Kudinov Ivan Evgen'evich 2016 (1207554), страница 4
Текст из файла (страница 4)
(1.27)
- расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении, определяемое по формуле (1.23);
(1.28)
где
- коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами
, ширину шпалы
и глубину
,
. (1.29)
Углы
и
, радиан, определяются по формулам
(1.30)
,
- средние значения напряжений по подошве соседних с расчетной шпал, кг/см2.
Примененные выше формулы применимы при
см.
Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяются из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.
; (1.31)
; (1.32)
; (1.33)
, (1.34)
где
- ордината линии влияния перерезывающей силы, при
;
- то же при двухосной тележки
при
,
; при трехосной тележки -
при
,
при
;
- то же при двухосной тележки
при
,
; при трехосной тележки -
при
,
при
.
Рисунок 1.2. Расчетная схема определения напряжений в балласте под шпалой, расположенной слева от расчетной (расчетная ось первая).
Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалой определяется из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес. Расчет напряжений приведен в таблице 1.2.
Для расчета верхнего строения пути на прочность принимаем локомотив ВЛ80. Характеристика локомотива приведена в таблице 1.2.
Таблица 1.4
Характеристика локомотива ВЛ80
| Тип и серия подвижного состава |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| ВЛ80 | 12000 | 2760 | 116 | 125 | 2 | 128 | 300 | 450 | 110 |
Характеристика пути: рельсы типа Р65; шпалы железобетонные типовые; эпюра шпал в кривой 2000 шт./км; радиус кривой
м; балласт щебеночный, толщина под шпалой 0,35 м; толщина песчаной подушки 0,25 м.
Расчетные параметры, необходимые для определения нагрузок на путь и напряжений в элементах верхнего строения пути сведены в таблице 1.3.
Таблица 1.5
Расчетные параметры верхнего строения пути
| Наименование расчетных параметров | Условные обозначения | Единица измерения | Величина | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| Тип рельсов | - | - | Р65 | |||
| Приведенный износ |
| мм | 6 | |||
| План линии (круговая кривая) |
| м | 545 | |||
| Модуль упругости подрельсового основания |
| кг/см2 | 1670 | |||
| Коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса |
| см-1 | 0,016 | |||
| Момент инерции рельса относительно его центральной горизонтальной оси |
| см4 | 3208 | |||
| Расстояние от горизонтальной нейтральной оси до крайних волокон соответственно головки и подошвы рельса |
| см | 9,71 | |||
|
| см | 7,69 | ||||
| Ширина головки и подошвы рельса |
| см | 7,5 | |||
|
| см | 15,0 | ||||
| Момент сопротивления поперечного сечения рельса относительно наиболее удаленного волокна на подошве |
| см3 | 417 | |||
| Коэффициент, учитывающий влияние на образование динамической неровности пути типа шпал |
| - | 0,261 | |||
| Коэффициент, учитывающий отношение необрессоренной массы подвижного состава, приходящейся на одно колесо, и массы пути, учайствующей во взаимодействии |
| - | 0,403 | |||
| Расстояние между осями шпал |
| см | 50 | |||
| Площадь подкладки |
| см2 | 518 | |||
| Площадь полушпалы с поправкой на изгиб |
| см2 | 3092 | |||
Расчет:
Таблица 1.6
Значения
и
в зависимости от
для локомотива ВЛ80
|
|
|
|
|
|
|
| 80 | 0,016 | 300 | 4,8 | 0,0089 | -0,0075 |
Полученные в результате расчета напряжения
и
сравнивают с допускаемыми
и
. В соответствии с [15] принимаем
,
. Данные расчетов не превышают допустимые значения. Следовательно, уменьшение скорости на данном участке не требуется.
Напряжение в балласте под шпалами определяется из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.
Расчет:
В пункте были произведены расчеты пути на прочность и при сравнении полученных результатов с допускаемыми оценочными критериями прочности. В результате сравнения определили, что полученные результаты не превышают максимально допустимых норм. Из этого следует, что конструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и не требует каких либо измерений.
1.3 Расчет коэффициента устойчивости против вкатывания гребня колеса на рельс
При набегании колеса на рельс оно не должно накатываться своим гребнем не него, т.е. необходимо предотвратить вползание колеса на головку рельса. А если колесо окажется по некоторым причинам приподнятым, то необходимо, чтобы оно опустилось вниз на плоскость С - С, наклоненным под углом к горизонту (рис 1.5).
Коэффициентом устойчивости назовем отношение всех сил, препятствующих подъему колеса, к силам, вызывающим этот подъем. Силы сопротивления действуют в плоскости С – С и направлены вниз, в сторону соскальзывания гребня по рабочей грани головки. Силы подъема колеса действуют в этой же плоскости, но направлены вверх, в сторону, обратную соскальзывания гребня.
Мною рассмотрено условие предельного равновесия колесной пары, когда левое колесо на рельсе А несколько приподнялось и опирается на рабочую грань головки рельса своим гребнем в точке О. Внешними, действующими на рельсовые нити, будут следующие силы и моменты (рис.1.5):
-
Полная динамическая вертикальная нагрузка
, передаваемая от левого колеса на рельс А в точке О. -
Полная динамическая вертикальная нагрузка
, передаваемая от правого колеса на рельс В по кругу катания колеса. -
Моменты
и
, действующие на шейки оси. Как известно, нагрузка от вагона приложена через буксы к шейкам оси колесной пары, а ее воздействие на рельсы может быть эквивалентно представлено вертикальными силами
и
, и моментами
и
.
Рисунок 1.3. Расчетная схема определения устойчивости колеса на рельсе.
и
- нагрузка от кузова на шейки оси колесной пары;
и
- нагрузка от колес на рельсы;
и
- моменты, действующие на шейки оси;
и
- расчетные консоли шеек оси;
- рамная сила;
- расстояние от головки рельса до приложения рамной силы;
- центробежная сила;
- расстояние от головки рельса до места приложения центробежной силы;
и
- силы трения гребня и поверхности катания колес по рельсам;
и
- реакция рельсов;
- расстояние между точками контакта колес с рельсами;
- расстояние между точками приложения сил к шейкам оси
-
Динамическая рамная сила max
, приложенная на расстоянии
от точки контакта левого колеса с рельсом А. При этом принимаем что
, (1.35)
где
- радиус колеса;
- радиус шейки оси.
, типа рельсов
, рода балласта
, материала шпал
.
и
.













