ПРОКОПЕЦ ПЗ ДП (1052206), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

. (2.12)

Среднеквадратическое отклонение сил инерции, возникающих при движении колеса по изолированной неровности пути, определяется по формуле:

, (2.13)

где V - расчетная скорость движения, м/с.

Среднеквадратическое отклонение сил инерции, возникающих от изолированной неровности колеса, определяется по формуле:

. (2.14)

Для подавляющего числа расчетных случаев при скорости движе­ния более 20 км/ч

. (2.15)

Среднеквадратическое отклонение сил инерции, возникающих от непрерывной неровности колеса, рассчитывается по формуле:

. (2.16)

Наибольшая нагрузка расчетного колеса в сечении под ним определяется по формуле

, (2.17)

где - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки от колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, Н;

- среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки от колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изоли­рованной неровности пути, Н;

- среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за непре­рывных неровностей на поверхности катания колес, Н;

- среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс.

2.2.4 Определение изгибающих моментов, давлений на шпалы и прогибов рельса

Изгибающий момент М в рельсе, давление Q рельса на шпалу и прогиб у рельса, возникающие в сечении рельса под одиночной силой Р, показанной на рисунке 2.2.3.1.

Рисунок 2.2.4.1. Эпюры μ_kx и η_kx для определения наименее выгодного положения нагрузки при выборе расчетной схемы, где: Р_расч, Р^ср — нагрузка на рельс соответственно от расчетного колеса и от соседних колес: l — расстояния между осями колесных пар; х — расстояние от расчетного колеса до точек μ = 0 и η = 0

При нагружении рельсов двух- и трехосными тележками необходи­мо определить максимальные значения М, Q и у от системы сил.

Наибольший изгибающий момент М_max возникает под крайней осью те­лежки, а наибольшие величины нагрузки на шпалу Q_max и упругого прогиба у_max могут возникнуть как под крайними осями, так и под средней осью.

За расчетную можно принять первую ось тележки, если .

В этом случае вторая ось располагается в отрицательной зоне линии влияния (см. рис. 2.2.4.1, в). При за расчетную принимается вторая ось тележки (см. рис. 2.2.4.1, г). Величины сил от расчетной оси принимаются в их максимально ве­роятном значении, а от соседних осей в среднем с учетом соответству­ющих ординат линий влияния μ_kx и η_kx.

Эквивалентная сила для определения изгибающего момента от системы сил

. (2.18)

(4.20)

Э квивалентная сила для определения давления на шпалу и упругого прогиба

(2.19)

Величины M, Q, y при этом определяются по формулам:

, (2.20)

, (2.21)

. (2.22)

2.2.5 Напряжения в элементах верхнего строения пути

Напряжения изгиба в рельсах по оси его подошвы и головки от вер­тикальной нагрузки (см. рис. 2.2.4.1, а)

Рисунок 2.2.5.1. Эпюры напряжений: а - в рельсах; б — в деревянных шпалах под подкладками; в — в упругих проклад­ках железобетонных шпал; г — в балласте под шпалой (с учетом упругих линий прогибов у); σ_оп и σ_ог — эпюры напряжений по оси подошвы и головки рельса от действия силы Р; σ = f (Y) — то же от действия силы Y; σ =f(М₀) — то же от действия крутящего момента М₀; Σσ = σ_кп и Σσ= σ_кг — суммарные изгибные напряжения в кромке подошвы и головки рельса

, (2.23)

. (2.24)

С учетом действия вертикальных, внецентренно приложенных, и го­ризонтальных поперечных сил определяются напряжения в кромках головки и подошве:

, (2.25)

. (2.26)

Среднее напряжение сжатия под подкладками на деревянных шпалах и в подкладках на железобетонных σ_ш, σ_пр , а также в балластном слое под каждой шпалой в подрельсовом сечении σ_б (см. рисунок 2.2.5.1, б, в, г)

(2.27)

. (2.28)

2.2.6 Расчеты прочности основной площадки земляного полотна

В этих расчетах необходимо учесть две особенности:

-напряжения на основной площадке определяются от воздействия наиболее массового подвижного состава — четырехосного грузового вагона с разрешенной нагрузкой до 240-250 кН/ось (доля локомотивных осей составляет 0,03-0,05);

-учитываются воздействия на основание не только расчетной, но и
двух соседних с ней шпал.

