Температура закрепления плетей

Температура закрепления плетей

Температура закрепления плетей бесстыкового пути — самая важная техническая характеристика конструкции, влияющая на устойчивость рельсо-шпальной решетки; возможность производить те или иные Путевые работы; на степень раскрытия зазоров в стыках; в некоторой (относительно незначительной степени) на усталостную прочность. Поскольку с точки зрения безопасности движения обеспечение устойчивости бесстыкового пути примерно на порядок более существенная задача, чем задача обеспечения прочности, необходимо, чтобы не менее девяти десятых времени в году рельсовые плети находились в растянутом состоянии и не более десятой — в сжатом. Такое соотношение обеспечивается достаточно высокой температурой закрепления плетей в оптимальном температурном интервале, который регламентируется ТУ-2000 (табл. 3.1). В этой таблице рекомендовано закреплять рельсовые плети на дорогах юга России при температуре 35 ±5 °С, на дорогах средней полосы — при 30 ±5 °С, на дорогах с самым суровым климатом — при 25 ±5 °С. В кривых участках пути с радиусом менее 500 м ограничения оптимального интервала более жесткие — с увеличением среднего значения до 5 °С. В ТУ-2000 закреплено требование о необходимости проводить укладку рельсовых плетей бесстыкового пути на постоянный режим работы при оптимальной температуре. Выполнение этого требования обеспечивает не только устойчивость рельсо-шпальной решетки в процессе эксплуатации (для этого запас достаточно большой), но создает удобства для планирования и выполнения большинства видов ремонтных работ в любое время года за исключением нескольких часов в самое жаркое время.

При укладке пути учитывается также расчетный температурный интервал закрепления. Соблюдение интервала обеспечивает прочность и устойчивость, но, если рельсовые плети будут закреплены в нижней его половине, то почти все лето, а также в периоды поздней весны и ранней осени, в дневное время невозможно выполнение большинства путевых работ без предварительного перезакрепления плетей. Расчетный температурный интервал определяется верхней (max t3) и нижней (min t3) границами закрепления рельсовых плетей. Верхняя граница определяется разницей между минимальной из минимальных температур рельса (t min min) и максимально допустимым понижением температуры рельсов [дельта t] по условию прочности (дано в Приложении 3 ТУ-2000).

Условие прочности определяется неравенством:


Коэффициенты запаса указаны в ТУ-2000: К3= 1,3 — для рельсов первого срока службы и старогодных рельсовых плетей, прошедших диагностирование и ремонт в стационарных условиях или профильное шлифование, К3= 1,4 — для рельсов, пропустивших нормативный тоннаж или переуложенных без шлифовки.

В ТУ-2000 максимальные кромочные напряжения ак определяются при условии вероятности 0,6 % превышения расчетного значения вертикальной силы от колеса фактической, возникающей в расчетном сечении рельса. Максимальное напряжение [с] =400 МПа — для термоупрочненных рельсов и [а] = 350 МПа — для незакаленных.

Максимальное допускаемое понижение температуры рельсов по условию прочности рассчитывается по следующей формуле:


Для концевых участков максимально допускаемая температура закрепления определяется условием прочности стыков. В ТУ-2000 в таблице (п. 2.3) даны значения температуры закрепления (tз) в зависимости от числа уравнительных рельсов, типа рельсов для трех климатических зон. Поскольку рельсы Р75 и Р50 на главном пути составляют менее 8 % и их доля продолжает уменьшаться, можно таблицу п. 2.3 сократить до одной строки: в климатических зонах, где температура рельсов зимой бывает ниже -45 °С, температура закрепления не должна быть выше 30 °С, в зоне, где зимой температура бывает от -45° до -36° tЗ<35°, а при -35° и выше — t3<40 °С. Для случаев применения высокопрочных стыковых болтов в ТУ-2000 указанная норма для t3 повышается на 10 °С.

Сравнение установленной t3 для концевых участков с рекомендуемой оптимальной температурой закрепления, позволяет заметить, что верхние границы оптимального температурного интервала совпадают с максимальной t3 для концевых участков. Для концевого 150—250-метрового участка лучше выбрать температуру закрепления, совпадающую с нижней границей оптимального интервала, т.е. на 10 °С ниже, что улучшит условия работы стыков в зимнее время года.

Нижняя граница расчетного температурного интервала закрепления определяется из разности:


Значения t maxmax также даны в Приложении 3 ТУ-2000. Для разных географических пунктов они находятся в пределах от 50 до 65 °С.

Значения [дельта ty] приведены в таблице п. 2.1 ТУ-2000. Они зависят от типа рельса, эпюры шпал, рода балласта и радиуса кривой. Из таблицы видно, что чем меньше радиус кривой, тем меньше [дельта ty]. В результате нижняя граница оптимального интервала на железных дорогах, где tmaxmax = 65° в кривых, где = 350 м, совпадает с нижней границей расчетного интервала. В остальных случаях нижняя граница расчетного интервала оказывается ниже нижней границы оптимального интервала закрепления плетей. Чем больше радиус, тем больше указанная разница. Поскольку на большинстве участков железных дорог кривые малых радиусов составляют относительно небольшой процент, на прямых участках и кривых с большим радиусом безопасность движения поездов по условию устойчивости обеспечивается при температурах закрепления, которые значительно ниже нижней границы оптимального интервала.

Имеет значение процентное количество общей протяженности бесстыкового пути на каждом участке, закрепленного при низких температурах. При низкой температуре закрепления на значительном протяжении пути, становится трудно выполнимой задача его хорошего содержания из-за требования, или отказываться в летнее время от большинства ремонтных работ, или перед работами производить довольно трудоемкое перезакрепление рельсовых плетей.

Температурой закрепления определяется качество бесстыкового пути: его можно считать достаточно высоким, если рельсовые плети закреплены при оптимальной температуре. Рельсовые плети необходимо не только закрепить при оптимальной температуре, но и весь срок их службы сохранять эту температуру закрепления. Если по «маячным» шпалам замечено, что произошли продольные перемещения сечений, то температура закрепления может измениться. Изменение А/ можно приближенно рассчитать по приведенной в ТУ-2000 формуле (для Р65):


Значение фактической температуры закрепления будет: tф = t3 ± дельта t.

Однако следует учитывать, что, если произошли перемещения сечений рельсов против «маячных» шпал, то важно в первую очередь остановить этот процесс. Только после ликвидации причин, приведших к продольным перемещениям рельсовых плетей, следует вносить в журнал учета информацию об изменении температуры закрепления.

Admin добавил 22.11.2011 в 13:17
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор