2015
IKOD - Téma č. 5
Infrastruktura kolejové dopravy Lukáš Týfa ČVUT FD, Ústav dopravních systémů (K612)
Téma č. 5 Bezstyková kolej Anotace:
teorie bezstykové koleje stabilita bezstykové koleje svařování kolejnic
Bezstyková kolej • odstranění kolejnicových styků zabránění volné dilataci kolejnice při změně teploty v kolejnicích vzniká napětí a podélná osová síla • deformaci koleje brání upevnění kolejnice k pražcům a jejich uložení v kolejovém loži • zvyšuje bezpečnost a kvalitu jízdy vlaků (odpadají rázy kol v místech kolejnicových styků) • min. délka 150 m, max. délka není omezena • její součástí mohou být výhybky i izolované styky • upínací teplota: teplota zřízení bezstykové koleje (20°C) – svaření nebo odpovídající namáhání
-1-
2015
IKOD - Téma č. 5
Teorie bezstykové koleje • změna délky kolejnice při změně teploty: l l 0 t l 0 t t 0 • pásmo elastické deformace oceli – Hookův zákon:
E • při nemožnosti dilatace vznikne v kolejnici síla: F S ES
l t l ES 0 E S E S t l0 l0
F 1,2 10 5 K 1 2,1 1011 Pa 7,7 10 3 m 2 1C 19,4 kN
!nezávisí na délce!
Př.: Jaká síla bude působit v kolejnici tv. UIC 60 svařené v bezstykovou kolej při změně teploty o 1°C?
Teorie bezstykové koleje • proti podélné osové síle ze změny teploty působí: – odpor v kolejnicových spojkách na obou koncích bezstykové koleje – odpor v upevnění a v pražci uloženém v kolej. loži
od každého konce bezstykové koleje s každým pražcem lineárně narůstá odpor proti podélné síle (tzv. dýchající konec bezstykové koleje) • mezi místy vyrovnání sil nedochází k pohybu kolej. roštu (tzv. střední část bezstykové koleje) F Fp Fs f p n Fs f p
L Fs d
-2-
L
d F Fs fp
2015
IKOD - Téma č. 5
Teorie bezstykové koleje
/2
Průběh vnitřní osové síly v bezstykové koleji
dýchající konec
střední část
dýchající konec
Stabilita bezstykové koleje • eliminace vzpěrného účinku vodorovných podélných sil v důsledku zabránění dilatace • eliminace příčného posunu kolejnicových podpor • eliminace otočení kolejnic vůči kolejnicovým podporám v upevnění • v oblouku: spojitá příčná (radiální) síla fR [N/m] fR
F R
→ v oblouku opatření ke zvýšení stability BK: úprava tvaru kolejového lože, pražcové kotvy, opěrky proti podélnému putování kolejnic
-3-
2015
IKOD - Téma č. 5
Úprava kolejového lože v oblouku ke zvýšení stability bezstykové koleje
A – základní tvar, pro oblouky o R ≥ 600 m B, C – podle tvaru kolejnic, druhu pražců a poloměru oblouku – viz předpis SŽDC S3/2
Pražcové kotvy pražcová kotva Vossloh SV nebo TD Havlíčkův Brod
-4-
2015
IKOD - Téma č. 5
Pražcové kotvy pražcová kotva Vossloh SN (vhodná pro dodatečnou montáž do koleje)
Opěrky proti putování kolejnic Opěrka proti putování kolejnic Rambacherova (s hákovým šroubem)
Opěrka proti putování kolejnic Dorpmüllerova (samosvorná)
-5-
2015
IKOD - Téma č. 5
Poruchy bezstykové koleje
Svařování kolejnic Standardní technologie: • odtavovací stykové svařování: – stabilní svářečkou ve stabilní svařovně – mobilní svářečkou v koleji (příp. ve stabilní svařovně)
• aluminotermické svařování v koleji a výhybkách • navařování kolejnic elektrickým obloukem (výj. svařování celých kolejnic)
-6-
2015
IKOD - Téma č. 5
Svařování kolejnic Odtavovací stykové svařování: • programovatelný a automaticky řízený průběh svařovacího cyklu (vč. konečného vyhodnocení) • svařuje se bez přídavného materiálu • při vhodné teplotě a za působení vysokého tlaku dochází k odtavení spolu s přibližováním čel svařovaných kolejnic a jejich následnému stlačení • upínání kolejnic, pohyb svařovaných kolejnic při svařovacím cyklu a seříznutí svarového výronku je ovládáno hydraulicky
Svařování kolejnic Aluminotermické svařování: • silně exotermická reakce svařovací dávky v reakčním kelímku (cca 3 000°C), tekutá ocel se odpichuje automaticky a vypouští se do forem nasazených na svařovaném styku kolejnic • hoření probíhá bez vzniku plynných zplodin, termit hoří i bez přístupu vzdušného kyslíku • termit: oxid železa (Fe3O4 nebo Fe2O3) + hliník • jednoduché, spolehlivé svařování; technologie vhodná na opravné práce a pro svařování výhybek
-7-
