Строка 1: |
Строка 1: |
| + | {{#seo: |
| + | |keywords= полезная информация про Температурный выброс пути |
| + | |description= Температурный выброс пути |
| + | }} |
| + | |
| + | {{XK|Wikirail|Главная|Категория:Путь и путевое хозяйство|Путь и путевое хозяйство|Категория:Верхнее строение пути|Верхнее строение пути}} |
| + | |
| '''Температурный выброс пути''' — характерное изменение железнодорожного пути в плане в результате самопроизвольной разрядки температурного напряжения в [[Рельс|рельсах]] пути. За время около 0,2 с образуется резкое искривление рельсов (до 0,3—0,5 м на длине 20—40 м) с несколькими волнами в горизонтальной плоскости. Рельсы приобретают остаточные деформации и становятся непригодными для работы в пути, часть [[Шпала|шпал]] раскалывается, щебень с [[Балластный слой|балластной призмы]] отбрасывается. Выброс пути является серьёзной угрозой безопасности движения поездов: при возникновении выброса пути движение поездов на участке закрывается. | | '''Температурный выброс пути''' — характерное изменение железнодорожного пути в плане в результате самопроизвольной разрядки температурного напряжения в [[Рельс|рельсах]] пути. За время около 0,2 с образуется резкое искривление рельсов (до 0,3—0,5 м на длине 20—40 м) с несколькими волнами в горизонтальной плоскости. Рельсы приобретают остаточные деформации и становятся непригодными для работы в пути, часть [[Шпала|шпал]] раскалывается, щебень с [[Балластный слой|балластной призмы]] отбрасывается. Выброс пути является серьёзной угрозой безопасности движения поездов: при возникновении выброса пути движение поездов на участке закрывается. |
| + | |
| + | __TOC__ |
| + | |
| + | [[Файл:473145.jpg|300px|thumb|right]] |
| + | |
| | | |
| == Причины образования == | | == Причины образования == |
| Рельс длиной l, нагретый на Δt, удлинился бы на величину λ<sub>t</sub>: | | Рельс длиной l, нагретый на Δt, удлинился бы на величину λ<sub>t</sub>: |
− | :<math>\lambda_t=\alpha l\Delta t</math>, | + | [[Файл:Tvp1.JPG|center]] |
| где α = 11,8·10<sup>-6</sup> °C<sup>-1</sup> — коэффициент температурного расширения стали. | | где α = 11,8·10<sup>-6</sup> °C<sup>-1</sup> — коэффициент температурного расширения стали. |
| | | |
| Однако удлинению рельса препятствуют сила трения в накладках стыка и силы сопротивления в опорах. Для упрощения расчётов силы сопротивления в опорах заменяются погонным сопротивлением p – суммой сил сопротивления, отнесённой к длине участка. В рельсе образуется деформация сжатия: | | Однако удлинению рельса препятствуют сила трения в накладках стыка и силы сопротивления в опорах. Для упрощения расчётов силы сопротивления в опорах заменяются погонным сопротивлением p – суммой сил сопротивления, отнесённой к длине участка. В рельсе образуется деформация сжатия: |
− | :<math>\lambda_\sigma=\frac{P_H l}{EF}</math>, | + | [[Файл:Tvp2.JPG|center]] |
| где P<sub>H</sub> – сила сопротивления в стыке;<br /> | | где P<sub>H</sub> – сила сопротивления в стыке;<br /> |
| E = 2,06·10<sup>5</sup> МПа — модуль упругости рельсовой стали;<br /> | | E = 2,06·10<sup>5</sup> МПа — модуль упругости рельсовой стали;<br /> |
Строка 13: |
Строка 25: |
| | | |
| Приравнивая λ<sub>t</sub>=λ<sub>σ</sub>, получаем температурный перепад, при котором преодолевается сила трения в накладках: | | Приравнивая λ<sub>t</sub>=λ<sub>σ</sub>, получаем температурный перепад, при котором преодолевается сила трения в накладках: |
− | :<math>\alpha l\Delta t=\frac{P_H l}{EF}</math>, | + | [[Файл:Tvp3.JPG|center]] |
| отсюда | | отсюда |
− | :<math> \Delta t=\frac{P_H}{\alpha EF}</math> | + | [[Файл:Tvp4.JPG|center]] |
| | | |
| На концах рельса появятся подвижные участки длиной l<sub>t</sub>, которые по мере возрастания температурного перепада будут увеличиваться, а в середине рельс останется неподвижным. Сила, препятствующая удлинению рельса: | | На концах рельса появятся подвижные участки длиной l<sub>t</sub>, которые по мере возрастания температурного перепада будут увеличиваться, а в середине рельс останется неподвижным. Сила, препятствующая удлинению рельса: |
− | :<math>P=P_H+pl_t</math>. | + | [[Файл:Tvp5.JPG|center]] |
| | | |
| Если годовые температурные деформации рельсов превышают наибольшие конструктивные зазоры (21 мм для Р50 и 23 мм для Р65 и Р75), то зимой зазоры растягиваются, и возникает опасность среза стыковых болтов, а летом зазоры замыкаются, и возникает торцевое давление рельсов друг на друга. При этом в рельсе могут возникать значительные сжимающие силы, которые при неблагоприятных обстоятельствах могут привести к нарушению устойчивости пути — температурному выбросу. | | Если годовые температурные деформации рельсов превышают наибольшие конструктивные зазоры (21 мм для Р50 и 23 мм для Р65 и Р75), то зимой зазоры растягиваются, и возникает опасность среза стыковых болтов, а летом зазоры замыкаются, и возникает торцевое давление рельсов друг на друга. При этом в рельсе могут возникать значительные сжимающие силы, которые при неблагоприятных обстоятельствах могут привести к нарушению устойчивости пути — температурному выбросу. |
Строка 26: |
Строка 38: |
| | | |
| В [[Бесстыковой путь|бесстыковом пути]] удлиняются или укорачиваются только концы рельсовых плетей, средняя часть плети остаётся неподвижной. Возникающее в неподвижной части рельса напряжение σ не зависит от типа и длины рельса. | | В [[Бесстыковой путь|бесстыковом пути]] удлиняются или укорачиваются только концы рельсовых плетей, средняя часть плети остаётся неподвижной. Возникающее в неподвижной части рельса напряжение σ не зависит от типа и длины рельса. |
− | :<math>\sigma=\frac{P}{F}=\alpha E\Delta t </math>. | + | [[Файл:Tvp6.JPG|center]] |
| Изменение температуры рельса на 1 ℃ вызывает изменение напряжения на 2,5 МПа. Для сравнения, при движении подвижного состава растягивающие напряжения в рельсе достигают 100—140 МПа, сжимающие — 120—160 МПа. | | Изменение температуры рельса на 1 ℃ вызывает изменение напряжения на 2,5 МПа. Для сравнения, при движении подвижного состава растягивающие напряжения в рельсе достигают 100—140 МПа, сжимающие — 120—160 МПа. |
| | | |
Строка 37: |
Строка 49: |
| | | |
| [[Категория:Верхнее строение пути]] | | [[Категория:Верхнее строение пути]] |
| + | |
| + | == См. также == |
| + | |
| + | * [[Подрельсовые опоры]] |
| + | |
| + | * [[Балластный слой]] |
| + | |
| + | * [[Верхнее строение пути]] |