Теоретичні дослідження розвитку нерівностей колії в горизонтальній площині для безстикової конструкції

Abstract

UA: У статті запропоновано математичний апарат, який допомагає оцінювати динаміку зміни амплітуди геометричних нерівностей у горизонтальній площині для експлуатації рейкових плітей. Наведені функціональні залежності можуть бути включені в діючу нормативну базу з улаштування, укладання, ремонту і утримання безстикової колії на залізницях України. Їх практичне застосування дасть змогу своєчасно ухвалювати рішення та розробляти заходи для убезпечення руху в період дії високих температур, особливо коли середньодобова різниця між температурою закріплення пліті і температурою рейок більше 30 ºС.

EN: The article introduces an advanced mathematical framework developed to predict the evolution of horizontal geometric irregularities that arise in continuously welded rails during longterm operation. The proposed methodology provides a systematic way to evaluate how the amplitude of these irregularities increases under the combined influence of temperature-induced compressive forces, accumulated residual stresses, and dynamic loads generated by passing rolling stock. The analytical expressions and functional dependencies obtained in the study enable engineers to quantitatively assess track stability under changing thermal conditions and to forecast the probability of lateral deformation or track buckling over a specified time horizon. The presented model has significant practical value, as it can be integrated into the current regulatory and methodological base governing the installation, adjustment, maintenance, and repair of continuously welded track on the railways of Ukraine. By embedding the proposed predictive dependencies into existing standards, infrastructure managers will gain a more accurate and scientifically grounded tool for evaluating the structural behavior of rail strings under variable thermal loads. This, in turn, will enhance the ability of maintenance personnel to identify hazardous track segments in advance, optimize inspection strategies, and schedule preventive interventions in a timely and resource-efficient manner. Particular attention is devoted to the conditions of elevated ambient temperatures, when the difference between the rail neutral temperature and the actual rail temperature exceeds 30 °C. Under such circumstances, the likelihood of uncontrolled lateral displacement increases sharply, making the accurate prediction of irregularity amplitude growth especially critical. The implementation of the proposed approach contributes to strengthening operational safety, reducing the risk of derailments associated with thermal instability, and improving the overall reliability and resilience of continuously welded rail infrastructure.