Проект дистанции пути на равнинной местности, страница 14

Следовательно, для облегчения температурной работы 25-мет­ровых рельсов и уменьшения годовых деформаций наряду с установкой рекомендуемых стыковых зазоров в соответствии с факти­ческой температурой необходимо в полной мере использовать по­гонное и стыковое сопротивления, стремясь их по возможности по­высить за счет своевременного подтягивания стыковых болтов и обеспечения надежной работы противоугонной системы. По мере  возможности целесообразен переход от костыльного к раздельному скреплению. Следовательно, обеспечить фактические годовые изме­нения длины 25-метровых рельсов в пределах конструктивного за­зора при существующем промежуточном и стыковом скреплении оказывается практически невозможным, что приводит к значитель­ным температурным силам.

Как известно, температурные силы в стыковом пути при суще­ствующем конструктивном зазоре находятся в прямой зависимо­сти от величины годовой амплитуды колебания температуры рель­сов.

После закрытия сты­кового зазора проявляется торцевое давление и возникает угроза нарушения устойчивости путевой решетки.

При обеспечении изменения стыкового зазора в пределах его конструктивного значения растягивающая температурная сила по одной рельсовой нитке равна величине стыкового сопротивления при прямом ходе. В случае нарушения условий установки зазоров и появления стыковых зазоров больше нормальных возникает до­полнительная растягивающая сила, которая стремятся изогнуть и срезать стыковые болты. При определенной величине этой силы может произойти срез болтов и разрыв стыков. Поэтому ошибки в установке стыковых зазоров осложняют температурную работу 25-метровых рельсов и требуют дополнительных трудовых затрат на разгонку и регулировку, а нередко и на разрядку температур­ных напряжений стыкового пути.

Необходимо отметить, что суммарные температурные (сжимаю­щие и растягивающие) силы в одном и том же районе остаются постоянными. Уменьшение же сжимающих продольных сил с уве­личением стыкового сопротивления происходит за счет перевода части температурных сил в растягивающие.

Следует отметить, что по мере уве­личения стыкового сопротивления фактические сжимающие силы в пути вначале уменьшаются. При дальнейшем увеличении стыко­вого сопротивления сжимающие силы в пути резко возрастают. При этом не полностью используется конструктивный стыковой за­зор. Кроме того, для каждого типа рельсов с увеличением стыкового сопротивления возрастают растягивающие продольные силы в пути, на преодоление которых требуется боль­ший перепад температуры. Этим самым уменьшается перепад тем­пературы, идущий на формирование температурных сжимающих сил после преодоления всех сопротивлений, что, естественно, приво­дит к уменьшению сжимающих температурных сил. Указанные растягивающие температурные силы значительно меньше допуска­емых по прочности рельсов, и поэтому никаких осложнений при эк­сплуатации 25-метровых рельсов в зимнее время они вызвать не могут.

Оптимальное стыковое сопротивление обеспечивает раскрытие стыкового зазора в пределах его конструктивного значения, исклю­чает торцевое давление и работу болтов на изгиб. При этом нуле­вой зазор образуется при наступлении максимальной расчетной температуры, а конструктивная величина стыкового зазора – при минимальной расчетной температуре рельсов. Для каждого типа рельсов величина оптимального стыкового сопротивления неодина­кова в различных районах и зависит от годовой амплитуды коле­бания температуры рельсов.

При дальнейшем увеличении стыкового сопротивления продол­жают увеличиваться растягивающие и начинают возрастать сжи­мающие силы. Увеличение температурных сжимающих сил проис­ходит за счет того, что не полностью используется существующий конструктивный стыковой зазор. При этом оказывается, что в за­висимости от условий укладки пути при максимальной температу­ре рельсов зазоры не равны нулю, а при минимальной расчетной температуре фактические стыковые зазоры меньше конструктивно­го значения.   

Следовательно, при эксплуатации 25-метровых рельсов необхо­димо постоянно поддерживать высокое стыковое сопротивление за счет подкрепления стыковых болтов, ослабленных воздействием проходящих поездов.

Наряду с систематической смазкой и подкреплением стыковых болтов, для дальнейшего увеличения стыкового сопротивления 25-метровых рельсов потребуется принятие специальных мер, к кото­рым следует отнести замену четырехдырных на­кладок шестидырными, применение высокопрочных стыковых бол­тов и запрещение использования графитовой смазки. Эти меры позволят исключить торцевое давление и работу болтов на изгиб. В процессе текущего содержания желательно обеспечивать оптимальное стыковое со­противление. Опасаться выброса при сильно затянутых стыковых болтах нет никакого основания, так как в любом случае суммарные температурные сжимающие силы, возникающие в результате преодоления стыкового сопротивления будут меньше критической си­лы по условию устойчивости рельсошпальной решетки против вы­броса  пути.  Обеспечить стыковое  сопротивление  порядка 700...900 кН по каждой рельсовой нити в условиях постоянного ди­намического воздействия подвижного состава в зоне стыка не представляется возможным даже при высокопрочных стыковых болтах и шестидырных накладках. Все вышесказанное справедливо для 25-метровых рельсов, име­ющих конструктивный зазор 21мм. 

На основании рассмотренного можно сделать следующие ос­новные выводы:

- при существующем скреплении невозможно повсеместно ис­ключить торцевое давление и изгиб болтов, поэтому необходимо изыскивать все меры по увеличению погонного и стыкового сопро­тивлений;

- основную роль в температурной работе играет стыковое со­противление, а влияние погонного сопротивления ничтожно мало и им практически можно пренебречь;

- увеличение стыкового сопротивления обычных рельсов (рель­сов нормальной длины) приводит к возрастанию сжимающих и растягивающих температурных сил в пути;

          - увеличение стыкового сопротивления длинных рельсов до оп­ределенного значения уменьшает сжимающие температурные силы в пути. Дальнейшее увеличение стыкового сопротивления приводит к возрастанию сжимающих сил, при этом существующий конструк­тивный зазор используется не полностью;