СПОСОБ РАЗРЯДКИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В РЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЯХ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ Российский патент 2013 года по МПК E01B29/17 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для принудительного создания в уложенных рельсовых плетях требуемых напряжений, соответствующих рекомендуемой температуре закрепления этих плетей на постоянный режим эксплуатации.

Известен способ укладки длинномерных рельсовых плетей, заключающийся в том, что устраняют связи рельсовых плетей с основанием, заменяют рельсы уравнительных пролетов, примыкающих к концам рельсовых плетей на более короткие, укладывают рельсовые плети на ролики, одни концы рельсовых плетей жестко закрепляют на подрельсовом основании, к другим их концам, расположенным у укороченных рельсов уравнительных пролетов, прикладывают продольные усилия, увеличивают длину укладываемых рельсовых плетей до требуемой величины, убирают ролики и закрепляют плети на подрельсовом основании. [Авторское свидетельство СССР №192237, МПК E01B 19а, 29/02 от 1 августа 1964 г., «Способ укладки длинномерных рельсовых плетей», автор П.И.Знаменский, БИ №5, 1967 г.]

Недостатками данного технического решения являются невозможность получения равномерных значений напряжений в пределах отдельных участков укладываемых рельсовых плетей из-за наличия трения между подошвой рельса и роликами, роликами и подкладками, а также значительные потери времени при выполнении работ в «окно», так как продольные усилия к концам рельсовых плетей можно прикладывать только после полной их укладки на ролики, а закрепление плетей на подрельсовом основании можно осуществлять после измерения длины рельсовых плетей до требуемой величины и уборки роликов из-под подошвы рельсов.

Известен способ разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути, заключающийся в том, что участки рельсовых плетей находящиеся перед укладочным краном освобождают от связей с подрельсовым основанием, эти участки изгибают в вертикальной плоскости с помощью противоконтовочных роликовых захватов крана на расчетную величину, перемещают краном созданную стрелу изгиба рельсовых плетей вдоль них до их конца, освобождая, при перемещении крана, соответствующие участки рельсовых плетей перед краном от связей с подрельсовым основанием и восстанавливают связи рельсовых плетей с подрельсовым основанием вслед за краном. [Патент РФ №2399714 C1, МПК E01B 31/18; E01B 29/17; опубликован 20.09.2010, БИ №26 «Способ разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути», авторов А.И.Марголин и др.]

Недостатком данного технического решения является невозможность получения необходимых значений напряжений в рельсовых плетях, соответствующих рекомендуемой температуре закрепления их на постоянный режим эксплуатации.

Реализация данного технического решения позволит получить дополнительную величину растягивающих напряжений в начале фронта работ в зоне создания изгиба рельсовых плетей, не изменится напряженное состояние рельсовых плетей при перемещении стрелы изгиба в пределах средних участков рельсовых плетей и получить дополнительную величину сжимающих напряжений на концевом участке рельсовых плетей при устранении стрелы изгиба.

Наиболее опасными, с точки зрения обеспечения безопасности движения поездов, являются пики создаваемых сжимающих напряжений при устранении стрелы изгиба на концевых участках рельсовых плетей. В связи с этим, действующие в настоящее время «Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» и (М.: Транспорт, 2001) в разделе 4.4 рекомендуют для снятия пиков сжимающих напряжений на концевых участках рельсовых плетей, возникающих при устранении вертикальных стрел изгиба рельсошпальной решетки бесстыкового пути при выполнении работ щебнеочистительными машинами, работающими с поднятием рельсошпальной решетки, ослаблять связи рельсов с подрельсовым основанием на протяжении до 150 метров на участке пути, примыкающем к участку, где устранялись ранее созданные в вертикальной плоскости стрелы изгиба.

Известен способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути, заключающийся в том, что выявляют в пределах плети участки, где фактические напряжения больше и меньше расчетных значений, освобождают от связей с подрельсовым основанием рельсовую плеть в пределах этих участков, создают стрелу изгиба рельсовой плети в пределах участка, где фактические напряжения меньше расчетных значений, непрерывно перемещают созданную стрелу изгиба в направлении участка, где фактические напряжения больше расчетных значений, увеличивают величину стрелы изгиба в процессе ее перемещения в пределах участка, где фактические напряжения меньше расчетных значений, уменьшают величину стрелы изгиба в процессе ее непрерывного перемещения до нулевого значения в пределах участка, где фактические напряжения больше расчетных значений, и восстанавливают связи рельсовой плети с подрельсовым основанием в пределах этих участков вслед за перемещаемой стрелой изгиба. [Авторское свидетельство СССР №173547, МПК E01B 29/17 «Способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути», опубл. 23.05.92, БИ №19, автор Г.Г.Жулёв.]

