Бесстыковой путь на Киевском метрополитене (статья)
Существуют различные способы сварки ходовых рельсов.
Так, на строительстве Московского метрополитена она производится в депо «Сокол» в специально оборудованном стационарном рельсосварочном цехе.
Рельсы длиной 25 м свариваются в плети от 100 м и более, а затем доставляются к месту укладки на специальных тележках ЦНИИ МПС или СКБ.
В Киеве на строительстве первого участка метро «Вокзальная» — «Днепр» была принята другая организация работ. На станции «Арсенальная» в тупиковом тоннеле была смонтирована специальная сварочная машина фирмы «Симменс». Это была громоздкая установка весом до 20 т и энергоёмкостью свыше 300 квт. Рельсы длиной 25 м доставлялись с портальной части станции «Днепр» на расстоянии свыше 1000 м к рельсосварочиому цеху. Затем стометровые плети развозились к месту укладки. Такая организация работ требовала больших трудовых и материальных затрат (примерно 30 тыс. руб.).
На строительстве следующих участков метрополитена от «Вокзальной» до «Святошино» впервые в отечественном метростроении применён принципиально новый способ сварки бесстыкового пути.
Группа инженеров Киевметростроя в содружестве с учёными Института электросварки имени Патона внедрила сварку рельсов Р-50 непосредственно в пути при помощи специального поезда с головкой К-255. По уложенным путям перемещалась двухосная платформа широкой колеи, оборудованная мотор-генераторной установкой мощностью 100 квт, рельсосварочной головкой К-255 и Г-образной конструкцией для подвески тельфера грузоподъёмностью 3 т. Платформа перемешалась мотовозом с интервалами в 25 м и останавливалась для сварки левой и правой ниток пути, а затем двигалась к следующим парам стыков. В это время на сваренных стыках производились работы по обрубке и шлифовке их.
Процесс сварки полностью автоматизирован по заданной программе и продолжается 160—180 сек.
В отличие от стационарной установки сварочная головка К-255 значительно легче (2 т вместо 20 т), потребляет втрое меньше электроэнергии и производительней на 50 %.
Этот способ сварки рельсов в пути оказался наиболее прогрессивным. Однако на пусковом участке «Площадь Калинина» — «Красная площадь» он не мог быть применён из-за отсутствия пригодного подвижного состава для рельсосварочного поезда, а также строительной готовности тоннелей для укладки рельсов. Исходя из реально сложившейся обстановки на пусковом участке, инженеры Киевметростроя предложили упрощённую схему рельсосварочного цеха. В левом тупиковом тоннеле за станцией «Красная площадь» протяжённостью 250 м разместили необходимый комплекс оборудования, состоящий из следующих узлов:
линия рольгангов для перемещения рельсов;
монорельсовая эстакада для погрузки и разгрузки рельсов и 3-т тельфер для подвески сварочной головки К-255;
монорельс с тельфером грузоподъёмностью 0,5 т для подвески шлифовальной машины, обрабатывающей сварные стыки.
Предусмотрена система с вентилятором СВМ-3М для отсоса гари и абразивной пыли, образующихся в процессе сварки и шлифовки стыков. Требуемые для технологии сварки сжатый воздух и вода обеспечивались имеющимися на участке ресурсами.
Как показали измерения, произведённые в Институте электросварки имени Патона, внутреннее сопротивление сварочной цепи клещей К-255 не превышает 90 микроом.
Для обеспечения необходимого качества стыка полное сопротивление электрической цепи сварочной машины не должно превышать 100 микроом. Это условие практически ограничивает длину питающего кабеля 100 м и сечением 70 мм².
Если расстояние от питающей подстанции значительно превышает эту величину, резко снижается устойчивость оплавления, что приводит к нарушению заданного режима сварки и ухудшению качества стыка.
В данном случае питающая подстанция располагалась на расстоянии свыше 400 м от рельсосварочного цеха.
Возникла дилемма: приблизить рельсосварочный цех к питающей подстанции, что, конечно, исключалось, или приблизить питающую подстанцию к рельсосварочному цеху на расстояние, достаточное для обеспечения качества сварного стыка, то есть до 100 м.
Переносить подстанцию и кабельную линию 10 кв в период пуска не представлялось возможным из-за сложности согласования с энергоснабжающими организациями Киева и нецелесообразностью в связи с тем, что после пуска эта подстанция подлежала демонтажу. Найдено было другое решение.
Рядом с действующей подстанцией КТП-10 кв, где работал трансформатор ТМ 320—10/0,4 кв, было установлено КТП-6 кз с трансформатором ТМ 320—0,4/6 кв.
Полученное путём обратной трансформации напряжение 6 кв подавалось кабелем ААШВ-6 к рельсосварочному цеху, вблизи которого был установлен шахтный трансформатор с кварцевым заполнителем типа ТКШВП-320-6/0,4 кв.
Таким образом, источник питания расположился в 50 м от сварочной головки, и были обеспечены необходимые параметры для качественной сварки рельсов Р-50. Затраты на сооружение временного рельсосварочного цеха и энергоснабжение не превысили 12 тыс. руб.
При анализе организации работ по сварке рельсов необходимо принимать во внимание конкретные условия, складывающиеся на данном участке.
Принятая организация работ по сварке рельсов на пусковом участке метрополитена «Красная площадь» — «Площадь Калинина» оказалась наиболее рациональной. В сжатые сроки было смонтировано необходимое оборудование и, после комиссионной приёмки, приступили к сварке рельсовых плетей длиной до 500 м. Причём рельсы заготавливались по эпюре раскладки и складировались в междупутье. По мере готовности жёсткого основания они развозились к месту укладки в ночное время без помех для производства других работ в тоннелях.
Источник
- Инженеры М. АКИМОВ, Д. МАТУСОВ, «Бесстыковой путь на Киевском метрополитене», журнал «Метрострой», № 8, 1976