Nowoczesne torowisko

[Phinek]

Się wygło:
http://www.rmf24.pl/zdjecie,iId,191482,iSort,1,iTime,1

[AXEL]

A jak sie szyny układa w bezstyku na upale to w zimę kończy się to tak:




Generalnie po tej serii zdjęć widać że lubią wjeżdżać pociągiem tam gdzie raczej szyn nie ma  :cool:

http://englishrussia.com/index.php/2009/05/17/russian-trains-go-off-rails/

[Ogoniasty]

Tak to jest jak sie nie stosuje łubek, a szyny zgrzewa sie słoneczne dni przy temperaturach powietrza powyżej 25 st.Cycjusza. :wink:  Zauważyłem że w torach szlakowych szyny często nie posiadają łubek, lub też są stosowane bardzo rzadko tj. co ok 2 km. Żeby rozwiązać problem pękania szyn, trzeba obliczyć stopień jej wydłużania i kurczenia,  i stosować łubki w torach szlakowych na odcinkach prostych w odstępach około 200m, zachowując przy tym odpowiednie przerwy między szynami w stosunku do temperatury szyny.
 Ale że u nas na kolei wielu starych majstrów odeszło na emerytury a na ich miejsce wstawia się ludzi z lichym doświadczeniem, którzy z fizyki mieli ledwo 2+ i nie znają pojęcia " rozszeżalności ciał stałych", to takie mamy efekty końcowe. :mrgreen:

[Phinek]

Oj Ogon Ogon...  przecież w XXI wieku żyjemy. Styków już się nie stosuje... a że winno się raz na jakiś czas wstawić wstawkę kompensacyjną... no cóż, taka wstawka trochę kosztuje, więc zapewne ktoś gdzieś chciał przyoszczędzić.

[AXEL]

Guzik prawda.
Na całym modernizowanym przez nas szlaku (magistrala Warszawa - Terespol) nie ma elementów kompensacyjnych a szyny leżą jednak prosto. Styki można policzyć na palcach jednej ręki. Bez wyboczeń czy pęknięć. Wystarczy zachować temperaturę układania torowiska dla szyny S60 ok. 30st Celcjusza. Ani zima wówczas ani lato nie groźne. Ewentualne tendencje do wyboczania są kompensowane cięższym podtorzem. I jakoś to póki co działa...

[Phinek]

Tak oczywiście dlatego właśnie w tym miejscu:



po prostu należy lepiej dobalastować tor.  :wink:

A tak bardziej serio... widac na załączonym obrazku, że sztywność pionowa szyny "węgierskiej" jest mniejsza niż sztywność boczna całej nawierzchni. Widać również, że pionowe mocowanie tejże szyny też mogłoby mieć większą siłę docisku... lecz co wówczas. Współczesna technologia, a zwłaszcza postęp w materiałoznawstwie powoduje chęć wielu konstruktorów do powiększania naprężeń w materiałach. Lecz czy jest to jedynie słuszny kierunek?
Czy nie lepiej przy stosowaniu nowoczesnych materiałów i najnowszych technologii zastanowić się jak ograniczyć naprężenia? Czy nie lepiej świeżym okiem spojrzeć na dawne rzemieślnicze metody, które były owocem setek lat doświadczeń i to właśnie te metody twórczo rozwinąć?

Dlatego tak... można "z Warszaw do Terespola" nie dać żadnego* złącza wyrównującego, ale co wówczas?

* - czy na pewno nie ma ani jednego? A jak jest w temacie zwrotnic w tejże okolicy?

[AXEL]

Nie ma na bank w miejscach gdzie tor został modernizowany. Nie ma takowych również w projekcie. Do dziś pozostają starego typu rozwiązania torowe w wielu stacjach gdzie nie przeprowadzono jeszcze modernizacji i tam owszem są łubki w rozjazdach ale tylko tam. Jedynym miejscem zastosowania łubek w torze zmodernizowanym jest skrzyżowanie w km 204.300 z torem szerokim.

Cała tajemnica tkwi w odpowiednim układaniu torowiska. Szyna musi mieć temperaturę mięczy 23 a 30 st. celcjusza.

[Phinek]

Cała tajemnica tkwi w tym, że jak w obliczu ponadnormatywnego nasłonecznienia, temperatura szyny przekroczy maksymalną zaprojektowaną temperaturę to katastrofa gotowa.
A dawniej przekroczenie temperatury powodowało zamknięcie styków i zainicjowanie pierwszych naprężeń.

