Костыли путевые: назначение, типы и технические параметры
Костыли путевые основной элемент промежуточного рельсового скрепления, применяемый для фиксации подошвы рельса к деревянным шпалам или брусьям стрелочных переводов. В отличие от шурупного или клеммного крепежа, костыльное соединение обеспечивает жесткую фиксацию за счет забивки стержня в предварительно рассверленное отверстие. Конструкция костыля включает головку с опорной поверхностью, стержень квадратного или круглого сечения и острие с односторонней или двухсторонней заточкой. Типоразмеры регламентируются ГОСТ 5812-82, который устанавливает геометрию, механические свойства и требования к антикоррозионной защите.
Конструктивные особенности и материалы
Стержень путевого костыля изготавливается из стали марок Ст3сп, Ст3пс или 20Г2Р с пределом текучести не менее 245 МПа. Головка имеет форму усеченного конуса с плоской опорной площадкой, которая при забивке прижимает подошву рельса к подкладке. Острие костыля выполняется с углом заточки от 30 до 45 градусов для снижения раскалывания древесины при монтаже. Для защиты от коррозии применяется горячее цинкование (толщина покрытия от 40 до 80 мкм) или оксидирование. В условиях повышенной влажности (тоннели, мосты) используются костыли с двухслойным покрытием: цинк + полимерная эмаль.
Типоразмеры и геометрические параметры
Основные размеры путевых костылей по ГОСТ 5812-82:
| Тип | Длина стержня, мм | Сечение стержня, мм | Диаметр головки, мм | Масса, кг |
|---|---|---|---|---|
| КП-165 | 165 | 1616 | 28 | 0,38 |
| КП-180 | 180 | 1616 | 28 | 0,42 |
| КП-200 | 200 | 1818 | 32 | 0,55 |
| КП-230 | 230 | 1818 | 32 | 0,63 |
| КП-280 | 280 | 2020 | 36 | 0,88 |
Для стрелочных переводов и мостовых брусьев применяются костыли длиной от 230 до 280 мм с увеличенным сечением стержня. На линиях с грузонапряженностью свыше 50 млн ткм/км в год рекомендуется использовать костыли с термоупрочнением (закалка ТВЧ) для повышения сопротивления усталостному разрушению.
Области применения и условия эксплуатации
Костыли путевые используются в следующих конструкциях верхнего строения пути:
- звеньевой путь на деревянных шпалах (типы I, II, III по ГОСТ 78-2004);
- стрелочные переводы на брусьях (марки 1/9, 1/11, 1/18);
- мостовое полотно с деревянными поперечинами;
- подкрановые пути на деревянных полушпалах;
- временные рельсовые пути при строительстве и ремонте.
Рабочие условия эксплуатации: температура окружающей среды от 60 до +50 C, вибрационные нагрузки с частотой до 100 Гц, циклическое нагружение от подвижного состава с осевой нагрузкой до 25 тс. Костыльное скрепление обеспечивает усилие прижатия рельса от 8 до 12 кН при стандартной схеме забивки (4 костыля на шпалу для рельсов Р50, 6 костылей для Р65).
Монтаж и контроль качества
Забивка костылей выполняется костыльным молотком (масса от 3 до 5 кг) или пневматическим костылезабивщиком (усилие от 1,5 до 2,5 кН). Глубина забивки контролируется по высоте выступающей части головки от 25 до 35 мм над подошвой рельса. Отклонение от вертикали не должно превышать 1:10. Для предотвращения раскалывания шпал применяется предварительное сверление отверстий диаметром от 12 до 14 мм на глубину от 100 до 120 мм. Контроль усилия затяжки не требуется соединение работает за счет сил трения между стержнем и древесиной.
Вопросы и ответы
Какая марка стали используется для путевых костылей?
По ГОСТ 5812-82 применяются стали Ст3сп, Ст3пс и 20Г2Р. Для условий Крайнего Севера допускается использование стали 09Г2С с гарантированной ударной вязкостью при температуре до 70 C.
Чем отличаются костыли для прямых участков и кривых малого радиуса?
На кривых радиусом менее 300 м применяются костыли с увеличенной длиной (от 200 до 230 мм) и усиленной головкой для компенсации повышенных боковых сил от подвижного состава. Дополнительно устанавливаются противоугонные костыли с овальным отверстием.
Какой срок службы костыльного скрепления?
При нормальных условиях эксплуатации (грузонапряженность до 30 млн ткм/км в год) срок службы составляет от 10 до 15 лет. На линиях с интенсивным движением требуется замена костылей каждые 57 лет из-за усталостного износа и коррозии.
Допускается ли повторное использование костылей?
Повторное использование возможно только после дефектоскопии и рихтовки. Костыли с трещинами, деформацией головки или коррозионным поражением более 1 мм подлежат выбраковке. Максимальное количество циклов забивки не более двух.