относительно другого так, что на одной прямой, параллельной продольной оси шпалы, находится не более одного костыля. Ни одно отверстие не совпадает с продольной осью шпалы.
На кривых участках пути радиуса от 800 до 501 м по наружной нити укладывают несимметричные удлиненные в наружную сторону подкладки (см. рис. 10.2, б), а на кривых радиуса 500 м и менее такие подкладки используют под обеими рельсовыми нитями. Делают это для большей равномерности передачи давления от рельса на шпалу, имея в виду значительные горизонтальные поперечные силы, действующие в кривых. Более равномерная
передача давления на шпалы уменьшает неравномерность износа шпал под подкладками, увеличивает срок их службы и обеспечивает более устойчивое состояние подуклонки рельсов.
Во избежание перерезывания волокон древесины подкладкой, их изготавливают с закругленными краями. В углах отверстий подкладок предусмотрены закругления радиусом до 2,5 мм для уменьшения концентрации напряжений при работе подкладок и увеличения срока службы пуансонов, применяющихся при изготовлении подкладок. Для обеспечения нормальной работы рельса вогнутость поверхности прилегания подкладки к рельсу не допускается; выпуклость допускается не более 0,5 мм.
Недостатком скреплений (ДО) является также возможность некоторого перемещения подкладки вдоль и поперек шпалы. Это вызывается наличием неизбежных производственных допусков по толщине костылей, размерам отверстий, а также по расстоянию между ребордами. Вибрация подкладок, происходящая вследствие сотрясений от динамического воздействия колес на рельсы, усиливает механический износ шпалы под подкладкой.
Для уменьшения интенсивности износа шпал между подкладкой и шпалой укладывают прокладки толщиной от 6 до 10 мм из резины, резинокорда, гомбелита (прессованные кордные нити, пропитанные смолой). Результаты измерения износа шпал показали, что при прокладках из резины интенсивность износа снижается от 2,7 (прессованные прокладки без рифления) до 3,7 раза (рифленые прокладки).
Прикрепители для деревянных шпал
Нормальные костыли (рис. 7.5, 7.6) имеют овальную головку, а удлиненные (пучинные) призматическую с ушками. Длина нормальных костылей 165 мм, масса 0,378 кг. Длина пучинных 205, 240 и 280 мм. Сопротивление выдергиванию нормального костыля из новой сосновой шпалы равно примерно 20 кН.
Костыль, забиваемый в шпалу без предварительного просверливания отверстия, перерубает волокна и, погружаясь в шпалу, надламывает их, вследствие чего его сопротивление выдергиванию уменьшается примерно на 30 %, а сопротивление отжатию на 16 % по сравнению с сопротивлением при забивке в предварительно просверленные отверстия.
Чтобы уменьшить разрушающее действие костылей, в шпалах предварительно сверлят и антисептируют отверстия глубиной 130 мм и диаметром 12,7 мм, т. е. несколько меньше поперечных размеров костыля (16×16 мм) в шпалах из мягких пород (сосна, ель, пихта) и диаметром 16 мм в шпалах из твердых пород (бук, береза, лиственница).
Шурупы (см. рис, 7.5 б; 7.7), применяемые в качестве прикрепителей, благодаря винтовой нарезке сопротивляются выдергиванию в 1,5-2 раза лучше, чем костыли. Однако сопротивление шурупов отжатию меньше, чем сопротивление костылей (50-60 % от сопротивления последних).
Форма головки шурупа приспособлена для применения торцовых ключей для его завинчивания и отвинчивания. Шурупы, применяемые на стрелочных переводах, на 20 мм длиннее путевых. Вторым по применимости на отече ственных дорогах является раздельное скрепление КД (рис. 7.87а, 7.9), в котором рельс прижат к подкладке двумя клем мами. Клеммы прижимаются натяжением болтов, устанавливаемых сбоку в вырезы подкладок (рис 7.9).
Между гайкой болта и клеммой ставят двухвитковую шайбу (рис 7.11). Подкладка к шпале прикреплена четырьмя шурупами, под головку которых иногда устанавливаются двухвитковые шайбы. Под подошву рельса укладывают упругую прокладку. Это скрепление в отличие от костыльного смешанного скрепления обеспечивает постоянное прижатие рельса к подкладке и не требует установки противоугонов.
В случае отсутствия шайб под головками шурупов быстро разрабатываются отверстия в шпалах для шурупов под движущейся нагрузкой, и изгибающиеся рельсы начинают «таскать» за собой прочно прикрепляемые к ним подкладки, которые перетирают и сминают древесину шпалы так, что она может изнашиваться в 1,5—2 раза ин тенсивнее, чем при смешанном кос тыльном скреплении. Скрепления КД дают возможность регулировки положения рельсов по высоте до 10—14 мм за счет применения прокладок различной толщины.
