При проходе подвижного состава в плетях бесстыкового пути возникают значительные продольные силы, особенно на тормозных участках. Если не принять меры по предотвращению их отрицательного воздействия, то, суммируясь с температурными, они могут нарушить устойчивость пути. Следовательно, конструкция прикрепителей рельсовой плети к основанию должна не допустить разрушительного действия этих продольных сил угона.
К особенности бесстыкового пути следует отнести и специальные методы его восстановления. В процессе эксплуатации в рельсах возникают дефекты, недопустимые для безопасной эксплуатации пути, удаление которых связано с поэтапным выполнением ряда более сложных операций по сравнению со звеньевым путем.
Таким образом, бесстыковой путь, имеющий ряд бесспорных достоинств по сравнению со звеньевой конструкцией (комфортабельность пассажиров, меньшее сопротивлению движению, сокращение расходов на ремонты и содержание пути и подвижного состава и др.) имеет ряд особенностей в работе и определенные сложности при его содержании и восстановлении целостности лопнувших плетей. Поэтому конструкция бесстыкового пути должна быть повышенной надежности и долговечности для того, чтобы обеспечивать высокий уровень безопасности движения поездов.
Кроме общих требований к скреплениям, для бесстыкового пути особое значение имеет способность скреплений длительное время препятствовать продольным перемещениям плетей при движении поезда и температурных воздействиях. В большинстве стран применяется раздельное скрепление с жесткими и упругими клеммами. В Канаде, США, Австралии и некоторых других странах применяют костыльное скрепление с установкой пружинных противоугонов «в замок», как правило, по 4 шт. на каждой шпале. Такое решение в определенной мере обеспечивает совместный поворот шпалы и рельса при изгибе последнего во время прохода колес подвижного состава, что либо исключает местное проскальзывание подошвы рельса по подкладкам, либо резко его исключает. Для бесстыкового пути пригодны все виды подре6льсовых оснований: деревянные и железобетонные шпалы, рамы, плиты. При костыльном скреплении применяются только деревянные шпалы.
Температурные перемещения и силы
Построим объемлющую эпюру температурных сил в районе Гомеля. Рельсы Р65, R=20 т, rл=6,5, rз=25, Т=93˚.
Перепад температуры на преодоление стыкового сопротивления
.
Для оптимального интервала закрепления рельсовых плетей, равного для условий Беларуси от +25 до 35˚С, определим величину участка дыхания конца рельсовой плети для летних и зимних условий по формулам
и
.
Для нижней границы оптимального интервала закрепления
ty=25˚C; 
=64,62м; 
=51,46м;
Для верхней границы - ty=35˚C; =63,08м; =59,66м.
Изменение длины одного конца плети при повышении температуры после закрепления бесстыкового пути определяется по формуле:
.
Изменение длины плети при понижении температуры
.
Суммарные годовые перемещения конца рельсовой плети в первый год эксплуатации составят λг=λ1+λ2. При обратном ходе температур суммарные годовые температурные перемещения будут меньше указанных значений, т.к. при этом должно преодолеваться двойное стыковое сопротивление.
Проще пользоваться графо-аналитическим способом определения перемещения рельсовых плетей. Температурная работа рельсов, возникающая при изменениях температуры, проявляется или в виде температурных напряжений, или в виде температурных перемещений. При этом проявившиеся перемещения соответствуют непроявившимся напряжениям, а проявившиеся напряжения – непроявившимся перемещениям. В дальнейшем проявившиеся напряжения будем представлять в виде вертикально заштрихованной площади, а непроявившиеся напряжения, по которым можно определить перемещения рельса или конца рельсовой плети – в виде незаштрихованной площади, причем суммарная температурная работа (перемещения и напряжения, или только перемещения или только напряжения) всегда выражаются прямоугольником. На основании закона Гука получаем, что удлинение
.
Величина 
=
представляет
собой площадь эпюры состоявшихся температурных деформаций рельсов, т.е.
прямоугольник высотой 25t и длиной 1. Площадь эпюры состоявшихся
температурных деформаций рельсов (незаштрихованную часть эпюры напряжений)
обозначим через Sλ, тогда λ= Sλ/E.
Указанная формула действительна не только для прямоугольной эпюры проявившихся перемещений, но и для любого очертания эпюры. Это в значительной степени облегчает определение фактических изменений длины лежащих в пути рельсов и плетей в любой интересующий нас момент, т.к. определение площади эпюры проявившихся перемещений рельсов графическим способом не представляет особого труда. Определить перемещения можно и по площади эпюры несостоявшихся температурных сил, которую в этом случае надо дополнительно разделить на площадь поперечного сечения рельса.
4.7 Влияние стыкового сопротивления
Влияние стыкового сопротивления на температурную работу (напряжения и перемещения) рельсовых плетей бесстыкового пути хорошо видно из объемлющей эпюры температурных сил. С увеличением стыкового сопротивления уменьшается площадь проявившихся температурных перемещения, что естественно приводит к уменьшению температурных деформаций и участков дыхания конца рельсовой плети. При этом облегчается температурная работа уравнительного пролета, а меньшие величины стыковых зазоров снижают уровень взаимодействия пути и подвижного состава и продлят срок их службы. Кроме восьмидырных накладок, хорошо зарекомендовавших себя в процессе эксплуатации, на ряде железных дорог пытались применять в уравнительном пролете 12-дырные накладки. Для согласованной работы стыков уравнительного пролета в первом стыке от плети устанавливают восьмидырные, а во втором – шестидырные накладки. При одинаковом стыковом сопротивлении в основном работает первый стык от плети.
Длина участка «дыхания» конца рельсовой плети в момент наступления максимальной расчетной температуры определяется по формуле
,
()
зимой длина участка «дыхания» определяется по формуле
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.