Стійкість безстикової колії та показники її функціональної безпеки під впливом температурних сил

Abstract

UA: У статті виконано теоретичне дослідження стійкості безстикової колії та показників її функціональної безпеки за дії температурних сил. Розглянуто вплив поздовжніх температурних зусиль на поперечну стійкість рейкошпальної решітки з урахуванням параметрів, що характеризують стан шпал, баластної призми та якість її ущільнення. Запропоновано використовувати нормальний закон розподілу показників функціональної безпеки колії для визначення ймовірності температурного викиду.

EN: This paper presents a theoretical study of the stability of continuous welded rail track and the indicators of its functional safety under the action of thermal forces. The research focuses on the influence of longitudinal thermal compressive forces on the lateral stability of the rail–sleeper grid, taking into account the parameters that characterize the condition of sleepers, the ballast bed, and the quality of ballast compaction. These parameters are introduced into the theoretical framework in the form of generalized coefficients, which makes it possible to consider the actual operational condition of the track elements without relying on field measurements. A generalized analytical approach is proposed to describe the interaction between thermal forces, track structural parameters, and lateral resistance provided by the ballast bed. Based on the developed theoretical relationships, the variation of the lateral stability margin of continuous welded rail track under different thermal loading scenarios is evaluated. Particular attention is paid to the role of ballast condition and compaction quality in reducing or increasing the resistance to lateral track displacement. The study establishes functional relationships between thermal force levels, structural and operational parameters of the track, and functional safety indicators that define the limiting conditions of safe track operation. The obtained results provide a theoretical basis for improving methods of stability assessment of continuous welded rail track and can be used to support engineering decision-making under variable thermal conditions and different levels of track maintenance quality.