Разрядка температурных напряжений в рельсовых плетях
Для снятия температурных напряжений в рельсовых плетях, возникающие вследствие изменения температуры по сравнению с температурой закрепления производят разрядку температурных напряжений. В процессе эксплуатации бесстыкового пути эту работу выполняют эпизодически или сезонно (периодически).
Эпизодическая разрядка напряжений выполняется в следующих случаях:
— при перезакреплении плетей на постоянный режим эксплуатации после временного закрепления при укладке или производстве работ вне расчетных интервалов закрепления;
— при неотложной необходимости производства путевых работ связанных с ослаблением путевой решетки при температуре выше допустимой;
— при исправлении образовавшегося в пути резкого угла в плане (неотложная разрядка);
— после окончательного восстановления целостности пути, если сварка происходила вне расчетного температурного интервала;
— после окончания работы щебнеочистительной, балластировочной и др.машин, вызывающих дополнительные напряжения в плетях бесстыкового пути.
Сезонную разрядку выполняют 2 раза в год – весной и осенью, в строго определенных интервалах температур рельсов
Разрядка температурных напряжений в плетях должна производиться по технологическим процессам, разработанным для прямых и кривых участков пути с различными типами промежуточных рельсовых скреплений, утвержденным ЦП.
Для полного снятия температурных напряжений плети после освобождения от закрепления на шпалах и в стыках должны быть вывешены на подвесные ролики или парные полиэтиленовые пластины общей толщиной 10÷12 мм или на металлические роликовые опоры (ролики диаметром 20÷22 мм), устанавливаемые на каждой 15-ой шпале. Парные пластины устанавливаются на подрельсовые прокладки-амортизаторы. Нижняя пластина должна иметь буртики (для предотвращения ее проскальзывания), а часть верхних пластин (20÷25%) должны быть длиннее нижней на 50 мм. Парные пластины с удлиненной верхней должны устанавливаться на подвижных концах плетей. При использовании парных полиэтиленовых пластин работы по разрядке напряжений на участках со скреплениями КБ при наличии инвентарных накладок и рельсовых вкладышей могут производиться без перерыва движения поездов, но с ограничением их скорости до 25 км/ч. При вывешивании плетей на ролики независимо от конструкции скреплений и при установке парных пластин при всех скреплениях, кроме КБ, работы по разрядке температурных напряжений должны выполняться в «окно».
Разрядка напряжений производится в обеих плетях от места неровности до ближайшего конца плети. При расстоянии от места неисправности (угол, короткая неровность в плане) до конца плети более 150 м разрядка напряжений производится путем вырезки куска рельса по обеим рельсовым нитям в соответствии с требованиями
Разрядка температурных напряжений в плетях длиной 800 м и менее, расположенных в прямых и в кривых радиусами более 650 м производится, как правило, в одном направлении. При наличии на плети длиной 600÷800 м кривых радиусами 650 м и менее или S-образных кривых, разрядку температурных напряжений следует выполнять полуплетями. В этом случае должна быть обеспечена возможность свободного перемещения обоих концов плети. Плети длиной менее 600 м при наличии указанных кривых разряжаются в одном направлении.
При ожидаемом удлинении плети необходимо снять или сдвинуть примыкающие к концам плети уравнительные рельсы, а при ожидаемом укорочении рельсовых плетей на стык, примыкающий к плети, устанавливаются инвентарные накладки. Освобождают плети от закрепления на шпалах, начиная от концов к середине.
При выполнении работ без закрытия перегона и ожидаемом удлинении плетей разрядка начинается с замены уравнительных рельсов, примыкающих к концам плетей, на рельсы заранее рассчитанной длины. Концы уравнительных рельсов соединяют с плетями типовыми инвентарными накладками с удлиненными болтовыми отверстиями. Для пропуска поезда в зазор стыка плети с уравнительным рельсом вставляют вкладыш, инвентарные накладки стягивают на конце одного рельса двумя болтами, в месте расположения вкладыша — одним болтом и на конце другого рельса тоже одним болтом.
Плети, начиная от подвижных концов, освобождают от закрепления так, чтобы обеспечить возможность укладки под рельсы парных пластин и, в тоже время, не допустить выхода подошвы рельса из реборд подкладок скрепления КБ.
