Диплом (1192719), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Рассмотрим каждый из моментов, представленных в формуле (3.1) по отдельности.

3.3 Определение суммарного опрокидывающего момента от действия сил сети

Для разных условий эксплуатации подбор опор контактной сети, определяется несущей способностью стоек, т.е. максимальное значение изгибающего момента относительно условного обреза фундамента на прямую влияет на этот выбор. Задавая условие, что по сравнению с грунтом жесткость стойки опоры бесконечно велика (опора не изгибается), будет происходить поворот (вращение) опоры в грунте относительно какой-то точки. На рисунке 3.2 данной точкой является точка А, от поверхности грунта она расположена на глубине . Исходя из этого, рассматривая действие всех сил относительно данной точки А получаем выражение, определяющее опрокидывающий момент от действия сил сети:

(3.2)

где – плечи вертикальных нагрузок; – места приложения горизонтальных нагрузок (см. рис. 3.2).

Опрокидывающий момент, нагрузки проводов от излома на кривых от опоры на путь, в данной формуле приняты с положительным направлением.

Учитывая, что ветер может воздействовать на опору с любой стороны, то горизонтальные нагрузки от давления ветра (Р) имеют такие знаки в приведенной формуле, при которых возникающие опрокидывающие моменты будут иметь максимальное значение.

При прохождении поезда происходят колебания провода, которые передаются на опору через консоль. Следовательно, необходимо учитывать данное усилие от действия сил сети при расчете суммарного опрокидывающего момента [15].

Сила, действующая на опору со стороны, колеблющегося контактного провода, определяется по формуле [16]:

(3.3)

где – сила, с которой токоприемник электровоза действует на контактный провод; – напряжение в контактном проводе; – скорость распространения звука в материале провода с удельным весом; – модуль упругости материала в проводе; – скорость движения состава; – длина провода; – циклическая частота собственных колебаний опоры.

Параметры и находятся из соотношений:

(3.4)

Принимаем, что действие данной силы будет нормально направлено к боковой поверхности опоры, так как точка приложения данной силы находиться в пяте консоли.

Возникающий момент от влияния данной силы ( ), определяется формулой:

(3.5)

где – сила, действующая на опору со стороны колеблющегося контактного провода; – плечо действия данной силы.

Таким образом, учитывая формулы (3.2) и (3.5) результирующий опрокидывающий момент от действий сил контактной сети, принимает следующий вид [17]:

(3.6)

По полученной формуле появляется возможность определения опрокидывающего момента от воздействия сил сети учитывая динамическое воздействие поездов.

3.4 Определение суммарного опрокидывающего момента в грунте

Земляное полотно – важнейший элемент пути – представленное инженерным сооружением, выполненное из грунта и основанное на грунте. Земляное полотно имеет несколько видов [18]:

– нулевые места;

– насыпи;

– выемки.

На практике для возведения земляного полотна используют грунты, которые можно разделить на две группы:

– обычные грунты;

– грунты, обладающие специфическими строительными свойствами.

В настоящее время по принятой классификации к обычным грунтам относят:

– песчаные-сыпучие;

– глинистые-связанные;

– скальные;

– крупнообломочные.

Распространены в большей степени песчаные и глинистые грунты.

Грунты, обладающие специфическими свойствами:

– засоленные грунты;

– лессовые породы;

– грунты с органическими примесями.

Для возведения земляного полотна в районах, где залегают такие грунты нужно учитывать требования к конструкции земляного полотна и учитывать ограничения по использованию выше перечисленных грунтов.

Преобладающее влияние на стабильность свойств земляного полотна оказывает различие физико-технические характеристик грунтов.

Грунт – сложное дисперсное тело, состоящее из двух или трех фаз:

– твердой;

– жидкой;

– газообразной.

Основные характеристики грунтов определяются количественным отношением между объемами (весами) этих фаз.

Грунты по гранулометрическому составу подразделяется на пять видов, которые зависят от глубины залегания грунтовых вод, природной влажности, расчетной глубины промерзания [19]:

– слабопучинистые;

– среднепучинистые;

– сильнопучинистые;

– непучинистые;

– условно непучинистые.

