Comportarea caii fara joante la temperaturi ridicate

COMPORTAREA CÃII FÃRÃ JOANTE LA TEMPERATURI

RIDICATE

Radu Constantin(1)

Ciobanu Constantin(2)

I. INTRODUCERE.

În condiţii necorespunzătoare date, în perioada călduroasă a anului,

efortul axial de compresiune din cadrul şine-traverse poate conduce la pierderea

stabilităţii căii, respectiv, poate conduce la şerpuirea căii.

Figura 1. Şerpuire

La toate administraţiile de cale ferată, calea fără joante este astfel

concepută încât în exploatare - atât la linia neîncărcată de convoi cât şi la linia

încărcătă de convoi – să nu se producă şerpuirea căii.

Pentru a fi evitată şerpuirea căii este necesară cunoaşterea efortului axial

admisibil de compresiune – notat în continuare cu Na; acest efort axial admisibil

de compresiune depinde de numeroşi factori (tipul şinei; rezistenţa laterală;

defectul de direcţie; raza curbei; temperatura de fixare a şinei; rezistenţa care se

opune la rotirea şinei prinderi; rezistenţa longitudinală; rigiditatea reazemului de

sub talpa şinei; încărcarea pe osie; distanţa dintre pivoţii boghiurilor şi distanţa

între osiile boghiului, etc.).

(1) Profesor Universitar Doctor Inginer, UTCB

(2) Asistent Universitar Inginer, UTCB

Numărul mare de factori care au influenţă asupra comportării în

exploatare a căii fără joante la variaţii de temperatură a condus la concluzia –

prezentă şi în literatura de specialitate - prin care se subliniază că procesul de

pierdere a stabilităţii căii este un proces deosebit de complex.

Caracterul complex al comportării căii fără joante la variaţii de

temperatură a impus ca, elementele necesare de proiectare, realizare şi de

întreţinere ale unei astfel de căii să fie determinate nu numai prin calcul ci – mai

ales – prin încercări la scară naturală. Astfel de încercări s-au efectuat atît pentru

situaţiile posibile din realitate ale căii considerate în regim normal de

funcţionare cât şi pentru situaţiile posibile din realitate ale căii slăbite

(considerate ca făcând parte dintr-un regim dorit de funcţionare).

Figura 2. Încercare la scarã naturalã

Atât prin calcule cât şi prin încercări s-a urmărit determinarea în primul

rând ( aşa cum s-a menţionat) a efortului axial admisibil de compresiune (Na);

pe baza acestui efort admisibil se reglementează apoi:

- intervalul prescris de fixare definitivă;

- condiţiile pentru execuţia diverselor lucrări de intervenţiie la cale.

Apare astfel problema definirii situaţiilor posibile care aparţin regimului

normal de funcţionare al căii şi problema definirii situaţiilor ce corespund liniei

slăbite (prin execuţia diverselor lucrări de intervenţiie la cale). Pentru o alcătuire

dată a căii (având prismă din piatră spartă), situaţia posibilă aparţinând

regimului normal de funcţionare – denumită ''situaţie de calcul'' în [6]- este

considerată situaţia caracterizată prin următoarele: prisma căii este în stare

uscată; piatra spartă din prisma căii este nouă; piatra spartă este în stare slab

compactată (situaţia care corespunde efectuării unui buraj cu ajutorul unei

baterii de ciocane electrice de vibrat); există un defect maxim admis de direcţie.

De asemenea, apare problema stabilirii modului în care - pe baza

măsurătorilor (de deplasări şi de temperaturi în şină, efectuate cu ocazia

încercărilor la scară naturală, sau pe baza calculelor) - poate fi stabilită valoarea

corectă a efortului axial admisibil de compresiune (Na).

Cum între efortul axial de compresiune (Na) şi variaţia de temperatură

există relaţia de proporţionalitate cunoscută, această problemă se poate reduce la

stabilirea variaţiei admisibile de temperatură at în şină, astfel încât să fie

evitată şerpuirea căii.

II. STABILIREA CREŞTERII ADMISIBILE DE TEMPERATURÃ at .

În fig.3 este reprezentată diagrama ft , care poate rezulta din

măsurători [1, 6, 8] sau din calcule[1, 8] pentru situaţia dată ''i''. Defectul de

direcţie corespunzător temperaturii de fixare are săgeata ''f0''.

f

t

S

I

t

t

S

I

R

P

f0

21 3

Fig.3. Curba ft .

Având această diagramă, problema constă în determinarea creşterii

admisibile de temperatură - notată cu iat - în condiţiile 'i'' date. Creşterea

admisibilă de temperatură iat va trebui să fie mai mare decât creşterea

efectivă maximă de temperatură care este posibilă pentru condiţiile 'i'' date -

notată cu ieft ; deci:

ieft <

iat (1)

Notând cu ‘’t’’ temperatură maximă care poate fi atinsă în şină şi cu ‘’tf‘’

temperatura de fixare a şinelor, vom avea:

fief ttt (2)

În acest caz, prin condiţiile ''i'' date se se consideră ca fiind cunoscute

alcătuirea căii, starea căii, raza curbei şi ămploarea defectului de direcţie.

Creşterea admisibilă de temperatură iat se poate determina:

- prin calculul la şerpuire (în prezenţa sau în lipsa convoiului);

- prin interpretarea încercărilor.

În ambele cazuri, temperatura de fixare ‘’ tf ‘’ trebuie să ţină seama de

toată perioada de exploatare a tronsoanelor sudate (care să ţină seama de

modificările temperaturii de fixare pe perioada cuprinsă între momentul

introducerii tronsoanelor sudate în cale şi momentul reparaţiei capitale cu

înlocuirea acestor tronsoane).

După [1], creşterea admisibilă de temperatură în condiţiile 'i''- notată cu

iat - se poate obţine pe baza creşterilor caracteristice de temperatură întâlnite

în cadrul procesului de pierdere al stabilităţii cadrului şine; creşterile

caracteristice de temperatură sunt:

- creşterea de temperatură superioară iSt ;

- creşterea de temperatură inferioară iIt .

Aceste creşteri specifice sunt considerate în raport cu temperatura de

fixare ''tf'' (avută în vedere în calcule sau avută în vedere la realizarea încercării

la scară naturală); deci, notând temperatura şinei aferentă punctului ''S'' cu ''tS'' şi

temperatura şinei aferentă punctului 'i' cu ''tI'', pot fi scrise egalităţile:

fSiS ttt (3)

fIiI ttt (4)

Creşterea de temperatură critică superioară iSt corespunde situaţiei de

echilibru instabil [1,6,8] la care se produce efectiv pierderea stabilităţii cadrului

şine-traverse; drept urmare, creşterea de temperatură admisibilă în condiţiile 'i''-

notată cu iat i – trebuie să fie stabilită:

- prin aplicarea unei marje de siguranţă de reducere a creşterii definite

prin relaţiile (4); (conform[1], această marjă de siguranţă este – după caz(a se

vedea mai jos) - cuprinsă între 00C şi 5,5

oC;

- prin aplicarea unui coeficient corespunzător de siguranţă.

Creşterea de temperatură inferioară iIt corespunde echilibrului stabil

aferent celei mai mari creşteri de temperatură la care, prin aplicarea unei forţe

laterale asupra cadrului şine-traverse, nu se mai poate declanşa un proces

dinamic de şerpuire; pentru cazul general din fig.1, procesul dinamic de şerpuire

corespunde trecerii de la situaţia de echilibru stabil care este aferentă punctului

''2'' la situaţia de echilibru nestabil aferentă punctului ''3''.