При ожидаемом укорочении плетей разрядка температурных напряжений начинается с освобождения плетей от закрепления со стороны заменяемых уравнительных рельсов. Замена уравнительных рельсов производится после полного укорочения плетей.
Сразу же после окончания разрядки рельсовая плеть должна быть закреплена. Для более точного фиксирования температуры плеть необходимо закреплять сначала на каждой второй — пятой шпале, затем на остальных шпалах подряд.
Источник
Лекция 9. Расчеты при выполнении работ по принудительному вводу рельсовых плетей в требуемый интервал температур
Работы по введению плетей в расчетный температурный интервал с использованием гидравлического натяжного устройства (ГНУ) типа ТН-70, СНП-80-500 или других выполняются при температуре рельсов ниже расчетной температуры закрепления.
Перед началом работы должны быть выполнены расчеты по определению изменений длин плети ΔL и прилагаемого растягивающего усилия P, необходимого для удлинения плети (или полуплети). Удлинение плети ΔL определяется по формуле:
tз – расчетная температура рельсов при закреплении плети на постоянный режим работы (устанавливается дистанцией пути в зависимости от ее региональности, в соответствии с Техническими указаниями по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути), ºС;
tу – температура рельсовой плети в момент ее первоначальной укладки, ºС;
α=0,0000118 – коэффициент температурного расширения рельсовой стали.
А растягивающее усилие определяется по формуле:
где E – модуль упругости рельсовой стали (E=2,1·10 7 Н/см 2 );
F – площадь поперечного сечения рельса типа Р65 (F=82,65 см 2 );
Δt – разница между ожидаемой на время «окна» и расчетной температурой плети при закреплении ее на постоянный режим работы.
Для обеспечения неподвижности уравнительных рельсов с обеих сторон от удлиняемой плети должны находиться анкерные участки. Рельсовые стыки, расположенные в пределах анкерных участков и прилегающие к ним, должны обеспечивать нормативное стыковое сопротивление продольному перемещению рельсов R (для рельсов типа Р65 R=400кН), что достигается затяжкой гаек стыковых болтов крутящим моментом, равным 600 кН·м.
Длина анкерного участка, м, со стороны «подвижного» конца плети определяется по формуле:
где r=25 кН/м – погонное сопротивление рельсов продольному перемещению.
Для обеспечения значения r=25 кН/м необходимо, чтобы гайки клеммных и закладных болтов на уравнительных рельсах со стороны подвижного конца рельсовой плети ( в месте установки ГНУ) на длине анкерного участка имели усиленную затяжку (М=220÷240 Н·м).
Длина и место расположения анкерного участка со стороны неподвижного конца рельсовой плети определяется исходя из следующих условий:
1) если PRн=400 кН, то гайки клеммных и закладных болтов подтягиваются на уравнительных рельсах со стороны неподвижного конца плети до значения М=220 Н·м на длине
2) если Р≥Rн=400 кН, то закрепляется неподвижный конец самой рельсовой плети (М=220 Н·м) на длине
и прилегающие к нему уравнительные рельсы на длине
Для контроля равномерности удлинения плети на подошву рельса в створе с краем подкладки через каждые 50 м наносят риски, расчетное перемещение которых
где аi – расстояние от неподвижного конца плети до i-й риски (50,100, 150 м и т.д.).
В подготовительный период выполняют следующие работы:
— определяют расчетное удлинение плети ΔL и в соответствии с ним заготавливают укороченный уравнительный рельс (рельсы);
— завозят укороченный уравнительный рельс на место работ;
— производят регулировку зазоров соответственно температуре рельсов;
— исходя из ожидаемой температуры рельсов в день «окна» вычисляют по формулам (2) – (7) остальные необходимые параметры.
В день производства работ до «окна»:
— закрепляют анкерный участок со стороны неподвижного конца плети;
— после ограничения скорости до 25 км/ч на каждой 15-й шпале устанавливают подвесные ролики (рис. 9.1).