3.5 Оползневое давление грунтов в теле земляного полотна

Действия внешних сил и собственный вес тела земляного полотна, обуславливает явление его напряженного состояния. В случае превышения определенного значения напряжения земляного полотна, в грунте происходит возникновения остаточных деформаций в виде смещения объема грунта, как единого целого [20, 21].

Основой практически всех расчетных методов оценки степени устойчивости склонов, земляного полотна железнодорожного пути является применение теории предельного равновесия, рассматривающей предельное напряженное состояние грунтового массива.

В однородной среде смещение откосов происходят по криволинейным поверхностям. Такие поверхности имеют форму близкую к цилиндрической.

Устойчивость откосов земляного полотна обычно рассчитывается на 1 метр длины склона. Сползающая часть грунта земляного полотна называются сползающим блоком. Для того чтобы расчеты были упрощены, блок разделяют на ряд отсеков [21].

На рисунке 3.4 представлена расчетная схема для определения оползневого давления с делением на отсеки.

Таким образом, учитывая изменения свойств прочности грунта из-за вибродинамических нагрузок оползневое давление определяется по формуле:

. (3.15)

Рисунок 3.4 – Расчетная схема для определения оползневого

давления на опору контактной сети с делением на отсеки

3.6 Определение оползневого давления грунтов на опору контактной сети с учетом динамического воздействия

Действие оползневого давления происходит на часть опоры, которая находится выше границы смещения грунта. Воздействие силы оползневого давления, находится в точке приложения А, на расстоянии 1/3 от границы смещения грунта представлены на рисуноке 3.5. Возникающий момент от влияния оползневого давления (относительно точки А, изображенной на рис. 3.2) можно определить по формуле:

, (3.16)

где – равнодействующая оползневого давления на опору, определяемая из эпюры сил оползневого давления [23]; – плечо опрокидывающего момента от

действия оползневого давления, м; – площадь опоры, на которую действует оползневое давление, рассчитывается по формуле:

, (3.17)

где – высота сползающего шлейфа, действующего на опору контактной сети; , – радиусы опор по поверхности смещения шлейфа и у поверхности земли (см. рис. 3.5).

Таким образом, опрокидывающий момент от воздействия силы оползневого давления грунта с учетом динамического воздействия поездов будет определяться:

(3.18)

Рисунок 3.5 – Определение точки приложения

оползневого давления грунта

3.7 Определение опрокидывающего момента от действия сил морозного пучения

Примерзание воды к фундаменту, увеличение объема грунтовых вод при переходе ее в лед, влечет за собой морозное выпучивание фундаментов. Особенно сильно возрастает высота выпучивания грунта из-за миграции ее к фронту промерзания.

Фундаменты подвергаются выпучиванию только при следующих условиях:

а) если влажность предела пластичности меньше влажности грунта перед его промерзанием;

б) если грунт вокруг фундамента является глинистым (или песчаным, с преобладающим содержанием глинистых частиц, или крупнообломочным с преобладающим содержанием глинистых частиц);

в) если удерживающие силы фундамента, меньше сил морозного выпучивания.

При отсутствии одного из условий, перечисленных выше, процесс выпучивания опор контактной сети не будет происходить.

Силами морозного выпучивания являются воздействия промерзающего грунта на фундамент, возникающие вследствие увеличения объема грунта и примерзания к фундаменту.

3.8 Действие сил морозного пучения

Силы выпучивания фундаментов и морозного пучения усугубляют условия эксплуатации зданий и сооружений, в том числе и опор контактной сети, вызывая деформации и повреждения элементов конструкции. Что касается опор контактной сети, силы морозного пучения вызывают отклонение от строго вертикального положения (наклон в поле или на путь). Силы морозного пучения выталкивают опоры вверх, что является недопустимым в условиях эксплуатации.

Следующие факторы обусловливают морозное пучение [24]:

а) скорость и глубина сезонного промерзания грунтов;

б) состав грунтов в зоне сезонных промерзаний и оттаиваний;

в) степень тепловых влияний на глубину сезонного промерзания грунтов;

г) условия увлажнения грунтов и их природная влажность грунтов;

д) конструктивные особенности над фундаментных строений и фундаментов;

е) способы и условия производства работ по строительству;

Характеристики

Список файлов ВКР