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
Разрядка температурных напряжений в плетях бесстыкового пути
Разрядка температурных напряжений в плетях бесстыкового пути
Термины «разрядка», «температурные напряжения» более 40 лет употребляются в нормативно-технической документации, по бесстыковому пути. Эти термины не вполне точно отражают фактическую картину напряженно-деформированного состояния бесстыкового пути. Слово «разрядка» предполагает полное снятие продольной силы или, что то же самое, напряжений от продольной силы в рельсовых плетях. Фактически большая часть работ по так называемой «разрядке» производится без полного снятия продольных сил, т.е. производится перезакрепление рельсовой плети на новую температуру.
Таким образом, проще, удобнее и точнее заменить всюду термин «разрядка» на термин «перезакрепление», который также укоренился в документах и часто дублирует термин «разрядка». Термин «температурные напряжения», также везде, кроме расчета на прочность, точнее заменить на термин «температурная сила».
Работа по перезакреплению рельсовой плети почти всегда связана с необходимостью повысить температуру закрепления, чтобы обеспечить устойчивость бесстыкового пути во время работ, в процессе которых ослабляется связь рельсошпальной решетки с балластом.
До 1991 г. в технических условиях на укладку и содержание бесстыкового пути существовало требование в некоторых случаях осуществлять работы по так называемой «сезонной разрядке напряжений». В действующих ТУ-2000, как и в ТУ-91, это требование снято в связи с тем, что такая работа чаще только ухудшала условия эксплуатации бесстыкового пути, создавая по длине рельсовых плетей неопределенное напряженно-деформированное состояние.
Иногда из-за малых погонных сопротивлений продольным перемещениям на концевых участках рельсовых плетей бесстыкового пути путейцам в зимнее время приходится заменять уравнительные рельсы на удлиненные, чтобы избежать большого раскрытия зазора и последующего среза болтов. Тогда весной при потеплении эти удлиненные рельсы, чтобы обеспечить устойчивость пути необходимо в срочном порядке менять на укороченные. Такую работу иногда ошибочно называют «сезонной разрядкой».
Сезонную регулировку зазоров на уравнительных пролетах можно исключить из практики, если уделять должное внимание содержанию бесстыкового пути на концевых участках. Реально это с успехом осуществимо, если длина рельсовых плетей будет не меньше блок-участка, а лучше — не менее перегона. Наиболее выгодные условия создаются, если все стыки на стрелочных переводах ликвидированы сваркой, а стрелочные переводы также сварены с примыкающими к ним рельсовыми плетями. Прежде, чем сваривать рельсовые плети друг с другом до неограниченной по максимуму длины, их необходимо закрепить при температуре не ниже оптимальной, рекомендованной в ТУ-2000.
При закреплении рельсовой плети во время ее надвижки на подкладки, если была зафиксирована оптимальная температура, последующее ее перезакрепление, как правило, не требуется.
Закрепление рельсовой плети во время низкой температуры, требует последующего перезакрепления с целью ввода в оптимальный температурный режим эксплуатации. В этом случае до перезакрепления и сварки плетей друг с другом обычно удобнее иметь плети длиной до 800 м, что дает возможность относительно небольшими бригадами монтеров осуществить последующее перезакрепление в непродолжительные «окна». При достаточно больших «окнах» не исключены варианты последующего перезакрепления уже сваренных и надвинутых на подкладки плетей длиной до нескольких километров. В этом случае единовременные трудозатраты на работу по перезакреплению возрастают, но на единицу длины пути уменьшаются.
Если рельсовая плеть нагревается солнечным теплом, перезакрепление следует проводить при разнице температуры рельсов с температурой предыдущего закрепления минимум на 5 °С больше At. До раскрепления плети, через каждые 50 м наносят нулевые риски на подошве рельса против ребра подкладок.
В любом случае общее удлинение А/ перезакрепляемой плети рассчитывается по формуле: Δl=аlΔt, где l — перезакрепляемая длина плети; Δt — желаемое изменение температуры закрепления (как правило, в сторону повышения).
На одном или обоих концах перезакрепляемой плети рельсовые вставки меняют на новые, укороченные на Δl. Раскрепление плети начинают с одного или сразу с двух концов плети. Если число монтеров в бригаде ограничено, можно в одно «окно» перезакрепить не всю плеть, а ее половину или какую-то часть, а в следующее «окно» остальную часть плети, начиная с другого конца.