Рис. 9.1. Подвесные ролики для разрядки напряжений в плетях без перерыва движения поездов: 1 – ось ролика; 2 – железобетонная шпала; 3 – коромысло; 4 – дополнительная двухвитковая шайба; 5 – гайка; 6 – клеммный болт; 7 – трубка ролика; 8 — рельс
— заменяют уравнительный рельс со стороны удлиняемого конца плети на укороченный, закрепляют анкерный участок;
— ослабляют гайки клеммных болтов, вывешивают плеть и встряхивают ее ударами деревянных кувалд. Полноту разрядки оценивают по общему укорочению плети
Δ l = L (t у – t p) α , где t p – температура рельсов в данный момент. Равномерность разрядки оценивают по смещению рисок, которое определяется по формуле:
I = α a I (t y – t p ), где а i – расстояние от неподвижного конца плети до i-й риски (50, 100, 150 м).
— наносят новые риски на подошве рельса через каждые 50 м на расстоянии от края подкладок, определяемому по формуле (9.7);
— производят растяжение плети. В процессе растяжения плети при необходимости (особенно в кривых участках) ее встряхивают ударами деревянных кувалд или механическими вибраторами. Когда зазор между плетью и укороченным рельсом сократится до необходимого значения, растяжение прекращают. Правильность выполнения работ контролируется по трем критериям: полному расчетному удлинению плети; соответствию расчетного усилия Р [формула 9.2] приложенному (по отсчету на приборе); расчетному смещению каждой из рисок (риски должны совпадать с краями подкладок);
— перед демонтажем ГНУ закрепляют на шпалах «подвижный» конец плети (М=220 Н · м) на длине λ4 = P / r;
— ставят накладки и сболчивают стык между плетью и укороченным рельсом;
— закрепляют плеть на каждой шестой шпале и открывают движение поездов со скоростью 25 км/ч;
— после окончательного закрепления плети на всех шпалах отменяют предупреждение об уменьшении скорости движения поездов.
Пример расчета параметров для принудительного ввода плетей в расчетный интервал температур. Исходные данные: плеть длиной L=800 м; рельсы типа Р65; температура рельсов в момент первоначальной укладки плети ty = +5 ºC; ожидаемая температура рельсов на день «окна» tp = -3 ºС; расчетный температурный интервал закрепления – от +18 до +25ºС, принимаем tз = +25 ºС; Δt = 22-(-3) = 25 ºС.
Используя формулы (9.1) – (9.7), выполним следующие вычисления.
1. Изменение длины плети при введение ее в расчетный интервал закрепления (рис. 9.2)
ΔL = L(t з – t y ) α = 800(22-5)0,0000118 = 0,160 м = 160 мм.
2. Усилие, необходимое для удлинения плети
Р = α E F Δ t = 11,8·10 -6 ·2,1·10 7 ·82,65·25 = 512 кН.
Рис. 9.2. Схематическое изображение расчетных параметров при принудительном (с применением гидравлических натяжных устройств) вводе рельсовых плетей в расчетный температурный интервал
3. Укорочение плети после ее раскрепления
Δl = L(t y – t p) α = 800[5-(-3)]11,8·10 -6 = 0,076 м = 76 мм.
4. Смещение рисок при укорочении плети после ее раскрепления: первая риска через 50 м от неподвижного конца плети
Δl2 = 11,8·10 -6 ·100·8 = 0,0094 м = 9,4 мм;
Δl3 = 11,8·10 -6 ·150·8 = 0,0141 м = 14,1 мм.
5. Размеры анкерных участков:
со стороны подвижного конца плети
со стороны неподвижного конца плети: так как P>Rн, следовательно
подвижный конец плети после удлинения, требующий срочного закрепления
6. Смещение рисок при принудительном растяжении плети:
первая риска через 50 м от неподвижного конца плети
Δа3 = 11,8·10 -6 ·150·25 = 44,3 мм и т.д.
Источник
Технологическая карта на разрядку температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути с применением гидравлического прибора
8. Технологическая карта на разрядку температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути с применением гидравлического прибора
Состав бригады: монтеры пути 4 разряда – 8 человек
монтеры пути 3 разряда – 16 человек
монтеры пути 2 разряда – 8 человек.
Протяженность участка работ:
Путь бесстыковой скрепление КБ, длина плети 600 м.
