Закрепление плети бесстыкового пути
Закрепление плети бесстыкового пути. При изменении температуры рельс меняет длину, поэтому болтовые отверстия в рельсах делают больше, чем диаметр болтов.
При нормальных размерах болтов и отверстий, а также расстояний между ними возможно изменение величины зазора между торцами рельсов от 0 до 21 мм.
Фактическое удлинение или укорочение рельсов несколько меньше теоретического, так как силы трения от зажатия концов рельсов в стыковых накладках и трения в промежуточных скреплениях стремятся удержать рельс на месте.
Когда рельс вследствие этого удлиняется от повышения температуры, он испытывает сжатие, а когда укорачивается от понижения температуры, — растяжение.
Если фактические сдвижки концов рельсов, которые вызваны сменой температуры, полностью компенсируются за счет стыкового зазора, этот рельс считается рельсом нормальной длины.
При самой высокой температуре зазоры у таких рельсов могут становиться равными нулю, а при самой низкой — 21 мм.
Если длина рельса такова, что для компенсации её температурного изменения недостаточно нормального размера стыкового зазора и полное раскрытие или смыкание зазора наступает раньше, чем его температура достигнет минимума или максимума, то такой рельс считают длинномерным для данных условий.
Чем больше в длину рельс, тем большую силу трения в промежуточных скреплениях приходится преодолевать средней его части при удлинении или укорочении, когда изменяется его температура.
При этом температурная сила, сжимающая или растягивающая середину рельса, равна сумме силы трения в стыке Рст и сил трения в промежуточных скреплениях на протяжении половины длины рельса, равных:
где Рск — сила трения в промежуточных скреплениях, приходящаяся на единицу длины рельса.
По мере увеличения длины рельсовой плети наступает момент, когда средняя часть плети уже не может преодолеть сопротивления в скреплениях и, следовательно, не может изменять длину; при колебаниях температуры смещаются только концевые части плети.
Плеть, у которой температурные деформации (удлинение или укорочение) распространяются только на концевые участки, а средняя ее часть не может изменять длину при изменении температуры, называют бесстыковой рельсовой плетью.
Основное отличие бесстыкового пути от звеньевого — это наличие в рельсовых плетях значительных продольных усилии, которые вызваны изменениями температуры.
При повышении температуры рельсовых плетей по соотношению с температурой их закрепления в них начинают возникать продольные силы сжатия, а при понижении температуры – силы растяжения.
Эти силы численно равны силам, которые понадобилось бы приложить свободной в закрепление плети бесстыкового пути, чтобы сжать или растянуть ее настолько, насколько она должна была бы, но не может удлиниться или укоротиться вследствие изменения температуры.
Расчет показывает, что эти силы вызывают напряжения сжатия или растяжения в рельсовой плети 2,5 МПа на каждый градус повышения или понижения температуры рельсовой плети по сравнению с температурой её при укладке (закреплении).
Поэтому при проектировании бесстыкового пути из допускаемых в рельсах напряжений (350 МПа) вычитают наибольшее напряжение σк , которое может возникнуть под поездной нагрузкой, умноженное на коэффициент запаса 1,3.
Полученная разность определяет допустимые температурные напряжения. Поделив эту разность на 2,5 МПа, получим то наибольшее количество градусов, на которое температура рельсовой плети может отличаться от её температуры на закрепление плети бесстыкового пути:
В ясную погоду от нагрева солнцем температура рельса может превышать температуру воздуха до 20 °С.
Кроме расчета на прочность при сжатии плетей, происходящем летом, проверяют ещё и степень устойчивости пути против температурного выброса.
В зависимости от плана участка, типа рельсов, конструкции скреплений, шпал, балласта в каждом конкретном случае наибольшее количество градусов tс, на которое можно допустить повышение температуры рельсовой плети по сравнению с её температурой при укладке, определится или из условий устойчивости в зависимости от того, какая из этих величин окажется меньше.
При укладке бесстыкового пути должно быть соблюдено условие:
где [Т] — допускаемая годовая амплитуда колебаний температуры рельса бесстыкового пути;
Та — годовая амплитуда колебаний температуры рельса по местным условиям (от Тmin до Тmax).
