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

Текст из файла (страница 5)

, (1.40)

где g – ускорение силы тяжести, 9,81, м/с²;

n – число осей экипажа;

а_нп – непогашенное ускорение, м/с²;

Q_куз – вес кузова брутто, кг

(1.41)

где Q_бр – грузоподъемность, кг (для 4-осного полувагона Q_бр=91500 кг);

Q_тел – вес тележки ЦНИИ-Х3, кг (Q_тел=4650 кг)

Дополнительная нагрузка определяется по формуле:

, (1.42)

где Н_ц – расстояние от уровня головок рельсов до центра тяжести кузова (у груженого полувагона Н_ц = 2 м);

S_ш – расстояние между серединами шеек колесной пары (у грузового полувагона S_ш = 2,036 м);

Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельсов определяется по формулам:

; (1.43)

, (1.44)

Величина непогашенного ускорения определяется по формуле:

, (1.45)

где V – скорость движения, км/ч;

R – радиус кривой, м;

h – возвышение наружного рельса, м;

S₁ – расстояние между осями рельсов, S₁ = 1,6 м.

Величину возвышения наружного рельса принимаем

Расчет:

м/с²;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

;

.

Определим реакцию рельса B при трех величинах рамной силы, при разных тормозных силах N_T=0 кг; N_T=70000 кг; N_T=100000 кг

Поскольку устойчивость колеса грузового вагона гарантируется только при коэффициенте устойчивости к ≥ 1,3, а в данном случае режим торможения с тормозной силой 700 кН допустим, а с 1000 кН недопустим. Если же необходимо применение торможения силой 1000 кН, то для этого следует установить временное ограничение скорости.

1.2.4 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 1.4 – Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути.

Р₁ и Р₂ – нагрузка от колеса на рельсы; Y_б – боковая сила на упорный рельс; 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 [2], что:

, (1.47)

где к_в – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса, к_в = 1,578, 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 = 200 кг;

F_тр – сила трения шпалы по балласту при наличии вертикальной нагрузки, кг;

- 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.

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

Поперечная 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 формуле:

, (1.50)

, (1.51)

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

(1.52)

Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле

, (1.53)

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

(1.54)

где N_т – тормозная сила, кг;

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

, (1.55)

После сокращения на l / 2 формула примет вид

, (1.56)

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

, (1.57)

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

. (1.58)

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

, (1.59)

где f_ш – железобетонные шпалы на щебне, f_ш = 0,45.

Путь можно считать устойчивым, если > .

Расчет:

м/с²;

кг;

кг;

Величины боковых сил Y_б при расчетном ускорении и тормозных силах N_T=0; N_T=70000 кг; N_T=100000 кг

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

кг;

Проверка выполнения условия:

Режим тяги N_T= 0 кг: 0,50 < 1,03 – условие выполняется;

Режим торможения N_T=70000 кг: 0,68 < 1,03 – условие выполняется;

Режим торможения N_T= 100000 кг: 0,78 < 1,03 – условие выполняется.

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

1.2.5 Расчёты напряжений в элементах верхнего строения пути от действия подвижного состава выполненные на ЭВМ

По результатам расчетов на ЭВМ (Прил. А) построены графики зависимости напряжений в элементах верхнего строения пути от модуля упругости (рис. 1.5) при Рст=23 т/ось, V=80 км/ч и зависимости напряжений в элементах верхнего строения пути от статической нагрузки (рис. 1.6) при U=500 МПа, V=80 км/ч.

Ϭ_р, кг/см²

Ϭ_ш

Ϭ_h

Ϭ_б

[Ϭ_р]

[Ϭ_ш]

[Ϭ_h]

[Ϭ_б]=

Рисунок 1.5 – Зависимость напряжения в элементах верхнего строения пути от модуля упругости при V=80км/ч

Ϭ_ш

Ϭ_р, кг/см²

Ϭ_h

Ϭ_б

[Ϭ_ш]

[Ϭ_р]

[Ϭ_б]=

[Ϭ_h]

Рисунок 1.6 – Зависимость напряжения в элементах верхнего строения пути от статической нагрузки при V=80км/ч

Во всем диапазоне осевых нагрузок напряжения не превышают допускаемых, поэтому возможно применение рельсов типа Р-65 на данном участке. Напряжения на шпале под подкладкой изменяется по линейному закону. Наибольшие напряжения 12,743 кг/см², что ниже допускаемых 15 кг/см² при грузонапряженности 30 т. Для снижения напряжений рекомендуется применять упругие прослойки под подошвой шпалы, прослойки из геоматов под балластным слоем или из пенополистирола. Для оценки влияния модуля упругости подрельсового основания необходимо выполнить отдельные расчеты.

Напряжения на балласте под шпалой и в уровне основной площадки также изменяются по линейному закону, наибольшие значения 2,135 кг/см², что ниже допускаемого значения 3 кг/см². Для снижения уровня величин напряжений рекомендуется укреплять основную площадку земляного полотна прослойками из мелкозернистого песка, сортированного гравия.

Для того чтобы выяснить, влияние модуля упругости на значение напряжения в элементах верхнего строения пути выполнены расчеты при значениях модуля 500, 1000, 1500, 2000 и 2500 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 во всех элементах верхнего строения пути меньше допускаемых.

Движение подвижного состава с нормативными нагрузками 23 т/ось возможно во всем диапазоне скоростей движения.

1. ВЫПРАВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПЛАНА ПУТИ

2.1 Характеристика участка проектирования

Проектирование капитального ремонта производится на участке: Серышево – Белогорск.

В плане участок состоит из 83 % прямых и 17 % кривых. На данном участке находится одна станция, а также 3 искусственных сооружения: 1 металлический мост и 2 железобетонных моста. Данный участок не имеет резких переломов профиля. Руководящий уклон линии равен 12,0⁰/₀₀. Линия электрифицирована, оборудована автоблокировкой.

Станция запроектирована на уклонах, не превышающих 2,5⁰/₀₀ и прямом участке пути в плане, что соответствует требованиям.

2.2 Требования предъявляемые к плану и профилю

Продольный профиль главных и станционных путей при производстве работ по капитальному ремонту пути должен быть выправлен, как правило, при сохранении руководящего уклона.

Выправка продольного профиля проектируется с максимально возможным спрямлением элементов по нормативам таблицы 2.1 [8].

Таблица 2.1 - Нормативы для проектирования продольного профиля

Продолжение таблицы 2.1

При разности уклонов смежных элементов профиля, превышающей нормативную, смежные элементы следует сопрягать посредством разделительных площадок и элементов переходной крутизны. При меньшей разности уклонов длину разделительных площадок и элементов переходной крутизны следует пропорционально уменьшать, но не менее чем до 25 м.

Характеристики

Список файлов ВКР