Majdel' Roman Geral'dovich 2016 (1193701), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Превышение расчетных напряжений под подкладками на деревянных шпалах и в прокладках железобетонных шпал и напряжений в балласте σ_ш и σ_б, над допускаемыми [σ_ш] и [σ_б] указывает на необходимость усиления пути и улучшения его текущего содержания на таких участках. Превышение расчетных напряжений над допускаемыми в пределах до 30 % не является поводом для уменьшения скорости движения поездов

Вывод: так как

<[ ] (102,31 ˂ 2000 МПа),

<[ ] (0,32 ˂ 2,6 МПа),

< [ ] (2,01 ˂ 11 МПа) – сравнивая расчетные условия прочности в элементах конструкции верхнего строения пути с допускаемыми оценочными критериями прочности, видно что полученные результаты не превышают допустимые нормы, следовательно данную конструкцию можно эксплуатировать с установленной скоростью без каких либо ограничений.

1. Расчет напряжений в балласте и на основной площадке земляного полотна

Расчетная формула для определения нормальных напряжений σ_h , в балласте (в том числе и на основной подошве земляного полотна) на глубине h от подошвы шпала по расчетной вертикале:

, (1.4.5);

где σ_h1 и σ_h3 - напряжения от воздействия соответственно 1-й и 3-й шпал, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы (рис. 1.3), кг/см²; σ_h2 - напряжения от воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, кг/см² .

Рисунок 1.2. Расчётная схема определения напряжений на основной площадке земляного полотна.

Нормальные напряжения в балластном слое и на основной площадке земляного полотна определяются на глубине h от подошвы шпалы в сечении пути под расчетным колесом, Расчетное колесо располагается по направлению оси шпалы.

Напряжение от воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, кг/см², определяется по формуле:

(1.4.6);

где ς — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки, принимается по исследованиям проф. М,ф. Вериго: ς = 0,8 для пути с деревянными шпалами и ς = 0,7 — с железобетонными; m — переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы, при m < 1 принимается m = 1, при m > 2 принимается m = 2.

, (1.4.7);

С₁ , С₂ - коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалы b и глубины h.

Значение b принимается для деревянньх шпал в зависимости от типа: I тип - b = 25 см; II тип - b= 23 см; III тип - b = 21 см; для железобетонных- b = 27,5 см.

, (1.4.8);

где σ_б — расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении, определяемое по формуле (1.19);

(1.4.9);

где А — коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами l _ш , ширину шпалы Ь и глубину h.

А= ₁- ₂+0,5(sin2 ₁-sin2 ₂) , (1.4.10);

Углы ₁ и ₂ , радиан, определяются по формулам:

(1.4.11);

(1.4.12);

σ_б1, σ_б3 — средние значения напряжений по подошве соседних с расчетной шпалой, кг/см².

Приведенные выше формулы применимы при h ≥ 15 см.

Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами, определяются из условия, максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.

, (1.4.13);

(1.4.14);

(1.4.15);

(1.4.16);

где η_ш— ордината линии влияния перерезывающей силы, определяется при x = l_ш;

1₁-l_ш —при трехосной тележке — η^’₁

при х=1₁-l_ш, η^’₂ при х = 1₂+l_ш (рисунок 1.4); т1", трехосной тележке — η^’₁, при x = 1₁+l_ш, при x = 1₂-l_ш.

Рисунок 1.3. расчётная схема определения напряжений в балласте под

шпалой расположенной слева от расчётной, расчётная ось вторая.

Переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы (1.4.7):

;

Коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалы b и глубины h определим по формуле (1.4.8):

Напряжение от воздействия 2-й шпалы (расчетной) в сечении пути под колесом, кг/см² (1.4.6):

Определим углы Θ₁ и Θ₂ по формулам (1.4.11-1.4.12):

Найдем коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами l _ш , ширину шпалы и глубину h, по формуле (1.4.10):

А=1,1 -0,736+0,5(sin2,02-sin1,472)= 0,274.

Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами, определяются из условия, максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес. Расчеты ведутся по формулам 1.4.10-1.4.17:

=0,11 Мпа.

=0,11 Мпа.

=0,0067 Мпа.

=0,0067 Мпа.

=0,0765 МПа

1. Оценочные критерии прочности пути.

В качестве оценочных критериев прочности пути были приняты:

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

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

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

4. [б_з] - 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 квадратического отклонения, что обеспечивает указанный уровень вероятности по теории Гаусса.

