Изменение температуры оказывает значительное влияние на длину металлических объектов, включая рельсы. При повышении температуры металл расширяется, а при понижении — сжимается. Это связано с тем, что тепловая энергия приводит к увеличению амплитуды вибрации атомов в металлической решетке, что в свою очередь увеличивает расстояние между ними.

Для компенсации теплового расширения в инженерии и строительстве железных дорог применяются несколько решений:

Долговечные стыки: Используются специальные конструкции стыков, которые позволяют рельсам свободно расширяться и сжиматься без создания значительных напряжений. Это могут быть звенья с подвижными соединениями или специальные элементы, обеспечивающие гибкость.

Тепловые зазоры: Проектирование рельсовых путей с учетом теплового расширения включает в себя создание зазоров между рельсами, что позволяет им свободно двигаться при изменении температуры.

Использование композитных материалов: В некоторых случаях используются заменители традиционных металлов, которые имеют меньший коэффициент теплового расширения.

Контроль температуры: В некоторых странах рельсы могут быть оснащены системами контроля температуры, которые позволяют более точно регулировать положения рельсов в зависимости от температурных изменений.

Регулярное обслуживание: Периодическая проверка и техническое обслуживание рельсов, чтобы выявить повреждения или неполадки, вызванные тепловыми деформациями.

Эти инженерные решения помогают предотвратить деформации и повреждения рельсов, обеспечивая безопасность и надежность железнодорожного движения.