Користувач:Юрій щ/Температурний викид колії

Температурний викид колії - характерне зміна колії в плані в результаті мимовільної розрядки температурного напруги в рейках залізничної колії. За час близько 0,2 с утворюється різке викривлення рейок (до 0,3-0,5 м на довжині 20-40 м) з кількома хвилями в горизонтальній площині. Рейки набувають залишкові деформації і стають непридатними для роботи в дорозі, частина шпал розколюється, щебінь з баластної призми відкидається. Викид шляху є серйозною загрозою безпеці руху поїздів, при виникненні викиду шляху рух поїздів на ділянці закривається.

Однією з версій аварії поїзда «Аврора» був викид шляху.

Причини утворення

Рейка довжиною l, нагрітий на Δt, подовжився б на величину λ _t :

$\ Lambda_{t}=\ alphal\ Deltat$,

де α = 11,8 • 10 ^-6 ° C ^-1 - коефіцієнт температурного розширення сталі.

Однак подовженню рейки перешкоджають сила тертя в накладках стику і сили опору в опорах. Для спрощення розрахунків сили опору в опорах замінюються погонних опором p - сумою сил опору віднесеної до довжини ділянки. В рейці утворюється деформація стиснення:

$\ Lambda_{\ }sigma=\ frac{P_{H}l}{EF}$,

де P _H - сила опору в стику;
E = 2,06 • 10 ⁵ МПа - модуль пружності рейкової сталі;
F - площа перерізу рейки.

Пріравнівая λ _t = λ _σ отримуємо температурний перепад, при якому долається сила тертя в накладках:

$\ Alphal\ Deltat=\ frac{P_{H}l}{EF}$,

звідси

$\ Deltat=\ frac{P_{H}}{\ alphaEF}$

На кінцях рейки з'являться рухомі ділянки довжиною l _t , які в міру зростання температурного перепаду будуть збільшуватися, а в середині рейок залишиться нерухомим. Сила, що перешкоджає подовженню рейки:

$P=P_{H}+pl_{t}$.

Якщо річні температурні деформації рейок перевищують найбільші конструктивні зазори (21 мм для Р50 і 23 мм для Р65 і Р75), то взимку зазори розтягуються, і виникає небезпека зрізу стикових болтів, а влітку зазори замикаються, і виникає торцеве тиск рейок один на одного. При цьому в рейці можуть виникати значні стискаючі сили, які при несприятливих обставинах можуть привести до порушення стійкості шляху - температурному викиду.

Запобігання

При укладанні ланкового шляху стикові зазори повинні встановлюватися в залежності від температури рейок під час укладання. При експлуатації ланкового шляху, за умовою його стійкості, допускається мати не більше двох нульових зазорів підряд, крім випадків, коли ці зазори є номінальними.

В безстикової колії подовжуються або коротшають тільки кінці рейкових батогів, середня частина батоги залишається нерухомою. Що виникає в нерухомій частині рейки напруга σ не залежить від типу та довжини рейки.

$\ Sigma=\ frac{P}{F}=\ alphaE\ Deltat$.

Зміна температури рейки на 1 ° С викликає зміна напруги на 2,5 МПа. При русі рухомого складу розтягують напруги в рейці досягають 100-140 МПа, що стискають - 120-160 МПа.

Безстикові рейкові батоги закріплюються в певному температурному інтервалі. За умовами міцності рейки і стійкості шляху визначаються допустимі напруги розтягування і стиснення та відповідні їм перепади температур Δt _р і Δt _с . Віднімаючи від найвищої температури рейки Δt _р отримуємо мінімальну температуру закріплення, додаючи до мінімальній температурі рейки Δt _с - максимальну температуру закріплення. Закріплення рекомендується проводити при температурі лежить у верхній третині розрахункового температурного інтервалу.

При відміну температури рейки при закріпленні від оптимальної, рейкова батіг вводиться в температурний режим шляхом примусового зміни її довжини за допомогою гідравлічного натяжного пристрою. Якщо діапазон температур закріплення менше 7-10 ° C або навіть негативний, то експлуатація безстикової колії температурно-напруженого типу неможлива без разрядок напруги. Для цього використовуються вирівнюючі батоги, рейки в яких періодично замінюються на більш довгі або більш короткі, або зрівняльні прилади.

Література

Железнодорожный путь / Т. Г. Яковлева, Н. И. Карпущенко, С. И. Клинов, Н. Н. Путря, М. П. Смирнов; под ред. Т. Г. Яковлевой. М.: Транспорт. 1999. 405 с.

Посилання

Фотографія: температурний стик