Диплом, Гнедой (1207612), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Расчетный локомотив – 3ТЭ10В;
Конструкционная скорость – 80 км/ч.
Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой амплитуды температур рельсов [Т] для данных условий с расчетной амплитудой температуры рельсов [ТА].
Если [ТА] [Т], то бесстыковой путь можно укладывать.
Допускаемая амплитуда изменений температур рельсов определяется по формуле:
, (5.1)
где [tу] – допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое устойчивостью пути против выброса при действии сжимающих продольных сил, 0С;
[tр] - допускаемое понижение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил, 0С;
[tз] –минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляются плети (+10), 0С.
Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей [tу] устанавливается на основании теоретических и экспериментальных исследований устойчивости пути и приведены в таблице п.2.1 (ТУ-2000), а допускаемое понижение температуры рельсовых плетей [tр] в соответствии с порядком расчета определены и приведены в таблице п.2.2 (ТУ-2000).
Расчеты приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 – Расчет допускаемой амплитуды изменений температур рельсов
Радиус,м | Допускаемое понижение температуры рельсов, [∆tр], °С | Допускаемое повышение температуры рельсов, [∆tу],°С | Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов [T],°C | Расчетная амплитуда температур [TA],°С | ||
Скорость, км/ч | Скорость, км/ч | |||||
60 | 80 | 60 | 80 | |||
300 | 83 | 73 | 32 | 105 | 95 | 103 |
350 | 89 | 80 | 35 | 114 | 105 | |
400 | 95 | 87 | 38 | 123 | 115 | |
500 | 97 | 89 | 41 | 128 | 120 | |
600 | 99 | 92 | 43 | 132 | 125 | |
800 | 102 | 95 | 47 | 139 | 132 | |
1000 | 104 | 97 | 49 | 143 | 136 | |
1200 | 105 | 98 | 51 | 146 | 139 | |
2000 | 104 | 97 | 50 | 144 | 137 | |
| 108 | 101 | 54 | 152 | 145 |
На основании полученных данных приводим графики, рисунок (5.2, 5.3).
Рисунок 5.2- Допускаемые по условию прочности рельсов понижения температуры и повышения температуры по условию устойчивости пути в зависимости от кривизны
Рисунок 5.3. Допускаемые и расчетные амплитуды температур рельсов [Т] и Та, 0 С, для Горинской дистанции пути
Из расчетов видно, что расчетная амплитуда температур рельсов, выше чем амплитуда допускаемых изменений температур рельсов в кривых радиусом 340 м. и менее при скорости 80 км/ч. В подобных случаях принятую конструкцию пути применять можно, но при условии реализации следующих мероприятий:
- усиления мощности конструкции верхнего строения пути за счет укладки более мощных рельсов или применения рельсов термоупрочненных вместо не термоупрочненных;
- уположения кривых, если ограничение связанно с планом линии;
- уменьшение скорости движения поездов в период действия особо низких температур.
Расчетный интервал закрепления рельсовых плетей определяется по формуле:
. (5.2)
Граница интервала закрепления, т.е. самую низкую (min tз) и самую высокую (max tз) температуру закрепления, определяют по формулам:
. (5.3)
. (5.4)
Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределах расчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полного соблюдения требований ТУ, касающихся конструкции и содержания бесстыкового пути. При этом следует учитывать, что закрепление плетей при очень высоких температурах может в отдельных случаях привести к образованию большого зазора при сквозном изломе плети в зимний период или к разрыву болтов в стыках уравнительных пролетов с большим расхождением концов рельсов.
Максимальное значение зазора, который может образоваться при изломе плети, не должен превышать 50 мм.
Кроме того, рекомендуется проверять выбранную температуру закрепления по условию обеспечения наименьших климатических помех при выполнении текущих и ремонтных работ.
5.4.1 Назначение оптимальной температуры закрепления
Оптимальный интервал закрепления рельсовых плетей на Дальневосточной железной дороге составляет 305оС согласно Распоряжению №2022 от 1.10.09 ОАО «РЖД» «Об установлении временных норм эксплуатации бесстыкового пути» [31]. Для расчетов принимаем maxtзопт=40º С, mintзопт=30º С.
Рисунок 5.4 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, когда Та>[Т], R=300 м.
Рисунок 5.5 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=350 м.
Рисунок 5.6 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=400 м.
Рисунок 5.7 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=500 м.
Рисунок 5.8 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=600 м.
Рисунок5.9 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=800 м.
Рисунок 5.10 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=1000 м.
Рисунок 5.11 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=1200 м.
Рисунок 5.12 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=2000 м.
Рисунок 5.13 - Температурные интервалы закрепления рельсовых плетей на постоянный режим эксплуатации, R=∞ м.
5.4.2 Расчёт расхождения торцов рельсов в месте разрыва рельсовой плети и увеличения начальных стыковых зазоров между концами плетей и уравнительных рельсов
Зазор , мм, образовавшийся при изломе плети, пропорционален квадрату фактического понижения температурапы ∆tp по сравнению с температурой закрепления и определяется по следующей формуле
, (5.5)
где r – погонное сопротивление, тс/п.м, продольному перемещению рельсовых плетей (r =23 Н/мм).
Увеличение , мм, начальных зазоров между концами плетей и уравнительных рельсов с учетом «бытовых» сопротивлений стыков растяжению также зависит от квадрата понижения температуры tр.
Увеличение начальных зазоров рассчитывается по следующей формуле
. (5.6)
Максимальное значение зазора, который может образоваться при изломе плети, не должен превышать 50 мм.
Результаты расчёта представлены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Расчёт расхождения торцов рельсов и увеличения стыковых зазоров
Радиус, м | Скорость, км/ч | Допускаемое понижение температуры рельсов, [∆tр], 0С | λР65 расхождение торцов рельсов при изломе плети, мм | ∆λР65 увеличение начальных стыковых зазоров, мм |
300 | 60 | 73 | 56 | 22 |
350 | 60 | 80 | 67 | 27 |
400 | 60 | 87 | 79 | 32 |
500 | 80 | 80 | 67 | 27 |
600 | 80 | 84 | 74 | 30 |
800 | 80 | 84 | 74 | 30 |
∞ | 80 | 85 | 75 | 30 |
Расчёт показал, что торцы рельсов при изломе плети расходятся на величину, превышающую 50 мм при перепаде температуры [tр]; начальные стыковые зазоры в уравнительных пролётах увеличиваются более чем на 13 мм при перепаде температуры [tр].
Допускаемое понижение температуры рельсов tр,°С из условия расхождения торцов рельсов в месте разрыва рельсовой плети на 50 мм можно определить по формуле
. (5.7)
.
Допускаемое понижение температуры рельсов tр, °С из условия увеличения начальных стыковых зазоров в уравнительных пролётах на 13 мм можно определить по формуле