Lämpölaajentuminen kiskoilla

[Teemu Salonen]

Liittyen kuvaan http://vaunut.org/kuvasivu/22590 jäin miettimään miten tuo lämpölaajenisongelma hoituu tämän päivän yhteen hitsatuilla kiskoilla. Vuonna 1992 taisi rantarata olla ainakin oman muistikuvani mukaan palakiskoa jolloin lämpölaajenemiselle oli tilaa (silti tapahtui tämä onnettomuus?)

Sekava avaus, mutta toivottovasti joku keksii mitä ajan takaa ja osaa vielä vastatakin.

[Lauri Kivijärvi]

Löysin Resiina-lehden sivuilta vastauksen yläpuolen kysymykseen (http://www.resiinalehti.fi/artikkeli/6, kohta 2.2.3). Ohessa tiivistetty ote alkuperäislähteestä:

... Nykyään rakoja ei ole uusilla kiskotuksilla, sillä kiskojen tuenta on kehittynyt (lujempi kiskon kiinnitys pölkkyyn, betoniset ratapölkyt, tukeva raidesepeli). Tällöin voidaan hitsata kiskot kiinni toisiinsa, jolloin lämpötilan muutos ei pääse muuttamaan kiskon pituutta. Luja kiinnitys pölkkyihin pitää kiskon paikallaan, ja kiskoon kerääntyy jännitystä (vrt. kokoon painettu tai venytetty jousi).

Nykyään raiteet pyritään rakentamaan kesällä (tai kiskoja lämmitetään raidetta rakennettaessa), jotta kiskot olisivat pisimmillään. - Jos kiskot kiinnitettäisiin kylmänä, lämpölaajenemisen aiheuttama paine pyrkii painamaan kiskonpätkiä yhteen. Nämä kun ovat kuitenkin hitsattuina kiinni toisissaan, jännitys pyrkii taivuttamaan kiskoa mutkalle. Silloin tällöin tällaisessa tilanteessa kiskojen tuenta pettää, ja raide menee mutkalle. Tätä tapahtuu toisinaan helteillä. (Lajunen)

[Arto Lopia]

No metallit yleensä ovat joustavia, riippuen seoksesta. Nyt kun se rakenne mihin kiskot on kiinnitetty on riittävän tukeva, niin ei jää raudalle muita mahdollisuuksi kuin venyä tai mennä vähän kasaan. Lämpösupistuminen siis jää kiskon omaksi ongelmaksi, ja sen se pystyy sietämään ilman että katkeaa, ja taas radan rakenne ja kisko pystyvät sietämään rikkoutumatta ne kuormat joita lämpölaajenemisesta syntyy.

Radassahan on toki mutkia, jotka voisivat ja joissain tapauksessa voivatkin vastaanottaa sädettään pienentäen tai suurentaen nuo laajenemiset ja supistumiset, tätä kuitenkin pyritään minimoimaan.

Nykyaikainen rata ei nyt vaan ole aivan yksinkertainen viritelmä.

[Teemu Salonen]

Kiitos tyhjentävistä vastauksista. Tuli tuota ensimmäistä vastausta lukiessa mieleen, että taannoisessa radalla ohjelmassahan oli pätkä kiskon korjauksesta ja juuri tästä esilämmityksestä.

[Teppo Niemi]

Kiitos tyhjentävistä vastauksista. Tuli tuota ensimmäistä vastausta lukiessa mieleen, että taannoisessa radalla ohjelmassahan oli pätkä kiskon korjauksesta ja juuri tästä esilämmityksestä.

Kiskoteräs on ominaisuuksiltaan sellaista, että se vaatii hitsauksessa aina esilämmityksen. Kiskoteräksen korkean hiili- ja mangaanipitoisuuden (C >0,4 %, Mn > 0,8 %) ne katsotaan kuuluvan rajoitetusti tai vaikeasti hitsattaviin teräksiin. Tällöin lämmöntuonti ja jäähtymisajat ovat kriittisiä määritettäessä teräksen ominaisuuksia.

Lisätietoa asiasta löytyy Liikenneviraston Ratatekniset ohjeet RATO 12 Päällysrakennehitsaus.

[Antti Rautiainen]

Jostain muistan lukeneeni että nykyajan kiskot tiukanpaikan tullen laajenevat sinne mutkaosaan ja samoin on kiinnityssinkilät tehty että laajenevat mutta silti pitävät radan kuosissa,tarkempaa tietoa ei itselläkään tekniikasta ole mitä nykyään on