Указанные четыре критерия 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" :

- [б_к] - из условия непревышения допускаемого количества отказов рельсов за период нормативной наработки;

- [б_ш] - из условия непревышения допускаемого износа шпал и прокладок под подкладками за период нормативной наработки;

- [б_б] и [б_з] - из условия непревышения 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 "Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации" ..

Величина скорости движения учитывается при расчете нагрузок на путь и вызываемых ими напряжений в элементах верхнего строения m и.

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 - два раза и при R < 350 м - три раза. Поэтому из условия обеспечения указанных показателей надежности пути в таких кривых значение оценочных критериев прочности рельсов принимается [бк] = 2400 кг/см².

Вывод: так как

<[ ] (102,31 ˂ 2000 МПа),

<[ ] (0,32 ˂ 2,6 МПа),

< [ ] (2,01 ˂ 11 МПа)

Сравнивая расчетные условия прочности в элементах конструкции верхнего строения пути с допускаемыми оценочными критериями прочности, видно что полученные результаты не превышают допустимые нормы, следовательно данную конструкцию можно эксплуатировать с установленной скоростью без каких либо ограничений.

1.6 Расчёт напряжений в элементах верхнего строения пути от действия подвижного состава, выполненные на ЭВМ

Расчет верхнего строения пути на ЭВМ, в программе «СИГМА» приведены в таблицах 1.4 - 1.11.

Таблица 1.4 Расчет верхнего строения пути с помощью ЭВМ при модуле упругости 100 МПа и нагрузке на колесо 112,5 кН, при приведенном износе 9 мм.

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Подвижной состав 4-х осн.(тележ.ЦНИИ-Х3-О) Статич.нагрузка на колесо 112.50кН│

│Шпалы Ж/Б, прокладки типовые 5-6 мм Эпюра шпал 2000шт/км │

│Рельсы P65 Приведенный износ рельсов 9 мм │

│Балласт Щебеночный Толщина балласта 0.40 м План участка кривая │

│Модуль упругости рельс.основания 100 МПа Радиус 470 м │

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Напряжения (при скорости движения 20-100 км/ч), МПа

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│V= 20 │ Sygma пр= 100.47 │ Sygma ш = 0.791 │ Sygma б = 0.129 │ Sygma h =0.0380│

│V= 30 │ Sygma пр= 102.30 │ Sygma ш = 0.803 │ Sygma б = 0.130 │ Sygma h =0.0386│

│V= 40 │ Sygma пр= 105.41 │ Sygma ш = 0.824 │ Sygma б = 0.133 │ Sygma h =0.0396│

│V= 50 │ Sygma пр= 108.22 │ Sygma ш = 0.844 │ Sygma б = 0.136 │ Sygma h =0.0406│

│V= 55 │ Sygma пр= 109.82 │ Sygma ш = 0.856 │ Sygma б = 0.138 │ Sygma h =0.0411│

│V= 60 │ Sygma пр= 111.56 │ Sygma ш = 0.868 │ Sygma б = 0.140 │ Sygma h =0.0417│

│V= 65 │ Sygma пр= 113.42 │ Sygma ш = 0.881 │ Sygma б = 0.142 │ Sygma h =0.0423│

│V= 70 │ Sygma пр= 115.42 │ Sygma ш = 0.895 │ Sygma б = 0.145 │ Sygma h =0.0430│

│V= 75 │ Sygma пр= 117.54 │ Sygma ш = 0.911 │ Sygma б = 0.147 │ Sygma h =0.0437│

│V= 80 │ Sygma пр= 119.80 │ Sygma ш = 0.927 │ Sygma б = 0.150 │ Sygma h =0.0445│

│V= 85 │ Sygma пр= 122.19 │ Sygma ш = 0.944 │ Sygma б = 0.153 │ Sygma h =0.0453│

│V= 90 │ Sygma пр= 124.71 │ Sygma ш = 0.962 │ Sygma б = 0.156 │ Sygma h =0.0461│

│V= 95 │ Sygma пр= 127.36 │ Sygma ш = 0.981 │ Sygma б = 0.159 │ Sygma h =0.0471│

│V=100 │ Sygma пр= 130.15 │ Sygma ш = 1.001 │ Sygma б = 0.162 │ Sygma h =0.0480│

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Таблица 1.5 Расчет верхнего строения пути с помощью ЭВМ при модуле упругости 150 МПа и нагрузке на колесо 112,5 кН, при приведенном износе 9 мм.

Характеристики

Список файлов ВКР