где [∆tз] – интервал изменения температуры рельсов, в пределах которого допускается производить работы по закреплению рельсовой плети в пути;
Такой температурно-напряжённый бесстыковой путь наиболее эффективен, так как не требует сезонных разрядок температурных напряжений.
Если годовая амплитуда колебаний температуры рельса Та так велика, что Та > [Т], то применить можно лишь температурно-напряжённый бесстыковой путь с периодической (сезонной) разрядкой напряжений. При таком пути годовую амплитуду колебаний температуры рельсовой плети делят на части.
Весной и осенью ежегодно освобождают от закрепление плети бесстыкового пути и имеющиеся в ней температурные напряжения ликвидируют. Это, конечно, усложняет текущее содержание пути.
В соответствии с большими продольными силами, возникающими в бесстыковой рельсовой плети при изменениях температуры, к такой конструкции пути предъявляются повышенные требования.
Рельсы применяют с необходимым запасом прочности для восприятия суммарных напряжений от поездной нагрузки и изменений температуры.
Перед укладкой бесстыкового пути пучины и просадки должны быть ликвидированы, другие неустойчивые места земляного полотна оздоровлены, а толщина балластного слоя приведена в соответствие с типом верхнего строения.
Шпалы укладывают железобетонные не менее 1840 шт./км в прямых и пологих кривых и 2000 шт./км в кривых радиусам 1200 м и менее.
Скрепления применяют раздельные; при железобетонных шпалах — постоянным прижатием рельсов к подкладкам, обеспечивающим погонное сопротивление сдвигу рельсовой нити вдоль пути 25…30 Н/м.
Для компенсации изменений длины концевых частей рельсовых плетей при изменениях температуры между концами плетей укладываются уравнительные рельсы.
Такие рельсы укладывают в количестве трех пар длиной по 12,5 м, если соединяемые полуплети имеют в сумме длину 600 м и более, или двух пар, если длина двух полуплетей менее 600 м.
При рельсах Р75 укладывают три пары уравнительных рельсов, а если понижение температуры по отношению к температуре закрепления более 70 °С — четыре пары.
При необходимости устройства изолирующего стыка укладывают по четыре пары уравнительных рельсов, и изолирующий стык располагают между второй и третьей парами.
При применении изолирующего рельса с клееболтовым стыком в середине укладываются три пары уравнительных рельсов, из них средний длиной 12,5 м изолирующий.
Уравнительные рельсы создают возможность, если это необходимо, произвести разрядку температурных напряжений, для ремонта пути или по техническим указаниям содержания бесстыковой плети.
В путь с сезонными разрядками напряжений на зиму укладывают уравнительные рельсы длиной по 12,5 м, а на лето — укороченные (отдельные рельсы или все в зависимости от температуры) длиной 12,46; 12,42; 12,38 м.
Когда в пути лежит комплект уравнительных рельсов по 12,5 м, то в запасе на стеллажах хранят комплект укороченных, и наоборот.
Кроме того, в покилометровом запасе лежит ещё рельс длиной от 8 до 11 м на случай работ по восстановлению рельсовой плети при обнаружении в ней недопустимого дефекта.
