Диплом Трифонов (1207604), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Длины плетей устанавливаются проектом. На путях 1 и 2 классов линий с высокоскоростным «В», скоростным «С», особогрузонапряженным «О» и тяжеловесным «Т» движением поездов плети из новых рельсов свариваются электроконтактным способом (ПРСМ, машинами на комбинированном ходу и др.) до длины перегона и более. Стыки, сваренные электроконтактной сваркой, должны пройти термическую обработку.
На путях всех классов плети из старогодных рельсов могут свариваться между собой до длины перегона, блок-участка и менее как электроконтактной, так и алюминотермитной сваркой.
Плети, укладываемые в кривых должны иметь разную длину по наружной и внутренней нитям с тем, что бы их концы размещались по наугольнику. Не допускается забег концов плетей в стыках более 80 мм.
На участках с автоблокировкой с тональными рельсовыми цепями, не требующими укладки изолирующих стыков, или при условии вваривания в плети рельсовых вставок с высокопрочными изолирующими стыками, обеспечивающими усилие их разрыву не менее 2,3 МН, укладываются плети длиной, как правило, до перегона и более.
На участках c S-образными, одиночными или несколькими кривыми радиусами 350 м и менее, где наблюдается интенсивный боковой износ головки рельсов, разрешается укладывать короткие плети длиной не менее 350 м.Во всех остальных случаях, кроме участков пути между стрелочными переводами (см.п.2.6.9) укладываемые короткие плети также не должны быть короче 350 м.
Более короткие плети, но длиной не менее 100 м, могут укладываться между стрелочными переводами. При сварке стыков на стрелочном переводе между концами плетей и стрелочного перевода укладываются уравнительные стыки (раздел 3.5 Инструкции). Между концами не сваренных стрелочных переводов и плетей, которые могут свариваться из старогодных отремонтированных рельсов, укладывается две пары уравнительных рельсов длиной по 12,5 м. При этом концы плетей, уравнительных рельсов и стрелочного перевода должны стягиваться высокопрочными болтами. При их отсутствии длины плетей должны быть не менее 150 м.
Стыки, сваренные в РСП, отмечаются светлой несмываемой краской двумя вертикальными полосами шириной по 20 мм, которые наносят на всю шейку рельса внутри колеи симметрично оси стыка на расстоянии 100 мм с обоих сторон шва.
Стыки, сваренные ПРСМ и МСК, в таком же порядке отмечаются двумя парами вертикальных полос на расстоянии 250 мм с каждой стороны от середины стыка. Разметка стыков, сваренных алюминотермитной сваркой, должна производиться в соответствии с требованиями Технических условий
Каждая эксплуатируемая плеть должна иметь маркировку. В проекте укладки бесстыкового пути каждой короткой плети присваивают порядковый номер, под которым она должна значиться в Журнале учета службы и температурного режима рельсовых плетей . Правую и левую плети по счету километров отмечают буквами П и Л.
В условиях РСП в начале и конце каждой плети, сваренной из новых или старогодных рельсов, на расстоянии 12,5 м от ее торцов на внутренней стороне шейки рельса (со стороны оси пути) светлой несмываемой краской наносятся: номер РСП, номер плети по сварочной ведомости и длина плети.
Принимаемая конструкция пути: Рельсы типа Р65 новые; шпалы железобетонные; промежуточное скрепление ЖБР-65Ш; эпюра шпал в кривых радиусом менее 1200 м - 2000 шт/км; на прямой – 1840 шт/км; радиус наименьшей кривой R = 1074 м; балласт щебеночный, толщина под шпалой 0,40 м;
1.3 Расчеты элементов верхнего строения пути на прочность в зимних и летних условиях при проходе современной подвижной нагрузки.
1.3.1 Общие сведения
Под воздействием подвижного состава в элементах верхнего строения пути возникают напряжения и деформации. Зависимость их от сил, действующих на путь, сложна и не поддается точному определению. Поэтому в Правилах расчета железнодорожного пути на прочность приняты следующие предпосылки и допущения [9].
1. Рельс считается балкой бесконечно большой длины неизменного сечения, лежащей на сплошном однородном равноупругом основании (рассматривается сечение, удаленное от стыка на 3,5 м и далее).
2. Путь и подвижной состав находятся в исправном состоянии, отвечающем требованиям ПТЭ.
3. Колеса подвижного состава при движении не отрываются от поверхности катания рельсов (рассматривается безударное движение).
4. Расчет ведется на вертикальные силы, приложенные по оси симметрии рельса. Учет действия горизонтальных поперечных сил, влияние внецентренного приложения вертикальных сил и подуклонки рельса осуществляется умножением расчетных напряжений в подошве рельса на коэффициент f. Из продольных горизонтальных сил учитываются только температурные силы, появляющиеся в рельсах.
5. Упругая реакция основания q считается линейно зависящей от осадки у, т.е. q= – Uy, где U – коэффициент пропорциональности или модуль упругости подрельсового основания.
6. Характеристики пути (модуль упругости подрельсового основания, коэффициент относительной жесткости и др.) считаются детерминированными (неслучайными, постоянными) величинами.
