Изменения

'''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.

== Причины образования ==

== Причины образования ==

Рельс длиной l, нагретый на Δt, удлинился бы на величину λ_t:

Рельс длиной l, нагретый на Δt, удлинился бы на величину λ_t:

[[Файл:tvp1.jpg|left]]

[[Файл:Tvp1.JPG|center]]

где α = 11,8·10^-6 °C^-1 — коэффициент температурного расширения стали.

где α = 11,8·10^-6 °C^-1 — 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:

[[Файл:tvp2.jpg|left]]

[[Файл:Tvp2.JPG|center]]

где P_H – сила сопротивления в стыке;<br />

где P_H – сила сопротивления в стыке;<br />

E = 2,06·10⁵ МПа  — модуль упругости рельсовой стали;<br />

E = 2,06·10⁵ МПа  — модуль упругости рельсовой стали;<br />

Приравнивая λ_t=λ_σ, получаем температурный перепад, при котором преодолевается сила трения в накладках:

Приравнивая λ_t=λ_σ, получаем температурный перепад, при котором преодолевается сила трения в накладках:

[[Файл:tvp3.jpg|left]]

[[Файл:Tvp3.JPG|center]]

отсюда

отсюда

[[Файл:tvp4.jpg|left]]

[[Файл:Tvp4.JPG|center]]

На концах рельса появятся подвижные участки длиной l_t, 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_t, которые по мере возрастания температурного перепада будут увеличиваться, а в середине рельс останется неподвижным. Сила, препятствующая удлинению рельса:

[[Файл:tvp5.jpg|left]]

[[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.

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.

[[Файл:tvp6.jpg|left]]

[[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.

[[Категория:Верхнее строение пути]]

[[Категория:Верхнее строение пути]]