Температурная сила
Допускаемая температурная сила — Наибольшее значение продольной силы в рельсовых плетях, при котором обеспечивается (с необходимыми запасами) устойчивость пути, прочность рельсов и стыковых болтов [Nt] Источник: snip id 9431: Технические указания по устройству, укладке,… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
snip-id-9431: Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути — Терминология snip id 9431: Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути: Маячная шпала Специально обустроенная шпала, используемая для контроля продольных подвижек рельсовой плети МШ Определения термина из… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути — Терминология Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути: Маячная шпала Специально обустроенная шпала, используемая для контроля продольных подвижек рельсовой плети МШ Определения термина из разных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Температурное напряжение — Температурная сила, отнесенная к единице площади поперечного сечения рельса ±st Источник: snip id 9431: Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути Температурное напряжение … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ 21934-83: Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Термины и определения — Терминология ГОСТ 21934 83: Приемники излучения полупроводниковые фотоэлектрические и фотоприемные устройства. Термины и определения оригинал документа: 12. p i n фотодиод D. Pin Photodiode E. Pin Photodiode F. Pin Photodiode Фотодиод, дырочная и … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН — величины, по определению считающиеся равными единице при измерении других величин такого же рода. Эталон единицы измерения ее физическая реализация. Так, эталоном единицы измерения метр служит стержень длиной 1 м. В принципе, можно представить… … Энциклопедия Кольера
ГОСТ Р 51983-2002: Устройства многофункциональные регулирующие для газовых аппаратов. Общие технические требования и методы испытаний — Терминология ГОСТ Р 51983 2002: Устройства многофункциональные регулирующие для газовых аппаратов. Общие технические требования и методы испытаний оригинал документа: 1.3.1.2 автоматический запорный клапан: Клапан, открывающийся при начале подачи … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
АКУСТОЭЛЕКТРОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ — (АЭВ), вз ствие УЗ волн (с частотой =107 1013 Гц) с эл нами проводимости в металлах и ПП; обусловлено изменением внутрикристаллического поля, при деформации решётки кристалла под действием распространяющейся УЗ волны. АЭВ явл. частным случаем… … Физическая энциклопедия
Ста́рость. Старе́ние — Старость, старение. Старость закономерно наступающий период возрастного развития, заключительный этап онтогенеза. Старение неизбежный биологический разрушительный процесс, приводящий к постепенному снижению адаптационных возможностей организма;… … Медицинская энциклопедия
СО 34.21.308-2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения — Терминология СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения: 3.10.28 аванпорт: Ограниченная волнозащитными дамбами акватория в верхнем бьефе гидроузла, снабженная причальными устройствами и предназначенная для размещения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Особенности работы звеньевого пути без сезонной разгонки и регулировки зазоров , страница 9
Полученные формулы дают возможность относительно просто опреде-; лять ожидаемые напряжения и перемещения рельсов под воздействием тем-j ператур при переменных сопротивлениях этим перемещениям.
3 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.
3.1 Определение температурных сил и напряжений
Температурную силу по концам лежащего в пути рельса можно определить по формулам:
а) для летних условий
б) для зимних условий
В соответствии с принятыми допущениями наибольшая продольная температурная сила наблюдается в стандартном рельсе в средней его части. В общем случае температурные силы, возникающие в рельсах, определяются по формулам:
3.2.1 Влияние погонного сопротивления
Величина погонного сопротивления продольному перемещению релЯ
сошпальной решетки зависит в основном от типа и эпюры шпал, от рода jf
степени уплотнения балласта в шпальных ящиках, от типа промежуточного
скрепления и силы прикрепления рельсов к шпале. >щ
Годовые изменения длины свободнолежащих 25-метровых рельсов ддш
различных температурных амплитуд, приведенные в таблице 3.2, превыше
ют конструктивную величину стыкового зазора даже в самых теплых pajfcf
онах, где годовая амплитуда колебаний температуры рельса превышает 70 °О?
При этом в самых суровых климатических условиях указанные перемещё*
ния могут достигать 39 мм. •’-"•
Таблица 3.2 — Годовые деформации 25-метровых рельсов
колебаний температуры, °С
25-метровых рельсов, мм
Пользуясь данными таблицы 3.2, можно определить потребную величину уменьшения годовых деформаций 25-метровых рельсов для любого кон-; кретного района для того, чтобы фактические изменения его длины не пре-, вышали величины конструктивного стыкового зазора. При установке нормальных стыковых зазоров будет исключено торцевое давление и работа, болтов на изгиб.
В случае слабого прикрепления рельса к шпалам, что имеет место при, костыльном скреплении, величина погонного сопротивления незначительна, так как балласт в работе не участвует, а наддернутые костыли не обеспечивают необходимого прижатия рельса к опорам. При этом зимой и летом по-* гонное сопротивление принимается одинаковым, потому что лимитируется"’ оно сопротивлением перемещения рельса относительно шпалы. Для нового 1 костыльного скрепления величина погонного сопротивления продольному перемещению по одной рельсовой нити не превышает 30 Н/см (3 кН/м). Погонное сопротивление изношенного скрепления снижается до 10 Н/см (1 кН/м) и менее. За счет постановки противоугонов можно добиться незначительного увеличения погонного сопротивления при костыльном скреплении. (Подробно влияние противоугонов на температурную работу стыкового пути будет рассмотрено в п. 3.5).
