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

Текст из файла (страница 6)

Для упрощения анализа температурной работы стыка приняло, что:

- всерельсывуравнительном пролетеимеютодинаковуюдлину;

- начальные стыковые зазоры между уравнительными рельсами и плетями равным 10мм;

- сопротивление стыков (R_с=14,20,40 т) зимой и летом одинаковые;

- при расчетах различают: зимнее (r_з = 2,3;1,8;1,3 т/м) и летнее (r_л = 0,7;0,9 т/м) погонные сопротивления продольному перемещению рельсов;

- смерзание балласта происходит при температуре t_см=-10^ºC, а погонное сопротивление меняется в этот момент скачком от летнего к зимнему.

При определении годовой величины перемещения конца рельсовой плети рассматриваются 3 периода:

- от момента укладки плети (t₀) да наступления максимальной температуры;

- от момента укладки (t₀) до температуры, при которой происходит смерзание балласта (t_см,^ºC);

- от температуры смерзания балласта (t_см,^ºC) до минимальной температуры (t_minmin).

В первых двух случаях действуют летнее погонное сопротивление (r_л т/м), в зимний период – зимнее погонное сопротивление (r_з, т/м).

Расчет выполнен для следующих условий:

- Стыковое сопротивление R_c=14,20,40 т;

- Погонное сопротивление: - зимнее r_з = 2,3;1,8,1,3 т/м;

- Летнее r_л =0,7;0,9 т/м.

2.4.1Расчет величин перемещения концов рельсовых плетей и уравнительных пролетов для зимних условий

При изменении температуры рельсов от t₀до t_maxmaxконец рельсовой плети перемещается в сторону удлинения на величину:

(2.17)

где α – коэффициент линейного расширения рельсовой стали, α=11,8*10^-6 1/град;

Е – модуль упругости рельсовой стали, Е=2,1*10⁶ кгс/см²;

F – площадь поперечного сечения рельса (для Р65=82,7см²);

t_maxmax– максимальная расчетная температура рельсов,^ºC;

R_c – стыковое сопротивление, т;

При понижении температуры рельсов до температуры смерзания балласта (t_см,^ºC) конец рельсовой плети переместиться в сторону ее середины на величину:

(2.18)

Температура смерзания балласта отрицательная и при подстановке ее в формулу следует учитывать знак.

После смерзания балласта, при дальнейшем понижении температуры до t_minminпогонное сопротивление увеличивается до значения r_з. Измерение длины плети определяется по формуле:

(2.19)

По этой закономерности длина плети будет изменяться до температуры t₁,^ºC, при которой длина активного участка плети после смерзания балласта (L_А) будет равна длине активного участка до смерзания (L_А).

(2.20)

Решая уравнение относительно t₁, определяем

(2.21)

Расчет t₁для прямых и кривых R≥500 м сводим в таблицу 2.4

При t₁˂t_minmin(t_minmin=-43^ºC) в вариантах 1,2,3,7,8,9,13 эпюра продольных температурных сил будет иметь вид, показанным на рисунке 2.14(а)

При t₁˃t_minminв вариантах 4,5,6,10,11,12,14,15,17,18 эпюра продольных температурных сил будет иметь вид, показанным на рисунке 2.14(б)

Понижение температуры ниже t₁участок L_A будет преодолевать зимнее сопротивление.

Изменение длины в этот период определяется по формуле:

(2.22)

При определении перемещения конца плети от момента закрепления ее до минимальной температуры возможны два случая:

-Если t₁˂t_minmin, то перемещение конца плети:

(2.23)

• Если t₁˃t_minmin, то перемещение конца плети:

(2.24)

Расчет укорочения активных концов плети сводим в таблицу 2.5

Укорочение уравнительного рельса длиной 12,5 м начинается после преодоления сопротивления R_c и r на половине длины рельса (в обе стороны одинаково) после этого начинается свободное укорочение рельса. В первом приближении согласно ТУ-2000 принимаем три звена в уравнительном пролете между плетями длиной до 800 м (4 стыка).

а) при t₁˂t_minminб) при t₁˃t_minmin

Рисунок 2.14 – Эпюры продольных температурных сил

При изменении температуры от максимальной температуры закрепления плети (t₀=+20^ºC) до (t_minmin=-43^ºC)изменение длины при стыковом сопротивлении (R_c=14,20,40 т) определяется по формуле:

(2.25)

При конструктивном зазоре 23 мм, общая сумма величины зазора при трех уравнительных пролетах составляет 23мм*4=92 мм. При укладке бесстыкового пути зазор в пролете должен быть равен 10 мм, т.е. на реализацию удлинения активных концов и уравнительных звеньев, остается 92-40-18=34 мм.

