Как и почему гнутся железнодорожные рельсы: удивительная гибкость стали

Меня всегда поражало, насколько рельсы могут быть гибкими — это совершенно не укладывается в обывательском представлении о массивных стальных балках. Но факт остаётся фактом: они действительно гнутся, причём как под воздействием внешних сил, так и в результате целенаправленных действий человека. В сети можно найти множество впечатляющих кадров и видео, которые это наглядно демонстрируют.

Недавнее открытие и реакция знатоков

Не так давно я рассказывал о поезде, который перевозит 800-метровые рельсовые плети, и удивлялся, как состав спокойно проходит повороты, а рельсы при этом плавно изгибаются. В комментариях мне указали на пробелы в знании сопромата. Честно признаюсь — я в нём не силён. Однако уверен, что способность рельса гнуться удивляет почти всех, кроме, пожалуй, самих путейцев. Ведь глядя на эту мощную стальную полосу, кажется, что приложив силу, её скорее можно сломать, чем согнуть. Но реальность говорит об обратном.

Когда природа берёт своё: стихийные деформации

Бывают ситуации, когда рельсы изгибаются под влиянием природных явлений. Классический пример — землетрясения. Смещения грунта могут увлечь за собой и железнодорожное полотно, создавая причудливые волны.

Правда, этот снимок из Новой Зеландии — слишком идеализированная и эстетичная картина. Чаще всё выглядит более прозаично, как, например, на этой фотографии с Аляски.

А иногда деформации принимают и вовсе драматичный вид.

Подобные кадры, сделанные после землетрясений, повредивших железные дороги, обычно быстро расходятся по миру, поражая воображение.

Главный враг в России: перепады температуры

Однако в России землетрясения — редкость. Зато у рельсов здесь есть другой, не менее коварный противник — резкие перепады температур. Из школьного курса физики все помнят: при нагреве тела расширяются, при охлаждении — сжимаются. С рельсами происходит ровно то же самое.

Заранее прошу прощения у специалистов-путейцев за упрощённое объяснение, но по-другому и не скажешь. Чтобы у стали было куда расширяться в жару, между торцами рельсов оставляют технологические зазоры. Если этот зазор по какой-то причине оказывается недостаточным, происходит так называемый «выброс пути» — резкая и мощная деформация.

Важно понимать, что это не медленный процесс, а мгновенное событие. Вот здесь хорошо видно, как это происходит. Правда, в данном случае инцидент случился во время ремонтных работ.

Целенаправленная гибка: работа людей и техники

Но рельсы гнут не только стихии. Люди тоже делают это сознательно и целенаправленно. Разумеется, не руками, а с помощью специальной техники. Самый наглядный пример — та самая перевозка 800-метровых плетей. Поезд идёт по кривой, вагоны поворачивают, и длинные рельсы плавно изгибаются вслед за составом.

А вот так выглядит выгрузка рельсов. Глядя на это, начинаешь думать, что они сделаны из резины, а не из стали.

Легко догадаться, что при укладке пути в поворотах путейцы сразу придают рельсам необходимый изгиб. Никто не везёт с завода готовые, криволинейные рельсы — их формуют уже на месте.

Вот такая она, удивительная гибкость стальных магистралей. Рельсы действительно гнутся, и в этом нет никакой магии — только законы физики и работа инженеров.