Недостатком данного технического решения является невозможность проведения работ по перезакреплению уложенных рельсовых плетей в рекомендуемую температуру закрепления их на постоянный режим эксплуатации.

Данное техническое решение взято авторами в качестве прототипа.

Техническим результатом является принудительное создание требуемых напряжений в уложенных рельсовых плетях бесстыкового пути, соответствующих рекомендуемой температуре закрепления плетей на постоянный режим эксплуатации при одновременном значительном сокращении продолжительности «окна» и трудозатрат при достижении поставленной цели.

Технический результат достигается тем, что в известном техническом решении расчетом определяют величины стрел изгиба рельсовых плетей в разных их сечениях по формуле:

где α - коэффициент температурного расширения рельсовой стали (α=0,0000118¹/град);

L_i - расстояние от начала рельсовых плетей до их сечений, для которых определяется расчетная величина стрел изгиба, мм;

Δt - разница между рекомендуемой температурой закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации и их температуры в момент производства работ, °С.

Сопоставительный анализ заявленного способа с прототипом показывает, что он отличается от известного тем, что для получения в уложенных рельсовых плетях бесстыкового пути требуемых значений напряжений, соответствующих рекомендуемой температуре закрепления их на постоянный режим эксплуатации, определяют величину стрелы создаваемого изгиба для конкретных сечений рельсовых плетей.

Сравнение заявленного способа с другими техническими решениями показывает, что действия, направленные на постепенное увеличение стрелы изгиба при ее перемещении на величину, определяемую расчетом, не известны.

Предложенный способ создания требуемых напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути реализуют следующим образом:

- намечают места расположения контрольных сечений на уложенных рельсовых плетях;

- освобождают последовательно связи отдельных участков уложенных рельсовых плетей в направлении от начала работ к их концу;

- создают стрелу изгиба в пределах освобожденного от связей с подрельсовым основанием рельсовых плетей;

- непрерывно перемещают стрелу изгиба вслед за освобождением отдельных участков рельсовых плетей от связей с основанием в направлении от начала работ к их концу;

- увеличивают равномерно стрелу изгиба в процессе ее перемещения до величин контрольных сечений, которые определяют по формуле:

где α - коэффициент температурного расширения рельсовой стали (α=0,0000118¹/град);

L_i - расстояние от начала рельсовых плетей до i-го сечения, в которых определяется величина стрелы изгиба, мм;

Δt - разница между рекомендуемой температурой закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации и их температуры в момент производства работ, °С;

- восстанавливают связи участков рельсовых плетей с подрельсовым основанием вслед за перемещаемой стрелой изгиба;

- устраняют стрелу изгиба рельсовых плетей в пределах их концевых участков.

Предложенный способ создания требуемых напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути позволяет значительно сократить трудозатраты при выполнении работ по достижению поставленной цели и продолжительность «окон» для их выполнения.

Рельсовые плети освобождают от связей с подрельсовым основанием, изгибают освобожденные участки рельсовых плетей в вертикальной плоскости на расчетную величину. Перемещают созданные стрелы изгиба рельсовых плетей от начала места работ к их концу. Увеличивают стрелу изгиба рельсовых плетей на расчетную величину в процессе их перемещения. Устраняют стрелы изгиба в конце фронта работ. Восстанавливают связи рельсовых плетей с подрельсовым основанием вслед за перемещением стрел изгиба. Расчетную величину стрелы изгиба рельсовых плетей в разных их сечениях определяют по формуле:

где α - коэффициент температурного расширения рельсовой стали (α=0,0000118¹/град); L_i - расстояние от начала рельсовых плетей до i-го сечения, в которых определяют расчетную величину стрелы изгиба, мм; Δt - разница между рекомендуемой температурой закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации и их температуры в момент производства работ, °С. Снижаются время ремонта и трудозатраты.

Способ разрядки температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути, заключающийся в том, что освобождают плети от связей с подрельсовым основанием, изгибают освобожденные участки рельсовых плетей в вертикальной плоскости на расчетную величину, перемещают созданные стрелы изгиба рельсовых плетей от начала места работ к их концу, увеличивают стрелу изгиба рельсовых плетей на расчетную величину в процессе их перемещения, устраняют стрелы изгиба в конце фронта работ, восстанавливают связи рельсовых плетей с подрельсовым основанием вслед за перемещением стрел изгиба, отличающийся тем, что расчетную величину стрелы изгиба рельсовых плетей в разных их сечениях определяют по формуле:

где α - коэффициент температурного расширения рельсовой стали (α=0,0000118¹/град);
L_i - расстояние от начала рельсовых плетей до i-го сечения, в которых определяют расчетную величину стрелы изгиба, мм;
Δt - разница между рекомендуемой температурой закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации и их температуры в момент производства работ, °С.