Bychkov Dmitrij Alekseevich 2016 (1052197), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Расчеты верхнего строения пути на прочность и устойчивость определяют минимально необходимую мощность пути, а технико-экономические расчеты – оптимальную мощность.

Расчеты пути базируются на законах теоретической и строительной механики.

2.1.1 Основные предпосылки и допущения

1. Конструкция верхнего строения пути и экипажной части подвижного состава должны находиться в исправном состоянии, соответствующем требованиям "Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации" и действующим техническим нормам[7].

2. Расчетные характеристики экипажной части различных серийных типов подвижного состава и типовых конструкций верхнего строения пути приведены в таблицах 1 и 2. Геометрические параметры рельсовой колеи должны соответствовать при расчетных характеристиках пути удовлетворительному его состоянию. Изменения конструкции пути и экипажной части подвижного состава должны учитываться соответствующими изменениями расчетных физико-механических характеристик. Значения модуля упругости пути U и коэффициента относительной жесткости рельсового основания и рельса.

3. Все многообразие сил, действующих на путь, сводится к следующим основным расчетным схемам их приложения:

- вертикальные силы;

- горизонтальные поперечные (боковые) силы.

4. Принимается условие, что силы, действующие на путь, независимы друг от друга.

5. Горизонтальные поперечные (боковые) силы, а также крутящие моменты из-за эксцентриситета приложения вертикальных сил, в расчетах учитываются коэффициентом f, определенным по результатам испытаний. На рисунке 2.1 представлена схема передачи вертикальной нагрузки от колеса на основание пути.

Рисунок 2.1 – Схема передачи вертикальной нагрузки от колеса на основание пути.

где: Р – вертикальная сила; σк – в кромках подошвы рельса; σш – в шпале (в прокладке) под подкладкой; σб – в балласте под шпалой; σh – на основной площадке земляного полотна.

Несмотря на большое количество допущений, и предпосылок, расчет дает достаточно удовлетворительные результаты, совпадающие с экспериментальными данными.

2.1.2 Допускаемые напряжения

В правилах расчета железнодорожного пути на прочность, в качестве оценочных критериев прочности пути были приняты:

1. [_к] - допускаемые напряжения в кромке подошвы рельса, обусловленные его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия колес подвижного состава;

2. [_ш] - допускаемые напряжения на смятие в деревянных шпалах (прокладках на железобетонных) под подкладками, осредненные по площади подкладки;

3. [_б] - допускаемые напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне;

4. [_h] - допускаемые напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне.

Для оценки прочности пути сравнением действующих напряжений с указанными допускаемыми их значениями используется уровень вероятности 0,994, т.е. под действующими напряжениями понимаются их максимальные значения, определяемые суммированием к средним их значениям 2,5 среднего квадратичного отклонения, что обеспечивает уровень вероятности по теории Гаусса.

Критерии прочности пути определены из условия обеспечения его надежности в зависимости от класса путей, нормируемой в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации[1]:

- [_к] - Из условия не превышения допускаемого количества отказов рельсов за период нормативной обработки;

- [_ш] - Из условия не превышения допускаемого износа шпал и прокладок по подкладками за период нормативной обработки;

- [_б] и [_h] - из условия не превышения допускаемой интенсивности накопления остаточных деформаций соответственно в балласте и на основной площадке земляного полотна.

Эти критерии называются оценочными критериями прочности пути.

Численные значения оценочных критериев прочности пути применительно к градации грузонапряженности в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации[1] приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Оценочные критерии прочности пути

Критерий	вид подвижного состава	Значения оценочных критериев прочности в МПа при грузонапряженности в млн.ткм.бр. на км в год.
		более 50	50 - 25	24 – 10	менее 10
	Локомотивы	190	200	240	340
	Вагоны	150	160	200	300
	Локомотивы	1,2	1,6	2,0	3,0
	Вагоны	1,1	1,5	1,8	2,7
	Локомотивы	0,4	0,42	0,45	0,50
	Вагоны	0,26	0,30	0,35	0,40
	Локомотивы	0,10	0,10	0,11	0,12
	Вагоны	0,08	0,08	0,09	0,10

2.2 Расчет пути на прочность и устойчивость

2.2.1 Выполнение многовариантных расчетов верхнего строения пути с помощью компьютера

Расчет верхнего строения пути произведен на компьютере в программе «SIGMA 2003» при разных значениях осевой нагрузки, пример ввода параметров и полученного результата приведены на рисунках 2.2,2.3.

Рисунок 2.2 – Пример ввода данных в программу «SIGMA».

Рисунок 2.3 – Пример полученного результата в программе «SIGMA».

2.2.2 Выполнение расчётов изменения нагрузок на верхнее строение пути с помощью ЭВМ в программе «SIGMA »

Допускаемые напряжения для локомотива ВЛ-80 на прямом и кривом участке пути.

Расчет допускаемых напряжений приведен в таблицах 2.2, 2.3.

Таблица 2.2

Допускаемые напряжения для локомотива ВЛ-80 в прямой

V	Ϭш	Ϭк	Ϭб	Ϭh
10	10,8	597,6	1,8	0,620
20	11,1	614,3	1,9	0,638
30	11,5	634,7	1,9	0,659
40	11,9	656,9	2,0	0,682
50	12,3	680,2	2,1	0,706
60	12,7	704,4	2,1	0,732
70	13,2	729,1	2,2	0,757
80	13,6	754,4	2,3	0,784
90	14,1	780,3	2,4	0,810
100	14,6	806,6	2,5	0,838

Таблица 2.3

Допускаемые напряжения для локомотива ВЛ-80 в кривой

V	Gш	Gк	Gб	Gh
10	10,3	762,6	1,7	0,620
20	10,6	782,4	1,8	0,636
30	10,9	806,8	1,8	0,656
40	11,3	833,7	1,9	0,678
50	11,7	862,2	2,0	0,701
60	12,1	891,7	2,0	0,725
70	12,5	922,2	2,1	0,750
80	12,9	953,3	2,2	0,775
90	13,4	985,2	2,2	0,801
100	13,8	1017,6	2,3	0,828

Графики зависимостей напряжений от скорости движения изображены на рисунках 2.4-2.7

Рисунок 2.4 – График зависимости напряжений от осевой нагрузки локомотива на шпалах, [σ_ш] =1,6 МПа (16 кг/см )

Выполненные расчёты позволяют сделать вывод о том, что в кривой нет никаких ограничений для локомотивов по допускаемым скоростям движения. В кривой же, для нормальной эксплуатации дороги при скорости движения до 90 км/ч, осевой нагрузке до 30 т/ось, при которой напряжение на смятие в деревянных шпалах не превышает допускаемого значения [σш]=1,6 МПа, необходимо уменьшить модуль упругости подрельсового основания.

Уменьшение велечины модуля упругости подрельсового основания можно достичь следующими способами:

-введение упругих элементов под подошвой шпалы;

-использование прокладок повышенной упругости;

Характеристики

Список файлов ВКР