Tory i infrastruktura torowa > Dylatacje szyn i przyrządy wyrównawcze

Szyny wykonane są ze stali i zgodnie z zasadami fizyki pracują pod wpływem zmiany temperatur na skutek zmiany objętości tego materiału - przy niskiej temperaturze się kurczą, a przy wysokiej wydłużają. Współczynnik rozszerzalności cieplnej stali wynosi 12 x 10−⁶/°C. Z tego powodu w pewnych odstępach w nawierzchni torowej montuje się przyrządy wyrównawcze, umożliwiające wzajemne ruchy dwóch odcinków szyn wobec siebie. Bez zastosowania dylatacji wysokie temperatury powodować mogą rozszerzanie się szyn, prowadzące do wybrzuszania lub wybaczania torów. Przy niskich temperaturach mogłoby dochodzić z kolei do pękania poprzecznego szyn. Zasadniczo szyny są przystsowane do temperatury 27 stopni Celsjusza.
Na powyżej opisane zjawiska narażone są szczególnie szyny torów bezytykowych, czyli takich, w których szyny są spawane lub zgrzewane. Powstają w ten sposób długie toki szynowe, których stabilność i właściwy przebieg zapewenia odpowiednio mocne mocowanie do ramy toru (podkładów, podbudów betonowych itp.), które utrzymuje je i nie pozwala na zmianę geometrii. Jednak wszystko ma swoje granice i przy dużym wzroście temperatury mocowania mogą sobie nie poradzić z utrzymaniem prawidłowej geometrii toru. W torze tradycyjnym, w którym szyny łączone są łubkami, odstępy dylatacyjne realizuje odstęp pomiędzy szynami toku szynowego, przez co powyższy problem jest niwelowany. Efektem ubocznym jest natomiast zwiększona emisja hałasu w postaci charakterystycznego stukotu, przejeżdżających kół taboru.

Poprzeczna przerwa między szynami przy łączeniu łubkowym

Szyny w torze bezsytkowym (spawane)

Przyrządy wyrównawcze zapewniają wzajemną współpracę i ciągłość toku szynowego bez stosowania przerw poprzecznych, generujących hałas. Istotne jest montowanie takich rozwiązań również przy mostach i wiaduktach.

 
Schemat działania przyrządu wyrównawczego i miejsca lokalizacji w strefie mostów / wiaduktów

W przypadku torowisk układanych na podkładach stopy szyn przyrządów wyrównawczych przytwierdza się do podkładów drewnianych.

   
Przyrządy wyrównawcze w tokach szynowych (opis na 1 powiększeniu)


Przyrząd wyrównawczy zabudowany w jezdni i widoczne uszkodzenia nawierzchni

Przyrząd wyrównawczy przed zamontowaniem do podbudowy betonowej

   
   
Prowadnice szyn i styk szyn

W celu zapewnienia ciągłości i niskiej rezystancji toru dla prądów powrotnych szyny stykające się, łączy się elektrycznie łącznikiem bocznikującym.

Przykładowy łącznik bocznikujący dla prądów powrotnych
 
   
Przyrządy wyrównawcze toru podczas montażu (1), po zamontowaniu (2) i w trakcie eksploatacji (3)


Przyrząd wyrównawczy na końcu odcinka prostego przed łukiem toru 


Przyrząd wyrównawczy podczas montażu do podkładów wzdłużnych

Poniżej przykład przyrządó wyrównawczego z dylatacją skośną w ramach połączenia łubkowego szyn. Takie rozwiązanie powoduje, że szyny mogą pracować wzdłużnie i nie ma tradycyjnej poprzecznej przerwy. W efekcie analogicznie jak w powyżej opisanych przyrządach, przejazd taboru jest teoretycznie analogicznie cichy jak na torze bezsytkowym. 


Połączenie łubkowe ze skośną dylatacją