При этом важно проконтролировать и обеспечить удлинение каждой 50-метровой части плети на расчетную величину. Необходимо иметь ввиду, что при раскреплении плети на ее концах 50-метровые участки удлинятся на величины большие, чем Δl50= аl50Δl, а в середине на меньшую величину. Затем, когда торцы раскрепляемой рельсовой плети упрутся в торцы примыкающих закрепленных плетей, произойдет укорочение 50-метровых участков на концах плети. При этом удлинение на всех 50-метровых участках выравняется до расчетной величины на всем протяжении перезакрепляемой плети. Можно допустить отступление от необходимой величины А/, обеспечив при этом, чтобы фактическое удлинение плети А/ отличалось от расчетной величины не более, чем на ±2 мм. Если не произвести этого выравнивания, концевые участки окажутся закрепленными при высокой температуре, а средние — при прежней или недопустимо низкой.
Для того, чтобы облегчить выравнивание, необходимо встряхнуть рельсовую плеть с помощью ударного разгоночного прибора. Рельсовую плеть встряхивают ударами рельсовой рубки (с катками и рукоятками) по анкеру, установленному заранее на головке рельса (рис. 8.36) на границе участков с недостаточным и избыточным удлинением. Удары направляют в сторону избыточных удлинений плети.
В книгу учета записывается новая температура закрепления, соответствующая фактическому ее изменению на Δt =Δl50/(al50) на каждом 50-метровом участке, или средняя температура на каждом пикете. Измерение температуры рельсов необходимо для контроля соответствия фактической температуры расчетной.
На промежуточном скреплении типа КБ перезакрепление может производиться без перерыва в движении поездов с выдачей предупреждений об ограничении скорости до 25 км/ч. В этом случае в накладках на концах удлиняющейся плети устанавливают вкладыши, которые по мере удлинения своевременно меняют на более короткие до полного их изъятия так, чтобы они не были зажаты между торцами плетей и чтобы не пришлось вырезать вкладыши с помощью газовой горелки.
Для уменьшения погонных сопротивлений с целью ускорения выравнивания относительных удлинений на каждой 50-метровой части плети, на каждой 15-й шпале на резиновые прокладки под рельсы устанавливают прокладки, снижающие сопротивление перемещению (полиэтиленовые или из другого материала с низким коэффициентом трения).
Перезакреплением можно назвать и принудительный ввод рельсовых плетей бесстыкового пути в оптимальную (желаемую) температуру закрепления. Принудительный ввод осуществляется созданием желаемых удлинений, соответствующих разнице предыдущей и новой температуры закрепления, с помощью искусственного нагрева рельсов, например, нагревательным устройством Зубова (Горьковская ж.д.) или растяжением их с помощью ГНУ При нагреве или силовом растяжении, как и в случае естественного нагрева, рельсовую плеть раскрепляют начиная с концов: заменяют рельсовую вставку или уравнительный рельс на укороченный по расчету, аналогичному приведенному выше.
Нагрев ведут начиная с середины раскрепленной полуплети или с одного из ее концов, если перезакрепляется сразу вся плеть. При нагреве трудность обычно заключается в обеспечении расчетного удлинения первой 50-метровой части рельсовой плети, так как остальная (ненагретая) часть плети находится на подкладках с прилипшими к подошве рельса прокладками и оказывает большое сопротивление продольным перемещениям. Чтобы сдвинуть ненагретую часть, приходится значительно перегревать первые 50 м и одновременно ударным разгоночным прибором встряхивать плеть, направляя удары в сторону конца, на котором должно произойти расчетное удлинение раскрепленной части плети. Когда произойдет желаемое удлинение плети, риски на подошве рельса займут расчетное положение. При продолжающемся подогреве эта 50-метровая часть плети немедленно закрепляется болтами на шпалах, а нагревательное устройство перемещается на следующий 50-метровый участок. Дальнейший процесс перезакрепления плети с подогревом обычно идет без особых проблем. Необходимо только следить, чтобы подошва удлиняемых нагревом рельсов не заклинивалась в подкладках, и прокладки оставались бы на подкладках до закрепления рельсов на шпалах болтами промежуточного скрепления.
В конце, последний 50-метровый участок плети, как и первый, следует держать подогретым (не давая ему остыть) до тех пор, пока не будут поставлены и закреплены не только болты промежуточного скрепления, но и стыковые болты с обеспечением нулевых зазоров. После прекращения нагрева под действием продольной растягивающей силы, возникший при охлаждении зазор раскроется на расчетную величину. Величина этого зазора будет зависеть от разницы температур и от погонных сопротивлений продольным перемещениям.
