Zabezpieczenie pękniętej szyny

Do pęknięć szyn w torze dochodzi najczęściej w okresie niskich temperatur. Mogą one być spowodowane kilkoma czynnikami, np. dużymi siłami rozciągającymi w szynie, mniejszą odpornością stali na uderzenia, zmęczeniem materiału, błędami technologicznymi przy spawaniu i zgrzewaniu szyn, złym utrzymaniem toru czy też płaskim miejscem na kole pojazdu szynowego.

Naprawa pękniętej szyny jest przeprowadzana w kolejnych etapach [5, 135]:

— naprawa natychmiastowa – zapewniająca możliwość przejazdu pociągu;

— naprawa prowizoryczna – zapewniająca bezpieczne prowadzenie ruchu pociągów do czasu naprawy ostatecznej;

— naprawa ostateczna – przywracająca ciągłość toku szynowego i dokonywana jako na-prawa bieżąca.

Naprawa pękniętej lub uszkodzonej szyny w pierwszym etapie ma na celu jak naj-szybsze przywrócenie ruchu pociągów z ograniczoną prędkością i – ze względu na niskie temperatury – jest prowadzona jako naprawa natychmiastowa i/lub prowizoryczna. Dopiero w kolejnym etapie przeprowadza się naprawę ostateczną, której celem jest przywrócenie ciągłości toków szynowych i pełnej sprawności technicznej.

Przed przystąpieniem do naprawy należy zapisać wielkość powstałego luzu i tempera-turę szyny, przy której doszło do jej pęknięcia. Należy również ocenić stan przytwierdzeń szyny do podkładów i w razie potrzeby uzupełnić bądź wymienić elementy brakujące lub uszkodzone na długości około 100 m z każdej strony pęknięcia. W przypadku przytwier-dzenia pośredniego typu K wskazane jest również dokręcenie śrub stopowych (z pozosta-wieniem 1 mm luzu między zwojami pierścieni sprężystych).

Sposób zabezpieczenia pękniętej szyny w torze bezstykowym podczas naprawy na-tychmiastowej będzie zależał od wielkości powstałej szczeliny, kierunku pęknięcia (prosto-padłego do osi szyny lub skośnego) oraz od długości wykruszenia główki szyny.

a) b)

Rys. 3.14. Naprawa pękniętej szyny (pęknięcie nad podkładem, szczelina do 30 mm) za pomocą: a) ściskaczy szynowych; b) śrub łubkowych [5]

Przy pęknięciu szyny nad podkładem i szczelinie do 30 mm naprawa polega na zało-żeniu łubków dociśniętych do szyny dwoma ściskaczami (rys. 3.14a). Zamiast ściskaczy w szynie można wywiercić otwory na śruby łubkowe, a następnie zabezpieczyć szynę dwoma łubkami i śrubami łubkowymi (rys. 3.14b). W pierwszym przypadku prędkość jazdy pociągów należy ograniczyć do 50 i 30 km/h²⁾ na szlaku i stacjach, a na mostach i w tunelach do 30 i 10 km/h, w drugim przypadku zaś, odpowiednio, do 60 i 30 km/h na szla-ku i do 30 i 20 km/h na mostach i w tunelach [5].

Stosowany powszechnie w Polsce ściskacz do zabezpieczenia pękniętych szyn (rys. 3.15) ma kształt obejmy, która jest zakładana pod stopką szyny i za pomocą śruby dociska łubki do szyny.

Rys. 3.15. Ściskacz do zabezpieczenia pękniętej szyny

Jeżeli pęknięcie wystąpiło w okienku pomiędzy podkładami, a szczelina nie przekra-cza 30 mm, naprawa polega na podparciu pękniętej szyny dodatkowym podkładem drew-nianym o długości około 1 metra z przytwierdzeniem pośrednim typu K, a następnie zało-żeniu łubków i ściskaczy (rys. 3.16a). Zamiast ściskaczy można wywiercić otwory na śruby łubkowe, a następnie założyć łubki i skręcić śrubami łubkowymi (rys. 3.16b). W pierw-szym przypadku należy ograniczyć prędkość do, odpowiednio, 50 i 30 km/h na szlaku i stacjach, a na mostach i w tunelach do 30 i 15 km/h, w drugim zaś – do 60 i 30 km/h na szlaku i stacjach, natomiast na mostach i w tunelach do 20 km/h. W torze bezstykowym należy stosować łubki sześciootworowe jako złącze wiszące, tzn. nie jest wymagane pod-parcie szyny dodatkowym podkładem [135].

