Tory i infrastruktura torowa > Dylatacje szyn

Szyny wykonane są ze stali i zgodnie z zasadami fizyki pracują pod wpływem zmiany temeperatur na skutek zmiany objętości tego materiału - przy niskiej temperaturze się kurczą, a przy wysokiej wydłużają. Wspołczynnik rozszerzalności cieplnej stali wynosi 0.012 mm na 1°C. Z tego powodu w pewnych odstępach w nawierzchni torowej montuje się tak zwane styki dylatacyjne, 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 zapwenia 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 temeratury mocowania mogą sobie nie poradzić z utrzymaniem prawidowej 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)

Styki dylatacyjne zapewniają wzajemną współpracę i ciągłość toku szynowego bez stosowania przerw poprzecznych, generujących hałas. Istotne jest montowanie styków dylatacyjnych również przy mostach i wiaduktach.

 
Schemat działania styku dylatacyjnego i miejsca lokalizacji w strefie mostów / wiaduktów

W przypadku torowisk układanych na podkładach stopy styków dylatacyjnych przytwierdza się do podkładów drewnianych.

   
Styki dylatacyjne (opis na powiększeniu)


Styk dylatacyjny zabudowany w jezdni i widoczne uszkodzenia nawierzchni

Styk dylatacyjny przed zamontowaniem do podbudowy betonowej


   
   
Prowadnice szyn i styk szyn

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

Przykładowy łącznik bocznikujący dla prądów powrotnych
 

   
Styki dylatacyjne toru podczas montażu, po zamontowaniu i w trakcie eksplaotacji


Poniżej przykład dylatacji skośnej w ramach połączenia łubkowego szyn. Takie rozwiązanie powoduje, że szyny mogą pracować wzdłużnie i nie ma tradycyjnej poprzecznej przerwy. W efekcie analogicznie jak w poywyżej opisanych sytkach dylatacyjnych, przejazd taboru jest teroretycznie analogicznie cichy jak na torze bezsytkowym. 


Połączenie łubkowe ze skośną dylatacją