Что происходит с тепловым расширением у длинных рельсовых плетей? Речь идет, скорее, про железную дорогу (но кстати - насколько распространены в ex-USSR плети при укладывании трамвайных путей?). Простой расчет показывает, что при типичном коэффициенте теплового расширения порядка 10**(-5) 1/градус на километр пути при изменении температуры на 50 градусов появляется лишних полметра пути. Куда они могут при этом деться? :)

Еще один вопрос - верно ли, что рельсы (плети, по крайней мере) всегда укладываются летом?

Володя Кондратьев писал(а):
>
> Что происходит с тепловым расширением у длинных рельсовых
> плетей? Речь идет, скорее, про железную дорогу (но кстати -
> насколько распространены в ex-USSR плети при укладывании
> трамвайных путей?). Простой расчет показывает, что при
> типичном коэффициенте теплового расширения порядка 10**(-5)
> 1/градус на километр пути при изменении температуры на 50
> градусов появляется лишних полметра пути. Куда они могут при
> этом деться? :)

Для этого делают температурные стыки даже на бесстыковых сварных участках. В стыковые зазоры излишки рельс и деваются. При неправильной укладке пути происходят так называемые выбросы, т.е. рельсы выдавливают себя вбок. Очень опасное явление. Выбросы происходят в очень жаркое время года даже на качественно уложеных участках. Ничего не поделаешь, такова специфика. Движение на перегоне останавливают и выброс ликвидируют.

P.S. Рельсы делают из марок стали имеющих низкий К расширения, меньше чем Вы указали.

> Еще один вопрос - верно ли, что рельсы (плети, по крайней
> мере) всегда укладываются летом?
Не знаю, на перегоне Рязань-2 Листвянка года 4 назад производился капитальный ремонт пути. Делали его и зимой и летом, укладывали новые плети, кстати сварные. А смысл укладывать плети жарким летом не совсем ясен. С таким же успехом морозной зимой произойдет разрыв или недопустимо большое расширение зазора в температурном стыке.
Активизация ремонтных работ в летний период скорее связана не с особенностями рельсовых плетей, а с промерзанием верхнего слоя насыпи, что значительно осложняет укладку.

Трамвайные рельсовые плети и сейчас широко применяются.
При укладке рельсов по "бетонной технологии", в жару часть тепла уходит в бетон и рельсы не так сильно удлиняются. Поэтому на многих участках, отремонтированных по "бетонной технологии" (например, Литейный проспект в СПб) стыков нет вообще. Все сварено.
При ремонте по обычной, рельсошпальной технологии пердусматриваются, как написал Boris, температурные стыки, причем чем длиннее плеть, тем больше стыков. Рельсы рекомендуется сваривать в плети при средней для данного региона годовой температуре (для СПб +8 градусов), когда рельс находится в своей "номинальной длине".

Увидишь, куда оно девается.

Володя Кондратьев писал(а):
>
> Что происходит с тепловым расширением у длинных рельсовых
> плетей? Речь идет, скорее, про железную дорогу (но кстати -
> насколько распространены в ex-USSR плети при укладывании
> трамвайных путей?). Простой расчет показывает, что при
> типичном коэффициенте теплового расширения порядка 10**(-5)
> 1/градус на километр пути при изменении температуры на 50
> градусов появляется лишних полметра пути. Куда они могут при
> этом деться? :)
>

Никуда не деваются. Просто , как помнится из курса сопромата, деформация == напряжению . Т.е. нагревание рельса фиксированной длины эквивалентно по внутреннему напряжению сжатию с концов. Километровый сплошной рельс сжат силой (растянут), способной укоротить(удлинить) его на те самые полметра.
Т.е. по сравнению с применением зазоров в стыках это более "тупой" силовой подход. Возможен он стал именно с применением тяжелых железобетонных шпал с болтовым креплением рельса, которое намного прочнее костылей в деревянной шпале и не дает рельсу потерять устойчивость и "выброситься" вместе со шпалой.

> Еще один вопрос - верно ли, что рельсы (плети, по крайней
> мере) всегда укладываются летом?

Вполне возможно по той же причине - с точки зрения сохранения ширины колеи растяжение (т.е. охлаждение) предпочтительнее сжатия.

Сергей_Ф писал(а):

> Володя Кондратьев писал(а):

> > Еще один вопрос - верно ли, что рельсы (плети, по крайней
> > мере) всегда укладываются летом?
>
> Вполне возможно по той же причине - с точки зрения сохранения
> ширины колеи растяжение (т.е. охлаждение) предпочтительнее
> сжатия.

