Почему на путях высокоскоростных железных дорог нет деформационных швов
Содержание
Когда высокоскоростные поезда движутся со скоростью свыше 250 километров в час, стабильность и исключительная гладкость рельсового пути становятся главными приоритетами. Компенсационные швы приводят к постоянным ударам между колесами поезда и стальными рельсами. Это не только снижает комфорт пассажиров, но и ограничивает эксплуатационную скорость поездов, усиливает износ рельсовых головок и колес (колеса подвергаются особенно сильному износу) и сокращает срок службы колес. Для устранения этих недостатков оптимальным решением является ликвидация рельсовых стыков, поэтому на большинстве высокоскоростных железных дорог применяется пути с непрерывносварными рельсами (CWR).
Стальные рельсы расширяются под воздействием высоких температур и без принятия надлежащих мер могут погнуться и деформироваться.
Как компенсировать тепловое расширение и усадку: предварительное растяжение рельсов
Технология предварительного растяжения — это современная инновация, применяемая для противодействия тепловой деформации рельсов. Благодаря созданию предварительного растягивающего напряжения в стальных рельсах изменения размеров, вызванные колебаниями температуры, полностью компенсируются, что позволяет эксплуатировать сверхдлинные рельсы без деформационных швов. Такие безшовные пути также известны как пути с предварительно напряженными растянутыми рельсами.
Технология предварительного натяжения применяется не только в высокоскоростных железнодорожных линиях. Например, ванты на вантовых мостах также подвергаются предварительному натяжению для стабилизации колебаний натяжения, вызванных тепловым расширением и сжатием.
Закрепите рельсы на шпалах с помощью крепежных элементов и устройств, предотвращающих ползучесть
Чтобы ограничить свободное расширение и сжатие стальных рельсов, вызванное перепадами температур, рельсовые крепежные элементы и устройства, предотвращающие ползучесть, прочно фиксируют рельсы на шпалах. Это приводит к возникновению внутренних термических напряжений в рельсах, включая растягивающее усилие в холодную погоду и сжимающее усилие в жаркую погоду, которые в совокупности называются температурным усилием.
Величина термического напряжения в рельсах с непрерывной сваркой напрямую зависит от изменений температуры рельса. Поэтому для фиксации рельсов устанавливается определённая фиксированная температура рельса. Строительные бригады, как правило, фиксируют рельсы в сезоны, когда средние температуры находятся в диапазоне между местными годовыми максимальными и минимальными значениями. Это позволяет свести к минимуму внутренние термические напряжения, предотвращая две критические угрозы безопасности: разрушение рельса из-за чрезмерного растяжения в морозные зимы и изгиб пути или смещение рельса из-за чрезмерного сжатия в жаркие лета, причём оба этих явления представляют серьёзную угрозу для безопасности движения поездов.
Регуляторы железнодорожных деформационных швов: специальные устройства для компенсации теплового смещения
Регуляторы рельсовых деформационных швов выполняют роль специальных регулирующих элементов. Их основная функция заключается в компенсации расхождений в смещениях, возникающих в результате тепловой деформации длинных стальных рельсов и расширения/сжатия концов балок на мостах с большим пролетом. Эти устройства автоматически компенсируют тепловую деформацию рельсов на мостах, снижают нагрузки, действующие на рельсы и несущие конструкции мостов, а также обеспечивают сохранность конструкции путей и фундаментов мостов.
Классификация регуляторов железнодорожных деформационных швов
Регуляторы железнодорожных деформационных швов классифицируются в соответствии с четырьмя основными стандартами:
- По эксплуатационной скорости: два типа, в том числе регуляторы для путей с балластом на высокоскоростных железных дорогах со скоростью 250 км/ч (предназначенных для смешанных пассажирско-грузовых перевозок) и регуляторы для путей без балласта на высокоскоростных железных дорогах со скоростью 350 км/ч.
- По направлению расширения: однонаправленные регуляторы и двунаправленные регуляторы.
- По типу фундамента под рельсами: регуляторы для путей с балластом и регуляторы для путей без балласта.
- По плоскостной форме стрелочных и опорных рельсов: линейные, прерывистые и криволинейные типы.
Основные конструктивные элементы регуляторов железнодорожных деформационных швов
Рассмотрение однонаправленного рельсового компенсатора, широко применяемого на бебалластных путях Высокоскоростные железные дороги Китая Например, к основным компонентам относятся основные рельсы, стрелочные рельсы, системы крепления, шпалы или рельсовые плиты, а также устройства для подъема рельсов. Рабочая кромка стрелочного рельса обеспечивает постоянное соблюдение ширины колеи. Основной принцип его работы заключается в свободном расширении основных рельсов при фиксированном положении стрелочных рельсов.
Применение регуляторов железнодорожных деформационных швов в Китае
В 1960-х годах Китай приступил к широкомасштабному внедрению регуляторов расширительных швов с изогнутыми рельсами, изготовленными из отрезанных отрезков рельсов, которые были установлены на таких знаковых мостах, как мост через реку Янцзы в Ухане и мост через реку Хуанхэ в Цзинане.
Первые проекты строительства высокоскоростных железных дорог в Китае были реализованы с привлечением иностранных технологий Немецкие регуляторы железнодорожных деформационных швов BWG, которые были установлены на таких крупных сооружениях, как сверхкрупный мост через Желтую реку на линии высокоскоростной железной дороги Пекин—Шанхай и сверхкрупный мост через Желтую реку на линии высокоскоростной железной дороги Пекин—Гуанчжоу. Эти регуляторы также широко используются на линиях, предназначенных исключительно для пассажирских перевозок, включая пассажирскую железнодорожную линию Циньхуандао–Шэньян и пассажирскую железнодорожную линию Чжэнчжоу–Сиань.