În cazul unei linii cu rezistenţă laterală puternică (având această

rezistenţă laterală cuprinsă între 12-14 kN/traversă), diferenţa dintre creşterea de

temperatură critică superioară iSt şi creşterea de temperatură critică inferioară

iIt este mai mare de 5,5

0C [1], iar - ca urmare - creşterea de temperatură

admisibilă iat se alege egală cu creşterea de temperatură inferioară; adică:

iat =

iIt (5)

În cazul liniilor care au rezistenţă laterală medie (având această rezistenţă

laterală cuprinsă între 8 -12 kN/traversă) şi curburi medii, diferenţa dintre

creşterea de temperatură critică superioară iSt şi creşterea de temperatură

critică inferioară iIt este de regulă sub 5,5

0C, creşterea de temperatură

admisibilă iat se alege[1] cu 5,5

0C sub cu creşterea de temperatură critică

inferioară:

iat =

iIt – 5,50C (6)

În cazul liniilor având o curbură mare şi care au o rezistenţă laterală

redusă (sub 8 kN / traversă), creşterea de temperatură critică iSt se situează

sub creşterea de temperatură critică iIt coincid ( 0 ); în acest caz creşterea

de temperatură admisibilă iSt se alege - la fel ca şi în cazul anterior - cu 5,5

0C

sub creşterea de temperatură critică inferioară:

iat =

iIt – 5,50C (7)

Practic, parametrii principali [1] care caracterizează procesul de şerpuire sunt

reprezentaţi de [1]: tipul şinei ; rezistenţa laterală ; defectul de direcţie; raza

curbei; temperatura de fixare a şinei; rezistenţa la rotire a prinderilor.

Ca parametrii secundari sunt consideraţi [1]: rezistenţa longitudinală;

rigiditatea reazemului de sub talpa şinei; încărcarea pe osie; distanţa dintre

pivoţii boghiurilor şi distanţa între osiile boghiului.

III. IPOTEZE DE CALCUL ŞI MODELARE

Ţinând seama de faptul că prin Instrucţia 341 [10] intervalul de fixare

definitivă este (la CFR) acelaşi pentru toate tipurile de şine şi că pericolul de

şerpuire sporeşte odată cu creşterea tipului de şină calculele efectuate în cadrul

prezentului referat se referă la tipul 65 de şină.

Tinând seama de amploarea defectelor de direcţie, întâlnite în cadrul

experimentărilor la scară naturală şi în cadrul calculelor la şerpuire prezentate în

literatura de specialitate şi de prevederile Instrucţiei 314 [11], referitoare la

abaterile privind poziţia liniei în plan (atât în zonele în aliniament cât şi în

cele în curbă), date în funcţie de vitezele maxime de circulaţie şi de raze,

calculele efectuate în cadrul prezentului referat legate de amploarea defectelor

de direcţie se referă atât la pante ale neregularităţilor de 2 ‰ şi mai mici

(care rezultă prin prelucrarea datelor din [11]) cât şi în cazul neregularităţilor

mai mari avute în vedere în literatura de specialitate (valori de peste 6 ‰ pentru

panta neregularităţilor). Efectuarea calculelor pentru neregularităţile având

pante mari a fost necesară pentru a putea fi efectuate comparţii cu rezultate

ale unor calcule prezentate în literatura de specialitate [1], [5].

Ţinând seama de valoarea minimă a razei admise la CFR la trecerea de

la calea cu joante la calea sudată, de valoarea razei minime avute în vedere în

majoritatea calculelor şi încercărilor prezentate în literatura de specialitate ([1],

[5]) şi având în vedere faptul cã pericolul de şerpuire creşte odată cu micşorarea

razei, calculele şi analiza efectuate în cadrul prezentului referat se referă la

două situaţii distincte privind poziţia liniei în plan şi anume:

- cale situată în aliniament ;

- cale situată în curbă (raza R = 350 m).

Evident, pericolul de şerpuire este mai mare în cazul căii neconsolidate.