[E583.002]

O ile wyboczenia przy torze bestykowym są już praktycznie opanowane na PKP-ie to do dzisiaj nie ma dobrego rozwiązania zapobiegającego stawaniu rozjazdów przy takich temperaturach. Szczególnie dotyczy się to rozjazdów jako pierwszych przyległych do torów szlakowych, bardzo często lubią stanąć "dęba"

[Kucyk]

Ekhm!
Ężynier o jakichś "złączach wyrównujących" coś tworzy, Axel o źródle sukcesu w postaci 30*C snuje bajki niestworzone, Ogon... Ech...

Panowie, tor bezstykowy powstały przez zgrzewanie ogniw w ciągi nawet po kilka tysięcy metrów może pracować przy dużych wahaniach temperatury dzięki powstawaniu w szynie naprężeń ściskających bądź rozciągających, które skracają bądź wydłużają szynę o taką samą wielkość jaka by powstała pod wpływem zmian temperatury. Warunki są dwa: należyte zabezpieczenie toru przed wyboczeniem (stabilność mocowania i opór podsypki) oraz wytrzymałość stali w szynie zdolna przenieść naprężenia. Ężynier tu powinien wyjaśnić co to jest prawo Hooke'a.

Teraz te "wstawki kompensacyjne". Chyba chodzi tu o przyrządy wyrównawcze stosowane na długich mostach stalowych  na których wydłużenia osiągają znaczne wielkości. Tam nad łożyskami montuje się takie cuś składające się z pary krótkich iglic szynowych stanowiących przedłużenie toków szyn na moście, i z pary odgiętych  szyn toru szlakowego. Iglica szczelnie przylega do odgiętej szyny i może się przesuwać wzdłuż niej. Ale przyrządy wyrównawcze nie służą kompensacji wydłużenia toru bezstykowego, tylko przęseł mostów.

Ktoś tam pisał, że styki na odcinku 200km można policzyć na palcach jednej ręki. A słyszał On o blokadzie liniowej i nieodłącznym jej elementem jakim jest złącze izolujące służące temu aby prąd elektryczny nie przedostawał się z szyn jednego odstępu na sąsiedni? Ech, toromajstry, Dziadek Piłsudski miał na takich odpowiednie określenie o wyprowadzaniu kur na wysiusianie...

To na tyle. Idę spać, bom z wesela wrócił, gdzie wóda się lała strumieniami.

[E583.002]

Ktoś tam pisał, że styki na odcinku 200km można policzyć na palcach jednej ręki. A słyszał On o blokadzie liniowej i nieodłącznym jej elementem jakim jest złącze izolujące służące temu aby prąd elektryczny nie przedostawał się z szyn jednego odstępu na sąsiedni?

Hmm jak już to o Samoczynnej Blokadzie Liniowej bo w tradycyjnej blokadzie liniowej stosuje się tzw miejsca sygnałowe bądź EON-y które z obwodami izolowanymi mają niewiele wspólnego. Ręki sobie uciąć nie dam bo w tym temacie dawno nie siedzę ale odcinki izolowane chyba zostały zastąpione licznikami osi - są na forum specjaliści od SRK niech się wypowiedzą

[AXEL]

Axel o źródle sukcesu w postaci 30*C snuje bajki niestworzone

Janek, prawie dwa lata kierowałem ekipą ludzi układającą torowisko linii Warszawa Terespol na odcinku LOT D Biała Podlaska Małaszewicze Terespol i Ty mi mówisz o bajkach niestworzonych?
A jak Ci powiem że toromistrz z termometrem biegał i jak w lipcu 2009 temperatura luźno leżącej szyny przekroczyła 32 st C to przerwać kazał układkę to też stwierdzisz że to bajka?

A słyszał On o blokadzie liniowej i nieodłącznym jej elementem jakim jest złącze izolujące

Dławiki i złącza izolowane... 20 lat wstecz minimum !!!! A nawet powiedziałbym, że ze 30 lat. Od dawna się tego nie stosuje w nowoukładanym torowisku. Archaizm z poprzedniej epoki!!! Dawne dzieje i dawno nie prawda.
Ostatnio popełniliśmy z kol Ogonem tzw oprofilowywanie torowiska. Taka kosmetyka po przejściu plasera na odcinku kilku km (prawie 10). ZERO łubek, zero jakichkolwiek elementów wyrównujących naprężenia nie stwierdzono. To wszystko przejmuje ciężki podkład i odpowiednie zabalastowanie toru. Jeśli ułożymy torowisko w temperaturze średniej ani nie wyboczy się w lecie (utrzyma go podtorze i podkłady) ani nie pęknie w zimie (odpowiednio ciężka wytrzymała szyna).

Oczywiście są granice i dla torowiska bezstykowego na szynie S60 taką granicę wyznacza temperatura ok 65 st celcjusza na plusie i ok -45 st. Potem zaczynają się polki.
Do tego dochodzi ruch pociągów który tylko pomaga wyboczeniom i pęknięciom. Całe szczęście są to skrajności i wyjątki.

