диплом Пен (1193736), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

- ширина плеча балластнойпризмыне менее 40 см;

- минимальная ширинаобочины земляного полотна33 см.

На рисунке представлен поперечный профиль балластной призмы, после проведения капитального ремонта пути.

Рис. 2.1 Поперечный профиль балластной призмы

2.2 Основные предпосылки расчета и допускаемые напряжения

2.2.1 Цель и задачи расчетов

Расчеты пути на прочность и устойчивость заключаются в определении напряжений и деформаций в элементах верхнего строения пути от нагрузки.

Результаты расчетов пути используются в целях:

- оценки напряженно-деформированного состояния данной конструкции пути при заданных условиях эксплуатации;

- определения таких нагрузок и скоростей движения поездов с учетом грузонапряженности и прошедшего по пути тоннажа, при которых напряжения и деформации, возникающие в пути, не будут превосходить допустимых, а его устойчивость будет надежно обеспечена.

Расчеты верхнего строения пути на прочность и устойчивость определяют минимально необходимую мощность пути.

Расчеты пути базируются на законах теоретической и строительной механики[2].

2.2.2 Основные предпосылки и допущения

Конструкция железнодорожного пути сложная и учет всех деталей в расчетах очень усложняет задачу. Поэтому в расчетах пути на прочность прибегают к некоторым допущениям:

1. Рельс считается балкой бесконечно большой длины неизменного сечения, лежащей на сплошном однородном упругом основании.

2. Вертикальные силы считаются приложенными в плоскости симметрии рельса, т.е. не учитывается подуклонка рельсов.

3. Реакции основания считаются двусторонними, линейно зависящими от просадки основания ( ):предполагается, что подрельсовое основание сопротивляется не только давлению на него рельса, но и отрыву рельса от основания.

4. Предполагается, что при движении колеса не отрываются от рельса (движение без удара).

5. Характеристики пути ( ) считаются детерминированными (неслучайными, постоянными) величинами.

6. Рельс рассчитывается только на нормальные напряжения изгиба (не учитываются местные, в том числе контактные напряжения).

7. Расчет ведется по допускаемым напряжениям.

8. Продольные температурные силы непосредственно расчетной схемой не учитываются.

9. Влияние поперечных сил и эксцентриситета приложения вертикальных сил учитывается специальным коэффициентом ƒ.

Осевое напряжение в подошве рельса

σ_п-о = , (2.1)

где М – изгибающий момент;

W_п – момент сопротивления относительно наиболее удаленного волокна подошвы.

Кромочные напряжения в подошве рельса и его головке определяются по следующим формулам:

σ_п-к=ƒ σ_п-о, ƒ ≥1, (2.2)

σ_г-к=m_г-к σ_п-о , m_г-к ≥1, (2.3)

где m_г-к – коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве к кромочным в головке.

10. Вертикальные силы от расчетного колеса принимаются как максимально вероятные Р_расч, определяемые с уровнем вероятности их непревышения Ф = 0,994 и λ_ф=2,5. Одновременно давления от соседних колес тележки не могут быть максимальными.

11. Влияние климатических факторов учитывается лишь при температурных воздействиях на рельсы и изменениях жесткости пути (U, κ) при промерзании шпал, балласта и земляного полотна.

12. Колеблющиеся массы колеса и пути в расчетах учитываются через коэффициент:

α₀= , (2.4)

где m_k – колеблющаяся масса колеса; m_п – колеблющая масса пути.

13. Неупругие сопротивления не учитываются.

14. За расчетное сопротивление пути принимается сечение в зоне влияния изолированной неровности на пути, которое экипаж проходит со сжатыми рессорами.

15. Максимальная сила инерции при проходе колесом изолированной неровности на пути имеет место уже после выхода колеса из неровности.

16. Подавляющая часть неровностей на колесах принимается в виде непрерывных, доля которых ( )=0,95. Считается, что остальная часть колес(q₁=5%) имеет изолированные неровности. Дисбаланс колес не учитывается.

2.2.3 Допускаемые напряжения

В методике оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения надежности [2] в качестве оценочных критериев прочности пути приняты:

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

2. [_п] - допускаемые напряжения в прокладках на железобетонных шпалах;

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.

Критерии прочности пути определены из условия обеспечения его надежности в зависимости от класса путей, нормируемой в соответствии с «Положением о системе ведения путевого хозяйства ОАО РЖД 2016»:

- [_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.

Численные значения оценочных критериев прочности пути применительно к градации грузонапряженности в соответствии с [6] приняты для участка пути с грузонапряженностью 1,7 млн.ткм.бр. на км в год предельные значения напряжений в элементах верхнего строения пути равны:

- для локомотивов = 387,6 МПа (в прямых и кривых R≥1000м) и в кривых R<1000 м = 240МПа, = 4,0 МПа, = 0,50МПа, =0,12МПа;

- для вагонов = 342 МПа, = 4,0 МПа, = 0,40 МПа, = 0,10МПа;

2.2.4Характеристики подвижного состава

В таблице 2.1 приведены характеристики локомотива и вагона, которые рассматриваюся в расчете пути на прочность.

- статическая нагрузка от колес на рельс;

q - отнесенный к колесу вес необрессоренных частей;

Ж - приведенная к колесу жесткость рессорного подвешивания;

- статический прогиб рессорного подвешивания;

d – диаметр колеса по кругу катания;

- расстояние между центрами осей колесных пар тележки экипажа;

- конструкционная скорость

Таблица 2.1 – Характеристика подвижного состава

Тип и серия подвижного состава	, кН	, кН	, МН/м	, м	d, м	, м	, м/с
ТГ-16	105,00	23,3	1,40	0,117	0,95	1,85	85,0
Вагон 4-х осный ЦНИИ-ХЗ	110,00	9,95	2,00	0,048	0,95	1,85	27,7

2.2.4Характеристики верхнего строения пути

Характеристики элементов верхнего строения пути (рельсы Р65, железобетонные шпалы, балласт щебеночный) приняты следующие:

U=150МПа; k= 1,536 ; =0,50м; J_в=3208^.10^-8м⁴ ;W_n= 0,403^.10^-6 м³;

= 0,403; =0,931; =0,322; =0,87; =1; w=0,2975^.10^-4; b=0,27 м;

F=78,24^.10^-4; _а=0,27 м; =0,302; =0,142; =0,194.

Расчет:

Определение динамической нагрузки от колес подвижного состава на рельс.Максимальное значение сил инерции, Н, от колебания кузова на ресорах определяется

(2.5)

где - определяем по формуле 7,9+8,∙10^-4∙V²(для тепловозов).

Средняя динамическая нагрузка колеса на рельс , Н

(2.6)

Средняя величина вертикальной нагрузки, Н, от колеса на рельс

; (2.7)

Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс

. (2.8)

Среднее квадратическое отклонение нагрузки, Н, от вертикальных колебаний надрессорного строения:

. (2.9)

Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , Н, вызванных неровностью пути

. (2.10)

Среднее квадратическое отклонение нагрузки, Н, от сил инерции, вызванных изолированной неровностью на колесе:

. (2.11)

Среднее квадратическое отклонение нагрузки, Н, от сил инерции необрессоренной массы при движении колеса с непрерывной неровностью катания

. (2.12)

Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки от колеса на рельс в прямом участке пути

. (2.13)

Расчетная нагрузка, Н, колеса на рельс определяется по формуле

. (2.14)

Определение расчетных осей тележек

; (2.15)

Характеристики

Список файлов ВКР