Рельсы – элементы транспортного пути, представляющие собой специальные профильные направляющие из стали, надежно закрепляемые на опорах для сохранения направления и геометрии образованного ими маршрута передвижения. Компенсируют все виды нагрузок при перемещении железнодорожных составов, трамваев, метро, монорельсовых поездов, карьерных и шахтных вагонеток, строительных, станционных и портовых кранов, складских погрузчиков. Конструктивные комплексы, образуемые рельсами, обладают длительным сроком службы и обеспечивают надежность, безопасность и экономичность доставки людей и грузов. При необходимости являются проводниками электротока. При изготовлении узкоспециализированных путевых направляющих (операторских тележек, платформ с видео и кинооборудованием) могут использоваться другие материалы (резина, алюминий).

Соответствие видов рельсов принятым стандартам

Назначение рассматриваемых изделий определяет их форму, состав и способ изготовления. Требования к каждому виду транспортных направляющих оговорены в соответствующих нормативных документах:

• Требования к железнодорожным рельсам определены ГОСТ 51685-2013.
• Для узкоколейных дорог используются конструктивные элементы, требования к которым определены ГОСТ 5876-82 и ГОСТ 6368-82.
• Рельсы для подкрановых путей изготавливают в соответствии с ГОСТ 4121-96 и ГОСТ 53866-2010.
• В метрополитене применяются два вида рельсобалочной продукции: путевые, изготавливаемые по ГОСТ 51685-2000, и контактные – ТУ У 27.1-19305558-003.2009.
• Производство трамвайных путевых элементов подчинено ГОСТ 55941-2014.
• Для ж/д транспорта промышленного назначения руководствуются ГОСТ 1045-2014.
• Изготовление рудничных рельсов подчинено ТУ 14-2Р-383-2004.

Изготовление направляющих элементов для перемещения узкоспециализированных устройств определено нормативами предприятий-изготовителей.

Классификация железнодорожных рельсов в соответствии с ГОСТ 51685-2013

Рельсы такого типа подразделяют на изделия общего и специального назначения. К последним относят рельсовые балки:

• эксплуатируемые при низких отрицательных температурах (до -50° С), когда металл получает дополнительную хрупкость;
• предназначенные для ж/д направления с повышенным грузооборотом и имеющие высокий коэффициент выносливости;
• используемые при прохождении прямых протяженных участков пути на высоких скоростях.

Разделение по типам рельсов осуществляется в зависимости от веса одного метра изделия. Таких типов нормативными документами предусмотрено четыре: P50, P65, P65K и P75.  Есть также деление на виды по способу плавления стали, по термообработке балок, по их классам точности, прочности и прямолинейности. Чем длиннее рельсовое изделие, тем меньше мест соединения приходится на километр прогона, соответственно меньше нагрузка и дешевле обслуживание полотна. Унифицированные рельсы имеют длину 12,5, 25, 50 и 100 метров. 

Виды и особенности рельсов для узкоколейных дорог, метрополитена и трамваев

В соответствии с государственным стандартом направляющие элементы для ж/д колеи шириной 600 – 1200 мм имеют типы Р8, Р11, Р18 и Р24. Последние два типа по степени твердости делятся на:

• Н – нормальные;
• Т – твердые;
• ПТ – повышенной твердости.

Деление осуществляется по процентному содержанию углерода в материале. Технические характеристики на Р8 и Р11 согласовываются между заказчиком и изготовителем на этапе подготовки ТУ. Актуальность железных дорог с меньшим колейным расстоянием сохраняется благодаря необходимости перевозок грузов между предприятиями с единым производственным циклом, для загрузки складов предприятия сырьем и готовыми изделиями.

Для передвижения составов метро предусмотрено использование рельсов Р50 и Р65. Эти модификации не проходят термическую обработку. Рельсы, используемые как контактные, не несут особую силовую и крутящую нагрузку, но по ним идет электричество. Сталь на них идет более мягкая, чем на обычные рельсы.

Трамвайные пути оборудованы направляющими с отлитым в них желобом. Именно по нему движется своим выступом-ребордой трамвайное колесо. Это сделано для повышения маневренности вагонов и для удобства размещения трамвайного пути на автомобильной проезжей части. Нормативные документы подразделяют направляющие элементы трамвайного полотна по:

• конструкционным типам – РТ58, РТ60Е на прямолинейных отрезках дороги, РТ62, РТ62Е – для криволинейных участков;
• степени точности при их производстве:
• типу термической обработки, повышающей прочностные характеристики материала;
• их прямолинейности.

Требования, применяемые к трамвайным стальным направляющим, обеспечивают их прочность и гибкость при прокладке криволинейной части пути.

Типы крановых рельсов 

Классификация несущих балок этой категории предусматривает деление по ширине головки изделия.  Именно ее размер указан при маркировке балки: Р70, 80, 100, 120, 140. Есть еще одно разделение – повышенная или обычная точность при отклонении размеров профиля. Все указанные типы маркировки отражают степень устойчивости конструктивного элемента к нагрузкам. Масса, транспортируемая подъемной техникой, варьируется от 1,5 до 160 т, а вес самого перегружателя достигает 1500 т. Необходимо учесть также парусность такого технического средства, которая тоже формирует нагрузку на путевое полотно. Поэтому подкрановые рельсы имеют усиленную головку и утолщенную шейку. Подошва конструктивно увеличивается, также учитываются необходимые тепловые зазоры и перепады по высоте.

Обилие модификаций рельсов отражает значимость железных дорог в транспортной системе страны. Доля железнодорожных перевозок в России на 2020 г. составила 87%, и она будет только увеличиваться.