диплом Юн (1193750), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Рисунок 2.4Напряжения в кромках подошвы рельса в зависимости от осевой нагрузки четырехосного вагона ЦНИИ-Х3 (скорость 90 км/ч)
Рисунок 2.5 Напряжения в шпальных прокладках в зависимости от осевой нагрузки четырехосного вагона ЦНИИ-Х3
Рисунок 2.6 Напряжения в балласте под шпалой в зависимости от осевой нагрузки четырехосного вагона ЦНИИ-Х3
Выполненные расчеты проанализированны. В результате чего получены следующие выводы:
Расчетные напряжения в элементах верхнего строения пути не превышают предельно допустимые значения во всем рассматриваемом диапазоне скоростей движения от 10 км/ч до 90 км/ч, осевых нагрузок от 20 т/ось до 30 т/ось.
Выполнены расчеты напряжений
при разной толщине балластного слояhб. при увеличении толщины балласта на 20 см
снижаюся на 30 %.В этом расчете несущая способность балласта соответствует чистому состоянию. При эксплуатации пути необходимо учитывать его загрязнение.
Напряжения в кромках подошвы рельса
зависят от скорости движения, осевой нагрузка, плана линии и износа рельса. В кривых малого радиуса R= 300 м по сравнению с прямым участком
увеличиваются,износ головки рельса до 6 мм так же дает увеличение.
Принятая конструкция верхнего строения пути (тип рельсов Р 65, шпалы железобетонные, толщинащебеночного балласта под шпалой 20 см)полностью соответствуют условиям эксплуатации (скорость движения до 60 км/ч при осевой нагрузке 23т/ось). Возможно увеличение скорости до 90 км/ч при здоровом земляном полотне.
2.4.Расчёт бесстыкового пути по условию прочности
После капитального ремонта на участке пути будет проведена замена рельсов на плети при ширине колеи 1067 мм.
Укладка бесстыкового пути возможна, если выполняется неравенство
, (2.22)
где
- допускаемая температурная амплитуда для данных условий;
–фактическая амплитуда колебаний температуры, наблюдавшаяся в данной местности.
Значение
определяется как алгебраическая разность наивысшей
и наинизшей
температур рельса, установленных по многолетним наблюдениям в данном районе (приэтом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участкахпревышает на 20 0С наибольшую температуру воздуха), т.е.
. (2.23)
Расчетные максимальные и минимальные температуры рельсов в различных пунктах железнодорожной сети приведены в приложении 3.
Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов равна
, (2.24)
где
- допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению стемпературой их закрепления, определяемое устойчивостью пути против выброса при действии сжимающих продольных сил;
- допускаемое понижение температуры рельсовых плетей посравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил;
- минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляются плети; по условиям производства работ для расчетов он принимается равным
.
Расчетные температуры рельсов определены для Холмской дистанции пути в приложении 3 [11]:
,
,
,
.
На прямом участке
,
,
.
В кривой R=300 м скорость движения 60 км/ч
,
,
.
Так как условие 2.22 выполняется, то укладка бесстыковых плетей на участке возможна.
Расчет бесстыкового пути производится из условия, что возникающие в рельсовых плетях поездные и температурные напряжения в сумме не превысят допускаемых, т.е.
, (2.25)
где
– кромочные напряжения в рельсе, возникающие при движении колес подвижного состава, МПа;
– коэффициент запаса прочности;
– напряжения в рельсе, возникающее при изменении его температуры относительно закрепления, МПа;
–допускаемые напряжения, принимаемые для новых термоупрочненных рельсов 400 МПа.
Температурные напряжения в рельсе равны
, (2.26)
где
– коэффициент линейного расширения рельсовой стали, 0,00001181/ оC;
– модуль упругости рельсовой стали, 2,1∙105 МПа;
– разность между температурой, при которой определяется напряжение, и температурой закрепления плети на шпалах, оC, равна
. (2.27)
Величина
определена по формуле (2.27) при движении по участку путиТГ-16 и ЦНИИ-Х3 на прямой и кривой с радиусом со скоростью 90 км/ч (на перспективу) (табл.2.11).
