2.3. Диаграмма температурной работы бесстыкового пути и определение допустимого интервала закрепления рельсовых плетей на постоянный режим

При каких же эксплуатационных условиях возможна укладка бесстыкового пути?

Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [T] с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебания температуры T_А.

Значение T_А определяется как алгебраическая разность наивысшей t_maxmax и наинизшей t_minmin температур рельсов, наблюдавшихся в данной местности:

. (2.3)

Амплитуда допустимых по условиям прочности и устойчивости бесстыкового пути изменений температур рельсов равна:

, (2.4)

где [∆t_у] – допустимое по условию обеспечения устойчивости при повышении температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления;

[∆t_р] – допустимое по условию обеспечения прочности рельсовых плетей понижение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления;

[∆t_з] – минимальный интервал температур, в котором должны быть закреплены рельсовые плети на постоянный режим.

Интервал [∆t_з] обычно принимается равным 10 °С. В случае применения средств принудительного ввода рельсовых плетей в расчетный интервал (растягивающие и нагревательные установки) интервал [∆t_з] может быть принят равным 5 °С.

Если T_A ≤ [T], то в заданных климатических и эксплуатационных условиях возможна укладка бесстыкового пути без сезонных разрядок напряжений.

Пример 1 (продолжение). Определим возможность укладки бесстыкового пути без сезонных разрядок напряжений. Ранее определили, что при скорости движения электровоза ВЛ80 100 км/ч по блок-участку длиной 2500 м с кривыми участками пути радиусами 1400 м и 1500 м:

для прямой: [∆t_p] = 96 °C; [∆t_у] = 54 °С; [T] = 150 °C – [∆t_з];

для кривой радиусом 1400 м: [∆t_p] = 90 °C; [∆t_у] = 48 °С; [T] = 138 °C – [∆t_з];

для кривой радиусом 500 м: [∆t_p] = 82 °C; [∆t_у] = 41 °С; [T] = 123 °C – [∆t_з].

В условиях Московской железной дороги (район ст. Рязань) t_maxmax = +58 °C, t_minmin = –41 °C и T_A = 99 °C.

Сопоставляя T_A = 99 °C со значениями [T] при [∆t_з] = 10 °С для блок-участка длинной 2500 м, делаем вывод, что для всех элементов плана в условиях примера укладка бесстыкового пути без сезонных разрядок напряжений возможна.

Расчетный интервал закрепления рельсовых плетей равен:

. (2.5)

Границы расчетного интервала закрепления, т. е. самую низкую (min t_з) и самую высокую (max t_з) температуры закрепления определяют по формулам:

; (2.6)

. (2.7)

В условиях примера границы интервала закрепления рельсовых плетей на постоянный режим будут равны:

для прямых участков: min t_з = 58 – 54 = +4 °С;

max t_з = –41 + 96 = +55 °С;

для кривой радиусом 1400 м: min t_з = 58 – 48 = +10 °С;

max t_з = –41 + 90 = +49 °С;

для кривой радиусом 500 м: min t_з = 58 – 41 = +17 °С;

max t_з = –41 + 82 = +41 °С.

Рельсовая плеть на всем своем протяжении должна быть закреплена на постоянный режим работы в одном интервале температур, границы которого определяются наиболее высокой из рассчитанных min t_з и наиболее низкой из рассчитанных max t_з.

В условиях примера 1 для всей плети длиной 2500 м принимается min t_з = +17 ºC, max t_з = +41 ºС.

В «Технических указаниях по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» приводится также таблица оптимальных температур закрепления плетей на железных дорогах России (таблица 2.3)

Таблица 2.3 – Оптимальные температуры закрепления плетей на железных дорогах России

Железная дорога	Оптимальная температура закрепления, °С
	Общая	Исключение
1	2	3
Октябрьская	30±5	Севернее С.-Петербурга tопт. = 25±5
Калининградская	30±5	-
Московская	30±5	-
Горьковская	25±5	В кривых R < 500 м tопт. = 30±5
Северная	25±5	В кривых R < 500 м tопт. = 30±5
Северо- Кавказская	35±5	-
Юго-Восточная	35±5	-
Приволжская	35±5	-
Куйбышевская	30±5	В кривых R < 500 м tопт. = 33±3
Свердловская	25±5	В кривых R < 500 м, расположенных в районах с tminmin < -50, tопт. = 28±3

Продолжение таблицы 2.3

1	2	3
Южно-Уральская	30±5	В кривых R < 500 м tопт. = 32±3
Западно- Сибирская	30±5	В кривых R < 500 м, расположенных в районах с tminmin < -50, tопт. = 29±3
Красноярская	25±5	В кривых R < 500 м, расположенных в районах с tminmin < -50, tопт. = 28±3
Восточно-Сибирская	25±5	В кривых R < 500 м, расположенных в районах с tminmin < -50, tопт. =28±3
Забайкальская	25±5	В кривых R < 500 м, расположенных в районах с tminmin < -50, tопт. = 28±3
Дальневосточная	30±5	-

Образец температурной диаграммы приведен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Температурная диаграмма работы бесстыкового пути с рельсами Р65 на щебне

Контрольные вопросы и задания

1. Каково основное условие прочности рельсовых плетей бесстыкового пути?

2. Как определить допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по отношению к нейтральной температуре закрепления?

3. Какие факторы снижают устойчивость бесстыкового пути?

4. Как определить допускаемое повышение температуры рельсовых плетей по отношению температуре закрепления?

5. Как установить возможность укладки в заданных климатических и эксплуатационных условиях температурно-напряженного бесстыкового пути?

6. Как определить минимальную температуру закрепления рельсовой плети?

7. Как определить максимальную температуру закрепления рельсовой плети?

8. Постройте температурную диаграмму режима работы наиболее напряженного участка плети при следующих исходных данных:

– климатические условия участка: t_minmin = - 41 °C, t_maxmax = +60 °C;

– условия трассы: кривая радиусом 1000 м;

– верхнее строение пути: рельсы Р65 (объемнозакаленные), шпалы железобетонные, балласт щебеночный из скальных пород;

– вид тяги: локомотив ВЛ80, скорость движения 100 км/ч.