пояснительная записка (1198767), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

На промежутке с 424 по 425 км, ограничение скорости в 50 км/ч можно убрать, поскольку из-за переломов продольного профиля развить большую скорость поезд не может.

1. РАСЧЕТ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ НА ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ

2.1. Расчет пути на прочность и устойчивость

2.2.1. Общие сведения

При воздействии подвижного состава в элементах верхнего строения пути возникают напряжения и деформации. Зависимость их от сил, действующих на путь, сложна и пока не поддается точному определению. Поэтому, согласно[16], приняты следующие правила и предпосылки.

1. «Рельс считается балкой бесконечно большой длины неизменяемого сечения, лежащей на сплошном равноупругом основании.

2. Путь и подвижной состав находятся в исправном состоянии, отвечающем требованиям ПТЭ.

3. Колеса подвижного состава при движении не отрываются от поверхности катания рельсов (рассматривается безударное движение).

4. Расчет ведется на вертикальные силы, приложенные по оси симметрии рельса. Из продольных горизонтальных сил учитываются только температурные силы, появляющиеся в рельсах.

5. Упругая реакция основания считается линейно зависящей от осадки.

6. Влияние климатических факторов учитывается лишь при температурных воздействиях на рельсы и изменениях жесткости пути при промерзании шпал, балласта и земляного полотна.

7. Собственные напряжения и неупругие сопротивления не учитываются.

8. Колебания массы колеса и пути в расчетах учитываются коэффициентом α₀ (α₀=0,433, α_п=1,31 для пути с деревянными шпалами).

9. За расчетное сечение пути принимаем сечение в зоне влияния изолированной неровности пути, которое экипаж проходит с жатыми рессорами.

10. Рельс рассчитывается только на нормальное напряжение изгиба.

11. Расчет ведется по одному рельсу.»[16]

Несмотря на большое количество допущений, и предпосылок, расчет дает достаточно удовлетворительные результаты, совпадающие с экспериментальными данными.

«Влияние допущений и неучтенных факторов компенсируется в расчетах введением коэффициента запаса К_н=1,3. Допускаемое расчетное напряжение от поездной нагрузки определяется из выражения

, (2.1)

где - допускаемое напряжение; - температурные напряжения, действующие в рельсе.

За допускаемое напряжение принимается горизонтальный предел текучести рельсовой стали. По данным испытаний на растяжение стандартных образцов из рельсовой стали диаметром 10 мм среднее напряжение при остаточном удлинении образцов 0,2%, а так же их среднеквадратическое отклонение S_σ0,2=50. Температурное напряжение сжатия-растяжения в бесстыковом пути определяется по формуле»[16]

Исходя из вышесказанного, допускаемое расчетное напряжение в рельсах бесстыкового пути, МПа, (с термоупрочненными рельсами) определяется как

(2.2)

2.2.2 Расчет верхнего строения пути на прочность

«1. Вертикальная динамическая максимальная нагрузка , кг, колеса на рельс определяется по формуле, согласно

, (2.3)

где Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; λ – нормирующий множитель, определяющий вероятность появления для расчетов принимаем λ=2,5; S – среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.»[3]

«2. Среднее значение вертикальной нагрузки Р_ср, кг, колеса на рельс определяется по формуле [9]

, (2.4)

где Р_ст – статическая нагрузка колеса на рельс, кг; - динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс, возникающая за счет колебания кузова на рессорах, кг.»[3]

«3. Динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс , кг, возникающая за счет колебания кузова на рессорах определяется по формуле» [16]

, (2.5)

где Ж – жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм; z_мах – динамический прогиб рессорного подвешивания, мм.

