Технология укладки пути
Описание технология укладки сплошного пути с креплениями W-tram, на примере Праги. Оригинал статьи на чешском.
Подобный способ укладки рельс является основным для строительства и капительного ремонта путей сейчас. Именно система W-tram уже давно используется в Гааге, а аналогичные системы с фиксированной дорожкой (такой же способ строительства, другой тип крепления рельса) успешно используются, в частности, в Цюрихе, Базеле и Дрездене. Следует сказать, что основные элементы W-трамвайной системы также используются на железной дороге. Мы рассмотрим пример Праги.
Ключевым преимуществом такой технологии является жесткая фиксация полотна.
Уложенные таким образом рельсы, идеально ровные, стабильные и долго сохраняют геометрические параметры. На таких участках больше максимальная скорость, гораздо меньше шума, они красивее эстетически (верхний слой можно покрыть чём угодно : плиткой, асфальтом, травой или брусчаткой). У такого пути длительный срок службы: полотно максимально фиксировано, ничего не раскрутится, не разойдётся, высокая устойчивость к автомобильному движению и так далее.
Осенью 2008 года, впервые в Праге, при реконструкции трамвайной линии в Вышеградском туннеле появилась интересная новинка — сплошной путь, основанный на технологии крепления W-tram. Давайте узнаем, что происходит …
Что мы подразумеваем под W-tram?
W-tram — это крепежная система из Германии, разработанная компанией Vossloh. Она изготовлена из пластиковых оснований, в которые вставлены пластиковые заглушки (к которым в конечном итоге будет прикреплена конструкция рельса в бетонной плите), резиновые подкладки под рельсами, болты, эластичные зажимы и распорные вставки. Рельсы прикреплены к опорным плитам с помощью гибких зажимов SKL различных типов (например SKL 14, используемых в этом случае) и распорных вставок. Ширина прокладок может варьироваться. Это позволяет регулировать колею в диапазоне до 10мм. Зажимы удерживают рельсы с силой приблизительно в 2 в степени 10 кН. Это напряжение предотвращает расширения материала во время колебание температуры и последующего образования трещин.
Как проводится строительство пути?
Метод отличается от других видов строительства сплошного полотна тем, что строится “сверху вниз”. Сначала устанавливается рельсовая решётка (полотно), а потом оно заливается бетоном, а не на оборот, когда идет создание бетонной основы, а потом накладывание рельс. Способ ускоряет процесс строительства, так как не надо ждать пока бетонная основа высохнет, чтобы закрепить на нем рельс и не требуется следить за правильной высотой бетонного основания.
Конструкция самого пути в начале строительства является стандартной: после удаления верхних слоев дороги и очистки котлована, в нем засыпается и выравнивается слой подложки. При необходимости в траншее также можно применять звукопоглощающие элементы, такие как сборный бетонный борт (формой L), расположенного по краю траншеи и выложенными между ними встроенным антивибрационными резиновыми матами.
Следующий шаг — укладка фиксированного полотна. В ходе земляных работ через регулярные промежутки устанавливаются временные опоры на которых укладываются рельсы. Опоры могут быть выполнены в виде стандартных бетонных блоков (шпал), или можно использовать отрезанные на соответствующую высоту уже ненужные деревянные шпалы . Их целью является поддержка сформированного пути и сохранение приблизительной высоты будущего пути.
Сам рельсовый путь (или его часть) состоит из предварительно сваренных рельсов, снабженных пластиковым изоляционным слоем, к которому прикреплены пластиковые основания W-tram. Рельсы для путей могут быть подготовлены заранее, например, в зимний период, когда температуры для строительства не благоприятна, это облегчает реализацию и сокращает время строительства.
Дальше под рельсы или готовое полотно вставляются специальные опоры и прокладки. Они представляет собой базовую пластину с двумя длинными винтами на концах, обычно помещенную в пластиковый кожух, который поможет обеспечить результирующую высоту конструкции. Специальные крепления или фиксаторы используются для выравнивая конструкции относительно направления дороги.
В этот момент геодезист (маршейдер) на основе измеренных значений и их сопоставления с чертежной документацией дает инструкции по корректировке полотна с использованием опор и прокладок.