Таблица 2.11 – Интервал изменения температур
Расчетные характеристики | ТГ-16 | ЦНИИ-Х3 | ||
прямая | кривая | прямая | кривая | |
| 74,5 | 110,4 | 77,85 | 113,55 |
| 121,26 | 102,60 | 119,52 | 100,95 |
| 118 | 108 | - | - |
Расчетное значение
превышает допускаемую амплитуду изменения температуры рельсов
, определенное [11]. На участке для исправной работы бесстыковых плетей необходимо выполнять разрядки температурных напряжений.
2.5. Расчет интервалов закрепления плетей
Расчетный интервал закрепления рельсовых плетей равен
. (2.28)
Границы расчетного интервала закрепления, т.е. самую низкую (
) исамую высокую (
) температуры закрепления, определяют по формулам
, (2.29)
. (2.30)
Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределахрасчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полногособлюдения требований [11], 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 холодную погоду или к разрыву болтов в стыках уравнительных пролетов при низких температурах воздуха.
На прямом участке
,
;
В кривой R=300 м
,
.
При определении расчетного интервала для всей плети принимается наибольшее значение
и наименьшее
. Отсюда
и
. В соответствии с [11] оптимальный интервал температурызакрепления для плети на Сахалинской железной дороге составляет
, он находитсяв расчетном интервале
.
Итоги расчета: укладка бесстыкового пути на проектном участке возможна. Плети должны быть закреплены в интервале от
до
, что соответствуетоптимальной температуре закрепления плети для рассматриваемых условий.
-
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПЛАНА ЛИНИИ
-
Характеристика существующего профиля и плана
Проектирование капитального ремонта пути производится на участке Холмской дистанции пути Невельск – Ясноморский20-32 км.
В плане участок состоит из 44 процентов прямых и 56 процентов кривых. На данном участке из искусственных сооружений шесть железобетонных труб и два железобетонных моста. Руководящий уклон 6,7‰. Общая протяженность кривых малого радиуса 13,5 %.
Линия неэлектрифицирована.
-
Проектирование продольного профиля
Проектирование продольного профиля на участке пути Невельск – Ясноморский произведено в соответствии с СП «Инфраструктура железнодорожного транспорта. Общие требования» утв. №208 6.07.2015 г.
При капитальном ремонте пути должен быть сохранен проектный профиль, принятый при производстве последнего из видов работ.
Выправка продольного профиля проектируется с максимально возможным спрямлением элементов по нормативам 5 подгруппы пути, представленным в табл. 3.1[8].
Вертикальные кривые радиусом допускается не устраивать, если алгебраическая разность уклонов смежных элементов имеет значение приведенное в табл.3.2 [8].
Таблица 3.1 – Нормативы для проектирования продольного профиля
(5 подгруппа пути)
Нормы | Наибольшая алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля | Наименьшая длина разделительных площадок и элементов переходной крутизны | Радиус вертикальных кривых при сопряжении элементов продольного профиля | |||||
850 | 1050 | 1700 | 850 | 1050 | 1700 | |||
рекомендуемые | 13 | 3 | 3 | 200 | 200 | 250 | 5000 | |
допускаемые | 20 | 10 | 10 | 200 | 200 | 200 | 3000 |
Таблица 3.2
Алгебраическая разность уклонов смежных элементов | Радиус вертикальной кривой |
Менее 2,0 | 20000 |
Менее 2,3 | 15000 |
Менее 2,8 | 10000 |
Менее 4,0 | 5000 |
Менее 5,2 | 3000 |
Алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля не должна превышать значений , указанных в таблице 3.1. При большей разности уклонов смежные элементы следует сопрягать посредством разделительных площадок или элементов переходной крутизны, длина которых при указанных значениях
должна быть не менее значений
, приведенных в табл.3.1. При алгебраической разности уклонов менее указанной в табл.3.1 длину разделительных площадок и элементов переходной крутизны следует пропорционально уменьшать, но не менее чем до 25 м.