Зміна температури рейки відбувається в умовах складного теплообміну. Влітку, перебуваючи під дією сонячних променів, рейки отримують теплову енергію, витрачаючи її частина на зворотне випромінювання і тепловіддачу в навколишнє середовище. Коли рейок нагрівається (тепла підводиться більше, ніж відводиться), значення температури в різних його точках, змінюючись в часі, все більше зростають.
При досягненні рівноваги (теплового) між кількістю підводиться і віддається тепла температура рейок перестає підвищуватися, хоча локальні значення температури різних ділянок як по довжині рейки (железнодорожниерельси р-65, рейки р-50), так і по його поперечному перерізі можуть досить суттєво відрізнятися. Видимий різниця в температурі за поперечним перерізом рейки (головка, шийка, підошва) досягає 10 ° С. Потім температура рейки знижується, а його температурне поле вирівнюється.
Температура рейки залежить від багатьох факторів:
- температури повітря,
- типу рейки і стану його поверхонь,
- а також орієнтування рейки відносно сторін світу, плану і профілю колії;
- поперечного профілю земляного полотна (насип, виїмка, нульове місце),
- інтенсивності сонячної радіації і прозорості атмосфери,
- швидкості і напряму вітру,
- якості і відбивної здатності баласту
- і ряду інших причин.
При одній і тій же температурі повітря і різних поєднаннях інших перерахованих факторів температура рейки влітку на одному і тому ж перегоні може бути різною, причому різниця температур в залежності від умов може досягати 10-15 ° С і навіть більше.
Температура рейок влітку в денні години, як правило, вище температури повітря. Різниця температур рейки і повітря є величиною змінною і з підвищенням максимальної температури повітря дещо зменшується. Різниця температур рейки і повітря влітку досягає 16-18 ° С в північних регіонах і 24-26 ° С - в середніх і південних районах (в регіонах Росії на рейки ціни) країни. За розрахункову різницю температур між ними влітку в даний час приймають 20 ° С, тобто
де tp - температура рейки;
tв - температура повітря.
Взимку температура рейок менше відрізняється від температури повітря. Спостереження показали, що в зоні екстремальних зимових температур повітря (-30 ° С і нижче) їх температура може бути на 3-5 ° С вище в порівнянні з повітрям. Через вихолоджування при сильному вітрі температура може бути і нижче температури повітря. Однак зазвичай взимку температура рейок і повітря збігається, і в розрахунках приймають tp = tв.
При виготовленні та укладанні рейкових батогів, виконанні робіт з технічного обслуговування і ремонту безстикової колії вимірюють фактичну температуру рейок. В даний час такий прийнято вважати температуру головки рейки.
При подібних вимірах застосовують різні технічні засоби:
- прилади для безпосереднього виміру в дорозі на місці проведення робіт;
- стаціонарні прилади для вимірювання на постах метеорологічних станцій і дистанцій колії;
- стаціонарні або переносні прилади для вимірювання на рейкозварювальних підприємствах в процесі виготовлення батогів.
Вперше температура рейкової батоги вимірюється на рейкозварювальна підприємстві, де визначається та, при якій виготовлена батіг.
У проекті укладання безстикової колії кожній парі рейкових батогів присвоюється порядковий номер, під яким в подальшому вона буде значитися в заявці на зварювання та інших облікових документах, але про це мова ще попереду.
На початку і наприкінці кожної батоги на внутрішній стороні шийки рейки (з боку осі колії) білою масляною фарбою вказується номер рейкозварювальна підприємства, номер батоги по зварювальної відомості, її довжина в метрах з точністю до другого знака після коми при температурі рейок +20 ° С. При іншій температурі рейкова батіг, очевидно, буде мати іншу довжину. Зміна? L довжини рейкової батоги в цьому випадку може бути визначено за формулою
L = 0,0000118L (20 - t), (1.1)
де L - довжина рейкової батоги при температурі +20 ° С (вказана на внутрішній стороні шийки рейки);
t - температура рейкової батоги в момент вимірювання.
Приклад 1.1.
Довжина рейкової батоги, виготовленої на підприємстві 42 по зварювальної відомості 317, становить 796,22 м, а температура рейки - 18 ° С. Яку довжину батоги слід вказати на внутрішній стороні
шийки рейки?
Зміна довжини рейкової батоги складе
L = 0,0000118. 796,22. (20 - 18) = 0,02 м.
На внутрішній стороні шийки рейки повинна бути вказана довжина 796,22 + 0,02 = 796,24 м.
Після укладання рейкової батоги в шлях додатково до наявної маркування наносять номер батоги по проекту із зазначенням сторонності, дату укладання та температуру батоги при закріпленні її на підкладках.
42 - 317 - 796,24 - 12 п - 11.06.13 + 24.
При закріпленні батогів на шпалах температуру рейок вимірюють двічі - перед початком і після закінчення закріплення. Для прискорення процесу вимірювання температури рейкових батогів спочатку їх закріплюють тільки на кожній п'ятій шпалі.
З моменту закріплення рейкової батоги на постійний режим починається «температурна життя» батоги, а сама температура закріплення може вважатися початком цьому житті. Температуру закріплення рейкової батоги іноді називають нейтральною.