Din acest motiv, calculele şi analiza efectuată în cadrul prezentului referat se

referă atât la calea stabilizată (cu valori mari ale rezistenţei laterale) cât şi la

calea neconsolidată (cu valori mai reduse ale rezistenţei laterale). Indiferent însă

de gradul de consolidare pe care îl are linia sudată, deoarece producerea

şerpuirii este condiţionată de prezenţa defectului de direcţie maxim, calculele şi

analiza efectuată în cadrul prezentului referat sunt făcute, în toate situaţiile,

pentru cazul în care cadrul şine - traverse are defecte de direcţie. Mai mult,

calculele au fost efectuate considerând o lege de variaţie a rezistenţei laterale

în funcţie de deplasare care este neliniară, având o valoare maximă Fp şi o

valoare pentru deplasări mari FL (cu FL< FP).

În fine, dintre situaţiile prevăzute în [10] , ca situaţii defavorabile privind

pericolul de producere al şerpuirii au fost avute în vedere următoarele:

- Existenţa a trei traverse la care, prinderile fiind desfăcute, nu se mai

poate mobiliza rezistenţa lor laterală;

- Existenţa unei porţiuni cuprinzând 15 traverse la rând, porţiune pe

care rezistenţa laterală se consideră 85% din valoarea rezistenţei

corespunzătoare căii nestabilizate. Se poate considera că această

situaţie intervine şi în cazul pierderii stabilităţii sub tren (în cazul unei

distanţe mari între boghiurile vagonului).

În calculele şi analizele efectuate în cadrul prezentului referat s-a

urmărit în permanenţă evaluarea pericolului de şerpuire la temperaturi ridicate

în corelaţie cu specificitatea reglementărilor CFR privind calea fără joante

(existenţa unei temperaturi maxime reglementate unice pe întreg teritoriul ţării

noastre; existenţa unei temperaturi minime reglementate unice pe întreg

teritoriul ţării noastre şi existenţa unui interval unic de fixare definitivă a

tronsoanelor sudate pe întreg teritoriul ţării noastre, interval care este acelaşi

indiferent de tipul şinei şi al traversei).

Având în vedere cele de mai sus s-a realizat un calcul bazat pe modelarea

prin elemente finite a unui tronson de cale fãrã joante.

S-au definit urmãtoarele elemente:

- rezistenţa lateralã ;

- rezistenţa longitudinalã ;

- rezistenţa care se opune la rotirea sinei în prinderi ;

- sectiunile si caracteristicile de material ale şinelor şi traverselor;

- geometria cãii (aliniament sau curbe de diverse raze);

- caracteristicile geometrice ale defectului de directie initial.

Pe aceste modele s-a realizat calculul, ce a urmãrit aplicarea creşterilor de

temperaturã în corelaţie cu comportarea realã a cãii (respectiv obţinerea pe

model a comportãrii neliniare pentru rezistenţa lateralã, rezistenţa longitudinalã

şi rezistenţa care se opune la rotirea şinei în prinderi).

IV. REZULTATE OBŢINUTE.

IV.1 Influenţa pantei defectului de direcţie

Pentru determinarea influenţei pantei defectului de direcţie, mai intâi, s-a

pastrat lungimea constantă a defectului de 9 m şi s-a variat mărimea sãgetii

iniţiale a defectului. Panta defectuluii de direcţie s-a notat cu ”i”.

S-au ales trei valori ale acestei săgeţi: de 4 cm (i = 0.89 %) ; 3 cm (i = 0.66

%) şi 2 cm (i = 0.44 %).

Calculul s-a efectuat pentru rezistenţe laterale caracterizate prin:

- Fp = 10 kN/m Fl= 6.7 kN/m, prisma de piatra spartă stabilizată;

- Fp = 6 kN/m Fl = 5.3 kN/m, prisma de piatra spartă nestabilizată.

Pentr ambele cazuri de mai sus s-a considerat că valoarea de vârf se atinge

la o deplasare laterală de pânã 0,003 m.