[lisiogonek]

(...)odpowiednie zabalastowanie toru(...)

Czy można choć parę słów opisujących jak to wygląda ?

Kolejarz-amator wszak jestem... :roll:

[AXEL]

Po pierwsze ciężki gęsto rozmieszczony podkład strunobetonowy co 60cm
Po drugie gęsto zasypany tłuczeń w każdą klatkę podbijany co jakiś czas
Po trzecie odpowiednie wyprofilowanie podsypki tak żeby podkład nie miał możliwości pływania czyli min 45cm na boki i w każdej klatce na wysokość podkładu.

[Phinek]

...
Teraz te "wstawki kompensacyjne". Chyba chodzi tu o przyrządy wyrównawcze stosowane na długich mostach stalowych  ... Ale przyrządy wyrównawcze nie służą kompensacji wydłużenia toru bezstykowego, tylko przęseł mostów...

Więc proszę mi wskazać gdzie na Woli mamy długi stalowy most znajdujący się między:
http://www.zumi.pl/namapie.html?&loc=Warszawa,+&Submit=Szukaj&long=20.94074375&lat=52.2263365&type=2&scale=1b&svActive=false
a
http://www.zumi.pl/namapie.html?&loc=Warszawa,+&Submit=Szukaj&long=20.93580275&lat=52.2252205&type=2&scale=1b&svActive=false

Zanim będę miał czas na podanie jakie naprężenia mogą powstać w szynie oraz do jakich temperatur słońce potrafi różne przedmioty nagrzać, proszę się krytycznie zastanowić nad wcześniej napisanymi "prawdami objawionymi".

[Ogoniasty]

Panowie. Kucyk sam napisał że popił sobie na weselu  więc stąd te uwagi do nas  :twisted:
 Panowie dzisiejsze firmy układające torowiska przymykają oczy na pewna rzeczy i układają tor w temperaturach dość grubo przekraczające normy dopuszczalne.  Czy taka firma przyzna się że zgrzewała tor kiedy temperatura szyn przekraczała 50 stopni ? Powodem takiego niechlujstwa są często:
- terminy zakończenia prac torowych
-  upalne lato i długie srogie zimy
- chytrość firm i oszczędność na materiale torowym (głównie na tłuczniu)
- itp.

Obserwuje często prace na torach i wiem do czego są zdolni pseudopracownicy torowi :!:

tor bezstykowy powstały przez zgrzewanie ogniw w ciągi nawet po kilka tysięcy metrów może pracować przy dużych wahaniach temperatury dzięki powstawaniu w szynie naprężeń ściskających bądź rozciągających, które skracają bądź wydłużają szynę o taką samą wielkość jaka by powstała pod wpływem zmian temperatury.

Trzeba brać pod uwagę to że materiał torowy ma pewne granice wytrzymałości.

Skoro Podkłady jak i podsybka tak dzielnie mogą zapobiegać działającym prawom fizyki, to skąd się biorą tak liczne pęknięcia szyn w okresie zimowym  :?:

[Phinek]

Praw fizyki się nie oszuka... dobrze więc znać fizyczne podstawy tego co się w szynach dzieje.

Dane wejściowe:
α = 0,012 * 10^-3 K - współczynnik rozszerzalności temperaturowej stali
E = 210 GPa = 210 * 10^3 MPa - moduł Younga dla stali
różnice temperatur będę przyjmował wedle podanych przez Axela granic temperatur dopuszczalnych.

Zgodnie z E=σ/ε gdzie:
ε = α * ΔT - odkształcenie spowodowane różnica temperatur

można wyznaczyć naprężenia w szynie:
σ = E * α * ΔT

Przypadek 1: Szyna zgrzana w temperaturze 23°C
a) zima T=-45°C
ΔT = 23+45 = 68 K
σ = 210 * 0,012 * 68 = 171,36 MPa

b) lato T=65°C
ΔT = 65-23 = 42 K
σ = 210 * 0,012 * 42 = 105,84 MPa

Przypadek 2: Szyna zgrzana w temperaturze 30°C
a) σ = 189 MPa
b) σ = 88,2 MPa

Wniosek 1: wszystko powinno być OK zakładając wytrzymałość stali powyżej 300 MPa (tyle to ma zwykła St3)
Wniosek 2: w zimie są większe naprężenia, gdyż szyna jako pręt jest bardziej wytrzymała na rozciągnięcie niż na wyboczenie.

