Luk'yanov Fyodor Dmitrievich 2016 (1207461), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

. (1.47)

Величина непогашенного ускорения определяется по формуле [3]

, (1.48)

где V – скорость движения, км/ч;

R – радиус кривой, м;

h – возвышение наружного рельса, м;

S₁ – расстояние между осями рельсов, S₁ = 1600 мм.

Величина возвышения наружного рельса определяется по формуле [3]

(1.49)

Коэффициент динамики определяется по формуле [3]

(1.50)

где V – скорость движения, км/ч;

fст – статический прогиб рессорного подвешивания.

Расчет:

Исходные данные: рельсы Р65, шпалы деревянные 2000шт./км, радиус кривой R = 525 м, возвышение наружного рельса h = 35 мм.

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

Определим величину непогашенного ускорения:

Дополнительная догрузка одного колеса и разгрузка второго под действием центробежной силы:

Расчетные нагрузки на шейки оси вагона при V = 60 км/ч, к_{д =} 0,35:

Полные расчетные нагрузки на рельсы:

кН;

Величины моментов:

Определим реакцию рельса B при трех величинах рамной силы, которые получили из рисунок 1.8 при непогашенном ускорении

при кН – кН;

при кН – кН;

при кН – кН.

при кН при кН

при кН

Силы трения при трех значениях

при кН

при кН

при кН

Определим реакцию рельса А

при

при кН

при кН

при кН

Силы трения

при кН

при кН

при кН

Коэффициенты устойчивости колеса на рельсе

при кН при кН

при кН

Так как устойчивость колеса грузового вагона обеспечивается только при коэффициенте устойчивости к ≥ 1,3, в данном случае к = 1,76, к = 1,49, к = 1,39, из этого следует, что устойчивость колеса против вползания на головку рельса обеспечивается полностью.

1.2.4 Расчет устойчивости 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 состоянии [3].

_{Рисунок 1.9 – Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути.}

где Р₁ и Р₂ – нагрузка от колеса на рельсы;

_{Yб – боковая сила;}

_{Q1 и Q2 – давление рельсов на шпалу;}

_{Нш-1 и Нш-z – поперечные силы, действующие на шпалу от двух рельсов;}

_{С0 – начальное сопротивление смещению шпалы;}

_{Fтр – сила трения шпалы по балласту;}

f_р – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.

Из расчета на прочность известно, что

, (1.51)

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 [3]

, (1.52)

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;

f_ш - коэффициент трения шпалы по балласту.

Поперечная сдвигающая сила является равнодействующей двух сил, приложенных к рельсам и определяется по формуле [3]

, (1.53)

где f_p – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу, f_p=0,25…0,45.

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 формуле [3]

; (1.54)

, (1.55)

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

Коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса в горизонтальной и вертикальной плоскости, определяется по формуле [2]

, (1.56)

где U- модуль упругости рельсового основания, U =290 кг/см² ;

Е – модуль упругости рельсовой стали, Е=2,1•10⁶ кг/см² ;

J_г – момент инерции поперечного сечения рельса относительно его центральной горизонтальной оси, проходящей через его центр тяжести, J_г=550*10^-8 кг/см², J_г=3208*10^-8 кг/см²;

Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле [3]

. (1.57)

При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила, которая определяется по формуле [3]

, (1.58)

где N_т – тормозная сила, т;

L_c – расстояние между центрами автосцепок вагона (полувагон L_c = 13,92 м).

Коэффициент устойчивости пути против поперечного сдвига под поездом определяется отношением удерживающих и сдвигающих сил определяется по формуле [3]

. (1.59)

После сокращения на 1/2 формула примет вид

. (1.60)

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

. (1.61)

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

. (1.62)

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

. (1.63)

где f_ш – коэффициент трения шпалы по балласту, f_ш = 0,4.

Нагрузка от колес груженого вагона на рельсы = 115 кН.

Нагрузка от колес порожнего вагона на рельсы = 56 кН.

Путь можно считать устойчивым, если .

Расчет:

Исходные данные: рельсы Р65, шпалы деревянные, эпюра шпал 2000шт./км, балласт щебеночный, состояние пути удовлетворительное ( =0,4, =0,25, =2кН), радиус кривой 525м, возвышение наружного рельса h = 35мм.

Характеристика подвижного состава: грузовой поезд, движущийся со скоростью V = 60км/ч. Расчетная тормозная сила N_т = 0, 700, 1000 кН. Расстояние между центрами автосцепок вагонов L_с = 13,92 м.

По формуле (1.48)

при кН- =73 кН

при кН- =97 кН

при кН- =110 кН

У порожнего вагона в режиме тяги боковая сила равна .

В режиме торможения >0 к боковой силе добавляется дополнительная поперечная сила:

при кН- = = 35,56=36 кН;

при кН- = = 43,51=44 кН.

По формуле (1.56)

=1,018 ;

=1,583 .

По формуле (1.63)

-загруженный вагон

-порожний вагон

Расчетные значения отношения поперечной боковой силы к вертикальной для загруженного вагона равны:

при кН- = <[ ]=0,86;

при кН- = <[ ]=0,86;

при кН- = >[ ]=0,86.

Расчетные значения отношения поперечной боковой силы к вертикальной для порожнего вагона равны:

при кН- = <[ ]=0,79;

при кН- = <[ ]=0,79;

при кН- = <[ ]=0,79.

Вывод: устойчивость пути против поперечного сдвига под порожним вагоном обеспечивается полностью при любом режиме движения поезда, при движении груженого вагона устойчивость не обеспечивается в режиме экстренного торможения, для обеспечения устойчивости рекомендуется проведение таких мероприятий, как; повышение устойчивости рельсошпальной решетки,

увеличение эпюры шпал, либо запретить экстренное торможение на данном участке.

2 ВЫПРАВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПЛАНА ПУТИ

2.1 ХАРАКТЕРИТИКА РАЙОНА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

2.1.1 Описание района проектирования

Капитальный ремонт пути осуществляется в Еврейской Автономной Области на участке от ст. Биробиджан 2 до ст. Ленинское, дистанция ПЧ-2 входит в состав Дальневосточной дирекции инфраструктуры.

2.1.2 Климат

Климат Еврейской Автономной Области – находится в умеренном муссонном климатическом поясе, с холодной и сухой зимой (средняя температура в январе составляет -21°C), жарким и влажным летом.

Средняя годовая температура составляет -1,9 °C, относительная влажность воздуха – 71,1%, средняя скорость ветра – 1,7 м/с, самым теплым месяцем является июль, его средняя температура 21,1 °C.

На протяжении года выпадает около 450-500 мм осадков, 75% осадков выпадает с мая по сентябрь.

2.1.3 Рельеф

В основном по поверхности района проектирования нет больших перепадов высот, преобладает равнинный рельеф. Не высокие сопки 200-400м с пологими склонами.

2.1.4 Гидрологические условия участка

В районе проектирования протекает река – р. Малая Бира. Основное питание этой реки происходит за счет выпадения атмосферных осадков, поэтому при засушливой погоде она может пересохнуть.

2.1.5 Характеристика участка пути

Участок однопутный, c автономной тягой

Длинна участка – 15 км

Характеристики

Список файлов ВКР