Valorile obţinute pentru creşterile iSt şi

iIt , sunt următoarele:

Pentru aliniament :

l = 9 m

prisma stabilizată prisma nestabilizată

iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

f = 2 cm i = 0.44% 142 58 108 47

f = 3 cm i = 0.67% 91 50 68 39

f = 4 cm i = 0.89% 73 43 57 34

Pentru curba cu R = 350 m:

l = 9 m


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

f = 2 cm i = 0.44% 65 40 40 29

f = 3 cm i = 0.67% 55 37 36 27

f = 4 cm i = 0.89% 48 34 30 24

S-au repetat calculele pentru o alta lungime de12 m, păstrând

nemodificată panta defectului de direcţie. Au fost obţinute rezultate

urmãtoarele rezultate:

Pentru aliniament :

l = 12 m


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

f = 4 cm i = 0.67% 92 52 68 39

f = 2,66 cm i = 0.44% 148 60 110 49

Pentru curba cu R = 350 m:

l = 12 m


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

f = 4 cm i = 0.67% 57 36 36 24

f = 2,66 cm i = 0.44% 67 41 43 29

IV.2 Influenţa curburii.

S-au efectuat calculele pentru două pante ale defectului de direcţie (i =

0,89% şi i = 0,67%) şi o aceeaşi lungime de 9 m a acestui defect; în acest caz

săgeţile defectului de direcţie au rezultat egale cu 4 cm si respectiv de 2 cm;

săgeata iniţială s-a notat cu f0.

S-au considerat rezistentele laterale:





Pentru Fp = 10 kN/m Fl= 6.7 kN/m, prisma de piatră spartă stabilizată:

RAZA f 0= 4 cm; l = 9 m ;

i = 0,89%

f0 = 2 cm; l = 9 m;

i = 0,44 %

iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

300 m 45 33 59 38

350 m 48 34 65 40

400 m 51 35 70 42

600 m 57 37 79 45

800 m 60 38 85 47

1000 m 63 39 91 49

aliniament 73 43 142 60

Pentru Fp = 6 kN/m Fl = 5.3 kN/m, prisma de piatră spartă nestabilizată :

RAZA f 0= 4 cm; l = 9 m

i = 0,89%

f 0= 2 cm; l = 9 m

i = 0,44 %

iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

300 m 27 23 36 26

350 m 30 24 40 29

400 m 33 25 45 30

600 m 40 28 56 35

800 m 45 30 65 39

1000 m 47 31 71 41

aliniament 57 34 110 49

IV.3.Influenţa lucrãrilor la cale. S-a urmarit determinarea influenţei pe care o au intervenţiile la cale

prevãzute de Instrucţia 341.

Cazul 1:

Verificarea cazului prevãzut în Instrucţia 341 – anexa 6a – 6.1 înlocuirea

materialului mãrunt. Acest caz prevede cã intervenţia se face la grupuri de trei

capete de traversã, distanţa minimã între grupuri fiind de cel puţin 30 m.

S-a ales situaţia cea mai nefavorabilã – aceea în care cele trei traverse sunt

situate chiar în zona în care este prezent şi defectul de direcţie.

Calculul s-a fãcut atât pentru aliniament cât şi pentru curbã cu raza 350 m.

Caracteristicile defectului de direcţie considerat sunt : sãgeata = 3 cm şi

lungimea = 9 m (panta neregularitãţii i = 0,67%).

S-au considerat rezistentele laterale (pentru traversele în funcţiune):





Pentru aliniament:


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

situaţie normalã 91 50 68 39

trei traverse nu lucreazã 62 32 51 27

Pentru curbã cu raza 350 m :


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)



Cazul 2:

Verificarea cazului prevãzut în Instrucţia 341 – anexa 6a – 6.1 înlocuirea

materialului mãrunt. Acest caz prevede cã intervenţia se face la grupuri de trei

capete de traversã, distanţa minimã între grupuri fiind de cel puţin 30 m.

