Rogatkin_Vladimir_Olegovich_2016 (Технология производства работ (на однопутном, двухпутном участке) по вводу плетей бесстыкового пути в оптимальный режим с использованием машины индукционного нагрева (МИН)), страница 3

табл. 1.3);lш – расстояние между осями шпал: при эпюре шпал 1840 шт./кмlш =55см;при 2000 шт./км - lш =51 см;U – модуль упругости рельсового основания, (см. табл. 1.3);К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса,см-1;Лист17K =4U4 EJ В ,(1.11)где E – модуль упругости рельсовой стали, E=2,1∙106кг/см2;Jв – момент инерции поперечного сечения рельса относительно егоцентральной горизонтальной оси, проходящей через его центр тяжести, см4 (см.табл. 1.5)q – вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг(см.

табл. 1.4);Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг;V – скорость движения экипажа, км/ч.Среднее квадратическое отклонение Sннк, кг, динамической нагрузки колесамахна рельс от сил инерции необрессоренных масс Рннк , кг, при движении колеса сплавной непрерывной неровностью поверхности катания определяется поформулемахSннк = 0,225⋅ Рннк,махРннк=где(1.12)α 0 ⋅ В1 ⋅ U ⋅ V 2 ⋅ q,d 2 ⋅ K ⋅ U − 3.26 ⋅ K 2 ⋅ q(1.13)α0 – коэффициент, характеризующий отношение необрессоренноймассы колеса к участвующей во взаимодействии массе пути (см. табл.

1.5);β1 – коэффициент, характеризующий степень неравномерности образованияпроката поверхности катания, β1 = 0,23;U – модуль упругости рельсового основания, кг/см2,d – диаметр колеса, см (см.табл.1.4).Расчетная формула после подстановки известных численныхзначенийприобретет видS ннк =0,052 ⋅ α 0 ⋅ U ⋅ V 2 ⋅ qd 2 ⋅ K ⋅ U − 3.26 ⋅ K 2 ⋅ q.(1.14)Лист18Среднее квадратическое отклонение Sинк, кг, динамической нагрузки колесамахна рельс от сил инерции необрессоренных масс Ринк , кг, при движении колеса сплавной изолированной неровностью на поверхности катания определяется поформулемахS инк = 0,25 ⋅ Ринкмах= α 0 ⋅ у мах ⋅Ринкгде,(1.15)2 ⋅U⋅е ,K(1.16)е – расчетная глубина плавной изолированной неровности наповерхности катания колеса, принимается равной 2/3 от предельной допускаемойглубины неровности, е=0,067 см;умах – максимальный дополнительный прогиб рельса при прохожденииколесом конусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности,умах = 1,47, см.ΙМаксимальная эквивалентная нагрузка Рэкв , кг, для расчетов напряжений врельсах от изгиба и кручения определяется по формулеΙмахР экв= Р дин+ ∑ µ i ⋅Р сргде,(1.17)махРдин– динамическая максимальная нагрузка от колес на рельс, кг;μi – ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сеченияхпути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных срасчетной осью (см.

табл. 1.4);Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.Максимальная эквивалентная нагрузкаΙΙРэкв, кг, для расчетов напряженийи сил в элементах подрельсового основания определяется по формулеΙΙмахРэкв= Рдин+ ∑ηi ⋅Рсргде,(1.18)махРдин- динамическая максимальная нагрузка от колес на рельс, кг;Лист19ηi – ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути,расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных срасчетной осью (см.

табл. 1.4);Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.Определение расчетной осиДля получения наибольших напряжений в рельсах необходимо иметь отсистемы заданных сил максимальное значение изгибающего момента МMAX , а длянапряжений на шпале, в балласте и на основной площадке земляного полотна –максимальное значение нагрузки на шпалу QMAX .

Они возникают под одним изколес расчетной оси.При определении наибольших напряжений от изгиба и кручения в рельсахΙот воздействия эквивалентной нагрузки PЭКВза расчетную ось принимаетсяпервая ось (рис. 1.1). Аналогично принимается при расчетах наибольшихнапряжений и сил в элементах подрельсового основания от воздействияΙΙэквивалентной нагрузки РЭКВ.ΙΙΙµ KxmaxдинPµ max = 1L1x=Pсрπµ24KРисунок 1.1 - Схема для определения наименее выгодного положениянагрузки (выбора расчетной оси).Максимальные напряжения изгиба и кручения в рельсах при воздействиивертикальных внецентренно приложенных и горизонтальных поперечных сил отколес подвижного состава определяются по формуламЛист20σ п −оΙРэквM==Wn 4 ⋅ K ⋅ Wnσ п −к = f σ п −о ≤ σ p zb σ г − к =  г + ( f − 1) ⋅ г  ⋅ σ п −оbn  zn,≤ σ p  (1.19)где σ п-о – осевое напряжение в подошве рельса, кг/см2;σ п-к – напряжение в кромке подошвы рельса, кг/см2;σ г-к – напряжение в кромке головки рельса, кг/см2;Wn – момент сопротивления рельса относительно наиболее удаленноговолокна на подошве, см3(см.

табл. 1.3);К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса,см -1;Ι– максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений вР экврельсах от изгиба и кручения, кг;zги zn – расстояние от горизонтальной нейтральной оси до крайних волоконсоответственно головки и подошвы с учетом износа, см (см. табл. 1.5);bгиbn –ширина соответственно головки и подошвы рельса, см (см. табл. 1.5);f – коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным, f = 1,65 ;[σ ]p– расчетное допускаемое напряжение в рельса от поездной нагрузки,кг/см2.Максимально напряжение в прокладках на железобетонных шпалахσпр,кг/см2, определяется по формулеσ пр =гдеQω=K ⋅ lш ΙΙ⋅ Рэкв2 ⋅ω,(1.20)ω – площадь подкладки, см2 (см. табл.

1.5).Максимально напряжение в балласте под шпалой σб, кг/см2, определяетсяпо формулеσб =K ⋅ lшQΙΙ=⋅ РэквΩα 2 ⋅ Ωα,(1.21)Лист21гдеQ– нагрузка на шпалу от рельса, кг;Ωα – площадь полушпалы с поправкой на изгиб, см (см. табл. 1.5);2lш – расстояние между осями шпал, см (см. табл. 1.5);ΙΙ– максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряженийР экввэлементах подрельсового основания, кг.Полученные в результате расчета напряженияσпр и σб сравнивают сдопускаемыми [σпр] и [σб].Превышение расчетных максимальных напряжений в рельсах σп-к,σг-к над допускаемыми [σ] указывает на необходимость уменьшенияскорости движения поездов по условию прочности пути.Превышение расчетных напряжений в прокладках железобетонных шпал инапряжений в балласте σпр и σбнад допускаемыми [σпр] и [σб] указывает нанеобходимость усиления пути и улучшения его текущего содержания на такихучастках.

Превышение расчетных напряжений над допускаемыми в пределах 30% не является поводом для уменьшения скорости движения поездов.Нормальные напряжения σh, кг/см2, в балласте на глубине h от подошвышпалы по расчетной вертикали определяется по формулеσ h = σ h1 + σ h2 + σ h3 ,где(1.22)σ h1 и σ h3 - напряжения от воздействий соответственно 1-й и 3-йшпал, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы, кг/см2;σ h2 – напряжения от воздействий 2-й шпалы (расчетной) в сечении путипод колесом, кг/см2.Лист22Рисунок 1.2 - Расчетная схема определения напряжений на основнойплощадке земляного полотна.Нормальное напряжение в балластном слое и на основной площадкеземляного полотна определяются на глубине h от подошвы шпалы в сечении путипод расчетным колесом.

Расчетное колесо располагается по направлению осишпалы.Напряжение от воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути подколесом, σh2, кг/см2, определяется по формулеσ h 2 = æ ⋅ [0,635 ⋅ m ⋅ C 1 + 1.275 ⋅ (2 − m ) ⋅ C 2 ]⋅ σ б ,где(1.23)æ – коэффициент, учитывающий неравномерность распределениядавления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки, для пути сжелезобетонными шпалами, æ = 0,7;m – переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давленияна балласт к давлению под осью шпалы, при m< 1 принимается m = 1, при m> 2принимается m =2,m=где8,9≥1σ пр + 4,35,(1.24)С1, С2 – коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалыb и глубины h, для железобетонных шпал b = 27,5см.Лист23bb3 C1 =−2 ⋅ h 24 ⋅ h3 b⋅hC2 = 22b + 4⋅h,где(1.25)σб – расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении.⋅ A ⋅ σ б1 πæσ h3 = ⋅ А ⋅ σ б 3 πσ h1 =æ(1.26),гдеА – коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами lш,ширину шпалы b и глубину h.A = Θ1 − Θ 2 + 0.5 ⋅ (sin 2Θ1 − sin 2Θ 2 ).(1.27)Углы Θ 1 и Θ2 , радиан, определяются по формуламlш + 0,5 ⋅ b hlш − 0, 5 ⋅ b Θ 2 = arctghΘ1 = arctg,где(1.28)σ б 1 и σб3 – средние значения напряжений по подошве соседних срасчетной шпалы, кг/см2.Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяетсяизусловиямаксимальнойдинамическойнагрузкирасчетногоколеса,расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.Лист24K ⋅ lшII⋅ Pэкв.б 12 ⋅ ΩaIImax'Pэкв .б 1 = Pдин ⋅η lш + ∑ Pср ⋅η i K ⋅ lшIIσ б3 =⋅ Pэкв .б 32 ⋅ ΩaIImax"Pэкв=P⋅η+P⋅η∑ ср i .б 3динlшσ б1 =(1.29)гдеηlш– одината линии влияния перерезывающей силы, при x=lш;ηi' – ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l1+ lш;η"i – ордината линии влияния перерезывающей силы, при x=l1–lш;Для расчета верхнего строения пути на прочность принимаем вагоны 4осные на тележках ЦНИИ-ХЗ.