36. Определение оптимальной температуры закрепления бесстыкового пути

Величина расчетного интервала тем­ператур закрепления плетей на постоян­ный режим эксплуатации (∆t_з) опреде­ляется из условий прочности и устойчивости пути в соответствии сТУ-91. При современных рельсах типа Р65, объемно закаленных в масле, максимальных скоростях движе­ния грузовых поездов до 80—90 км/ч и пассажирских — до 160—200 км/ч для прямых участков пути и пологих кривых значения ∆t_з достигают 35—50 °С. В кривых они уменьшаются и при мини­мальных радиусах 300—350 м обычно составляют 10—15 °С.

В тех случаях, когда по расчету ∆t_з ≥20 °С, целесообразно в расчетном интервале найти область оптимальных значений температур закрепления (∆t_{з опт}), которые удовлетворяют сле­дующему комплексу технических и технико-экономических требований.

I. Технические требования, обеспе­чивающие:

1. Прочность рельсовых плетей

2. Устойчивость бесстыкового пути

∆t_с и ∆t_р — допускаемые по прочности и устойчивости отклонения температуры

t_{min min - p} и t_{max max - p} - нормативные наинизшая и наивысшая тем­пературы рельсов

3.Недопущение чрезмерного раскрытия зазора в месте излома плети зимой, а также в стыках уравнительных пролетов. С этой целью допускаемое понижение температуры рельсов ограничивается (∆t_{р – заз})

Перечисленные условия - общепринятые на всех желез­ных дорогах мира, применяющих бес­стыковой путь.

II. Технико-экономические требова­ния, обеспечивающие:

1. Наибольшую вероятность попадания в температурный интервал (∆t_з-опт) уже в момент укладки плетей. Это бывает при наибольшей многолетней повторяемости температур (Ф_ij) в годичном циклепунктиром):

Где t_ij - температура рельса в i-й момент времени (час) в j-й выборке (пятидневка, де­када, месяц)

2. Минимальные ограничения в годичном цикле по температурному режиму для работ, связанных с временным ослаблением устойчивости пути под путевыми машинами:

t₀ - нейтральная температура рельсо­вой плети (т.е. такая температура, при которой температурные напряжения равны 0)

t_р-у, t_с-у - соответствен­но допускаемые по устойчивости пониже­ние и повышение температур по сравнению с t₀ во время ремонтных работ; t_р-у ≈ -20 ÷ -25°С, t_с-у ≈ +5÷+15°С

Очевидно, что чрезмерное повыше­ние t₀ приводит к росту ограничений возможности машинизированного ре­монта пути при пониженных темпера­турах (на рис. растет заштрихован­ная площадь ω₁) и, наоборот, при по­нижении t₀ ограничиваются возмож­ности путевых ремонтных работ в жар­кую погоду (соответственно растет площадь ω₂).

Условие оптимальности в виде минимума суммы ∑( ω₁+ ω₂) → min обеспечивается толь­ко при обоснованном назначении t₀.

3. Устойчивость бесстыкового пути и безопасность работы путевых машин на длинной плети (например, с блок-участок или даже перегон):

Это условие, ограничивающее величину оптимального интервала тем­ператур внутри расчетного, введено в связи с необходимостью выполнения двух требований:

1. возможность сварки в пути смеж­ных коротких плетей (до 800—950 м) друг с другом в одну длинную плеть без разрядок напряжений;

2. возможность производства путе­вых работ с применением путевых машин тяжелого типа по всей сварной плети большой длины (от 1,5 до 20 км) без разрядок температурных напряже­ний, так как они могут быть осущест­влены только после разрезки плети на отрезки длиной до 1 км.

В тех случаях, когда систематичес­кие наблюдения за температурой рель­сов отсутствуют или выборка недоста­точна (менее 8-10 лет), рекомендуется:

• определить расчетный интервал температур закрепления плети ∆t_з в кон­кретных эксплуатационных и климати­ческих условиях по методике ТУ-91;

• принять внутри этого интервала оптимальную нейтральную температу­ру t₀ в пределах рекомендуемых оп­тимальных интервалов температур ∆t_з-опт в соответствии с табл. 4.6.

Из изложенного следует, что обо­снованный выбор оптимальной нейт­ральной температуры рельсовой плети при ее укладке в последующем не толь­ко определяет напряженно-деформиро­ванное состояние бесстыкового пути, но и влияет на организацию его ремон­та и текущего содержания, т. е. на тех­нико-экономические показатели этой конструкции пути.