Bondar' Timur Sergeevich 2016 (1207418), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

где Н_ц – расстояние от уровня головок рельсов до центра тяжести кузова,(у груженного полувагона Н_ц = 2 м);S_ш – расстояние между серединами шеек колесной пары,( у грузового полувагона S_ш = 2,036 м);

Вертикальные расчетные нагрузки на шейки оси вагона определяется по формулам

; (1.42)

.(1.43)

Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельса определяется по формулам

; (1.44)

. (1.45)

Величина непогашенного ускорения определяется по формуле

, (1.46)

где V – скорость движения, км/ч;R – радиус кривой, м;h – возвышение наружного рельса, м;S₁ – расстояние между осями рельсов, S₁ = 1,6 м

Расчет:

Исходные данные: рельсы Р65, шпалы железобетонные 2000 шт./км, радиус кривой R=550 м, возвышение наружного рельса h=35 мм.

Характеристика грузового вагона. Масса брутто, масса кузова с грузом Q_куз= 84,2 т, необрессоренный вес, приходящийся на одно колесо, q_к=9,95 кН. Диаметр колеса 0,95 м, радиус шейки оси 0,075 м.

Дополнительные условия: Расчет необходимо провести в режиме тяги и торможения тяжеловесного поезда с продольной тормозной силой 0; 700 и 1000 кН. Скорость движения V=60 км/ч.

, м/с²;

, кН;

К_Д = 0,39

, кН;

, кН;

, кН;

, кг;

, ;

, ;

Определим реакцию рельса В при трех величинах рамной силы при ускорении a_нп = 0,31 м/с²:

Y_p-1 = 43 кН,

Y_p-1 = 71 кН,

Y_p-1 = 84 кН;

, кН;

, кН;

, кН;

, кН;

, кН;

, кН;

Реакция рельса А:

, кН;

, кН;

, кН;

, кН;

, кН;

, кН;

Коэффициенты устойчивости колеса на рельсе:

Поскольку устойчивость колеса грузового вагона гарантируется только при коэффициенте устойчивости к ≥ 1,3, следовательно, устойчивость колеса против вползания полностью обеспечивается.

1.4. Расчет устойчивости пути против поперечного сдвига

Поперечный сдвиг рельсошпальной решетки под поездом является прямой угрозой безопасности движения поездов. При неблагоприятных сочетаниях воздействующих на путь вертикальных и горизонтальных поперечных сил может произойти поперечный сдвиг рельсошпальной решетки по балласту, особенно загрязненному или в талом состояние.

Рисунок 1.3 – Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути.

Р₁ и Р₂ – нагрузка от колеса на рельсы; Y_б – боковая сила; Q₁ и Q₂ – давление рельсов на шпалу; Н_ш-1 и Н_ш-z – поперечные силы, действующие на шпалу от двух рельсов; С₀ – начальное сопротивление смещению шпалы; F_тр – сила трения шпалы по балласту; f_р – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.

Из расчета на прочность известно, что

, (1.47)

где к_в – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса, м^-1;l – расстояние между осями шпал, м.

Удерживающая от сдвига шпал сила – сопротивление их поперечному перемещению в балласте определяется по формуле.

,(1.48)

где С₀ – начальное сопротивление смещению шпал при отсутствии вертикальной нагрузки, С₀ = 2…6 кН;F_тр – сила трения шпалы по балласту при наличии вертикальной нагрузки; - коэффициент трения шпалы по балласту.

Поперечная сдвигающая сила является равнодействующей двух сил, приложенных к рельсам и определяется по формуле

, (1.49)

где f_p – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу, f_p = 0,25…0,40.

Поскольку наибольшие боковые силы передаются, как правило, от первых направляющих колес, сила трения принимается со знаком минус.

Поперечна сдвигающая сила Н_ш-1, действующая на шпалу от наружного рельса, и поперечная сила Н_ш-2, действующая на шпалу от второго (внутреннего) рельса и препятствующая сдвигу, определяется по формулам

, (1.50)

, (1.51)

где к_г – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса в горизонтальной плоскости, м^-1.

Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле

(1.52)

При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила, которая определяется по формуле

, (1.53)

где N_т – тормозная сила, т;L_c – расстояние между центрами автосцепок вагона, м.

Коэффициент устойчивости пути против поперечного сдвига под поездом определяется отношением удерживающих и сдвигающих сил определяется по формуле

. (1.54)

После сокращения на l/2 формула примет вид

. (1.55)

Рассмотрим случай предельного равновесия, т.е. примем n = 1. При этом получим

. (1.56)

Отсюда видно, что путь под поездом с осевой нагрузкой Р_ср оказывается в предельном равновесии, если поперечная боковая сила достигает величины

. (1.57)

После деления левой и правой части на величину Р_ср получим предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной:

, (1.58)

где f_ш – деревянные шпалы на щебне, f_ш = 0,35…0,40.

Путь можно считать устойчивым, если > .

Расчет:

Исходные данные: рельсы Р65 на железобетонных шпалах с эпюрой 2000шт./км, балласт щебеночный, состояние пути удовлетворительное ( =0,40, =0,25, =2кН). Радиус кривой 550м, а_нп = 0,31 м/с².

Характеристика подвижного состава: грузовой поезд, движущийся со скоростью 70 км/ч. Расчетная тормозная сила N_т=0, 700 и 1000 кН. Расстояние между центрами автосцепок вагонов L_с=13,92 м.

=71кН; =96кН; =109кН

Так как условие > выполняется, то устойчивость пути против поперечного сдвига полностью обеспечивается.

По результатам расчетов на ЭВМ строим графики зависимости напряжений в элементах верхнего строения пути от модуля упругости при Рст=25 т/ось, V=60 км/ч и зависимости напряжений в элементах верхнего строения пути от статической нагрузки при U=500 кг/см², V=60 км/ч.(рис. 1.5, рис. 1.6)Дополнительно были определены напряжения в элементах верхнего строения пути на программе SYGMA, которые представлены ниже

Рисунок 1.4 Исходные данные для расчета напряжений

По рассчитанным данным были построены графики «напряжения в зависимости от модуля упругости» и «напряжения в зависимости от нагрузки на ось» представлены на рисунке 1.5 и 1.6 соответственно

Рисунок 1.5 Напряжения в зависимости от модуля упругости.

Рисунок 1.6 Напряжения в зависимости от осевой нагрузки.

Данные рисунков 1.5 и 1.6 показываю чтопри модуле упругости выше 800 кс/см2 превышает допустимую норму и следует предпринимать следующие мероприятия; при модуле упругости выше 1500 кс/см2 тоже превышает допустимую норму и следует предпринимать следующие мер ; при нагрузке более 20 т/ось превышает допустимую норму, следует принять меры по увеличению балласта под шпалой или увеличение эпюры шпал.

Для того чтобы выяснить, влияние модуля упругости на значение напряжения в элементах верхнего строения пути выполнены расчеты при значениях модуля 1000, 1500 и 2000 кг/см². Эти расчеты позволяют учесть повышение модуля при замерзании зимой и снижения его в результате применения различных конструкций. Все построенные зависимости имеют не линейный характер. Увеличение модуля ведет к снижению напряжений в кромке подошвы рельса.

Напряжения в остальных элементах растут по зависимости близкой к параболе. Напряжения на шпале меньше допускаемых при модуле 2000 кг/см². Напряжения на балласте не превышает допускаемых при модуле 2000 кг/см². Напряжения на основной площадке меньше допускаемых.

2.ПРОДОЛЬНЫЙ ПРОФИЛЬ И ПЛАН ПУТИ

2.1 Анализ отступлений, имеющихся в продольном профиле и плане 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

(2.1)

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:

; æ_над≥ æ_{над. доп}, (2.2)

Характеристики

Список файлов ВКР