В данном технологическом процессе принят вариант выполнения работ с закрытием перегона для движения поездов.
Работа по разрядке температурных напряжений выполняется в 2 приема за одно “окно” продолжительностью 4 часа.
— на первом этапе до основного “окна” производится ослабление двух клеммных болтов через один закрепленный.
— на втором этапе в основное “окно” после закрытия перегона рельсовая плеть на всем протяжении ослабляется за исключением анкерного участка длиной 50 метров. Укладывают ролики (пластмассовые пластины, скользуны). В место стандартного рельса в уравнительный пролет укладывается укороченный рельс согласно расчета на требуемую температуру (для Куйбышевской дороги это 
град.) плеть распускается, создаются продольные напряжения, эквивалентные недостатку температуры. После этого рельсовая плеть закрепляется с необходимым усилием до анкерного участка, а гидравлический растяжной прибор переставляется на второй участок и работа производится в том же порядке. После окончания работ рельсовая плеть и стыки закрепляются, убираются все посторонние предметы и инструмент, и путь открывается для движения поездов с установленной скоростью.
2. Путевой гаечный ключ ПГК – 10 шт.
5. Кувалды деревянные – 4 шт.
6. Передвижная электростанция АБ-2, АБ-4 – 1 шт.
7. Кабельная арматура – 1 комп.
10. Сигнальные знаки “Начало опасного места”, “Конец опасного места ” – 2 шт.
11. Сигнальный знак “Свисток” – 2 шт.
Подготовительные работы выполняются в день основного “окна” на участке разрядки. При этом 2 монтера пути опробывают стыковые болты, 4 монтера пути вырезают щебеночный балласт между шпалами для зарядки стяжного прибора, 32 монтера пути производят ослабление клеммных болтов на всем протяжении, при этом ослабляются две из трех клемм подряд, скорость движения поездов по участку в это время 60 км/час, на этом подготовительные работы заканчиваются.
Основные работы производятся на участке 600 м. Во время закрытия перегона на 4 часа. Во время закрытия перегона основные работы выполняют 28 монтеров пути.
Перед началом работ с использованием ГНУ выполняются расчеты по определению изменения длины плети 
и прилагаемого усилия, необходимого для удлинения плети.
Удлинение плети, мм, определяется по формуле:
,
где 
– длина плети или полплети, без анкерного расстояния (50 метров);
— перепад между температурой первоначального закрепления и планируемой температурой закрепления;
— коэффициент температурного расширения рельсовой стали, равный 0,00001118.
Для контроля равномерности удлинения плети на подошву рельса в створе с краем подкладки через каждые 50 метров наносятся риски.
Для полного снятия напряжений плети после освобождения конца плети, производимого путем вырезки куска рельса режущим инструментом (газосваркой), производится установка роликов с вывешиванием рельса со сменой амортизационных прокладок.
Работы, выполняемые в “окно”:
После закрытия перегона для движения поездов и прибытия рабочего поезда на место работ 6 монтеров пути выгружают гидравлический стяжной прибор, выгружают рельсовые рубки 6 монтеров пути заменяют рельсовую рубку на укороченную, устанавливают на место скобы КБ и затягивают их, устанавливают стяжной прибор, подсоединяют его и после того как основная группа монтеров пути закончит полностью освобождать плеть, начинают стягивать плеть до расчетного, а в это время 10 монтеров пути устанавливают ударный прибор и на всем протяжении плети посредством встряхивания ударами по ударным приборам способствуют более равномерному распределению нагрузки по всей длине рельсовой плети, после того как удлинение плети достигнет расчетного, все монтеры пути начинают затягивать рельсовую плеть и собирать стык. Когда будет затянута половина плети, начиная с той стороны, где установлен стяжной прибор, то есть сдвижка плети невозможна, стяжной прибор переставляется на другую нить и операция повторяется.
После завершения работ по принудительному вводу рельсовую плеть в расчетный интервал температур, рельсовая плеть на всем протяжении закрепляется требуемым усилием затяжки, на платформу грузится стяжной прибор и все его приспособления, инструмент, и после проверки пути на отсутствие препятствий и посторонних предметов, соблюдение габарита, путь открывается для движения поездов с графиковой скоростью.