«4. Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса от вертикальных колебаний S, кг, определяется по формуле [16]

, (2.6)

где S_p – среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения; S_ип - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс; S_ннк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс; S_инк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс.»[16]

«5. Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс , кг, при прохождении колесом изолированной неровности пути определяется по формуле [9]

(2.7)

(2.8)

где α₁ – коэффициент, учитывающий род шпал, для ; для железобетонных шпал α₁=0,931; β - коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновение динамической неровности, для пути с рельсами Р65 β=0,87;

ε - коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпал на образование динамической неровности, принимаем для железобетонных шпал ε=0,322; γ – коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности пути, для щебня γ=1; l_ш – расстояние между осями шпал: при эпюре шпал 1840 шт./км l_ш =55см.; при 2000 шт./км - l_ш =51 см.; U - модуль упругости рельсового основания, кг/см²; К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см^-1; q - вес необрессоренных частей экипажа, относительный к одному колесу, кг; Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; V – скорость движения экипажа, км/ч.»[16]

6. «Среднее квадратическое отклонение S_ннк , кг, динамической нагрузки колеса на рельс то сил инерции необрессоренных масс , кг, при движении колеса с плавной непрерывной неровностью поверхности катания определяется по формуле

; (2.9)

, (2.10)

где α₀ – коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса к участвующей во взаимодействии массе пути; β₁ - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания, β₁ = 0,23; U - модуль упругости рельсового основания, кг/см², U = 1670 кг/см²; V – скорость движения экипажа, км/ч; q – вес необрессоренных частей экипажа, относительный к одному колесу, кг; d – диаметр колеса, см.

Расчетная формула после подстановки известных численных значений приобретет вид»[16]

, (2.11)

7. Среднее квадратическое отклонение S_инк , кг, динамической нагрузки колеса на рельс то сил инерции необрессоренных масс , кг, при движении колеса с плавной непрерывной неровностью поверхности катания определяется по формуле [3]

, (2.12)

, (2.13)

где е – расчетная глубина плавной изолированной неровности на поверхности катания колеса, принимается равной 2/3 от предельной допускаемой глубины неровности; у_мах – максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом конусоидальной неровности, отнесенной к единице глубины неровности, у_мах = 1,47.

«8. Максимальная эквивалентная нагрузка , кг, для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения определяется по формуле [3]

, (2.14)

где - динамическая максимальная нагрузка от колес на рельс, кг; μ_i – ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечения пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью; Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.»

9. Максимальная эквивалентная нагрузка , кг, для расчетов напряжений в элементах подрельсового основания определяется по формуле

(2.15)

где - динамическая максимальная нагрузка от колес на рельс, кг;

η_i – ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью; Р_ср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.

«10. Максимальные напряжения изгиба и кручения в рельсах при воздействии вертикальных внецентренно приложенных и горизонтальных поперечных сил от колес подвижного состава определяются по формулам

(2.16)

где σ _п-о – осевое напряжение в подошве рельса, кг/см²;

σ _п-к – напряжение в кромке подошвы рельса, σ _г-к – напряжение в кромке головки рельса, кг/см²; W_n – момент сопротивления рельса относительно наиболее удаленного волокна на подошве, см³; К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см ^-1; - максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения, кг; z_г и z_n – расстояние от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы с учетом износа, см; b_г и b_n – ширина соответственно головки и подошвы рельса, см; - коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным; - расчетное допускаемое напряжение в рельсе от поездной нагрузки.»[16]

11. Максимальное напряжение в прокладке при железобетонной шпале σ_ш, кг/см², определяется по формуле [9]

, (2.17)

12. Максимальное напряжение в балласте под шпалой σ_б, кг/см², определяется по формуле

, (2.18)

где - площадь полушпалы с поправкой на изгиб, см²; ω – площадь подкладки, l_ш – расстояние между осями шпал, см; - максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в элементах подрельсового основания, кг.

Полученные в результате расчета напряжения σ_ш и σ_б сравнивают с допускаемыми [σ_ш] и [σ_б].

Превышение расчетных максимальных напряжений в рельсах σ_п-к,

σ_г-к над допускаемыми [σ_б] указывает на необходимость уменьшения скорости движения поездов по условию прочности пути.

13. «Нормальные напряжения σ_h, кг/см², в балласте на глубине h от подошвы по расчетной вертикали определяется по формуле [9]

, (2.19)

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

Характеристики

Список файлов ВКР