Натяжение с применением ГНУ раскрепленной плети или ее части (полуплети) также следует производить на бесстыковом пути, где щебеночный балласт уплотнен ДСП. Это требование в случае применения ГНУ следует считать более категорическим, чем в случае искусственного подогрева. В отличие от перезакрепления с искусственным подогревом, до установки ГНУ на примыкающем конце пути к растягиваемой плети необходимо создать анкерные участки, которые должны служить для восприятия создаваемых ГНУ продольных сил. На пути, не уплотненном динамическим стабилизатором (ДСП), Δt достаточно велико и анкерные участки окажутся настолько большими, что проведение такого технологического процесса станет нерациональным. Кроме того, что фронт и трудоемкость неоправданных работ на нестабилизированном пути весьма велики, на анкерном участке большой длины, начиная от конца, где крепятся захваты ГНУ, происходят большие продольные перемещения шпал в балласте. Эти перемещения влекут за собой перекос и кантование шпал, которые вызывают остаточные деформации во всех элементах промежуточных скреплений, что значительно сокращает сроки их службы. В связи с этим установленное предельное усилие F на одну рельсовую нить не должно превышать 700 кН, это означает, что с помощью ГНУ можно изменить температуру закрепления не более, чем на 30 °С.
Если участок пути, служащий анкером, уплотнен ДСП, т.е. погонное сопротивление r=12 кН/м, то его длина 1а при максимальной разнице Δt=30 °С составит:
Такое перемещение можно считать допустимым.
Если же путь стабилизирован, но балласт не уплотнен ДСП, то l = 100—120 м, а перемещение шпал λ= 18—20 мм, что уже много и нежелательно. На нестабилизированном пути l=200—250 м перемещение шпал λ=36—40 мм, что явно недопустимо. На смерзшемся балласте 1а и λ могут быть в 2 раза меньшими, чем на пути, уплотненном ДСП. Однако в мороз максимально возможная разница в температуре закрепления 30 °С чаще всего окажется недостаточной, чтобы обеспечить перезакрепление на температуру в пределах оптимального интервала.
В случае применения ГНУ также требуется применение ударного разгоночного прибора, чтобы сорвать подошву рельсов с прилипших прокладок и достичь на каждом 50-метровом участке расчетного удлинения, особенно на конце плети противоположном тому, где устанавливают ГНУ На концах также до снятия ГНУ следует установить минимальные, лучше нулевые зазоры.
Иногда возникает необходимость перезакрепить рельсовую плеть на ограниченном участке плети в ее середине. Это требуется тогда, когда в середине плети возникло местное увеличение продольной силы (растягивающей или сжимающей) из-за производства работ или из-за угона пути.
Наибольшее местное отступление от установленного температурного режима возникает при работе машины с подрезным ножом, например, ЩОМ-4. В начале работы происходит отклонение температуры закрепления на 15 °С в сторону ее повышения, а в конце — на 15 °С в сторону понижения. С учетом этого в ТУ-2000 (см. табл. 4.4) установлены допустимые отступления от температуры закрепления во время работы машин. Изменение температуры закрепления в сторону повышения не опасно и в процессе эксплуатации до наступления морозов практически исчезает в результате самоперераспределения вдоль рельсовой плети. Изменение же температуры закрепления в сторону ее понижения может вызвать выброс.
Если нарушены требования ТУ-2000 (табл. 4.4), то выброс может произойти в конце работы машины. Потеря устойчивости бесстыкового пути может произойти после работы машины, если требования таблицы 4.4 не нарушены, а температура рельсов возросла. Чтобы этого не произошло, в ТУ-2000 (см. табл. 4.5) даны длины ограниченных участков (от 60 до 150 м), на которых требуется произвести перезакрепление после работы щебнеочистительной машины с подрезным ножом.
Перезакрепление на ограниченном участке бесстыкового пути требуется производить при работах, связанных с восстановлением рельсовых плетей контактной сваркой. На угоняемом участке такое перезакрепление можно произвести только после прекращения процесса угона. При значительном угоне для ввода рельсовой плети в оптимальный интервал может потребоваться ее разрезка на части до 1000 м. Затем, после ликвидации причин угона и закрепления плетей при оптимальной температуре, следует возобновить их соединение сваркой.
На концевых 150 — 200-метровых участках при высокой температуре закрепления с целью предотвращения образования больших зазоров зимой может потребоваться перезакрепление плети на более низкую температуру в пределах оптимального интервала. При первоначальном закреплении плети во время высоких температур на ее конце в путь укладывают укороченный рельс (например, 12, 46 м) и в запасе нормальный (12, 50 м) рельс. При понижении температуры укорченный рельс на конце плети заменяют на нормальный, создавая при этом нулевой зазор.
Чтобы получить нулевые зазоры, перед сменой рельсов нужно осторожно раскреплять конец с остановкой до того момента, пока впритирку не станет возможным вставить новый рельс взамен укороченного, после чего сразу закрепляют стыковые болты с максимальной затяжкой.
Admin добавил 07.06.2011 в 13:31
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор
Источник