Диплом Журавлев (Проект укладки и содержания бесстыкового пути на 6-ой Хабаровской дистанции пути), страница 5

Рисунок 1.6 - Расчетная схема определения напряжений на основной площадке земляного полотна.

Нормальное напряжение в балластом слое и на основной площадке земляного полотна определяются на глубине h от подошвы шпалы в сечении пути под расчетным колесом. Расчетное колесо располагается по направлению оси шпалы.

Напряжение от воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, σ_h2, кг/см², определяется по формуле:

, (1.23)

где æ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки, для пути с железобетонными шпалами, æ = 0,7;

m – переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы, при m< 1 принимается m = 1, при m> 2 принимается m =2,

, (1.24)

где С_1, С₂ – коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалы b и глубины h, для железобетонных шпал b = 27,5 см.

_{, (1.25)}

где σ_б – расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении.

, (1.26)

где А – коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами l_ш, ширину шпалы b и глубину h.

_(1.27)

Углы и , радиан, определяются по формулам

_{, (1.28)}

_где и – средние значения напряжений по подошве соседних с расчетной шпалы, кг/см².

Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяется из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.

, (1.29)

где η_lш– ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l_ш;

–ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l₁+ l_ш;

–ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l₁–l_ш;

Расчетные параметры, необходимые для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути приведены в таблице 1.6

Таблица 1.6 - Расчётные характеристики подвижного состава

Наименование расчетных характеристики	Условные обозначения	Единица измерения	Величина
Тип и серия подвижного состава	-	-	Вл80
Конструкционная скорость	Vконстр	км/ч	110
Статическая нагрузка от колеса на рельс	Рст	кг	12000
Жесткость рессорного подвешивания	Ж	кг/мм	116
Диаметр колеса по кругу катания	d	см	125
Колесная формула (Li –расстояние между центрами колесных пар тележки,Lo – расстояние между последней осью первой тележки и первой осью второй тележки)	Li	см	300
	Lo	см	450
Вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу	q	кг	3160
Коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве к кромочным для направляющих осей при R=600 м.	ƒ	-	1,38

Расчетные параметры, необходимые для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути приведены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Расчетные параметры верхнего строения пути

Наименование расчетных параметров Условные обозначения Единица измерения			Величина
			зима	лето
Тип рельсов	-	-	Р65
Приведенный износ	hпр	мм	6

Продолжение таблицы 1.7

План линии (круговая кривая)	R	м	585
Модуль упругости подрельсового основания	U	кг/см2	1220	1100
Коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса	K	см-1	0,0146	0,0142
Момент инерции рельса относительно его центральной горизонтальной оси	Jв	см4	3208
Расстояния от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы рельса	zг	см	9,71
	zп	см	9,62
Ширина головки и подошвы рельса	bп	см	15
	bг	см	7,5
Момент сопротивления поперечного сечения рельса относительно наиболее удаленного волокна на подошве	Wп	см3	417
Коэффициент, учитывающий влияние на образование динамической неровности пути типа шпал α1, типа рельсов β, рода балласта γ, материала шпал ε	L	-	0,261
Коэффициент, учитывающий отношение необрессоренной массы подвижного состава, приходящейся на одно колесо, и массы пути, участвующей во взаимодействии	α0	-	0,403
Расстояние между осями шпал	lш	см	55

Продолжение таблицы 1.7

Наименование расчетных параметров Условные обозначения Единица измерения			Величина
			зима	лето
Площадь подкладки	ω	см2	518
Площадь полушпалы с поправкой на изгиб	Ωα	см2	3092

Результаты расчетов:

Таблица 1.8 - Определение вертикальной динамической максимальной нагрузки от колеса на рельс

V, км/ч	zmax, мм	Ррmax ,кг	Рср,кг	Sp,кг	Sнп,кг
					зима	лето
80,00	17,04	5113,20	15834,90	409,06	1670,32	1606,71
100,00	20,50	6150,00	16612,50	492,00	2190,43	2107,01

Продолжение таблицы 1.8

Sинк,кг		Sннк,кг		S,кг		Рдинmax,кг
зима	лето	зима	лето	зима	лето	зима	лето
1164,36	1077,37	149,02	144,17	1745,33	1681,26	17143,90	17095,84
		232,85	225,26	2271,42	2188,10	18316,06	18253,58

Таблица 1.9 - Значения  и  для Вл80

μi			ɳi
зима	лето	зима		лето
0,007	0,0079	-0,0179		-0,0155

Таблица 1.10- Расчет эквивалентных нагрузок на путь

V, км/ч	Рдинmax,кг			ƩμiРср, кг
	зима	лето	зима		лето
80,00	17143,90	17095,84	110,84		125,10
100,00	18316,06	18253,58	116,29		131,24

Продолжение таблицы 1.10

V, км/ч	ƩɳiРср, кг			PэквI,кг			PэквII,кг
	зима	лето	зима		лето	лето		зима
80,00	-283,44	-245,44	17254,74		17220,94	16860,45		16850,40
100,00	-297,36	-257,49	18432,35		18384,82	18018,70		17996,08

Таблица 1.11 Расчет напряжений в элементах верхнего строения пути

V, км/ч	σn-o , кг/см2		σn-к, кг/см2			σг-к , кг/см2
	зима	лето	зима	лето	зима		лето
80,00	709,17	726,34	978,66	1002,35	850,55		871,14
100,00	757,57	775,43	1045,45	1070,10	908,60		930,02

Продолжение таблицы 1.11

V, км/ч	σш, кг/см2		σб, кг/см2		Допускаемые
	зима	лето	зима	лето
80,00	13,06	12,72	2,19	2,13	σш=16 кг/см2
100,00	13,95	13,58	2,34	2,28	σб=4,2 кг/см2

Полученные в результате расчета напряжения σ_ш и σ_б сравнивают с допускаемыми [σ_ш] и [σ_б]. В соответствии с [2] принимаем [σ_ш]=16 кг/см², [σ_б]=4,2 кг/см². Так как данные расчетов не превышают допустимые значения следовательно уменьшение скорости на данном участке не требуется.