Warum verdrehen sich Bahngleise bei Hitze?

Wenn ein bestimmter Längenbereich der Schienenenden festgelegt ist, wird die freie Ausdehnung der Schiene begrenzt, und die Temperatur der Schiene ändert sich. In der Schienenlinie treten innere Spannungen auf. Diese Kraft wird durch die Temperaturänderung der Schiene verursacht, die sogenannte Temperaturkraft. Konkret handelt es sich dabei um eine nahtlose Linie durch Schleuse, sommerlichen Temperaturanstieg, die Schiene durch Wärmedehnung, aber durch Zurückhaltung kann sie nicht gedehnt werden, innere Druckspannung; Im Winter sinken die Temperaturen, die Schiene verkürzt sich durch Kälte, aber durch Zurückhaltung kann sie auch nicht verkürzt werden, innere Spannung. Da die Schiene so fest in der Schienenschwelle verankert ist, kann die Schiene ohne Verformung einer so großen Temperaturkraft ausgesetzt werden, was das Grundprinzip der nahtlosen Linie darstellt.
Wenn die Schienentemperatur höher ist als die Temperatur der gesperrten Schiene, wird der Schienenabschnitt der nahtlosen Strecke einem Temperaturdruck ausgesetzt. Der Temperaturdruck ist proportional zur Anzahl der Grad positiver Änderung der Schienentemperatur. Wenn die Railtemperatur auf den Maximalwert maxt ansteigt, erreicht der Temperaturdruck den Maximalwert maxPt.

Andererseits bleibt aufgrund des Verbindungswiderstands und des Längswiderstands des Schienenbetts der Großteil des Temperaturdrucks auf den Schienenabschnitt beschränkt und nur ein sehr kleiner Teil wird in der Dehnungszone abgegeben. Dieser auf den Schienenabschnitt beschränkte Temperaturdruck muss nach den Naturgesetzen abgebaut werden, um einen vollständigen Ausgleich zu erreichen. Wenn es einen bestimmten Wert erreicht, kann es immer noch keinen Ausweg in Längsrichtung finden, es geht in Querrichtung, um einen Ausweg zu finden, und die Krümmung der nahtlosen Linie bietet ihm diese Möglichkeit, also die Längsrichtung Die Temperatur-Druck-Synthese der Radialkraft Pr zeigt einfach in die Richtung der Außenseite der Kurve, so dass die Kurve dem Trend der nach oben gerichteten Strangrichtung folgt. Und gerade Linien können nicht absolut gerade sein. Sobald sie sich irgendwo biegen, wird der Längstemperaturdruck auch in Richtung der Synthese der radialen Komponentenkraft Pr gebogen, was zu einer Biegeverformung in Richtung der geraden Strecke führt.
Solange der Temperaturdruck einen bestimmten Wert erreicht, erscheint auf diese Weise eine Querverformung der nahtlosen Leitungsbahn unvermeidlich.
Eine große Anzahl von Tests zeigt, dass diese Verformung des Entstehungs- und Entwicklungsprozesses ein bestimmtes Gesetz ist, das im Wesentlichen in drei Phasen unterteilt werden kann: stabile Phase, Ausbau der Gleisphase und Start- und Landebahnphase.
(A) Stabile Bühne halten
Die stabile Phase ist die Anfangsphase der nahtlosen Linie, um dem Temperaturdruck standzuhalten. In diesem Stadium erhöht sich zwar der Temperaturdruck aufgrund der Schienentemperatur, aber die Schiene verformt sich nicht, behält jedoch den Anfangszustand bei und die Temperaturkraft geht vollständig in den elastischen Zustand „Speicherung“ im Schienenabschnitt über. Je kleiner die anfängliche Biegung der Schiene ist, desto höher ist der diesem Zustand entsprechende Wert des Temperaturdrucks. Wenn die Schiene geometrisch idealerweise gerade ist, kann dieser Zustand anhalten, bis der Temperaturdruck einen beträchtlichen Wert erreicht, bevor es unter der Störung äußerer Kräfte zu einer plötzlichen Wassersucht kommt; Allerdings kann die Schiene aus verschiedenen Gründen geometrisch nicht ideal gerade sein, es wird immer ein gewisses Maß an Biegung geben; Daher kann der Temperaturdruck der Schiene während der Stabilisierungsphase nicht den oben genannten „erheblichen Wert“ erreichen. Im Gegenteil: Je geringer der Widerstand der Leitung und je schlechter die Gleisgeometrie, insbesondere in Bezug auf die Richtung, ist, desto geringer ist der verursachende Temperaturdruck tropfenförmige Verformung der Spur.