S-a ales situaţia cea mai nefavorabilã – aceea în care cele trei traverse sunt



Caracteristicile defectelor de direcţie considerate sunt :

- sãgeata = 2 cm şi lungimea corzii = 20 m (panta neregularitãţii i = 0,2%);

- sãgeata = 1,5 cm şi lungimea corzii = 20 m (panta neregularitãţii i =

0,15%);

- sãgeata = 1,0 cm şi lungimea corzii = 20 m (panta neregularitãţii i = 0,1%);

Aceste defecte de direcţie, potrivit articolului 7b din Instrucţia 314 [2]

corespund liniei in aliniament şi vitezelor maxime de circulaţie : sub 50Km/h ;

între 51 şi 80 km/h şi între 81 şi 100 km/h.

S-au considerat rezistentele laterale(pentru traversele în funcţiune):





Pentru aliniament:

Defect de direcţie cu

i= 0,2%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)

situaţie normalã valori f.mari 74 valori f.mari 61

trei traverse nu lucreazã valori f.mari 48 valori f.mari 42


i= 0,15%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)




i= 0,1%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)





i= 0,2%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)




i= 0,15%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)




i= 0,1%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)



Cazul 3

Verificarea cazului prevãzut în Instrucţia 341 – anexa 6a – 1. rectificarea

nivelului prin buraj manual sau cu ciocane electrice. Instrucţia prevede ca

intervenţia să se facă cu ridicarea a cel mult 15 traverse consecutive, iar distanţa

dintre douã puncte aflate în acelaşi timp în lucru , sã fie mai mare de 15 m.

S-a ales situaţia cea mai nefavorabilã – aceea în care cele 15 traverse sunt


S-a considerat cã rezistenţa lateralã corespunzãtoare traverselor ce se ridicã

este egalã cu 85% din rezistenţa lateralã a traverselor neafectate de lucrare.


Caracteristicile defectelor de direcţie considerate sunt :

- sãgeata = 2 cm şi lungimea corzii = 20 m (panta neregularitãţii i = 0,2%);

- sãgeata = 1,5 cm şi lungimea corzii = 20 m (panta neregularitãţii i =

0,15%);

- sãgeata = 1,0 cm şi lungimea corzii = 20 m (panta neregularitãţii i = 0,1%);

Aceste defecte de direcţie, potrivit articolului 7b din Instrucţia 314 [2]

corespund liniei in aliniament şi vitezelor maxime de circulaţie : sub 50Km/h ;

între 51 şi 80 km/h şi între 81 şi 100 km/h.

S-au considerat rezistentele laterale(pentru traversele în funcţiune):



Pentru traversele afectate, s-au considerat rezistentele laterale:

- Fp = 8,5 kN/m Fl= 5,7 kN/m, prisma de piatra spartă stabilizată;

- Fp = 5,1 kN/m Fl = 4,5 kN/m, prisma de piatra spartă nestabilizată.



Pentru aliniament:

Defect de direcţie

cu i= 0,2%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)


15 traverse

ridicate

valori f.mari 70 valori f.mari 57

Defect de direcţie

cu i= 0,15%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)


15 traverse

ridicate


Defect de direcţie

cu i= 0,1%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)


15 traverse

ridicate



Defect de direcţie

cu i= 0,2%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)


15 traverse ridicate 78 40 44 28

Defect de direcţie prisma stabilizată prisma nestabilizată

cu i= 0,15% iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)



Defect de direcţie

cu i= 0,1%


iSt (°C)

iIt (°C) iSt (°C)

iIt (°C)



V. CONCLUZII

V.1. Stabilirea prin calcul a situaţiilor de echilibru aferente cadrului şine-

traverse supus la variaţii de temperatură în raport cu temperatura de fixare este

o problemă deosebit de complexă care necesită un volum mare de muncă, chiar

în condiţiile utilizării mijloacelor moderne de calcul. Acest fapt se datorează -

pe de o parte - caracteristicilor neliniare aferente parametrilor prin care se

caracterizează comportarea căii fără joante şi - pe de altă parte - mulţimii

situaţiilor în care se poate afla cadrul şine-traverse în exploatare , în funcţie de

prismă stabilizată sau nestabilizată; cale fără slăbire sau cale cu slăbire (ca

urmare a lucrărilor) ; situaţia liniei în plan (în aliniament sau în curbe cu diferite

raze); cale cu defecte de direcţie în limite admise sau cu astfel de defecte în

afara limitelor ; cale cu diverse alcãturi constructive obişnuite (tipul de şinã, de

traversã, de prindere, dimensiunile prismei cãii) sau cale cu diverse mãsuri

constructive de sporire a rezistenţei laterale (folosirea dispozitivelor de creştere

a rezistenţei laterale, cale fãrã prisma cãii).