7. Влияние климатических факторов учитывается лишь при темпе-
ратурных воздействиях на рельсы и изменениях жесткости пути (U, K) при промерзании шпал, балласта и земляного полотна.
8. Вертикальные силы от расчетного колеса принимаются как максимально вероятностные Рдинmax, определяемые уровнем вероятности их
непревышения Ф=0,994 и λф=2,5 (нормирующий множитель). Ввиду относительно небольшого влияния соседних колес принимается допущение, что давления от них имеют средние значения Рср.
9. Собственные напряжения и неупругие сопротивления не учитываются.
10. Колеблющиеся массы колеса и пути в расчетах учитываются коэффициентами αо (αо = 0,433, αп = 1,31 для пути с деревянными шпалами и αо = 0,401, αп = 1,48 для пути с железобетонными шпалами).
11. За расчетное сечение пути принимается сечение в зоне влияния изолированной неровности на пути, которое экипаж проходит со сжатыми рессорами.
12. Подавляющая часть неровностей на колесах принимается в виде непрерывных, доля их составляет 95 %, тогда (1– q1) = 0,95. Остальные 5 % колес (q1=0,05) имеют изолированные неровности. Дисбаланс колес не учитывается.
13. Рельс рассчитывается только на нормальные напряжения изгиба (не учитываются местные, в том числе контактные напряжения).
14. Расчет ведется по одному рельсу.
Несмотря на большое количество допущений и предпосылок, расчет дает точныне результаты, которые совпадают с экспериментальными данными. Это объясняется тем, что численные параметры, применяемые в расчетах, взяты непосредственно из экспериментов. Влияние допущений и неучтенных факторов компенсируется в расчетах введением коэффициента запаса Кн=1,3. Допускаемое расчетное напряжение от поездной нагрузки [σр] определяется из выражения
, (1.1)
где
- допускаемое напряжение;
- температурные напряжения, действующие в рельсе.
За допускаемое напряжение
принимается гарантированный предел
текучести рельсовой стали (условный предел текучести).
Допускаемое расчетное напряжение в рельсах бесстыкового пути, МПа, (с термоупрочненными рельсами) определяется как
, МПа. (1.2)
1.3.2 Расчет верхнего строения пути на прочность.
Вертикальная динамическая максимальная нагрузка
, кг, колеса на рельс определяется по формуле [9]
, (1.3)
где Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; λ – нормирующий множитель, определяющий вероятность появления
, для расчетов принимаем λ = 2,5; S – среднееквадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг.
Среднее значение вертикальной нагрузки Рср, кг, колеса на рельс определяется по формуле:
, (1.4)
где Рст – статическая нагрузка колеса на рельс, кг (таблица 1.7);
- динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс, возникающая за счет колебания кузова на рессорах, кг.
Динамическая максимальная нагрузка колеса на рельс
, кг, возникающая за счет колебания кузова на рессорах определяется по формуле
, (1.5)
где Ж – жесткость рессорного подвешивания, приведенная к колесу, кг/мм (таблица 1.7); zмах – динамический прогиб рессорного подвешивания для 4-осного вагона определяется по формуле:
(1.6)
Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний S, кг, определяется по формуле
, (1.7)
где Sp - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения, кг; Sнп - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс при прохождении колесом изолированной неровности пути, кг; Sннк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за движения колеса с плавной непрерывной неровности на поверхности катания, кг; Sинк - среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс, возникающих из-за наличия на поверхности катания колес плавных изолированных неровностей, кг.
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от вертикальных колебаний надрессорного строения
, кг, определяется по формуле
. (1.8)
Среднее квадратическое отклонение динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс
, кг, при прохождении колесом изолированной неровности пути определяется по формуле
, (1.9)
(1.10)
где L - коэффициент, учитывающий влияние на образование динамической неровности пути, типа шпал, типа рельсов, род балласта, материала шпал (см. табл. 1.7); lш – расстояние между осями шпал: при эпюре шпал 1840 шт./км, lш =55см; при 2000 шт./км, lш =51 см; U - модуль упругости рельсового основания, (см. табл. 1.7); К – коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса, см-1;
, (1.11)
где E – модуль упругости рельсовой стали, E=2,1∙106 кг/см2; Jв – момент инерции поперечного сечения рельса относительно его центральной горизонтальной оси, проходящей через его центр тяжести, см4 (см. табл. 1.7) q – вес необрессоренных частей экипажа, отнесенный к одному колесу, кг (см. табл. 1.7); Рср – среднее значение вертикальной нагрузки колеса на рельс, кг; V – скорость движения экипажа, км/ч.
Среднее квадратическое отклонение Sннк, кг, динамической нагрузки колеса на рельс от сил инерции необрессоренных масс
, кг, при движении колеса с плавной непрерывной неровностью поверхности катания определяется по формуле
, (1.12)
, (1.13)
где α0 – коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса к участвующей во взаимодействии массе пути (см. табл. 1.8);