Ob das Gleis einer nahtlosen Strecke „stabil“ ist, hängt davon ab, ob der Temperaturdruck einen kritischen Wert erreicht hat, also ob die Gleistemperatur eine kritische Gleistemperatur erreicht hat. Der kritische Temperaturdruck bzw. die kritische Schienentemperatur variiert je nach Leitungszustand und kann hoch oder niedrig sein. Bei derselben nahtlosen Linie geht die Strecke von einem stabilen Zustand in einen expandierten Zustand über, solange die Temperatur den kritischen Wert überschreitet.
Der Temperaturdruck, bei dem die nahtlose Leitung aus einem stabilen Zustand in den expandierten Schienenzustand übergeht, wird als erster kritischer Temperaturdruck bezeichnet. Während der Haltephase ist die nahtlose Linie relativ sicher.
(ii) Ausbau der Bahnphase
Wenn die Railtemperatur weiter ansteigt und der Temperaturdruck den ersten kritischen Wert überschreitet, beginnt die Expansionsphase. Während dieser Phase kommt es durch den zunehmenden Temperaturdruck zu einer kleinen bis großen, kleinen bis großen seitlichen Verformung des Gleises, die teilweise mit bloßem Auge deutlich wahrnehmbar ist – die Biegelinien werden immer ausgeprägter, die Verformungsvektoren werden größer und die Gleisorientierung deutlich schlechter.
Aber die Streckentemperatur kann nicht unbegrenzt ansteigen. Wenn es ein bestimmtes Niveau erreicht (solange es innerhalb der Toleranz des Gleises liegt) und dann zu fallen beginnt, während der Temperaturdruck allmählich angehoben wird, kann man erkennen, dass die Verformung und Biegung des Gleises bis dahin abnimmt kehrt in seinen Ausgangszustand zurück. Mit anderen Worten: Während der Expansionsphase handelt es sich bei der Verformung des Gleises um eine elastische Verformung.
Die elastische Verformung einer nahtlosen Leitungsschiene unter Temperaturdruck wird als Gleisdehnung bezeichnet.
In der Expansionsphase kann nach Aufhebung des Temperaturdrucks die elastische Verformung der Schiene wieder auf den Ausgangszustand von nur 2 mm zurückgeführt werden. Theoretisch kann die elastische Verformung der Spur über 2 mm nach Aufhebung des Temperaturdrucks nicht vollständig wiederhergestellt werden, und es muss eine gewisse Restverformung verbleiben. Wenn sich die Temperatur der Strecke wiederholt ändert, summiert sich diese Restverformung und führt zu schwerwiegenden Richtungsfehlern. Daher muss der Umfang des Gleisausbaus zeitlich begrenzt werden.
(C) Landebahnbühne
In der Gleisausbauphase übersteigt der Temperaturdruck nicht die Kapazität der nahtlosen Strecke, es ist jedoch möglich, die Kapazitätsgrenze zu erreichen. Zu diesem Zeitpunkt ist die relative Stabilität der nahtlosen Linie kaum noch gegeben und die Sicherheit ist gefährdet.
Steigt die Streckentemperatur wieder leicht an, steigt der Temperaturdruck weiter an; Wenn das Gleis durch äußere Kräfte (z. B. Zugbremsen, bauliche Einflüsse, Hämmern von Schienen usw.) leicht gestört wird, führt der auf dem Schienenabschnitt angesammelte übermäßige Temperaturdruck dazu, dass die Gleisgeometrie plötzlich bösartige Veränderungen erfährt – der Verformungsvektor der Expansionsstufe plötzlich Die Gleise nehmen erheblich zu, manchmal bis zu Hunderten von Millimetern, und in einem Moment kann es zu einem gewaltigen Geräusch kommen, es kommt zu ernsthaftem Wasserverlust, das Herausziehen der Schienenreihe und das Herausziehen des morschen Bettes oder das Ablösen von Schienen und Schienenschwellen führen zum völligen Verlust der Fahrbedingungen. Durch die starke Verformung der Schiene ist zu erkennen, dass ihre Verformung ihre Elastizitätsgrenze überschritten hat und zu einer plastischen Verformung geworden ist. Schienenabschnitt auf der Temperaturkraft wurde alle freigegeben; Schiene im Naturzustand im Zustand „Nullspannung“, Temperaturdruck und Leitungswiderstand gleichzeitig eliminiert, wenn die Leitung stark beschädigt wurde.
Nahtlose Linienschiene im Temperaturdruck unter der Rolle der zerstörerischen Verformung, sogenannte Landebahn.