Особенности работы звеньевого пути без сезонной разгонки и регулировки зазоров, страница 9

Полученные формулы дают возможность относительно просто опреде-; лять ожидаемые напряжения и перемещения рельсов под воздействием тем-j ператур при переменных сопротивлениях этим перемещениям.


3 АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОЙ РАБОТЫ РЕЛЬСОВ

Знание температурной работы рельсов позволяет работникам путевого хозяйства с минимальными трудовыми и материальными затратами обеспе­чить безопасное движение поездов. Умение определить фактические сжи­мающие или растягивающие температурные силы, которые могут возник­нуть в рельсах в момент наступления максимальных или минимальных рас­четных температур, дает возможность проверить работоспособность звень­евого пути и принять правильное решение о мерах, необходимых для дальнейшей эксплуатации железнодорожного пути. Если температурные силы, возникающие в пути, превышают допускаемые, то для обеспечения нормальной эксплуатации пути и безопасности движения поездов необхо­димо проведение специальных, а в некоторых случаях и экстренных мер (разгонка или регулировка стыковых зазоров, сезонная разрядка темпера­турных напряжений с укладкой рубок или удлиненных рельсов с после­дующей заменой их стандартными рельсами и др.). Наряду с этим необхо­димо знать влияние противоугонов и способа закрепления пути от угона на стабилизацию звеньевого пути и погонное сопротивление продольным пе­ремещениям рельса, влияние стыкового и погонного сопротивлений на тем­пературную работу 25-метровых рельсов.

Установка стыковых зазоров, отличающихся от рекомендуемых, приво­дит к появлению в пути дополнительных температурных (сжимающих или растягивающих) сил. Дополнительные температурные силы осложняют и без того тяжелую работу 25-метровых рельсов, вызывая нарушения прочно­сти и устойчивости железнодорожного пути.

3.1 Определение температурных сил и напряжений

Температурную силу по концам лежащего в пути рельса можно опреде­лить по формулам:

а)  для летних условий

Na = R + Nmp4 = R + 2,5F&mfU;(3.1)

б) для зимних условий

N3 = R + N6 = R + 2,5F&6.(3.2)

В соответствии с принятыми допущениями наибольшая продольная тем­пературная сила наблюдается в стандартном рельсе в средней его части. В общем случае температурные силы, возникающие в рельсах, определяются по формулам:

75


3.2.1 Влияние погонного сопротивления

Величина погонного сопротивления продольному перемещению релЯ
сошпальной решетки зависит в основном от типа и эпюры шпал, от рода jf
степени уплотнения балласта в шпальных ящиках, от типа промежуточного
скрепления и силы прикрепления рельсов к шпале.                                      

Годовые изменения длины свободнолежащих 25-метровых рельсов ддш
различных температурных амплитуд, приведенные в таблице 3.2, превыше
ют конструктивную величину стыкового зазора даже в самых теплых pajfcf
онах, где годовая амплитуда колебаний температуры рельса превышает 70 °О?
При этом в самых суровых климатических условиях указанные перемещё*
ния могут достигать 39 мм.                                                                        •'-"•

Таблица 3.2 - Годовые деформации 25-метровых рельсов

Годовая амплитуда

колебаний температуры, °С

70

80

90

100

ПО

120

130

Годовые деформации

25-метровых рельсов, мм

20,7

23,6

26,6

29,5

32,5

35,4

38,1

Пользуясь данными таблицы 3.2, можно определить потребную величи­ну уменьшения годовых деформаций 25-метровых рельсов для любого кон-; кретного района для того, чтобы фактические изменения его длины не пре-, вышали величины конструктивного стыкового зазора. При установке нор­мальных стыковых зазоров будет исключено торцевое давление и работа, болтов на изгиб.

В случае слабого прикрепления рельса к шпалам, что имеет место при, костыльном скреплении, величина погонного сопротивления незначительна, так как балласт в работе не участвует, а наддернутые костыли не обеспечи­вают необходимого прижатия рельса к опорам. При этом зимой и летом по-* гонное сопротивление принимается одинаковым, потому что лимитируется"' оно сопротивлением перемещения рельса относительно шпалы. Для нового1 костыльного скрепления величина погонного сопротивления продольному перемещению по одной рельсовой нити не превышает 30 Н/см (3 кН/м). По­гонное сопротивление изношенного скрепления снижается до 10 Н/см (1 кН/м) и менее. За счет постановки противоугонов можно добиться незна­чительного увеличения погонного сопротивления при костыльном скрепле­нии. (Подробно влияние противоугонов на температурную работу стыково­го пути будет рассмотрено в п. 3.5).

В случае применения раздельного (пружинного или жесткого) скрепле­ния сопротивление рельсов продольному перемещению по шпалам летом больше, чем сопротивление перемещению шпал в балласте. В зимних усло­виях при замерзшем балласте погонное сопротивление определяется уже проскальзыванием рельса относительно скрепления. Поэтому для практиче­ских расчетов летнее погонное сопротивление для раздельного скрепления

82


можно принимать 65 (6,5), а зимнее -250 (25) Н/см (кН/м) по одной рельсо­вой нитке.

В результате преодоления погонного сопротивления часть температур­ной работы идет на изменение длины рельса, а часть - на изменение его напряженного состояния. Причем в момент преодоления погонного сопро­тивления на всей длине рельса эти части оказываются одинаковыми. Такое положение указывает на то, что в этот момент фактические перемещения рельса равны половине теоретических.

Уменьшение годовых деформаций 25-метрового рельса разных типов в зависимости от величины погонного сопротивления можно определить по формуле

rl              rl

ДХ, =а/         = а/—-—.                            (3.11)

2aEF

2-2,5Г

Условные обозначения приведены выше.