Особенности работы звеньевого пути без сезонной разгонки и регулировки зазоров, страница 10

Каждые 10 Н погонного сопротивления уменьшают годовые деформа­ции 25-метрового рельса типа Р50, Р65 и Р75 соответственно на 0,22; 0,18 и 0,15 мм, что при костыльном скреплении несущественно. Такое уменьше­ние температурных деформаций рельса от погонного сопротивления можно не учитывать. Более существенного уменьшения деформаций рельса можно юбиться при раздельном скреплении, суммарное погонное сопротивление которого превышает 300 Н/см (30 кН/м).

В процессе преодоления погонного сопротивления наряду с перемеще­ниями изменяется напряженное состояние рельсов. Как указывалось выше, шюра температурных сил в рельсах от погонного сопротивления имеет форму равнобедренного треугольника. Наибольшие температурные силы при этом образуются посередине рельса. Эти силы могут быть определены

по формуле

N = rl/2.(3.12)

Температурные силы в 25-метровых рельсах, образующиеся от погонно-:~о сопротивления, незначительны и даже для нового костыльного скрепле­ния не превышают 37,5 кН. Для преодоления погонного сопротивления на всей длине 25-метрового рельса в зависимости от типа требуется перепад температур от 0,6 до 2,0 °С, который в практических расчетах можно не учитывать. Сказанное справедливо для прямого хода температуры, т. е. ко­гда после укладки рельсов температура повышается или понижается. При обратном ходе температуры преодолевается двойное погонное сопротивле­ние, поэтому температурные силы от погонного сопротивления и перепады температур на их преодоление увеличиваются вдвое.

Для того чтобы исключить торцовое давление и обеспечить раскрытие стыкового зазора в пределах конструктивного, необходимо погонное сопро­тивление порядка 500-700 Н/см. Такое погонное сопротивление невозможно получить не только при костыльном, но даже и при раздельном скреплении.

83

3.2.2 Влияние стыкового сопротивления

В выпускавшихся ранее руководствах и пособиях путевому рабочему^ бригадиру пути и дорожному мастеру говорилось о том, что «стыковы» болты при закручивании необходимо затянуть до отказа, а затем ослабит* на пол-оборота». При этом у многих создавалось неправильное мнение е-том, что нельзя сильно затягивать стыковые болты, так как это может при; вести к возникновению в пути чрезмерных сжимающих температурных сия, которые могут привести к выбросу пути. Если это требование в некоторое степени было оправдано для слабой конструкции пути на песчаном балла­сте, с легкими типами рельсов, малой эпюрой шпал и стыковых болтов из мягкой стали, то для современной мощной конструкции железнодорожного пути это является ошибочным. Однако и в настоящее время у большинства работников линии существует твердая уверенность, что не следует стре­миться обеспечивать высокое стыковое сопротивление и сильно затягивать стыковые болты. Кроме того, до сих пор еще многие производят регулиров­ку зазоров искусственным ослаблением стыковых болтов, что также явля ся нецелесообразным.

В действующей Инструкции по текущему содержанию железнодорож­ного пути на Белорусской железной дороге записано, что «для нормальной работы и увеличения срока службы болтов и шайб необходимо гайки сты­ковых болтов затягивать усилием, соответствующим крутящему моменту при рельсах типа Р65 - 600, Р50 - 480 и Р43 - 380 Н/м.» При соблюдении указанных рекомендаций для шестидырных накладок можно обеспечить стыковое сопротивление до 300 кН. Однако, по данным ЦНИИ МПС, МИИТа и НИИЖТа, величина стыкового сопротивления в действующем звеньевом пути, в основном, составляет от 70 до 100 кН, достигая в отдельных случаях 150 кН. Это говорит о резервах, которые необходимо использовать для об­легчения работы 25-метровых рельсов.

Установим влияние стыкового сопротивления на уменьшение темпера­турных деформаций 25-метровых рельсов и определим возможность обес­печения за счет сопротивлений нормальной работы рельсов такой длины. При колебаниях температуры стыковое сопротивление до определенного значения температурных сил (величины стыкового сопротивления) анало­гично жесткой заделке исключает изменение длины лежащего в пути рель­са. При этом каждые 10 кН стыкового сопротивления уменьшают темпера­турные деформации 25-метровых рельсов на 0,32 мм. Для указанных значе­ний фактического стыкового сопротивления порядка 100 кН это уменьше­ние составит всего лишь 3,2 мм, что является недостаточным даже в районах, где годовая амплитуда колебания температуры рельса менее 100 °С. Для того чтобы повсеместно избежать торцевого давления и работы болтов на срез, потребуется обеспечить стыковое сопротивление до 600 кН, что при существующем скреплении мало вероятно.

Следовательно, для облегчения температурной работы 25-метровых рельсов и уменьшения годовых деформаций наряду с установкой рекомен-

84

дуемых стыковых зазоров в соответствии с фактической температурой не­обходимо в полной мере использовать погонное и стыковое сопротивления, стремясь по возможности повысить их за счет своевременного подтягива­ния стыковых болтов и обеспечения надежной работы противоугонной сис­темы. По мере возможности целесообразен переход от костыльного к раз­дельному скреплению, особенно в районах с суровыми климатическими условиями. 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. По фактическим измене­ниям длины, которые также зависят от годовой температурной амплитуды, 25-метровые рельсы подразделяют на длинные и обычные, т. е. рельсы нор­мальной длины. Рельсы длиной 12,5 м относят к обычным. Следовательно, всю территорию нашей страны следует разделить на две зоны. В одной зо­не, где годовая температурная амплитуда незначительна, 25-метровые рель­сы будут обычными, а годовые изменения их длины при этом не будут дос­тигать конструктивной величины стыкового зазора. В другой зоне, где фак­тические перемещения будут превышать величину конструктивного стыко­вого зазора, 25-метровые рельсы будут длинными. Указанные особенности будут оказывать определенное влияние на температурную работу звеньево­го пути. Видимо, и влияние стыкового сопротивления на формирование температурных сил в обычных (нормальных) и длинных рельсах будет раз­личным.