Желательно, чтобы подрельсовые прокладки имели две ре борды, свисающие с подкладок и препятствующие их выталкиванию при ослаблении клеммных болтов. Боковое воздействие колес подвижного состава на рельс, стремящееся его сдвинуть и повернуть, воспринимается скреплениями КД жестко. Значительно рациональнее использовать раздельные скрепления не с жесткими, а упругими клеммами, примером которых являются скрепления Д4 (рис. 7.8 б и 7.8-2).
В скреплении Д4 клеммный болт заводится в фигурный вырез в подкладке. Для фиксирования положения клемм в высоких ребордах подкладки предусмотрены вырезы. Скрепление Д4 позволяет производить 
регулировку положения рельсов по высоте до 14 мм за счет изменения толщины подрельсовых прокладок. Во избежание смятия древесины под подкладки укладывают резиновые или резинокордовые прокладки.
К достоинствам раздельных скреплений следует отнести:
К недостаткам этих скреплений относится
Угон пути и борьба с ним
Угон железнодорожного пути представляет собой продольное перемещение рельсов по шпалам, как правило, в сторону движения поезда, происходящее при проходе по пути колес по- движного состава. Основными причинами угона рельсов являются «забег» подошвы рельса относительно основания на величину Δх (рис. 7.12) при изгибе его под воздействием вертикальной колесной нагрузки и действие продольных сил и сил сопротивления движению подвижного состава. Чем выше грузонапряженность участка, осевые нагрузки и более податливое (упругое) основание, тем выше требования к закреплению пути от угона.
Особенно интенсивно этот процесс протекает при наличии в стыке гнилых и плохо подбитых шпал. Угон сильно расстраивает путь, если не приняты надежные меры против него. При угоне рельсы сдвигаются со своих мест и увлекают за собой часть закрепленных шпал, в том числе с их перекосом (рельсовые нити угоняются на разную величину). Шпалы с уплотненных постелей перемещаются на менее плотный балласт, рельсовые нити в этих местах проседают; растут силы динамического взаимодействия пути и подвижного состава, и путь еще больше расстраивается.
На звеньевом пути нарушаются размеры стыковых зазоров: в одних местах они оказываются слишком растянуты, в других — слитыми. При высокой температуре на участках с недостаточными зазорами может произойти потеря устойчивости рельсошпальной решетки (так называемый выброс пути). При низкой температуре на участках с увеличенными зазорами может произойти разрыв стыков со срезом болтов. Поэтому угон пути совершенно недопустим.
Продольные силы, вызывающие угон рельсов, должны быть от рельсов переданы на шпалы и далее на балласт. Для этого на участках пути с деревянными шпалами на подошву рельсов ставят противоугоны. В качестве противоугонов применяют пружинные скобы, надеваемые (за- щелкиваемые) на подошву рельсов (Рис 7.13, 7.14); они передают силы угона либо на путе- вые подкладки, либо на шпалы.
В первом случае через подкладки продольные силы передаются на прикрепители, что способствует разработке отверстий в подкладках.
Во втором случае, если недостаточна площадь опирания скоб в деревянные шпалы, они врезаются в древесину шпал при вертикальных колебаниях рельсов.
Противоугоны у шпал устанавливаются со стороны преобладающего размера движения поездов (грузонапряженности); при появлении следов угона рельсов в противоположную сторону противоугоны (в количестве 13 пар) устанавливаются и с другой стороны шпал. Пружинный противоугон состоит всего из одной детали (рис. 7.14, 7.15).
Изготавливают противоугоны на специальных автоматах из горячекатаной углеродистой стали сечением 25×25 мм или 20×20 мм с закалкой в масле. Один пружинный противоугон к рельсам Р65 и Р75 весит 1,28 кг, а к рельсам Р50 — 1,15 кг. По техническим условиям на приемку пружинных противоугонов требуется, чтобы сопротивление сдвигу противоугона вдоль рельса после пятикратной постановки и снятия его было не менее 8 кН.
Количество противоугонов, устанавливаемых на одно рельсовое звено, зависит от интенсивности проявления угона (рис. 7.16). Противоугоны ставят симметрично относительно середины звена на обоих рельсовых нитях к одной и той же шпале. У шпал, близко расположенных к стыкам, противоугоны ставить нецелесообразно, так как они быстро теряют несущую способность из-за ударов колес о рельс при перекатывании через стык, а также из-за выключения из работы при температурных деформациях рельсов.
Противоугоны выходят из строя вследствие деформаций, полученных при постановке их на рельс ударами молотка. При этом их часто перебивают с образованием зазора между зубом и подошвой рельса до 4 мм. В результате противоугоны получают пластические деформации и теряют удерживающую способность. Деформируют их также при подгонке к шпале, если допускают при этом сильный перекос.
