пахомов (Проект укладки бесстыкового пути на участке Хабаровской дистанции пути (ПЧ-5)), страница 4

необходимо предотвратить вползание колеса на головку рельса. Аесли колесо окажется по некоторым причинам приподнятым, то необходимо,чтобы оно опустилось вниз. 8Рисунок 1.3 – Расчетная схема определения устойчивости колеса на рельсе.Р1-ш и Р2-ш – нагрузка от кузова на шейки оси колесной пары; Р1-р – 53 полнаядинамическая вертикальная нагрузка передаваемая от левого колеса на рельс A вточке O; Р2-р- 8 правая динамическая вертикальная нагрузка, передаваемая отправого колеса на рельс B по кругу катания колеса; М1 и М2 – моменты,действующие на шейки оси; а1и а2 – 53 расчетные консоли шеек оси; 53 Yр – рамнаясила; lр – расстояние от головки рельса до приложенной рамной силы; Jн –центробежная сила; Нц – расстояние от головки рельса до места приложенияцентробежной силы; F1 и F2 – силы трения гребня и поверхности катания колес порельсам; N1 и N2 – 53 реакции рельсов; S1 – расстояние между точками контакта колесс рельсами; 53 Sш - расстояние между точками приложения сил к шейкам оси.

53Моменты действующие на шейки оси 53 определяется по формуле:; (1.30), (1.31) 8Вертикальные нагрузки на шейки оси от необрессоренной части 8определяется по формуле:; (1.32), (1.33) 10где Рст – статическая нагрузка колеса на рельс, Н; 78qк – отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н;кД – коэффициент динамики, 25 кД=0,35Динамическая рамная сила maxYр, приложенная на расстояние lр от точкиконтакта левого колеса с рельсом А.

При этом 25 обычно принимают, что:, (1.34)где rk – радиус колеса, м;rш – радиус шейки оси, м.У грузового вагона lр= 0,475+0,075=0,550, м.Сила трения гребня колеса по рабочей грани головки рельса 8 определяетсяпо формуле:, (1.35)где N1 – 8 нормальная к плоскости C-C реакция рельса А, 8 кг;- коэффициент трения скольжения колеса по рельсу А. 8Реакция 8 рельса А определяется по формуле:, (1.36)где N2 – 8 вертикальная реакция рельса B, 8 кг;F2 – сила трения бандажа колеса по поверхности катания головки рельса B, 8кг;- угол горизонталью рабочей гранью головки рельса:. (1.37)Реакция 8 рельса В определяется по формуле:.

(1.38) 8Коэффициент устойчивости против вползания колеса на рельс 25определяется отношением сил, 8 препятствующим подъему колеса, к силамвызывающим этот подъем:, (1.39)где Yр – рамная сила, кг.При расчетах можно принять угол τ между горизонталью и касательной крабочей грани головки рельса в точке O касания гребня колеса с рельсом упорнойнити для вагонов равным 600. У 8 четырехосного грузового вагона 53 lр = 0,55 м, а1 =0,264 м, а2 = 0,168 м, fp = 0.25.Непогашенная часть центробежной силы, приходящаяся на одно колесоопределяется по формуле:, (1.40)где g – 8 ускорение силы тяжести, 9,81, м/с2;n – число осей экипажа; 8анп – непогашенное ускорение, м/с2;Qкуз – вес кузова брутто, кг(1.41)где Qбр – грузоподъемность, кг (для 4-осного полувагона Qбр=91500 кг);Qтел – вес тележки ЦНИИ-Х3, кг (Qтел=4650 кг)Дополнительная нагрузка определяется по формуле:, (1.42)где 8 Нц – расстояние от уровня головок 8 рельсов до центра тяжести кузова (угруженого полувагона Нц = 2 м);Sш – 25 расстояние между серединами шеек колесной пары (у грузовогополувагона 25 Sш = 2,036 м);Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельсов 8 определяется поформулам:; (1.43), (1.44)Величина непогашенного ускорения 8 определяется по формуле: 8, (1.45) 8где V – скорость движения, км/ч;R – радиус кривой, м;h – возвышение наружного рельса, м;S1 – расстояние между осями рельсов, S1 = 1,6 м.

8Величину возвышения наружного рельса 15 принимаемРасчет:м/с2;кг;кг;кг;кг;кг;кг;;.Определим реакцию рельса B при трех величинах рамной силы, 53 приразных тормозных силах NT=0 кг; NT=70000 кг; NT=100000 кгТак как устойчивость колеса грузового вагона гарантируется только с 53коэффициентом устойчивости к ≥ 1,3, а в данном случае режим торможения 53допустим с силой 700 кН, а с силой 1000 кН недопустим.

Если необходимоприменить режим торможения силой 1000 кН, тогда необходимо установитьвременное ограничение скорости.1.2.4 Расчет устойчивости пути против поперечного сдвигаПоперечный сдвиг РШР под поездом является 8 угрозой безопасностидвижения поездов. При неблагоприятных сочетаниях, воздействующих на путьвертикальных и горизонтальных поперечных сил, может произойти поперечныйсдвиг 8 РШР по балласту, особенно загрязненному или в талом состояние.

