Диплом Кривенко (1203407), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Таблица 1.3.
Классы железнодорожных путей
| Группа пути | Грузонапря женность млн. ткм брутто/км год | Подгруппы пути – установленные скорости движения поездов, км/ч (числитель – пассажирские, знаменатель-грузовые) | |||||||
| с1 | с2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
| 201-250 100 (121-140)* | 141-200 100 (101-120)* | 121-140 91-100 | 101-120 81-90 | 81-100 71-80 | 61-80 61-70 | 41-60 41-60 | 40 и менее | ||
| А | Более 80 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 |
| Б | 51-80 | 1 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 |
| В | 26-50 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 3 | 3 | 4 |
| Г | 11-25 | 1 | 1 | 1 | 2 | 3 | 3 | 4 | 4 |
| Д | 6-10 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 | 4 | 4 | 5 |
| Е | 5 и менее | - | - | - | - | 4 | 4 | 5 | 5 |
* - грузовых до 100 км/ч, грузовых ускоренных до 120 км/ч и рефрижераторных до 140 км/ч.
1.2. Расчет пути на прочность и устойчивость.
1.2.1. Общие сведения.
Согласно “Методике оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения его надежности” [2] расчет содержит способы практического расчета нагрузок и напряжений в элементах верхнего строения пути от воздействия на него подвижного состава. Результаты этих расчетов применяются для:
- установления условий обращения нового или модернизированного подвижного состава самостоятельно или в комплексе с результатами испытаний и других исследований;
- проведение технико-экономических расчетов по выбору параметров основных элементов верхнего строения пути для заданных условий эксплуатации;
- расчетов по установлению рациональных скоростей движения подвижного состава в различных условиях эксплуатации.
1.2.2. Расчеты пути на прочность при изменении модуля упругости подрельсового основания.
Конструкция верхнего строения пути и экипажной части подвижного состава должны находиться в исправном состоянии, соответствующем требованиям ²Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации² [14] и действующим техническим нормам.
Все многообразие сил, действующих на путь, сводится к следующим основным расчетным схемам их приложения:
- вертикальные силы;
- горизонтальные поперечные (боковые) силы.
Принимается условие, что силы, действующие на путь, независимы друг от друга.
Расчетные формулы для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути основаны на рассмотрении изгиба рельсов в вертикальной плоскости как балки бесконечно большой длины, лежащей на сплошном упругом основании. При этом предполагается, что напряжения, возникающие под воздействием статической (неподвижной) нагрузки, по величине аналогичны напряжениям от динамической (подвижной) нагрузки той же величины [2, 3].
Динамическая максимальная нагрузка от колеса на рельс определяется по формуле:
, кг (1.1)
где Pср - среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; S - среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; l - нормирующий множитель, определяющий вероятность события, т.е. появление максимальной динамической вертикальной нагрузки.
Вероятность события (возникновения 
) равна 0,994, при этом значение l = 2,5.
Среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс определяется по формуле:
, кг (1.2)
где Pст - статическая нагрузка колеса на рельс, кг; 
- среднее значение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения экипажа, кг.
, кг (1.3)
где 
- динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, кг.
Динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения определяется следующим способом:
, кг (1.4)
где Ж – жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм (табл. 1.1); Zmax – динамический прогиб рессорного подвешивания, определяется по формуле:
, (1.5)
Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс S определяется по формуле композиции законов распределения его составляющих:
, кг (1.6)
где Sp - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, кг; Sнп - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изолированной неровности пути, кг; Sннк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за непрерывных неровностей на поверхности катания колес, кг; Sинк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за наличия на поверхности катания колес плавных изолированных неровностей, кг; t - количество колес рассчитываемого типа, имеющих изолированные плавные неровности на поверхности катания, отнесенные к общему числу таких колес (в %), эксплуатируемых на участке; (1-t) - количество колес (в %), имеющих непрерывную плавную неровность на поверхности катания.
Обычно при отсутствии конкретной информации принимается средний процент осей, имеющих изолированную плавную неровность, равный 5%, соответственно - непрерывную плавную неровность 95%. С учетом этого допущения формула (1.6) приобретает вид:
, (1.7)
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения определяется по формуле:
, кг (1.8)
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс Sнп от сил инерции необрессоренных масс 
, возникающих при проходе изолированной неровности пути определяется по формуле:
, кг (1.9)
, кг (1.10)
Подставляя выражение (1.9) в (1.8) получаем:
, кг (1.11)
где α1 - коэффициент, учитывающий род шпал, для пути на железобетонных шпалах α1=0,931; ß - коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на возникновение динамической неровности, для рельсов типа Р-65, ß=0,87; έ - коэффициент, учитывающий влияние материала и конструкции шпалы на образование динамической неровности на пути, принимается для деревянных шпал равным 0,322; ɣ - коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности пути, принимается для щебня, асбеста и сортированного гравия равным - 1,0; lш - расстояние между осями шпал, 51 см; U - модуль упругости рельсового основания, кг/см2.
Для упрощения вычислений произведение коэффициентов 
приведено в таблице 1.5 в зависимости от типа конструкции верхнего строения пути. В этом случае формула (1.11) получает вид:
, кг (1.12)
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс Sннк от сил инерции необрессоренной массы 
при движении колеса с плавной непрерывной неровностью на поверхности катания определяется по формуле:
, кг (1.13)
, кг (1.14)
где α0 - коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса и участвующей во взаимодействии массы пути; K1 - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности катания колес, принимаемый для электровозов, тепловозов, моторвагонного подвижного состава и вагонов равным 0,23; d - диаметр колеса, см; q- отнесенный к колесу вес необрессоренных частей; k - коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см-1.
, (1.15)
где E - модуль упругости рельсовой стали, равный 2,1×105 МПа.
Jв - момент инерции поперечного сечения рельса относительно его центральной горизонтальной оси, проходящей через его центр тяжести, равный 3208 см4.
Расчетная формула (1.12) после подстановки известных численных значений приобретает вид
, кг (1.16)
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс Sинк от сил инерции необрессоренной массы 
, возникающих из-за наличия на поверхности катания плавных изолированных неровности определяются по формулам
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