Новые разработки
Железобетон в отличие от дерева обладает повышенной прочностью на сжатие, что позволяет широко применить бесподкладочные скрепления, осуществлять подуклонку рельса за счет наклона подрельсовой площадки, передавать на бетон значительные боковые силы.
Под гайки клеммных болтов ставят упругие шайбы (11). Под рельс, на металлическую подкладку укладывают резиновую прокладку (4), для улучшения упругих свойств скрепления. Металлические подкладки укладывают на наклонную (для обеспечения 
подуклонки рельсов), заглубленную в тело шпалы на 15— 25 мм подрельсовую площадку. На бетон под подкладку укладывают для электро и виброизоляции резиновую прокладку толщиной 6—8 мм (5).
Благодаря этому осуществляется передача поперечных горизонтальных сил от подкладки через нашпальную прокладку на бетон, улучшаются условия работы закладных болтов и повышается стабильность ширины колеи. Подкладка крепится к шпале закладными болтами (7). При этом головки болтов опираются на замоноличенную в бетон металлическую шайбу, которая при затяжке монтажных гаек равномерно распределяет нагрузку на бетон.
Электроизоляция подкладок от шпал осуществляется нашпальной прокладкой (2) и втулкой (3) из текстолита, надеваемой на стержень закладного болта и заглубляемой в отверстие металлической подкладки. Высота реборд подкладок КБ (рис. 7.22) позволяет укладывать под рельс прокладки толщиной 12—14 мм для регулировки рельсов по высоте, что особенно важно в зимний период.
В других случаях это преимущество скреплений КБ используют для укладки под подошву рельса прокладок повышенной упругости. Полностью себя оправдало применение скреплений КБ на бесстыковом пути в отношении применения прогрессивной технологии замены рельсов, разрядки температурных напряжений, обеспечения оптимальных условий температурной работы рельсовых плетей.
Недостатками конструкции скреплений КБ являются:
Ниже представлены элементы скрепления КБ
Исследования по совершенствованию конструкции скрепления КБ ведутся в направлении замены жестких клемм с упругими шайбами на упругие прутковые (рис. 7.32) или пластинчатые клеммы.
Кроме типовых скреплений КБ, на участках пути с железобетонными шпалами в России эксплуатационную проверку проходят подкладочное скрепление БП и бесподкладочное ЖБР.
Нераздельное клеммно-болтовое скрепление БП (рис. 7.34) имеет два закладных болта, которыми при помощи упругих клемм рельс прижимается к подкладке, а подкладка — к шпале. Для электроизоляции закладных болтов от металлических частей скрепления на них надевают изолирующие втулки; на подкладке и под подкладкой размещаются упругие резиновые прокладки.
Конструкция скрепления БП воплотила в себя те полезные технические решения, целесообразность которых вытекала из опыта эксплуатации скреплений КБ. В частности, опорная площадка, на которую укладывается металлическая подкладка, заглублена в бетон также на 25 мм, что позволяет использовать нашпальные прокладки из резины толщиной 12 мм при сохранении существующей системы передачи поперечных горизонтальных сил на бетон.
Реборды скрепления БП выше и тоньше, чем у скрепления КБ. Это упрощает технологию их изготовления, улучшает качество и снижает массу подкладки. Высокие реборды подкладок позволяют увеличить пределы регулирования рельсов по высоте до 20 мм. Стабильность натяжения болтов скрепления БП значительно выше, чем у скрепления КБ.
Бесподкладочное пружинное скрепление ЖБР (рис. 7.36, 7.37) обеспечивает фиксацию положения рельса на шпале при помощи двухслойных клемм. Перегиб нижней части клеммы служит ребордой, в которую упирается подошва рельса. Боковые усилия от клеммы передаются на подклеммный вкладыш и через него на шпалу. Резиновая подрельсовая прокладка имеет свисающие со шпалы закраины, удерживающие прокладку от выползания из-под рельса.
При регулировке положения рельсов по высоте до 15 мм меняют прокладки и подклеммные вкладыши на более толстые. На основании результатов исследований ожидается улучшение работы скреплений ЖБР по сравнению с ранее испытывавшимся скреплением ЖБ в части восприятия поперечных горизонтальных сил и сохранения стабильности положения рельсовой колеи, ослабления затяжки гаек закладных болтов и продольной устойчивости бесстыковых плетей; снижения затрат на текущее содержание пути.
Модернизированное скрепление этого типа ЖБР-65 с прутковой клеммой, опытные участки с которым уложены в 1998 г. на Горьковской и Западно-Сибирской железных дорогах, проявило себя как достаточно перспективное.
