Bychenko YAroslav Romanovich 2016 (1193700), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Таблица 2.4 – Кромочные напряжения по условию прочности рельсов при модуле упругости 250 МПа
Минимальный радиус кривой, м | кзим при V, км/ч | |
80 | 100 | |
534 | 90,00 | 94,87 |
По формуле получаем напряжение в рельсе, возникающее при изменении его температуры относительно температуры закрепления:
. (2.6)
, (2.7)
где [tр] – допускаемое понижение температуры по условию прочности, 0С.
, (2.8)
Таблица 2.6 - Допускаемое по условию прочности рельсов понижение температуры рельсовой плети [tр], 0С (ТУ – 2000)
Радиус кривой, м | [tр] 80 км/ч | [tр] 100 км/ч |
534 | 90 | 80 |
Вывод:
Сравнивая полученные результаты расчетов с нормативными, полученными по «Техническим указаниям по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» ТУ-2000, видно, что допускаемое по условию прочности понижение температуры [tр], 0С меньше, чем расчетное. В последующих расчетах принимаем допускаемые понижение температуры [tр], 0С по условию прочности рельса по «Техническим указаниям по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути».
2.1.1 Определение расчетных интервалов закрепления плетей
Расчетные интервалы определены для радиусов 350, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 2000 м, для пути уложенного в климатических условиях 7-й Бикинской дистанции пути.
Климатические условия:
Расчетная минимальная температура – tmin min=-46°C;
Расчетная максимальная температура – tmax max=+58°С;
Расчетная амплитуда температур – ТА=104 оС;
Расчетный локомотив – ВЛ80
Конструкционная скорость – 100 км/ч.
Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой амплитуды температур рельсов [Т] для данных условий с расчетной амплитудой температуры рельсов [ТА].
Если [ТА] [Т], то бесстыковой путь можно укладывать.
Допускаемая амплитуда изменений температур рельсов определяется по формуле:
, (2.9)
где [tу] – допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое устойчивостью пути против выброса при действии сжимающих продольных сил, 0С;
[tр] - допускаемое понижение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил, 0С;
[tз] –минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляются плети (+10), 0С.
Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей [tу] устанавливается на основании теоретических и экспериментальных исследований устойчивости пути и приведены в таблице п.2.1 (ТУ-2000), а допускаемое понижение температуры рельсовых плетей [tр] в соответствии с порядком расчета определены и приведены в таблице п.2.2 (ТУ-2000).
Расчеты приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Расчет допускаемой амплитуды изменений температур рельсов
Радиус, м | Допускаемое понижение температуры рельсов, [tр], 0С | Допускаемое повышение температуры рельсов, [tу], 0С | Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов [Т], 0С | Расчетная амплитуда температур ТА, 0С | ||
Скорость, км/ч | Скорость, км/ч | |||||
80 | 100 | 80 | 100 | |||
350 | 89 | 81 | 35 | 114 | 106 | |
400 | 90 | 82 | 38 | 118 | 110 | 104 |
500 | 90 | 82 | 41 | 121 | 113 | |
600 | 91 | 83 | 43 | 124 | 116 | |
800 | 93 | 85 | 47 | 130 | 122 | |
1000 | 95 | 87 | 49 | 134 | 126 | |
1200 | 98 | 90 | 51 | 139 | 131 | |
2000 | 98 | 90 | 50 | 138 | 130 |
На основании полученных данных приводим графики, рисунок (2.1, 2.2).
Из расчетов видно, что расчетная амплитуда температур рельсов, меньше чем амплитуда допускаемых изменений температур рельсов. Принятую конструкцию пути можно применять без дополнительных мероприятий.
Расчетный интервал закрепления рельсовых плетей определяется по формуле:
. (2.10)
Граница интервала закрепления, т.е. самую низкую (mintз) и самую высокую (maxtз) температуру закрепления, определяют по формулам:
. (2.11)
. (2.12)
Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределах расчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полного соблюдения требований ТУ, касающихся конструкции и содержания бесстыкового пути. При этом следует учитывать, что закрепление плетей при очень высоких температурах может в отдельных случаях привести к образованию большого зазора при сквозном изломе плети в зимний период или к разрыву болтов в стыках уравнительных пролетах с большим расхождением концов рельсов.