Напряжение σ_h на основной площадке при толщине балластного слоя h определяется как сумма трех составляющих — напряжений от расчетной шпалы , и от двух соседних , , т.е

. (2.29)

Каждое из этих напряжений является функцией от напряжений в балласте под шпалой и толщины балласта (см. рисунок 2.2.6.1).

Рисунок 2.2.6.1. Расчетная схема определения напряжений на основной площадке земляного полотна: Q_расч , Q_с —давления соответственно на расчетную и соседние шпалы; σ_бmax, σ_б — ординаты эпюр соответственно максимальных и средних напряжений в балласте под шпалой

Последовательность расчета:

1. определяются давления на опоры Q_расч , Q’_c и Q"_c от всех осей тележки вагона, в зависимости от расстояния каждой оси до соответству­ющей шпалы. При этом линия влияния η_kx последовательно перемещается к соответствующей шпале, от которой определяют составляющую напряжения σ_h;

2. рассчитываются величины средних и максимальных напряже­ний в балласте под расчетной шпалой и σ_бmax и средних под соседними и :

(2.30)

(2.31)

(2.32)

Коэффициент, характеризующий концентрацию напряжений от краев пос­тели шпалы к ее оси, определяется по формуле:

, (2.33)

3) определяются напряжения в точке М как сумма воздействий эпюр

давлений на балласт под тремя шпалами.

Напряжения от расчетной шпалы 1:

, (2.34)

(2.35)

. (1.36)

Напряжения от соседних шпал 2 и 3:

(2.37)

. (2.38)

2.3 Допускаемые напряжения в элементах пути

Методикой в качестве допускаемых напряжений приняты оце­ночные критерии прочности пути, зависящие от грузонапряженности. Указаны четыре критерия прочности пути, полученные из условия обес­печения его надежности в зависимости от класса пути, нормируемые в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации:

• из условия не превышения допускаемого количества отказов рель­сов за период нормативной наработки;

• из условия не превышения допускаемого износа шпал и прокладок под подкладками за период нормативной наработки;

• из условия не превышения допускаемой интенсивности накопле­ния остаточных деформаций соответственно в балласте и на основной
  площадке земляного полотна.

Эти критерии названы оценочными критериями прочности пути. Численные значения оценочных критериев прочности пути применительно к градации грузонапряженности, в соответствии с [3], приведены в таблице 2.3.1.

Таблица 2.3.1 - Оценочные критерии прочности пути

Для новостроек — на 10-й год эксплуатации.

Примечания.

1. — допускаемые напряжения растяжения в кромке подош­вы рельса, обусловленные его изгибом и кручением вследствие вертикального и поперечного горизонтального воздействия колес подвижного состава;

1. — допускаемые напряжения на смятие в деревянных шпалах (прокладках на железобетонных) под подкладками, осредненные по площади подкладки;

2. — допускаемые напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне;

3. — допускаемые напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне.

Данные таблицы применимы в следующих условиях:

• для типовых нетермообработанных рельсов в прямых и кривых участках пути радиусом более 1000 м;

• для сосновых стандартных шпал;

• для щебеночного и асбестового балласта;

• для земляного полотна из суглинистых грунтов.

При песчаном балласте значения, приведенные в таблице 2.3.1, необходимо уменьшить в 1,6 раза, а при карьерном гравии и ракушке — в 1,4 раза. При термоупрочненных рельсах значения увеличиваются на 10 %.

В кривых с радиусом 1000 м и менее действующими нормативными документами предусмотрена сплошная смена рельсов между капитальными ремонтами пути: при R = 1000-651 м — один раз, при R = 650-351 м — три раза. Поэтому из условия обеспечения указан­ных показателей надежности пути в таких кривых значение оценочных критериев прочности рельсов принимается = 240 МПа.

2.3.1 Выполнение многовариантных расчетов верхнего строения пути с помощью компьютера

Расчет верхнего строения пути произведен в программе «SIGMA 2003» при разных значениях осевой нагрузки и результаты расчетов приведены на рисунках 2.3.1.1-2.3.1.10.

Характеристики

Список файлов ВКР