Составление таблиц и построение графиков изменения стыковых зазоров

Во всех случаях, когда фактические температурные амплитуды оказываются меньше допускаемых амплитуд, обеспечивающих нормальную работу 25-мет-ровых рельсов в зависимости от конструкции верхнего строения пути и плана линии для различных конструкций стыка, нормальные стыковые зазоры определяются по формуле или по таблице 5.5 [3]:

, (4.2)

где –	коэффициент линейного расширения рельсовой стали, 1/ºС;
–	длина рельсов, мм;
–	минимальная расчетная температура рельсов, ºС;
–	стыковое сопротивление, кН;
–	модуль упругости рельсовой стали, МПа;
–	площадь поперечного сечения рельса, м2;
–	конструктивная величина стыкового зазора, мм;
–	текущая температура, которой соответствует нормальный стыковой зазор, ºС.

Таблица 4.3 – Общая таблица назначения нормальных зазоров (рельсы Р65)

Нормальный стыковой зазор, мм	Величина повышения температуры рельса относительно ее минимального расчетного значения , ºС, без изгиба стыковых болтов	Величина повышения температуры рельса относительно ее минимального расчетного значения , ºС, с семиградусным изгибом стыковых болтов
мм	мм	мм	мм
	+76	+83	+83	+90
	+73	+79	+80	+86
	+70	+76	+77	+83
	+66	+73	+73	+80
	+62	+70	+69	+77
	+58	+66	+65	+73
	+55	+62	+62	+69
	+52	+58	+59	+65
	+48	+55	+55	+62
	+45	+52	+52	+59
	+41	+48	+48	+55
	+38	+45	+45	+52
	+34	+41	+41	+48
	+31	+38	+38	+45
	+28	+34	+35	+41
	+25	+31	+32	+38
	+21	+28	+28	+35
	+18	+25	+25	+32

Продолжение таблицы 4.3

Нормальный стыковой зазор, мм	Величина повышения температуры рельса относительно ее минимального расчетного значения , ºС, без изгиба стыковых болтов	Величина повышения температуры рельса относительно ее минимального расчетного значения , ºС, с семиградусным изгибом стыковых болтов
мм	мм	мм	мм
	+15	+21	+22	+28
	+11	+18	+18	+25
	+8	+15	+15	+22
	+5	+11	+12	+18
	–	+8	–	+15
	–	+5	–	+12

На основе данной таблицы могут быть составлены частные таблицы по определению и установке нормальных стыковых зазоров 25 – метровых рельсов для любых климатических условий. Составим таблицу нормальных стыковых зазоров для участка ремонтируемой линии, где максимальная расчетная температура составляет плюс 57ºС, минимальная – минус 35ºС.

Таблица 4.4 – Частная таблица назначения нормальных зазоров

, мм	Конструктивный зазор мм	Конструктивный зазор мм
Без изгиба болтов	7º изгиб	14º изгиб	Без изгиба болтов	7º изгиб	14º изгиб
	+76= –35+76=+41	+48	+55	+83= –35+83=+48	+55	+62
	–35+73= +38	+45	+52	–35+79= +44	+51	+58
	–35+70= +35	+42	+49	–35+76= +41	+48	+55
	–35+66= +31	+38	+45	–35+73= +38	+45	+52
	–35+62= +27	+32	+39	–35+70= +35	+42	+49
	–35+58= +23	+30	+37	–35+66= +31	+38	+45
	–35+55= +20	+27	+34	–35+62= +27	+34	+41
	–35+52= +17	+24	+31	–35+58= +23	+30	+37
	–35+48= +13	+20	+27	–35+55= +20	+27	+34
	–35+45= +10	+17	+24	–35+52= +17	+24	+31
	–35+41= +6	+13	+20	–35+48=+13	+20	+27
	–35+38=+3	+10	+17	–35+45= +10	+17	+24
	–35+34= +1	+8	+15	–35+41= +6	+13	+20
	–35+31= –4	+3	+10	–35+38= +3	+10	+17
	–35+28= –7		+7	–35+34= –1	+6	+13

Продолжение таблицы 4.4

, мм	Конструктивный зазор мм	Конструктивный зазор мм
Без изгиба болтов	7º изгиб	14º изгиб	Без изгиба болтов	7º изгиб	14º изгиб
	–35+25= –10	–3	+4	–35+31= –4	+3	+10
	–35+21= –14	–7		–35+28= –7		+7
	–35+18= –17	–10	–3	–35+25= –10	–3	+4
	–35+15= –20	–13	–6	–35+21= –14	–7
	–35+11= –24	–17	–10	–35+18= –17	–10	–3
	–35+8= –27	–20	–13	–35+15= –20	–13	–6
	–35+5= –30	–23	–16	–35+11= –24	–17	–10
	–	–	–	–35+8= –27	–20	–13
	–	–	–	–35+5= –30	–23	–16

Рисунок 4.1 – Графики стыковых зазоров для конструктивных

Зазоров 21 и 23мм

Большей наглядностью обладают графики изменения стыковых зазоров, представляющие собой три параллельные наклонные линии, расположенные друг от друга на одинаковом расстоянии

Из графиков видно, что в летний период проявляется торцевое давление. После укладки рельсов при повышении температуры вначале преодолевается стыковое сопротивление, а перемещения рельсов при этом отсутствуют. Для костыльного скрепления после преодоления стыкового сопротивления рельс начинает изменять свою длину как свободнолежащий, зазор закрывается по линии максимальных зазоров и при температуре 57ºС станет нулевым.

Дальнейшее повышение температуры приводит к появлению торцевого давления, которое в момент наступления максимальной расчетной температуры будет наибольшим. При обратном ходе температуры постепенно убирается торцевое дав­ление, затем стыковое сопротивление, препятствующее закрытию зазора, и преодолевается другое стыковое сопротивление, препятствующее раскрытию зазора. При этом рельс не изменяет своей длины, и зазор остается постоянным. С дальнейшим понижением температуры относительно 41ºС рельс начинает изменять свою длину как свободнолежащий, а зазор начинает закрываться по линии минимальных зазоров.

При костыльном скреплении в практических расчетах не учитывается погонное сопротивление ввиду его малости, так как перепад температуры на его преодоление не превышает 0,5 – 0,8°С. При железобетонных шпалах погонное сопротивление значительно выше и на его преодоление требуется перепад температуры 5 – 6°С. Следовательно, влияние погонного сопротивления необходимо учитывать при анализе температурной работы 25-метровых рельсов с раздельным скреплением.