V.2. S-au efectuat calcule pentru principalele situaţii caracteristice scoase

în evidenţã la punctul V.1 în vederea stabilirii creşterilor de temperaturã prin

care se caracterizeazã pericolul de şerpuire a cãii. Aceste creşteri de temperaturã

calculate sunt:

- creşterea de temperaturã superioarã iSt ;

- creşterea de temperaturã inferioarã iIt ,

definite conform figurii 3.

Situaţiile care caracterizeazã pericolul de şerpuire s-au stabilit având în

vedere: influenţa poziţiei cadrului şine-traverse în plan (în aliniament şi în

curbã); gradul de stabilizare a prismei cãii (prismã stabilizatã şi prismã

nestabilizatã); amploarea defectelor de direcţie; consecinţele intervenţiilor

asupra prinderilor (desfacerea prinderilor) şi asupra prismei cãii. Totodatã,

aceste situaţii au în vedere prevederile reglementãrilor în vigoare la CFR privind

alcătuirea, întreţinerea şi supravegherea căii fără joante şi prevederile similare

din literatura de specialitate.

Din analiza rezultatelor obţinute mai sus şi compararea lor cu rezultatele

calculelor date în literatura de specialitate (a se vedea bibliografia) rezultã cã,

prin respectarea reglementãrilor în vigoare la CFR, practic, nu apare pericolul

de producere a şerpuirii cãii la temperaturi în şinã de 60°C – restricţii de vitezã

în zona temperaturilor ridicate sunt necesare numai dacã temperatura de fixare

este la partea inferioarã a intervalului prescris de fixare definitivã şi în cazul

cãii nestabilizate.

Pentru justificarea acestei concluzii se precizeazã:

- Nu trebuie coborâtã raza curbei pe porţiunile de cale fãrã joante sub

valoarea de 350 m, fãrã prevederea mãsurilor speciale de fortificare a cãii;

- Abaterile maxime de direcţie prezente în cale nu trebuie sã depãşeascã

limitele admise în reglementãri;

- Intervenţiile la cale care au drept consecinţã slãbirea cãii (desfacerea

prinderilor, dezvelirea capetelor traverselor, scoaterea balastului dintre traverse,

ridicarea liniei etc.) trebuie planificate şi executate în condiţiile prevãzute în

reglementãri adicã temperatura de lucru din perioada de execuţie a lucrãrilor sã

nu depãşeascã creşterea peste temperatura de fixare, admisã în aceste

reglementãri;

- Restricţiile de vitezã în zona temperaturilor ridicate vor fi prevãzute în

funcţie de încadrarea defectelor de direcţie în limitele prevãzute de Instrucţia

314 [10] şi creşterile de temperaturã inferioarã iIt , din tabelele de mai sus

pentru raza de 350 m. Ca urmare este raţionalã:

a.) practica de evitare a execuţiei lucrãrilor care slãbesc linia în perioada

cãlduroasã a anului fãrã refixarea tronsoanelor la o temperaturã ridicatã

peste limita superiarã a intervalului de fixare definitivã;

b.) folosirea stabilizatorului dinamic de cale în alcãtuirea sistemei de maşini

pentru execuţia lucrãrilor la cale (care slãbesc prisma cãii), astfel încât sã se

obţinã rezistenţe laterale ridicate imediat dupã terminarea lucrãrilor;

c.) fixarea definitivã a tronsoanelor la temperaturi de fixare situate în

jumãtatea superioarã a intervalului reglementat pentru fixarea definitivã

(cuprins între 17 şi 27 °C) ;

d.) respectarea proiectelor de suprastructurã a cãii şi de sudare a aparatelor de

cale aparţinând capetelor de staţii, elaborate de Institulul de profil, privind

alcãtuirea constructivã a cãii (tipul şinei, dimensiunile prismei cãii, poza

cãii etc), atât pentru liniile curente cât şi pentru incintele staţiilor.