(2.26)

Вывод: из расчетов видно, что при R_c=14,20,40 т и зазоре 10 мм при укладке реализовать изменение активных концов плетей и уравнительных пролетов не представляется возможным, поэтому при укладке необходимо изменить величину стыкового зазора.

d = 6 мм; 92-4*6-18= 50 мм,

d = 5 мм; 92-4*5-18= 54 мм,

т.е. наиболее применимым вариантом является:

R_c= 40 т, r_з= 2,3 т/м

∆_{пот.зазор}= 2*25+2,3*6= 65 мм;

Произведем расчет величин перемещения концов рельсовых плетей и уравнительных рельсов для летних условий.

Расчет величин перемещения активных концов рельсовых плетей и уравнительных пролетов для летних условий

При изменении температуры рельсов от температуры закрепления

(t₀= +20^ºC) до (t_maxmax= +60^ºC) для прямого участка плети и кривых R˃500 концы рельсовых плетей удлиняться на величину:

(2.27)

Таблица 2.6 – Расчет величины удлинения активных концов плети для прямой

При повышении температуры рельсов относительно температуры закрепления (+20^ºC) до +60^ºC, изменение длины рельса в сторону увеличения определяется по формуле:

(2.28)

мм

мм

мм

Общее удлинение концов рельсовых плетей и уравнительных рельсов при стыковом сопротивлении R_c= 40 т и погонном сопротивлении r_л= 0,9 т/м

∆_{пот.зазор}= 2*2+0,5*6= 7 мм;

Из расчетов видно, что величина зазора 5 мм, принята для зимних условий, возможна и для летних.

5*4=20 мм˃7 мм

Конструкцию бесстыкового пути укладываем для плетей длинной до 800 м с тремя уравнительными пролетами, со стыковыми зазорами 5 мм для зимних и летних условий, при этом необходимо обеспечить стыковое сопротивление R_c= 40 т, погонное сопротивление r_л= 0,9 т/м, r_з = 2,3 т/м для прямого участка пути.

Вывод:

Из расчетов видно, что уравнительный пролет между плетями включает три пары уравнительных рельсов, со стыковыми зазорами 5 мм для зимних и летних условий, при этом необходимо обеспечить стыковое сопротивление 40 т, погонное летнее сопротивление 0,9 т/м, погонное зимнее сопротивление 2,3 т/м для прямого участка пути.

1. ВЫПРАВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПЛАНА ПУТИ

3.1 Анализ отступлений, имеющихся в продольном профиле и плана линии, от требований технических указаний на проектирование капитального ремонта пути.

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:

(3.1)

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:

; (3.2)

æ_над ≥ æ_{над. доп}

где F_k и W_k – силы тяги и сопротивления движению;

æ – коэффициент надежности системы.

Однако в более сложных природных условиях с целью обхода различных препятствий приходится значительно чаще менять направление трассы, вписывая в углы поворота кривые различных радиусов.

Хотя устройство кривых удлиняет трассу, но объемы строительных работ (земляных и по искусственным сооружениям) уменьшаются за счет обхода препятствий, причем в ряде случаев тем значительно, чем меньше радиус кривой. Однако при этом ухудшаются эксплуатационные показатели железной дороги, особенно в кривых малых радиусов.

К основным недостаткам малых радиусов относят: необходимость ограничения скорости движения поездов, повреждаемость и повышенный износ рельсов, увеличение расходов по текущему содержанию и ремонту верхнего строения пути, увеличение износа колес подвижного состава, уменьшение коэффициента сцепления колес локомотива с рельсами, удлинение трассы, необходимость усиления пути, а на железных дорогах с электрической тягой – и контактной сети.

Повреждаемость и износ рельсов в кривых, а также расходы по текущему содержанию пути резко возрастают в кривых R< 600–800 м. Кривые R > 1200–1500 м по этим показателям мало отличаются от прямых участков пути. Зависимость износа рельс, колес подвижного состава от радиуса кривой имеет примерно такой же характер, как и зависимость износа рельсов.

Поэтому в кривых малого радиуса надо вести работы по усилению верхнего строения пути для повышения его устойчивости против действия горизонтальных и поперечных сил.

Характеристики

Список файлов ВКР