Зачем же зимой уродоваться и проводить земляные работы, отбивая замерзший грунт отбойными молотками и отгребая снег лопатами.

+

Sorry, в выходные так и не добрался до Интернета - отвечаю только сейчас.

Спасибо больше за ответы, но возникают новые вопросы.

Как устроены пресловутые температурные стыки? Насколько я понимаю, характерная длина плети метров 800. Бесстыковые сварные участки - они на протяжении этого участка? Это соединения привезенных кусков, условно говоря, по 25 метров, сделанные уже непосредственно на насыпи?

Далее. Открываю справочник: коэффициенты теплового расширения сталей (углеродистые - рельсы ведь из них делают?) лежат в диапазоне 10-15*10**(-6) 1/градус Цельсия. Или нужно смотреть другой материал?

Заранее спасибо!

В курсе физики рассказывают, что в состоянии теплового равновесия температуры у контактирующих тел одинаковы. Так что летом нагрев рельсов до температуры окружающего воздуха (20, а временами и выше 30 градусов) - вынь да положь. Ну и зимой, соответственно, они будут охлаждаться до минус 20-30 градусов. Так что разброс температур в 50 градусов будет обязательно. Единственное, от чего спасает (в смысле температурного режима) хороший контакт рельсов с бетоном, - это перегрев выше температуры воздуха. Ok, это во внимание я с самого начала не принимал (хотя для железнодорожных рельсов это еще усложнит исходную задачу).

> Далее. Открываю справочник: коэффициенты теплового расширения
> сталей (углеродистые - рельсы ведь из них делают?) лежат в
> диапазоне 10-15*10**(-6) 1/градус Цельсия. Или нужно смотреть
> другой материал?

Читать тут: http://www.mvsp.ru/index.php?FileIndex=1

Vadims Falkovs писал(а):
>
> Сергей_Ф писал(а):
>
> > Володя Кондратьев писал(а):
>
> > > Еще один вопрос - верно ли, что рельсы (плети, по крайней
> > > мере) всегда укладываются летом?
> >
> > Вполне возможно по той же причине - с точки зрения
> сохранения
> > ширины колеи растяжение (т.е. охлаждение) предпочтительнее
> > сжатия.
>
> Зачем же зимой уродоваться и проводить земляные работы,
> отбивая замерзший грунт отбойными молотками и отгребая снег
> лопатами.

Вопрос был задан сугубо о тепловом расширении, а не о здравом смысле.

Ответы на вопрос "Зачем уродоваться ..." - по старинной расейской традиции, "чтоб жизнь малиной не казалась" и "для специалиста главное - создать проблему, а потом победоносно ее решить"

Почему в разговорах о тепловом расширении рельсов никогда не фигурирует тепловое расширение земли?
Ведь в идеальном случае, если бы коэффициенты расширения того и другого совпадали, проблемы бы не было вообще. Из-за чего она есть? Перепад температуры рельса гораздо больше, чем почвы? (Что коэффициент расширения рельса гораздо больше, чем почвы, что-то не верится.) А почему?

ёё

Стефан писал(а):
>
> Почему в разговорах о тепловом расширении рельсов никогда не
> фигурирует тепловое расширение земли?
Тепловое расширение земли и рельса - совершенно разные вещи. Рельс однороден и прогревается достаточно равномерно по всему объему, поэтому о нем можно говорить как о физическом теле и применять классические формулы расширения при нагревании. Земную поверхность, а еще точнее насыпь из щебня, песка и т.п. как единое физическое тело рассматривать невозможно. Её слои могут перемещаться относительно друг друга, дышать. Если при нагревании каждый камешек щебенки увеличивается в объеме, то это совсем не означает, что насыпь растягивается в длину и ширину. Вдобавок теплопроводность насыпи на порядки ниже. На пляже обжигающий ноги песок прохладен уже на глубине 7-10 сантиметров. Поэтому тепловое расширение насыпи в расчетах не фигурирует.

Все заметно сложнее при строительстве автодорог, т.к. асфальт не обладает прочностью рельса, а тоненькая его корка подвержена воздействию температур не меньше чем рельс. Чтоб асфальт не трескался изобретают порой очень сложные "слоеные пироги", да и классику не забывают. Обратите внимание, на всех скоростных высококлассных бетонках есть температурные стыки выполняющие ту же самую роль, что и на рельсовом полотне.

... причем всю жизнь :-)
Действительно, в грунте ведь воздуха столько, что частицы можно хоть в два раза расширить - влезет.