Когда полотно уже установлено, можно выполнить установку элементов для дренажа и их подключение к канализационной системе. Также в этот момент проводится геодезическая съемка результата.
Поскольку полотно полностью фиксировано, тут нет места для ошибки. Все операции должны выполняться с максимально возможной точностью, четко координироваться и проводиться с необходимой скоростью, чтобы не было влияния внешних факторов, например, климатических условий или тепловому расширению, которые могут отклонить полотно в неправильное положение.
После четкой выверки расположения полотна, идет основной шаг, его фиксация. Когда рельсы готовы и установлены начинается бетонирование.
Траншею заполняют бетоном до высоты пластикового основания, соответственно, до уровня основания рельса. После затвердевания бетона вся структура уже прочно закреплена. Для дополнительной прочности целесообразно уплотнять бетон вибрацией.
Далее, во время технологического перерыва (во время застывания бетона), рабочие проходят вдоль пути: им необходимо затянуть винты крепления в зажимах и удалить прокладки, они так же освобождают временные анкеры рельсовой конструкции, они же фиксаторы пути.
Крепежи снабжены пластиковыми накладками, которые защищают их от попадания бетонной смеси или грунта, и таким образом, гарантируют ее надлежащую функциональность. Кроме того, их наличие способствует последующей легкой замене рельс.
Финальный шаг. Дальнейший процесс зависит от выбранного покрытия путей, которое может состоять из: открытого рельса, гранитного покрытия, брусчатки, газона или асфальта.
Для первых трех упомянутых поверхностей бетон уже готов и может быть уложено окончательное покрытие, соответствующая конструкции улицы.
Для асфальтового покрытия добавляется второй слой бетона, что увеличивает несущую способность дорожной поверхности. Слои бетона не должны отделяться друг от друга. В будущем отдельные слои кажется немного легче отремонтировать, но это не является ключевым. Высота бетонного слоя составляет около 8 см и заканчивается примерно под головкой рельса. После еще 48 часов и достаточного отвердевания бетона можно продолжить укладку нескольких слоев асфальта (в основном двух тонких слоев), тем самым придавая всей дорожке окончательный вид. Полное размалывание не практикуется из-за низкой несущей способности тротуаров с грунтованным покрытием, в котором используются литые асфальтовые ряды. При нормальной работе, через очень короткий промежуток времени, треки будут «убегать».
Можно ли ремонтировать пути на основе этой технологии?
Да, конечно. Для асфальтовых поверхностей верхний слой снимают с помощью фрезы или вырезают с помощью пилы и далее отбивают молотком. Бетонные слои не должны отделяться друг от друга, потому что каждая из различных бетонных смесей и их разделение должны быть естественными. При других поверхностях разбор покрытия является еще более стандартным и быстрым.
Последующий ремонт полотна такой же, как и любого другого фиксированного полотна. Если обнаружено, что пластиковые основания непригодны для дальнешего использования по какой-либо причине, их можно заменить любой другой системой крепления. При повторных заменах или отказов крепление может быть размещено в промежутке между существующими крепежными элементами и, таким образом, это повысить устойчивость решетки рельсов. Повторное выравнивание стандартно.
Каким образом ведут себя трамвайные линии с фиксированным полотном с помощью W-трамвайных креплений оказывается известным после примерно 10–15 лет работы, соответственно, во время следующей регулярной замены рельсов, в тот момент когда можно снова увидеть открытые крепежные детали.
Хотя в Чешской Республике не известно о том, как ведут себя установленные по такой технологии линии, используемые и автомобилями, можно с уверенностью констатировать, что линии с фиксированной полотном во всем мире показывают очень хорошие параметры и отсутствие деформации из-за автомобильного трафика даже после нескольких лет использования, что нельзя было сказать о линиях, состоящих из крупномасштабных плит BKV после сопоставимого периода эксплуатации. Однако опыт работы с фиксированным полотном в Праге больше, чем кажется. Во многих местах рельсы при ремонтах заменялись новыми и прикреплялись к исходной бетонной плите новыми крепежами по этой же технологии.
Минусом фиксированного полотна как раз является сложность и дороговизна в его сносе или замене, ибо рельсы надо перестилать снова, так как геометрия может быть нарушена.