2) Pierwsza wartość dotyczy prostych i łuków o promieniu R > 800 m, druga – łuków o promieniu R  800 m.

13

a) b)

Rys. 3.16. Naprawa pękniętej szyny (pęknięcie do 30 mm między podkładami) za pomocą: a) ściskaczy szynowych; b) śrub łubkowych [5]

W przypadku pęknięcia z wykruszeniem główki szyny na długości do 25 cm, powsta-łym nad podkładem lub w okienku pomiędzy podkładami, naprawa polega na podparciu pękniętej szyny dodatkowym podkładem drewnianym o długości około 1 metra z przy-twierdzeniem pośrednim typu K, uzupełnieniu ubytku materiału szyny wraz z założeniem kaptura ochronnego z blachy, a następnie założeniu łubków i ściskaczy (rys. 3.17). Zabez-pieczenie takie należy stosować tylko w wyjątkowych sytuacjach w celu przepuszczenia pojedynczych pociągów.

a) b)

Rys. 3.17. Naprawa pękniętej szyny – wykruszenie główki do 25 cm:

a) na długości szyny; b) w styku [5]

Przy pęknięciu szyny w spawie termitowym lub w jego bezpośrednim sąsiedztwie należy założyć specjalnie wyprofilowane łubki obejmujące nadlew spoiny, następnie zało-żyć ściskacze lub wywiercić otwory i połączyć całość śrubami łubkowymi (rys. 3.18).

Rys. 3.18. Naprawa pękniętej szyny – pęknięcie w spoinie [5]

Lepszym rozwiązaniem w stosunku do stosowanych powszechnie ściskaczy są imadła do zabezpieczenia pękniętej szyny (rys. 3.19), które w zależności od konstrukcji i miejsca wystąpienia pęknięcia pozwalają na jazdę z maksymalną prędkością nawet do 160 km/h³⁾.

3) Dane producenta – inne typy imadeł stosowane na kolejach niemieckich są dostosowane do prędkości jazdy 80 km/h.

Rys. 3.19. Imadło do zabezpieczenia pękniętych szyn [74]

Podczas naprawy natychmiastowej lub prowizorycznej pękniętej szyny należy stoso-wać wstawki szynowe o minimalnej długości [135]:

— 12 m  na liniach kolejowych o prędkościach większych niż 160 km/h;

— 8 m  na liniach o prędkości maksymalnej 140 ÷ 160 km/h;

— 6 m  na liniach o prędkości maksymalnej mniejszej niż 140 km/h.

Naprawę prowizoryczną wykonuje się samodzielnie lub po naprawie natychmiasto-wej, jeżeli temperatura szyny jest niższa od wartości wymaganej w procesie spawania lub gdy warunki ruchowe nie pozwalają na przeprowadzenie naprawy ostatecznej. Naprawę prowizoryczną przeprowadza się również w przypadku pęknięcia szyny ze szczeliną więk-szą od 30 mm lub wykruszeniem główki szyny ponad 25 cm.

W tym przypadku naprawa polega na wycięciu odcinka szyny o określonej długości, następnie wbudowuje się wstawkę szynową o zbliżonym zużyciu i łączy łubkami sześcio-otworowymi za pomocą śrub łubkowych (rys. 3.20).

Rys. 3.20. Naprawa prowizoryczna pękniętej szyny

Rys. 3.21. Wiertarki do szyn [74]

15 Wycięcie uszkodzonej szyny i wywiercenie otworów w szynie w celu połączenia jej ze wstawką szynową powinno być wykonywane wyłącznie mechanicznie, za pomocą wier-tarek do szyn (rys. 3.21) i pił do cięcia szyn (rys. 3.22). W celu zachowania ciągłości ob-wodu prądu powrotnego na czas zabezpieczenia pękniętej szyny na liniach zelektryfikowa-nych należy założyć linki obejściowe wstawki szynowej.

Rys. 3.22. Piły do cięcia szyn [74]

Przy wbudowywaniu wstawki szynowej należy zachować wartości luzów zależne od temperatury szyny zarejestrowanej w czasie wykrycia pęknięcia (tab. 3.1).

Tabela 3.1  Wartości luzów przy naprawie prowizorycznej szyny [135]

Temperatura szyny

Wykonanie naprawy prowizorycznej w torach bezstykowych za pomocą wstawki szynowej o długości większej niż minimalna oraz zastosowanie połączenia wiszącego z łubkami sześciootworowymi pozwala przepuścić pociągi z prędkością rozkładową, jed-nak do czasu ostatecznej naprawy nie większą niż 160 km/h.