Последним по участку разрядки температурных напряжений проходит шуруповерт с протяжкой подряд всех болтов требуемым усилием затяжки.
На этом работы по введению рельсовой плети в оптимальный температурный режим заканчивается.
Требования безопасности и охраны труда:
1. Приступать к работам разрешатся по указанию руководителя работ после ограждения места их производства в установленном порядке.
2. При производстве работ группой в составе монтеров пути необходимо располагаться так, чтобы один мог наблюдать за приближением поездов одного направления, а другой – противоположного направления, при этом один из монтеров пути назначается старшим.
3. При работе в одно лицо необходимо быть особенно бдительным, непрерывно следить за подходом поезда правильного направления, не ослабляя внимание к движению поездов противоположного направления.
4. При приближении поезда на участке за 400 метров необходимо сойти с пути на ближайшую обочину земляного полотна на расстояние не менее 2 метра от крайнего рельса.
5. При производстве работ на закрытом для движения поездов перегоне в “окно” или ограждения места работ сигналами остановки во время прохода по соседнему пути работы прекращаются. Монтеры пути должны уйти с междупутья, сходить с пути, на котором производятся работы, не требуется.
6. Перед выходом на путь после прохода поезда, необходимо убедиться в том, что ни с одной, ни с другой стороны поезда не идет, локомотив или другая подвижная единица.
7. Если работа связана с переходом через соседний путь, то она перед проходом поезда должна быть прекращена, чтобы иметь достаточное время для ухода с пути.
8. Работа в стесненных местах, где по обеим сторонам расположены высокие платформы, здания, заборы, крутые откосы выемок, а также на мостах, в тоннелях и смежных траншеях, монтеры пути должны быть внимательными к сигналам, подаваемым сигналистами и знать, куда нужно уходить с пути при приближении поезда. Если протяженность стесненных мест более 100 метров не позволяют сместиться сбоку от пути, то к работам можно приступать только после ограждения места работ сигналами остановки.
9. Запрещается садиться на рельсы, на концы шпал, на балластную призму, внутри рельсовой колеи и на междупутье, а также на стеллажи ПКЗ.
10. Не менее чем за 400 метров до подхода путевых машин необходимо отойти в сторону от пути на расстояние от крайнего рельса; при работе путеукладчика (кроме обслуживающей бригады), электробалластера, снегоуборочной машины и других машин тяжелого типа на расстояние не ближе 5 метров, при работе путевого струга – на 10 метров, при работе машин, оборудованных щебнеочистительными устройствами, роторных снегоочистителей – на 25 метров, в сторону противоположную выброса снега или засорителей.
11. Во время производства работ необходимо постоянно следить за тем, чтобы инструмент не мешал передвижению и не находился под ногами, а новые и старые материалы ВСП были аккуратно сложены вне габарита подвижного состава и не мешали сходить с пути при приближении поезда.
12. При работе непосредственно на пути нельзя плотно закрывать уши.
13. На время перерыва в работе необходимо сходить с пути на обочину в сторону от крайнего рельса на расстояния, указанные в п.4.
14. Монтеры пути, обслуживающие участки с бесстыковым путем, до начала работ должны быть обучены технологии разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути.
Список используемой литературы
1. Инструкция по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показаниям путеизмерительного вагона ЦНИИ-2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов (ЦПТ-515) – М.:Транспорт, 1999г.
2. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути (ЦП-774) / МПС России. М.:Транспорт, 2001г.
3. Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути (ЦПТ-53) / ОАО «РЖД». – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004г.
4. Правила и технология выполнения основных работ при текущем содержании пути (ЦПТ – 52). М.: Транспорт, 1998г.
5. Положение о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации / МПС России (Утверждено 27 апреля 2001 г.). М.: Транспорт, 2002г.
6. Типовые технически обоснованные нормы времени для учёта работ по текущему содержанию пути./ МПС СССР, 5-е издание. М.:Транспорт, 1990г.
7. Памятка работникам путевого хозяйства. МПС ВНИИЖД. Иркутск, 2004г.
8. Научно – популярный, производственно – технический журнал: “Путь и путевое хозяйство”,2003,2004,2005 годы.
Источник