Отличительные признаки рельсов различной длины

Термин	Зона распространения температурных деформаций	Изменение стыкового зазора
Рельс обычной длины	По всей длине рельса	?max > ? > 0
Длинный рельс	То же	? = 0 при t < tmax max ? = ?max при t > tmin min
Бесстыковой путь	Только на концевых участках	—

Итак, мы установили, что из-за отсутствия стыков внешне более простой, чем звеньевой, бесстыковой путь на большей части рельсовой плети нагружен значительными по величине продольными температурными силами.

Какой же должна быть конструкция бесстыкового пути? Как он должен быть устроен?

Контрольные вопросы и задания

1. Перечислите основные элементы рельсового стыка.

2. От каких факторов зависит температура рельса?

3. Что такое нейтральная температура рельса?

4. Как маркируется рельсовая плеть при изготовлении?

5. Что сопротивляется продольному смещению рельсовых плетей?

6. Как распределяются продольные силы в рельсовой плети при изменении ее температуры?

7. Зависит ли продольная температурная сила в рельсовой плети от длины плети?

8. В чем различия между рельсами стандартной длины, длинными рельсами и бесстыковым путем?

9. Какой фактор является основным для отнесения конструкции пути к обычной (стандартной), с длинными рельсами или к бесстыковому пути?

10. Почему применяются уравнительные пролеты бесстыкового пути?

11. Прокомментируйте следующее определение: «Бесстыковой путь — условное название железнодорожного пути, расстояние между рельсовыми стыками которого значительно превосходит длину стандартного рельса».

12. Каковы особенности работы рельсов в пути с длинными рельсами и в бесстыковом пути?

13. Нарисуйте эпюру продольных температурных сил в рельсовых плетях бесстыкового пути.

14. Насколько изменится напряженное состояние рельсовой плети при изменении ее температуры на 1 ?С?

15. Зависит ли продольная температурная сила от длины рельсовой плети?

Конструкция верхнего строения бесстыкового пути

На отечественных железных дорогах типовой является конструкция температурно-напряженного бесстыкового пути, которая реагирует как на динамические воздействия подвижного состава, так и силы, возникающие в пути при изменениях температуры рельсов.

Основные требования к конструкции, устройству и состоянию элементов верхнего строения бесстыкового пути сводятся к следующему:

• рельсы должны обладать достаточным запасом прочности при работе на изгиб и кручение для компенсации температурных напряжений, которые могут достигать 125—150 МН/м;

• путевая решетка должна иметь достаточную жесткость для предотвращения поперечных сдвижек пути и нарушения его устойчивости;

• балластная призма по конструкции, материалу и состоянию должна обеспечивать стабильное положение путевой решетки, достаточное сопротивление продольным и поперечным перемещениям шпал, предохранять путевую решетку от угона и отводить воду;

• промежуточное и стыковое скрепления должны обеспечить изменение стыкового зазора между смежными плетями не более чем на 0,010—0,011 м при максимальных изменениях температуры рельсов, а также предохранять плети от угона по шпалам и образования значительного зазора в случае сквозного излома рельсовой плети.

Отечественные железные дороги расположены в основном между 50° и 60° северной широты, а более 6,3 тыс. км — между 60° и 70° этой широты. Многообразие климатических, погодных и других природных условий, а также стремление иметь единую конструкцию бесстыкового пути осложнили проблему создания подобной конструкции.

К настоящему времени в мировой практике используются две основные конструкции температурно:напряженного бесстыкового пути:

• бесстыковой путь с промежуточными скреплениями, упругие элементы которого обеспечивают постоянную надежную связь рельсовых плетей с подрельсовым основанием из железобетонных рам или плит, либо железобетонных или деревянных шпал;

• бесстыковой путь на деревянных шпалах с костыльным промежуточным скреплением, в котором связь сварных плетей с такими шпалами обеспечивается с помощью противоугонных приспособлений.

Первая конструкция бесстыкового пути нашла широкое применение на железных дорогах Западной Европы, Японии и ряда других стран. Бесстыковой путь с костыльным скреплением на деревянных шпалах применяется на железных дорогах США, Канады, стран Южной Америки, Азии, Африки.

От продольных смещений рельсовые плети в последнем случае удерживаются мощными пружинными противоугонами, которые ставятся по четыре штуки на каждую шпалу «в замок» (на подвижных концах плети и в зоне сварных стыков) или на каждой второй шпале в средней неподвижной части плети. Следует напомнить, что в конструкции такого пути применяются деревянные шпалы из твердых пород древесины (дуб, бук и им подобные) и противоугоны из металла особого качества. На участках бесстыкового пути за рубежом укладывают на 1 км до 2200 шт. шпал (США, Канада); применяют более тяжелые, весом до 350—400 кг железобетонные шпалы; плечо балластной призмы увеличивают до 40—50 см и т.д.

В дальнейшем мы сделаем попытку пояснить, почему на наших железных дорогах подобная конструкция бесстыкового пути (с костыльным скреплением) не нашла сколько:нибудь значительного применения.

Система ведения путевого хозяйства, действующая на железных дорогах России, основана на классификации путей в зависимости от грузонапряженности линии и скоростей движения поездов.

Принципы, технические параметры и нормативы по эксплуатации железнодорожного пути изложены в «Положении о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах РФ», которое является основным нормативно:техническим документом путевого хозяйства.

Железнодорожные пути классифицируются следующим образом (табл. 2.1).

По грузонапряженности пути разделяются на пять групп, а по допускаемым скоростям — на семь категорий, обозначенных соответственно буквами и цифрами. Классы путей, представляющие собой сочетание групп и категорий, обозначены цифрами, например: путь 1Б2 относится к 1-му классу, группе Б, 2-й категории.

Таблица 2.1