Zastanówmy się więc jak owe 300 MPa przekroczyć. Czyli jaka musi być różnica temperatur?
ΔT = σ / (E * α)
ΔT = 300 / (210 * 0,012) = 119°C

Rzec można sporo i właściwie nie do osiągnięcia... ale ale.. nie zapominajmy, że to nie są jedyne siły z jakimi szyna ma się zmagać.
Trzeba pamiętać, że:
- po szynach jeździ pociąg i swym naciskiem wywołuje naprężenia zginające szynę które to będą ją (pod kołem) ściskać w rejonie główki i rozciągać stopkę (zaś jeżeli koło jest w okienku to nad podkładami będzie główka rozciągana i stopka ściskana)
- szyna swoje waży zaś tory nie leżą w poziomie - czyli na górkach szyny będą rozciągane zaś w dołkach ściskane (wszak szyna może pełzać w mocowaniu - oczywiście stosuje się łapki przeciwpełzne, lecz one nie dają 100% rozwiązania problemu)
- szyny leżą czasem w łukach co powoduje, że naprężenia nie rozkładają się w przekroju równomiernie, więc może nastąpić spiętrzenie naprężeń.

Pamiętajmy również o tym, że im dłuższy pręt tym trudniej go zniszczyć poprzez spęcznienie, a tym łatwiej go wyboczyć. I to właśnie co pokazałem na zdjęciu z krakowskiego tramwaju jest właśnie przykładem wyboczenia szyny w pionie.

Dlatego właśnie czasem nawet gdy nie ma mostu, lecz po prostu chcemy się zabezpieczyć przed naprężeniami w szynach warto zastosować złącze kompensujące. Celem może być więc ochrona łuku, rozjazdu, skrzyżowania...

PS. A wiecie na jaką temperaturę oblicza się tapicerkę deski rozdzielczej pojazdów? Na 200°C - do tylu spokojnie w upalny dzień może się pod szyba ciemny plastik rozgrzać... czy więc 65°C to jest naprawę maksymalna temperatura szyny?

[TW Kolejofil]

Wniosek 2: w zimie są większe naprężenia, gdyż szyna jako pręt jest bardziej wytrzymała na rozciągnięcie niż na wyboczenie.

Naprężenia są takie, jak wynika ze zmiany temperatury (wprost proporcjonalne). A wyboczenie swoją drogą, występuje dla prętów smukłych przy sile mniejszej niż powodująca naprężenia uplastyczniające stal, a tym bardziej ją zrywające. W efekcie rzeczywiście, w zimie mogą wystąpić większe co do wartości naprężenia rozciągające, bo w lecie szyna by się przy takich wartościach ściskania już dawno wyboczyła.

PS. A wiecie na jaką temperaturę oblicza się tapicerkę deski rozdzielczej pojazdów? Na 200°C - do tylu spokojnie w upalny dzień może się pod szyba ciemny plastik rozgrzać... czy więc 65°C to jest naprawę maksymalna temperatura szyny?

Dlatego trzeba utrzymywać szyny w stanie zapewniającym jak najlepsze odbicie światła, w tym podczerwieni
A na serio polecam poczytanie załącznika 7 do Id-1 (D-1).

[TW Kolejofil]

Jeszcze drobne postscriptum:

Torowi bezstykowemu jest też poświęcony rozdział 6 instrukcji Id-1.

oczywiście stosuje się łapki przeciwpełzne

Właściwie to opórki przeciwpełzne, po angielsku anticreeper  

Więc proszę mi wskazać gdzie na Woli mamy długi stalowy most znajdujący się między: [...]

Torowiska tramwajowe to zupełnie inna sprawa - co rusz mamy jakiś przejazd, w którym na torze nie leżą luźne płyty, jak na kolei, tylko wszystko jest zalane betonem cementowym i asfaltowym miedzy szynami rowkowymi, które w efekcie nie mają zbytniej swobody przesuwu i wyrównywania naprężeń na długości. Tory tramwajowe często leżą na podkładach drewnianych, lekkich, a jeśli strunobetonowych, to też nieco lżejszych niż kolejowe, niestanowiących wystarczającej ochrony przed wyboczeniem.
Konstrukcję torów tramwajowych regulują Wytyczne Techniczne Projektowania Budowy i Utrzymania Torów Tramwajowych (jak ktoś nie chce się logować, mogę wysłać na maila, bo gdzieś ściągnąłem).
Poza tym tramwaje nie osiągają prędkości 160 km/h, przy której "łubudubu" na nierównościach przyrządu wyrównawczego staje się nieprzyjemne zarówno dla pasażera, otoczenia jak i samego przyrządu, który szybciej się zużywa i wymaga częstszej kontroli. Dlatego też, a nie dla kpiny z praw fizyki, stosuje się tor bezstykowy.