Назначение бесстыкового пути — ликвидация или сведение к минимуму числа рельсовых стыков в пути, которые являются самым напряженным и слабым местом пути. Достоинствами бесстыкового пути по сравнению со стыковым являются:
- снижение основного удельного сопротивления движению поездов и, следовательно, экономия топлива на тепловозах и электроэнергии на электроподвижном составе на тягу до 12—15 %;
- продление срока службы верхнего строения пути за счет уменьшения в 1,8—2,0 раза отказов рельсовых плетей по дефектам;
- снижение на 25—30 % объема работ по выправке пути;
- сокращение в 1,5—2,0 раза потребностей в очистке щебеночного балласта на направлениях перевозки руды и угля;
- экономия до 4,5 т/км расхода металла на стыковые скрепления;
- повышение плавности движения поездов и улучшение ездового комфорта пассажиров;
- повышение надежности работы электрических рельсовых цепей автоблокировки, автостопа (устройство автоматического торможения без участия машиниста), электропневматического тормоза.
В условиях рыночных отношений в экономике бесстыковой путь с железобетонными шпалами является безальтернативной конструкцией. В перспективе планируется расширить полигон укладки бесстыкового пути за счет железных дорог Сибири и Дальнего Востока, а на дорогах европейской части России увеличить протяженность бесстыкового пути на 45—55 %.
Бесстыковой путь представляет собою путь из сварных рельсовых плетей, длина которых настолько велика (до 800 м), что температурные силы (до 1200—1400 кН), возникающие в плетях при максимальных колебаниях температуры за год, не в состоянии преодолеть силы сопротивления продольному сдвигу по всей длине плетей. Сопротивления сдвигу преодолеваются в стыках между смежными плетями и на двух концевых участках, называемых температурно-подвижными (по 50—70 м), а средняя основная часть бесстыкового пути остается неподвижной. Между сварными плетями расположены уравнительные пролеты, состоящие из 2—4 пар рельсов длиной по 12,5 м. Такая конструкция бесстыкового пути называется температурно-напряженной.
Периодическая разрядка температурного напряжения состоит в смене уравнительных рельсов между плетями одной длины на рельсы другой длины в зависимости от времени года. При укладке рельсовых плетей в осенне-зимний период при температурах ниже расчетной в уравнительный пролет временно укладывается удлиненные уравнительные рельсы (комплект из трех пар длиной 12,54 м, 12,58 м и 12,62 м), а при укладке летом при высоких температурах укладываются укороченные уравнительные рельсы (комплект из трех пар длиной 12,38 м, 12,42 м, 12,46 м). При проведении разрядки температурных напряжений удлиненные уравнительные рельсы весной, а укороченные — осенью заменяются рельсами длиной по 12,5 м, при закреплении рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации.
Примыкание рельсовых плетей к стрелочным переводам, большим мостам, вагонным замедлителям на подгорочных путях сортировочных горок, звеньевому стыковому пути осуществляется двумя парами уравнительных рельсов длиной по 12,5 м.
Путь в уравнительных пролетах работает более напряженно, чем в пределах рельсовых плетей. При недостаточном натяжении соединительных болтов стыковых и промежуточных скреплений и больших амплитудах могут возникать опасности изгиба и среза болтов в стыках при понижении температуры сверх 60—70 °С, а также выброса пути (искривление рельсов в горизонтальной плоскости) после полного замыкания всех стыков из-за повышения температуры рельсов свыше 40—50 °С.Основное отличие работы бесстыкового пути от звеньевого стыкового состоит в том, что в рельсовых плетях отсутствуют значительные сжимающие и растягивающие продольные силы, вызванные колебаниями температуры нагрева рельсов. Вследствие этого возникает опасность потери устойчивости или выброса рельсовых плетей в виде одно- или многоволнового горизонтального или в редких случаях вертикального искривления путевой решетки при высоких температурах, а при низких температурах могут возникать перенапряжения в рельсах и разрыв рельсовой плети или стыка из-за среза крепительных болтов растягивающими силами.
Рельсовые плети разделяются на короткие (длиной до 800 м) с стыковой сваркой плетей в стационарных условиях на рельсо-сварочных поездах и с перевозкой их к месту укладки на спецсоставах, а также длинные, сваренные непосредственно на железнодорожном пути из смежных коротких плетей в пределах блок-участка (длиной 1,5—2 км) или перегона (10—20 км). В настоящее время средняя длина рельсовых плетей на отечественных железных дорогах составляет 500—600 м.
Бесстыковой путь, как правило, укладывается на участках пути только со здоровым земляным полотном, щебеночным или асбестовым балластом (на путях 4-го класса может применяться гравийно-песчаный балласт), железобетонными шпалами типа Ш-1-1 или деревянными шпалами I типа, с раздельными промежуточными скреплениями типа КБ на железобетонных шпалах и типа КД на деревянных шпалах. На мостах с ездой поверху на балласте рельсовые плети укладываются на железобетонные шпалы марки Ш-1-1М («М» — мост) с элементами крепления охранных кантуголков, а при их отсутствии — на стандартные деревянные шпалы. На мостах с безбалластным полотном рельсовые плети укладываются на поперечинах (деревянные, металлические, железобетонные) или на железобетонные плиты типа БМП (в опытном порядке). В тоннелях с безбалластным полотном рельсовые плети укладываются на железобетонные малогабаритные рамы МГРТ («Т» — тоннель) с раздельным скреплением КБ. Количество опор на железобетонных плитах БМП на мостах и рамах МГРТ в тоннелях равно 2000 шт./км бесстыкового пути.