Максимальное значение зазора, который может образоваться при изломе плети, не должен превышать 50 мм.
Кроме того, рекомендуется проверять выбранную температуру закрепления по условию обеспечению наименьших климатических помех выполнению текущих и ремонтных работ.
2.1.2 Назначение оптимальной температуры закрепления
Оптимальный интервал закрепления рельсовых плетей на Дальневосточной дороге составляет 305 оС (ТУ-2000).
Рисунок 2.3 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=350 м.
Рисунок 2.4 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=400 м.
Рисунок 2.5 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=500 м.
Рисунок 2.6 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=600 м.
Рисунок 2.7 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=800 м.
Рисунок 2.8 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=1000 м.
Рисунок 2.9 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=1200 м.
Рисунок 2.10 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=2000 м.
2.2 Построение диаграммы температурной работы бесстыкового пути в кривой
Диаграмма, температурной работы бесстыкового пути в кривой с наименьшим радиусом 534 м, строится для анализа работы средней части бесстыкового пути.
На основании диаграммы, бесстыковой путь можно укладывать в температурном интервале от mintз =170С до maxtз =360С. Если бесстыковую плеть закрепить при температуре меньшей, чем mintз, то летом при высоких температурах может нарушиться устойчивость пути, закрепление пути при температуре большей maxtз приведет к тому, что при понижении температур зимой может произойти разрыв плети.
Построение диаграммы температурной работы, показано на рисунке 2.12
Рисунок 2.12- Диаграмма температурных напряжений в средней части бесстыковой плети (радиус 534 м ) на расчётном перегоне , локомотив ВЛ80 , скорость-100 км/ч
Вывод:
Оптимальные температурные интервалы закрепления рельсовых плетей назначаем согласно ТУ-2000 - от +250С до +350С, так как данные температуры наиболее часто встречаются в данной климатической зоне, что очень важно при выполнении путевых работ, связанных с уменьшением устойчивости пути.
3. ВЫПРАВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПЛАНА ПУТИ
3.1 Общие сведения
Продольный профиль железной дороги представляет собой развернутую на плоскость вертикальную цилиндрическую поверхность, проходящую через трассу. Изображение трассы на этой развертке называется проектной линией продольного профиля. Кроме того, на продольном профиле изображается линия поверхности земли, указывают характеристики грунтов, искусственных сооружений и другие линейные сооружения. На переустраиваемых железных дорогах на продольном профиле наносится линия в уровне существующей головки рельса (на криволинейных участках пути – внутреннего рельса) и проектная линия в уровне проектируемой головки рельса. Проектная линия состоит из прямолинейных элементов, горизонтальных либо наклоненных под различным углом к горизонту и в необходимости сопрягаемых в местах их пересечения кривыми. Элементами проектной линии продольного профиля кратко называют элементами продольного профиля.
Элементы продольного профиля и плана (включая прямолинейные и криволинейные участки) иногда называют элементами трассы. Они определяют строительные и эксплуатационные характеристики железной дороги. Чем меньше длина и круче уклоны элементов профиля, чем чаще изменяются направления прямых в плане и меньше радиусы сопрягающих их кривых, тем меньше может быть объем земляных работ при сооружении железной дороги и ее строительной стоимости. Но при этом могут ухудшаться эксплуатационные показатели трассы: возрастут время хода поездов, расход электрической энергии или топлива.
Изменение положения трассы в пространстве не должно вызвать чрезмерных динамических воздействий на путь и подвижный состав и не должно создавать неудобства пассажирам, т.е. должно удовлетворять требованию плавности движения поездов:
, (2.1)
При проектировании продольного профиля и плана необходимо обеспечивать бесперебойность движения поездов, для чего должны быть предотвращены снежные и песчаные заносы. Это условие можно выразить следующим соотношением: