Проект дистанции пути на равнинной местности, страница 12

На основе данной таблицы могут быть составлены частные таблицы по определению и установке нормальных стыковых зазоров 25-метровых рельсов на деревянных шпалах для любой климатических условий. В качестве примера приведена таблица 3.4 для условий Осиповичской дистанции пути, где максимальная расчетная температура плюс 56ºС, минимальная – минус 37ºС.

Большей наглядностью обладают графики изменения стыковых зазоров, представляющие собой три параллельные наклонные линии, расположенные друг от друга на одинаковом расстоянии. Минимальной расчетной температуре соответствует конструктивная величина стыкового зазора, следовательно, назначение нормальных стыковых зазоров производится из условия обеспечения раскрытия зазора в пределах его конструктивной величины. Прямоугольник температурной работы по горизонтали ограничен экстремальными расчетными температурами, а по  вертикали – нулевым и конструктивным значениями стыкового зазора.

Проанализируем график изменения стыковых зазоров 25-метровых рельсов типа Р65 на деревянных шпалах для условий Осиповичской дистанции  пути.     

Нормальные стыковые зазоры, назначаемые при укладке пути, определяются из условия появления величины конструктивного стыкового зазора в момент наступления минимальной расчетной температуры

Из графиков видно, что в летний период проявляется торцевое давление. После укладки рельсов при повышении температуры вначале преодолевается стыковое сопротивление, а перемещения рельсов при этом отсутствуют. Для костыльного скрепления после преодоления стыкового сопротивления рельс начинает изменять свою длину как свободнолежащий, зазор закрывается по линии максимальных зазоров и при температуре 35ºС станет нулевым.

Таблица 3.4 - Таблица нормальных стыковых зазоров 25-метровых рельсов на  

              деревянных шпалах для условий Осиповичской дистанции пути

Нормальный стыковой зазор, мм	Температура  рельса при установке нормальных стыковых зазоров, ºС		Нормальный стыковой зазор, мм	Температура  рельса при установке нормальных стыковых зазоров, ºС
	Р50	Р65, Р75		Р50	Р65, Р75
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	43 39 36 33 30 26 23 19 15 12 9	39 36 33 29 26 21 18 15 11 8 4	11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21	6 2 -1 -4 -8 -12 -15 -18 -22 -26 -28	1 -3 -6 -9 -12 -16 -19 -22 -26 -29 -32

Дальнейшее повышение температуры приводит к появлению торцевого давления, которое в момент наступления максимальной расчетной температуры будет наибольшим. При обратном ходе температуры постепенно убирается торцевое давление, затем стыковое сопротивление, препятствующее закрытию зазора, и преодолевается другое стыковое сопротивление, препятствующее раскрытию зазора. При этом рельс не изменяет своей длины  и зазор остается нулевым. С дальнейшим понижением температуры относительно 25ºС рельс начинает изменять свою длину как свободнолежащий, а зазор начинает раскрываться по линии минимальных зазоров. Таким образом, при прямом ходе температуры преодолевается  одно, а при обратном ходе - двойное стыковое сопротивление.

Рисунок 3.1 - График изменения стыковых зазоров 25-метровых рельсов:

                       λ_max, λ_норм, λ_min – линии соответственно максимальных,

                                                     нормальных и минимальных зазоров                              

При костыльном скреплении в практических расчетах не учитывается погонное сопротивление ввиду его малости, так как перепад температуры на его преодоление не превышает 0,5-0,8°С. При железобетонных шпалах погонное сопротивление значительно выше и на его преодоление требуется перепад температуры 5-6°С. Следовательно, влияние погонного сопротивления необходимо учитывать при анализе температурной работы 25-метровых рельсов с раздельным скреплением.

 

3.2 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.

3.2.1 Влияние сопротивлений на работу рельсов

Под влиянием колебаний температуры железнодорожные рельсы могут удлиняться до появления нулевых зазоров или уко­рачиваться, пока отверстия накладок не соприкоснутся со стыко­выми болтами. Дальнейшее изменение температуры рельса приво­дит к появлению торцового давления или к изгибу и срезу болтов. Но изменению длины рельсов, даже в пределах конструктивного зазора, препятствует трение рельсов по шпалам или шпал в балла­сте, а также трение между рельсами и накладками. Следователь­но, свободному перемещению лежащих в пути рельсов препятст­вуют погонные и стыковые сопротивления, на преодоление кото­рых требуется определенный перепад температуры, что приводит к уменьшению годовых деформаций 25-метровых рельсов.