20 Влияние погонного и стыкового сопротивления на температурную работу бесстыкового пути.

Сопротивление стыков перемещениям концов рельсовых плетей оказы­вает существенное влияние на работоспособность бесстыкового пути.. Шестиболтовой стык, скрепленный полным количеством болтов из стали повышенной прочности, создает стыковое сопротивление 30 т при рель­сах типа Р65 и 20 т при рельсах типа Р50. Хорошо себя зарекомендовали восьмидырные накладки, которые в условиях Сибири при обычных болтах обеспечивали стыковое сопротивление около 40 т. Погонные и сты­ковые сопротивления оказывают большое влияние на температурные перемещения концов рельсовых плетей. Длина участка «дыхания» конца рельсовой плети в общем случае опре­деляется по формуле

N- расчетные значения продольных (сжимающих илирастягивающих) температурных сил в заданном районе.

R- стыковое сопротивление, кгс

r- величина зимнего или летнего погонного сопративления, кгс

E-модуль упругости рельсовой стали равный 2,1*10⁶ кг/см²

F-площадь поперечного сечения рельса.,см²

α- коэффициент линейного расширеня стали равный 0,0000118.

В момент наступления максимальной расчетной температуры величина длины участка «дыхания»

Соответственно в момент наступления минимальной расчетной температуры

где t_з – температура закрепления рельсов.

В одном и том же месте при постоянном стыковом сопротивлении в момент наступления максимальной расчетной температуры уменьшение погонного сопротивления вызывает увеличение участка «дыхания» конца рельсовой плети. Аналогичная картина наблюдается и зимой, когда уменьшение вдвое погонного сопротивления, увеличивает участок «дыхания». В это же время и возрастают и температурные деформации рельсовых плетей.

При плохом закреплении клеммных болтов каждые 100 м плети при изменении температуры на укорачивается или удлиняется. При значительных колебаниях температуры это недопустимо, так как может произойти излом плети или срез стыковых болтов зимой; в жаркую погоду при плохом закреплении путь может быть выброшен. Вот почему постоянное поддержание высоких погонных и стыковых сопротивлений, поддержание в исправном состоянии поперечного профиля балластной призмы – основная гарантия нормальной работы бесстыкового пути и обеспечения безопасного движения поездов.

Погонные сопротивления сдвигу путевой решетки вдоль пути имеют особо важное значение весной, летом и осенью. В эти периоды перемещения могут происходить за счет недостаточной связи шпал с балластом. После ремонта и выполнения других путевых работ балласт определенное время остается неуплотненным. Норма принимаемого для расчета погонного сопротивления сдвигу шпал щебеночного и асбестового балласта вдоль пути - 13 кг/см при 1840 и 14 кг/см при 2000 шпал/км. Проскальзывание рельсов по подкладкам происходит после преодоления погонного сопротивления 25-30 кг/см по одной рельсовой нити. Это означает, что на каждом конце шпалы продольному проскальзыванию (сдвигу) плети должна препятствовать горизонтальная продольная реактивная сила величиной 1250-1650 кг. Для этого рельсовые плети прикрепляют на каждом конце шпалы с общим вертикальным усилием около 3000 кг. Такое прижатие рельса к подкладке обеспечивают клеммные болты, затянутые усилием, соответствующим крутящему моменту — 15 кгм.

Длина участка ''дыхания'' конца рельсовой плети в общем случае определяется по формуле

где Nt— расчетные значения продольных (сжимающих или растягивающих) температурных сил в заданном районе, кг; α—коэффициент линейного расширения, равный 0,0000118; E—модуль упругости рельсовой стали, кг/см2; F—площадь поперечного сечения рельса, см2; Δt—перепад температуры от момента закрепления рельсовой плети до наступления экстремальных температур; R—стыковое сопротивление, кг; r—величина зимнего или летнего погонного сопротивления, кг/см.

В момент наступления максимальной расчетной температуры величина длины участка "дыхания" летом и зимой составляет

где Δt—перепад температуры ; rл, rз— летние и зимние погонные сопротивления.

Влияние погонного сопротивления: а) Для нижнего оптимального интервала закрепления (25 С): —при Rст=20кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

б ) Для верхнего оптимального интервала закрепления (35 С): —при Rст=20кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

Влияние погонного сопротивлений на температурную работу бесстыкового пути предоставлено на рисунке