В МИИТе разработано анкерное рельсовое скрепление (сокращенно АРС), предназначенное для магистральных линий без ограничений по грузонапряженности и скоростям движения поездов. АРС характеризуется высокой надежностью и стабильностью рельсовой колеи, малодетальностью (отсутствием резьбовых соединений), простотой сборки и эксплуатации и, как следствие этого, высокой экономической эффективностью.
Предназначенный к серийному внедрению узел скрепления АРС-4 обеспечивает снижение материалоемкости по сравнению с КБ 65 на 30 %, что позволяет сэкономить на каждом километре пути не менее 15 т металла. Не съемность анкера, являющегося составной частью шпалы, в 3,4 раза уменьшает вес съемных деталей узла, обеспечивает возможность проведения не менее одного капитального ремонта пути без снятия рельсошпальной решетки, пре- вращая его в средний ремонт со сплошной сменой рельсов и (при необходимости) амортизирующих элементов.
Основными элементами скреплений типа АРС являются (рис. 7.44): замоноличенный в подрельсовой зоне железобетонной шпалы объединенный анкер
1. рамно-арочного типа с двумя хвостовиками (объединяет работу двух клеммных узлов, охватывая подошву рельса); две В-образные пружинные прутковые клеммы
5. два эксцентриковых монтажных регулятора
4. в виде правильного шестигранника с опорными осями цилиндрической или конусообразной формы, обеспечивающих необходимую величину натяжения пружин; два плоских подклеммника
6. с ограничителями их перемещений относительно клеммы; два надрельсовых изолирующих и амортизирующих уголка
2. подрельсовая резиновая прокладка 3. повышенной упругости толщиной 14 мм, аналогичная ЦП-204. Узел скрепления АРС-4 обеспечивает регулировку положения рельса по высоте до 20—24 мм. Это скрепление является по своим параметрам конкурентоспособным лучшим пружинным зарубежным скреплениям типов Vossloh, PANDROL, Nabla и др.
А это из публикации в 2006г
Департамент пути и сооружений ОАО «РЖД» предлагает до 2010 года уложить на 12 тысячах километров пути анкерные рельсовые скрепления (АРС). Как рассказал руководитель научно-исследовательского центра МГУПСа «Перспективные технологии» Юрий Аксенов, АРС разработан для использования на бесстыковом пути грузонапряженных магистралей. В его конструкцию входят: анкер, жестко забетонированный в шпалу, скрепление с амортизирующей подрельсовой прокладкой, две пружинные клеммы, подклеммники и уголки-электроизоляторы.
По словам Юрия Аксенова, АРС имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционными скреплениями КБ-65 и ЖБР-65. Например, применение анкерного скрепления устраняет необходимость регулярно подкручивать и смазывать болты и гайки. Ежегодная экономия только на смазке достигает 50 тысяч рублей на километр пути. Как считают разработчики, АРС повышает надежность и безопасность пути, поскольку гораздо лучше держит колею и в чрезвычайных ситуациях не допустит схода вагона с рельсов.
В конструкции анкерного скрепления меньше деталей, поэтому на каждый километр пути расходуется на 15 тонн меньше металла. Оно обеспечивает более точную выправку железнодорожного полотна по уровню. Новые скрепления исключают ручной труд при сборке и разборке пути. Пока стоимость нового скрепления на 10% дороже традиционных конструкций. Однако, по мнению Юрия Аксенова, после организации массового производства стоимость нового крепления снизится.
Разработка МГУПСа прошла испытания на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа и была сертифицирована госрегистром сертификации на федеральном железнодорожном транспорте в 2005 году. К производству нового скрепления приступили шпальные заводы в Лисках (Юго-Восточная железная дорога), Вязьме (Московская железная дорога), Чудове (Октябрьская железная дорога) и Энгельсе (Приволжская железная дорога).
Их суммарная производственная мощность позволяет укладывать более 1 тысячи километров пути. Кроме того, на ряде предприятий налажено серийное производство элементов скрепления – анкеров, монорегуляторов, пружинных клемм и т.д. В 2005 году началось внедрение скрепления АРС на сети дорог. По словам Юрия Аксенова, на Юго-Восточной, Октябрьской, Московской и Северной магистралях уже уложены 1,5 тысячи километров пути со скреплениями нового типа.
В нынешнем году их укладку начали также на Куйбышевской, Южно-Уральской и Северо-Кавказской дорогах. Как сообщил заместитель начальника департамента пути и сооружений ОАО «РЖД» Михаил Хаков, скрепления АРС рекомендовано использовать на высокоскоростной магистрали Москва – Санкт-Петербург. Специалисты МГУПСа заключили контракт на организацию производства анкерных скреплений в Монголии для железной дороги этой страны.