V.3. O problemã deosebitã este reprezentatã de pericolul de şerpuire care apare

în zonele aparţinând capetelor de staţii având aparatele de cale sudate şi

încorporate în calea fãrã joante. În aceste cazuri existã curbele de legãturã cu

razã sub 350 m şi zone cu eforturi axiale mai mari decât cele din linia sudatã

obişnuitã, zone situate la vârful aparatelor de cale sudate.

De asemenea se dezvoltã eforturi axiale mai mari decât cele din linia

sudatã obişnuitã pe zonele de acces la podurile cu lungime mare (rampa de acces

de lângã aparatul de reazem mobil) la care nu existã aparate de compensare .

În aceste situaţii, care nu sunt cuprinse în reglementãrile actuale de la

CFR, urmeazã a fi respectate prevederile din documentaţiile (proiectele)

elaborate de unitãţile de profil.

Bibliografie:

1. Radu, C : Traducere din limba franceză a lucrării “Îmbunataţirea cunoaşterii

eforturilor care apar la calea cu sine lungi sudate inclusiv la aparate de cale . Teoria

stabilităţii căii cu şine lungi sudate “ - Traducerea a fost verificată de Ing.Ungureanu C-

tin , ing.Ungureanu Valentin Vasile şi ing.Ciobanu C-tin . UTCB , biblioteca CFDP - 1999

2. Radu, C : Extras din lucrarea " Interacţiunea cale/ lucrările de artă.Recomandări

penru calcule " - fişa UIC 774-3 din septembrie 1998 (traducere din limba franceză

verificată de : ing.C.Ungureanu ; ing. V.V. Ungureanu şi ing .C. Ciobanu ).

3. Radu, C. Traducerea lucrării " Interacţiunea termică între şinele lungi sudate şi

podurile de cale ferată " ( traducere din limba franceză a articolului cu acelaşi titlu ,publicat

în revista " Rail International " de Ladislav Fryba , martie - 1985 ) Biblioteca CFDP

4. Şahunianţ G.M.: Calea ferată Editura ''TRANSPORT'', Moscova, 1966.

5.Esveld, C. : "IMPROVED KNOWLEDGE OF CWR TRACK'' .TU Delft.

6.Bromberg, E.M.; Stabilitatea căii fără joante(în limba rusă),Editura 'TRANSPORT'',

Moscova, 1966.

7. Anweisungen für das Herstellen luckenloser Gleise und Weichen, für das

Schweiβen und für die Ultraschallprüfungen im Oberbau.Deutsche Bundesbahn.Gültig vom

Januar 1986

8.Prud'home A. şi Janin,G. Stabilitatea liniilor cu şine lungi sudate.În Revue Generale

de Chemins de FermFramţa,88,februarie şi martie 1969.

9.ALIAS J. : Le Rail, Eyrolles, Paris,1987.

10. Instrucţia de norme şi toleranţe pentru construcţia şi întreţinerea căii + linii cu

ecartament normal, Nr 314 , Ministerul Transporturilor şi Telecomunicaţiilor Departamentul

cailor ferate, Direcţia Linii şi Instalaţii

11. Instrucţia pentru alcătuirea, întreţinerea şi supravegherea căii fără joante, Nr.341,

Ministerul Transporturilor şi Telecomunicaţiilor Departamentul cailor ferate, Direcţia Linii şi

Instalaţii

12. Alte reglementările în vigoare la CFR .

Comportarea caii fara joante la temperaturi ridicate

Documents