Teplotní ráz koleje je charakteristická změna v půdorysu koleje v důsledku samovolného uvolnění tepelného napětí v kolejích . Po dobu asi 0,2 s se vytvoří ostré zakřivení kolejnic (až 0,3-0,5 m na délce 20-40 m) s několika vlnami v horizontální rovině. Kolejnice získávají zbytkové deformace a stávají se nevhodnými pro práci na cestě, některé pražce se rozštěpí, drť ze štěrkového hranolu se vyhazuje. Přejetí koleje je vážnou hrozbou pro bezpečnost vlakového provozu: pokud dojde k přejetí koleje, je vlaková doprava na úseku uzavřena.
Jednou z verzí srážky vlaku Aurora bylo vysunutí kolejiště.
Kolejnice délky l zahřátá o Δt by se prodloužila o λ t :
,kde α = 11,8 10 -6 °C -1 je koeficient tepelné roztažnosti oceli.
Prodloužení kolejnice je však ztíženo třecí silou v styčných deskách a odporovými silami v podpěrách. Pro zjednodušení výpočtů jsou odporové síly v podporách nahrazeny lineárním odporem p - součtem odporových sil vztažených k délce úseku. V kolejnici se vytvoří tlaková deformace:
,kde PH je odporová síla ve spoji;
E = 2,06 10 5 MPa - modul pružnosti kolejové oceli;
F je průřezová plocha kolejnice.
Vyrovnáním λ t \u003d λ σ získáme teplotní rozdíl, při kterém je překonána třecí síla v obložení:
,odtud
Na koncích kolejnice se objeví pohyblivé úseky délky l t , které se budou zvětšovat se zvyšujícím se teplotním rozdílem a uprostřed zůstane kolejnice nehybná. Síla bránící prodloužení kolejnice:
.Pokud roční teplotní deformace kolejnic překročí největší konstrukční mezery (21 mm u P50 a 23 mm u P65 a P75), dochází v zimě k natažení mezer a hrozí nebezpečí ustřižení tupých šroubů a v létě mezery jsou uzavřeny a dochází ke koncovému tlaku kolejnic na sebe. V tomto případě mohou v kolejnici vznikat značné tlakové síly, které za nepříznivých okolností mohou vést k narušení stability koleje - teplotnímu rázu.
Při pokládání spojové koleje je nutné nastavit tupé mezery v závislosti na teplotě kolejnic při pokládce. Při provozu spojové dráhy je vzhledem k podmínce její stability povoleno mít nejvýše dvě nulové mezery za sebou, kromě případů, kdy jsou tyto mezery jmenovité.
V hladké dráze se prodlužují nebo zkracují pouze konce kolejnicových řas, střední část řasy zůstává nehybná. Napětí σ vznikající v pevné části kolejnice nezávisí na typu a délce kolejnice.
.Změna teploty kolejnice o 1℃ způsobí změnu napětí o 2,5 MPa. Pro srovnání, při pohybu kolejového vozidla dosahují tahová napětí v kolejnici 100-140 MPa, tlaková - 120-160 MPa.
Bezspárové kolejnicové lana jsou fixovány v určitém teplotním rozsahu. Podle podmínek pevnosti kolejnice a stability koleje se stanoví dovolené tahové a tlakové napětí a odpovídající teplotní spády Δt p a Δt c . Odečtením od nejvyšší teploty kolejnice Δt p získáme minimální teplotu upevnění, přičemž k minimální teplotě kolejnice Δt c se přičte maximální teplota upevnění. Upevňování se doporučuje provádět při teplotě ležící v horní třetině vypočítaného teplotního rozsahu.
Pokud se teplota kolejnice při upevňování liší od optimální, uvede se kolona kolejnice do teplotního režimu násilnou změnou její délky pomocí hydraulického napínače. Je-li rozsah fixační teploty menší než 7–10 °C nebo dokonce záporný, pak provoz plynulé dráhy teplotně namáhaného typu není možný bez napěťových výbojů. K tomu se používají vyrovnávací biče, u kterých se kolejnice periodicky nahrazují delšími nebo kratšími, nebo vyrovnávací zařízení.
Železniční trať / T. G. Yakovleva, N. I. Karpuschenko, S. I. Klinov, N. N. Putrya, M. P. Smirnov; vyd. T. G. Jakovleva. M.: Doprava. 1999. 405 s.