Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [Т] для данных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебаний температуры Та. Если Та ≤ [Т], то бесстыковой путь можно укладывать.
Значение Та определяется по формуле
(2.1)
гдеtmaxmaxиtminmin – соответственнонаибольшая и наименьшая температуры рельса, наблюдающиеся в данной местности, приложение Г /1/, (для станции Называевская tmaxmax = 60˚С; tminmin= –46˚С).
˚С
Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов определяется по формуле
(2.2)
Где – допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, ˚С;
– допускаемое понижение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, ˚С;
– минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляются рельсовые плети, ˚С.
Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей устанавливается на основании теоретических и экспериментальных исследований устойчивости пути, приложение Д /1/ (для прямого участка = 54˚С, для кривой = 49˚С).
Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей определяется расчётом прочности рельсов, основанным на условии, что сумма растягивающих напряжений, возникающих от действия подвижного состава и от изменений температуры, не должна превышать допускаемое напряжение материала рельсов:
(2.3)
где kп – коэффициент запаса прочности;
σпк – напряжения в кромках подошвы рельса от изгиба и кручения под нагрузкой колёс подвижного состава, МПа;
σt – напряжения в поперечном сечении рельса от действия растягивающих температурных сил, возникающих при понижении температуры рельса по сравнению с его температурой при закреплении, МПа;
[σ] – допускаемое напряжение, МПа.
Температурные напряжения, возникающие в рельсе в связи с несостоявшимся изменением его длины при изменении температуры определяется по формуле:
(2.4)
где E – модуль упругости рельсовой стали (Е = 2,1∙1011 Па);
α – коэффициент линейного расширения рельсовой стали (α =0,000018);
– разность между температурой, при которой определяется напряжение, и температурой закрепления плети на шпалах, ˚С;
Подставив формулу (2.4) в формулу (2.3), наибольшее, допускаемое по условию прочности рельсов понижение температуры рельсовой плети по сравнению с температурой при закреплении опрделяется по формуле