Вы когда-нибудь обращали внимание на стыки железнодорожных рельс? Оказывается, они бывают разные. Самые необычные - это два встречно заострённых рельса, которые образуют стык. И используются они в так называемых бесстыковых ж/д путях на скоростных направлениях электропоездов. И если путь называется бесстыковым, то это вовсе не означает, что у него нет стыков. Стыки есть, просто плети рельс длинные, а сами зазоры стыков вот так расположены по диагонали, и поэтому нет характерного стука колёсных пар.
Есть также ещё один вариант стыковки - это так называемый уравнительный стык. И нужен он для соединения ж/д путей, проложенных по насыпями на земле, с теми ж/д путями, которые проложены по мосту. Ведь мост - это сложное строительное сооружение, оно живёт своей жизнью и тоже расширяется и сжимается под воздействием перепадов температуры. В данном случае встречается один рельс, который загнут, и заострённый рельс, который входит в этот изгиб.
Собственно, а зачем вообще делать все эти сложный стыки с зазорами рельс?
Как вы уже поняли, рельсы под воздействием перепада температур удлиняются при нагревании летом в жару и укорачиваются зимой в морозную стужу. И именно поэтому, чтобы им было куда расширяться и сжиматься, между рельсами предусмотрены зазоры.
Величина этих зазоров тщательно мониторится путевыми службами. Как правило, в мороз величина зазора не должна превышать 35 мм, а летом в жару зазор не должен быть менее 10 мм. Но это всё в теории, потому что по факту разброс этих значений сильно зависит и от состояния всего ж/д направления.
Такой вот ж/д путь без классического стыка с зазором, но зато с уравнительным стыком позволяет проезжать составу без стука колёс.
Работает он по такому принципу, что взаимное перемещение двух встречных плетей может достигать 270 мм, и поскольку одна фактически накладывается на другую, то зазор практически отсутствует. И колёсные пары переезжают это соединение плавно без ударов.
Зимой, когда холодно, плети рельс наоборот отходят друг от друга, и зазор, который проходит как бы по диагонали, становится явновыраженным. Но поскольку колёсные пары всё также плавно его переезжают за счёт его диагонального расположения, а не поперечного, как у классических стыков, то удара тоже нет, как нет и характерного стука колёс. Такие бесстыковые пути ещё называют бархатными, потому что скоростные поезда, которые проходят по ним на скоростях 160 - 250 км/ч идут плавно и без стука колёс. Хотя стыки на самом деле есть, просто они как бы диагональные, и сами плети рельс гораздо длиннее.
Как вы уже поняли, всё это хорошо работает, правильно расширяется и сжимается только в том случае, если эти плети рельс и их стыковочные остряки правильно уложить.
Однако бывают случаи, когда за ж/д полотном не следят должным образом, и плети рельс перестают правильно расширяться и сжиматься, потому что они слишком сильно прижаты к шпалам. И если при сжатии зимой рельсы могут просто лопнуть, то вот летом в жару можно наблюдать так называемые горизонтальные волны.
Их ещё называют частичным выбросом пути по всей протяжённости. Как можно видеть, рельсовые плети образуют волны, потому что им некуда расширяться, и они произвели сдвиг в горизонтальной плоскости вместе со шпалами.
Другое явление, когда рельсовым плетям некуда расширяться - это так называемые вертикальные волны.
Здесь шпалы настолько хорошо посажены в насыпь, что рельсам проще приподнять их, чтобы расшириться и образовать волны, чем уйти в сторону.
Есть также ещё одно опасное явление под названием полный выброс пути. Это не много небольших волн по всей протяжённости, а одна большая и в одном месте.
Это чревато тем, что если состав окажется на таких вот рельсах, и произойдёт выброс, то поезд просто опрокинется. И именно поэтому за бесстыковыми ж/д путями очень тщательно следят.