В случае применения раздельного (пружинного или жесткого) скрепления сопротивление рельсов продольному перемещению по шпалам летом больше, чем сопротивление перемещению шпал в балласте. В зимних условиях при замерзшем балласте погонное сопротивление определяется уже проскальзыванием рельса относительно скрепления. Поэтому для практических расчетов летнее погонное сопротивление для раздельного скрепления
можно принимать 65 (6,5), а зимнее -250 (25) Н/см (кН/м) по одной рельсовой нитке.
В результате преодоления погонного сопротивления часть температурной работы идет на изменение длины рельса, а часть — на изменение его напряженного состояния. Причем в момент преодоления погонного сопротивления на всей длине рельса эти части оказываются одинаковыми. Такое положение указывает на то, что в этот момент фактические перемещения рельса равны половине теоретических.
Уменьшение годовых деформаций 25-метрового рельса разных типов в зависимости от величины погонного сопротивления можно определить по формуле
Температурный режим работы рельсов.
1.1 Факторы от которых зависит температура рельсов: температура воздуха, тип рельсов и состояние его поверхностей, ориентирование рельса, относительно стран света, план и профиль пути, поперечный профиль ЗП, скорость и направление верха, кол-во и отражательная способность балласта.
1.2 Продольные температурные деформации – это перемещение отдельных сечении или всей рельсовой плети по скреплениям или по балласту вдоль продольной оси пути или изменениях температуры плети.
1.3 Температурная сила – это продольная сила, возникающая и действующая в рельсовой плети при изменении ее температуры по сравнению с температурой закрепления.
1.4 Изменение длины рельса при изменении температуры сопровождается преодолением сопротивления.
Нейтральная температура – это температура закрепления рельсовой плети.
Погонные сопротивления – это силы, равномерно распределенные по всей длине рельса, возникающей в результате силы трения.
Силу сопротивления смещению создают накладки, стянутые болтами, поэтому длина рельса не может изменяться, пока возникающая продольная сила не преодолеет силу стыкового сопротивления.
В рельсовых плетях имеются участки:
*активные – это перемещаемые участки, зависимости от сезона.
*неподвижный – это анкерные участки.
1.5 Для бесстыкового пути Важно правильно определить температуру:
* закрепления рельсов
Бесстыковой путь.
Изменение длины рельса происходит тогда, когда
2.2 Бесстыковой путь – это условное название конструкции ж/д пути со сварными рельсовыми путями, признаком которого является наличие в рельсовых плетях неподвижной средней части при максимально возможных в данной местности изменениях температуры рельсов по отношению к температуре закрепления на постоянный режим.
Особенности бесстыкового пути.
3.1 Основные требования к конструкции:
*рельсы должны обладать достаточным запасом прочности при работе на изгиб и кручение для компенсации температурных напряжений;
*путевая разметка должна иметь достаточную жесткость для предотвращения поперечных сдвижек пути и нарушения ее устойчивости;
*балластная призма по конструкции и материалу должна обеспечивать стабильное положение путевой решетки;
*промежуточное и стыковое скрепление должны обеспечивать изменение стыкового зазора в случае износа рельсовой плети.
3.2 Конструкции температурно-напряженного бесстыкового пути:
* бесстыковой путь с промежуточными скреплениями, упругие элементы которого обеспечивают постоянную надежную связь рельсовых плетей с подрельсовым основанием;
* бесстыковой путь на деревянных шпалах с костыльным промежуточным скреплением.
3.3 Длина плети:
*короткой менее 800 м, длинной более 800 м.
3.4 Уравнительные рельсы – это рельсы стандартной длины, применяемые для заполнения уравнительного пролета.
Прочность и устойчивость бесстыкового пути.
4.1Прочность бесстыкового пути обеспечивается, если суммарное основное напряжение, возникающее в рельсе от воздействия подвижного состава и в результате изменения температуры не превосходит допустимое значение.
Расчет по прочности основывается на теории изгиба рельса как
4.2 Устойчивость пути – это способность пути сопротивляться нагрузкам внешних и внутренних сил.
Причины потери устойчивости:
* перед движущимся колесом возникает зона, где рельс несколько приподнимается по сравнению со своим исходным положением.
* изменяется устойчивость пути при его вибрации позади и впереди движущегося поезда;
* происходит угон пути.
Выброс пути – это характерное изменение железнодорожного пути в плане в результате самопроизвольной разрядки температурного напряжения в рельсах пути.