8Рисунок 1.4 – Расчетная схема определения 8 поперечной устойчивости пути.Р1 и Р2 – нагрузка от колеса на рельсы; Yб – боковая сила на упорный рельс;Q1 и Q2 – давление рельсов на шпалу; Нш-1 и Нш-z – поперечные силы,действующие на шпалу от двух рельсов; С0 – начальное сопротивление смещениюшпалы; 8 Fтр – сила трения шпалы по балласту; 25 fр – 25 коэффициент трения скольженияколеса по рельсу.Из расчета 8 на прочность известно [2], что:, (1.47)где 25 кв – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания ирельса, 8 кв = 1,578, м-1;l – расстояние между осями шпал, м.Удерживающая от сдвига шпал сила – сопротивление их поперечномуперемещению в балласте 8 определяется по формуле:, (1.48)где С0 – 8 начальное сопротивление смещению 8 шпал при отсутствиивертикальной нагрузки, С0 = 200 8 кг;Fтр – 25 сила трения шпалы по балласту при наличии вертикальной нагрузки, 8кг;- коэффициент трения шпалы по балласту.Поперечная сдвигающая сила является равнодействующей двух сил,приложенных к рельсам и 8 определяется по формуле: 8, (1.49)где 8 fp – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу, 8fp=0,25.Поскольку наибольшие боковые силы передаются, 8 от первыхнаправляющих колес, сила трения принимается со знаком минус.Поперечная сдвигающая сила 8 Нш-1, действующая на шпалу от наружногорельса, и поперечная сила 8 Нш-2, действующая на шпалу от второго (внутреннего)рельса и препятствующая сдвигу, 8 определяется по формуле:, (1.50), (1.51)где 14 кг – 25 коэффициент относительной жесткости подрельсового основания ирельса в горизонтальной плоскости, м-1.(1.52)Суммарная сила, сдвигающая шпалу, 8 определяется по формуле, (1.53)При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила, 8которая определяется по формуле(1.54)где 8 Nт – тормозная сила, кг;Lc – расстояние между центрами автосцепок вагона, м.

8Коэффициент устойчивости пути против поперечного сдвига под поездомопределяется отношением удерживающих и сдвигающих сил 8 определяется поформуле: 8, (1.55) 8После сокращения на l / 2 формула примет вид:, (1.56)Рассмотрим случай предельного равновесия, т.е. примем n = 1. При этомполучим :, (1.57)Отсюда видно, что путь под поездом с осевой нагрузкой 8 Рср 25 оказывается впредельном равновесии, если поперечная боковая сила достигает величины. (1.58)После деления левой и правой части 8 на величину Рср 25 получим предельнодопустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной, (1.59) 8где fш – железобетонные шпалы на щебне, fш = 0,45.Путь можно считать устойчивым, если > .Расчет:м/с2;кг;кг;Величины боковых сил Yб при расчетном ускорении и тормозных силахNT=0; NT=70000 кг; NT=100000 кгкг; 82кг;кг;кг;кг;кг;кг;кг; 82кг;кг; 82Проверка выполнения условия:Режим тяги NT= 0 кг: 0,50 < 1,03 – условие выполняется;Режим торможения NT=70000 кг: 0,68 < 1,03 – условие выполняется;Режим торможения NT= 100000 кг: 0,78 < 1,03 – условие выполняется.Так как условие > выполняется, то устойчивость пути противпоперечного сдвига полностью обеспечивается.1.2.5 Расчёты напряжений в элементах верхнего строения пути от действияподвижного состава выполненные на ЭВМПо результатам расчетов на ЭВМ (Прил.

А) построены графикизависимости напряжений в элементах ВСП от модуля упругости (рис. 1.5) приРст=23 т/ось, V=80 км/ч и зависимости напряжений в элементах верхнегостроения пути от статической нагрузки (рис. 1.6) при U=500 МПа, V=80 км/ч.Рисунок 1.5 – Зависимость напряжения в элементах верхнего строения пути отмодуля упругости при V=80км/чϬh Ϭб Ϭш[Ϭр]Ϭр, кг/см2[Ϭб]=[Ϭh][Ϭш]Рисунок 1.6 – Зависимость напряжения в элементах верхнего строения пути отстатической нагрузки при V=80км/чВо всем диапазоне осевых нагрузок напряжения не превышаютдопускаемых, поэтому возможно применение рельсов типа Р-65 на данномучастке.

Напряжения на шпале под подкладкой изменяется по линейному закону.Максимальные напряжения в шпале 12,743 кг/см2, что ниже допускаемых 15кг/см2 при грузонапряженности 30 т. Рекомендуется применять упругие прослойкипод подошвой шпалы для уменьшения напряжений. Для оценки влияния модуляупругости подрельсового основания необходимо выполнить отдельные расчеты.Напряжения на балласте под шпалой и в уровне основной площадки такжеизменяются по линейному закону, максимум 2,135 кг/см2, что ниже допускаемогозначения 3 кг/см2. Для снижения уровня величин напряжений нужно укреплятьосновную площадку земляного полотна прослойками из мелкозернистого песка.Для выяснения влияние модуля упругости на значение напряжения вэлементах ВСП выполнены расчеты при значениях модуля 500, 1000, 1500, 2000 и2500 кг/см2. Эти расчеты помогут учесть повышение модуля при замерзаниизимой и снижения его в результате применения разнообразных конструкций.