ПЗ (1207587), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Таблица 1.11 - Расчет напряжений в элементах верхнего строения пути.
V, км/ч | σn-o , кг/см2 | σn-к, кг/см2 | σг-к , кг/см2 | |||||
зима | лето | зима | лето | зима | лето | |||
60 | 524,22 | 540,53 | 917,38 | 945,92 | 880,47 | 907,86 | ||
80 | 545,80 | 562,41 | 955,15 | 984,22 | 916,72 | 944,62 |
Продолжение таблицы 1.11
V, км/ч | σш, кг/см2 | σб, кг/см2 | Допускаемые | ||
зима | лето | зима | лето | ||
60 | 10,14 | 9,80 | 1,70 | 1,64 | σш=30кг/см2 |
80 | 10,56 | 10,19 | 1,77 | 1,71 | σб=5кг/см2 |
Полученные в результате расчета напряжения σш и σб сравнивают с допускаемыми [σш] и [σб]. В соответствии с [3] принимаем [σш]=30 кг/см2, [σб]=5 кг/см2. Данные расчетов не превышают допустимые значения следовательно, уменьшение скорости на данном участке не требуется.
Расчетные напряжения на уровне основной площадки землянного полотна (таб. 1.12).
Таблица 1.12 - Расчет напряжений в элементах верхнего строения пути.
V, км/ч | σh , кг/см2 | σh1 , кг/см2 | σh2 , кг/см2 | σh3 , кг/см2 | А | ||||||||
зима | лето | зима | лето | зима | лето | зима | лето | ||||||
60 | 0,534 | 0,514 | 0,072 | 0,068 | 0,400 | 0,387 | 0,061 | 0,058 | 0,237 | ||||
80 | 0,555 | 0,534 | 0,064 | 0,061 | 0,417 | 0,402 | 0,075 | 0,071 |
Продолжение таблицы 1.12
V, км/ч | Θ1, рад | Θ2, рад | σб , кг/см2 | σб1 , кг/см2 | σб3 , кг/см2 | |||
зима | лето | зима | лето | зима | лето | |||
60 | 0,942 | 0,690 | 1,699 | 1,641 | 1,369 | 1,292 | 1,159 | 1,107 |
80 | 1,769 | 1,707 | 1,206 | 1,151 | 1,422 | 1,341 |
Продолжение таблицы 1.12
V, км/ч | Pэкв.б1 II, кг | Pэкв.б3 II, кг | ||
зима | лето | зима | лето | |
60 | 10377,755 | 10046,684 | 8781,880 | 8609,357 |
80 | 9139,494 | 8954,952 | 10773,535 | 10426,653 |
Напряжения в балласте под шпалами определяются из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного над расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.
Т.к. полученные результаты не превышают максимально допустимых норм, то данная конструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и не требует каких-либо изменений.
1.4 Определение 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 1.7 – Расчетная схема определения поперечной устойчивости пути
Р1 и Р2 – нагрузка от колеса на рельсы; Yб – боковая сила на упорный рельс; 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; fр – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу.
Из расчета на прочность известно [3], что:
, (1.30)
где кв – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса, кв = 1,48, м-1;
l – расстояние между осями шпал, м.
Удерживающая от сдвига шпал сила – сопротивление их поперечному перемещению в балласте определяется по формуле
, (1.31)
где С0 – начальное сопротивление смещению шпал при отсутствии вертикальной нагрузки, С0 = 2 кН;
Fтр – 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
, (1.32)
где fp – коэффициент трения скольжения колеса по рельсу,
fp=0,25.
Поскольку наибольшие боковые силы передаются, как правило, от первых направляющих колес, сила трения принимается со знаком минус.
Поперечная сдвигающая сила Нш-1, действующая на шпалу от наружного рельса, и поперечная сила Нш-2, действующая на шпалу от второго (внутреннего) рельса и препятствующая сдвигу, определяется по формуле
, (1.33)
, (1.34)
где кг – коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и рельса в горизонтальной плоскости, м-1.
(1.35)
Суммарная сила, сдвигающая шпалу, определяется по формуле
, (1.36)
При торможении в кривой возникает дополнительная поперечная сила, которая определяется по формуле
(1.37)
где Nт – тормозная сила, кг, таблица 1.13;
Lc – расстояние между центрами автосцепок вагона, м.
Таблица 1.13- Значения тормозных и боковых сил
Nт1= | 0кг | Yб-1= | 7200Н |
Nт2= | 70000кг | Yб-2= | 9700Н |
Nт3= | 100000кг | Yб-3= | 11000Н |
Коэффициент устойчивости пути против поперечного сдвига под поездом определяется отношением удерживающих и сдвигающих сил определяется по формуле
, (1.38)
После сокращения на l / 2 формула примет вид
, (1.39)
Рассмотрим случай предельного равновесия, т.е. примем n = 1. При этом получим
, (1.40)
Отсюда видно, что путь под поездом с осевой нагрузкой Рср оказывается в предельном равновесии, если поперечная боковая сила достигает величины
. (1.41)
После деления левой и правой части на величину Рср получим предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной
, (1.42)
где fш – коффициент трения железобетонные шпалы на щебне, fш = 0,45.
Путь можно считать устойчивым, если >
.
Итог расчет приведён в таблице 1.14
Таблица 1.14- Устойчивости пути против поперечного сдвига
V, км/ч | Рср,кг | Qш,кг | Tуд,кг | H,см | aнп , м/с2 | H1-1,кг | H1-2,кг | H1-3,кг |
60,00 | 12995,73 | 5289 | 2646,63 | 105,71 | 0,31 | 10448,9325 | 12948,9325 | 14248,9325 |
80,00 | 13306,53 | 5416 | 2709,88 | 226,82 | 0,32 | 10526,6325 | 13026,6325 | 14326,6325 |
Продолжение таблицы 1.14
V, км/ч | H1ш-1,кг | H2ш-1,кг | H3ш-1,кг | Hш-2,кг | T1 сдв,кг | T2 сдв,кг | T3 сдв,кг |
60,00 | 2890,8 | 3894,55 | 4416,5 | -1304,45 | 1586,35 | 2590,10 | 3112,05 |
80,00 | -1335,64 | 1555,16 | 2558,91 | 3080,86 |
Продолжение таблицы 1.14
V, км/ч | T2 сдв,кг | T3 сдв,кг | Yб/Pср | Y1б/Pср | Y2б/Pср | Y3б/Pср |
60,00 | 2590,10 | 3112,05 | 1,16 | 0,55 | 0,75 | 0,85 |
80,00 | 2558,91 | 3080,86 | 1,16 | 0,54 | 0,73 | 0,83 |
Вывод: так как условие >
выполняется, отсюда следует что устойчивость пути против поперечного сдвига полностью обеспечивается.
2 РЕКОНСТРУКЦИЯ ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ И ПЛАНА ЛИНИИ
2.1 Электронный паспорт плана и продольного профиля участка Дальневосточной железной дороги