ВКР Абрамов (1207646), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Для определениявлияния соседних колес тележки (  Pсри  Pср ) на величину соответственноизгибающего момента М и нагрузки на шпалу Q следует выбрать расчетную ось.Для определения расчетной оси каждое колесо из группы колес поочереднопринимается за расчетное, остальные колеса в это время считаются соседними.При определении наибольших напряжений от изгиба и кручения в рельсах отвоздействия эквивалентной нагрузки за расчетную ось принимается:- при двухосной тележке – первая ось;- при трехосной тележке – первая ось, если выполняется условие х 4К Lmin , гдеLmin - минимальное расстояние между центрами осей колесных пар. В противномслучае за расчетную ось принимается вторая.При определении наибольших напряжений и сил в элементах подрельсовогооснования от воздействия эквивалентной нагрузки за расчетную ось принимается:- при двухосной тележке – первая ось;- при трехосной тележке – первая ось, если выполняется условие х 3 Lmin .

В4Кпротивном случае за расчетную ось принимается вторая.ЛистИзм Лист№ докумПодпДата15Расчет: четырехосный вагон на тележках ЦНИИ-Х3; двухосная тележка; расстояниемежду центрами осей колесных пар тележки экипажа 185 см; Pср =13364 кг (см. п.1.2.2.1);к =0,014214 см1max(см. п.1.2.2.1); Pдин 14731 кг (см. п.1.2.2.1).IТак как тележка двухосная, то при определении наибольших напряжений от PэквиIIрасчетной осью будет первая ось тележки.PэквТогда для второй оси тележки KL1  0,014214  185  2,63 и ординаты линий влиянияимеют значения  2 =-0,0982 и  2 =-0,0276.IIIPэкв 14731  (0,0982) 13364  13419 кг, Pэкв 14731  (0,0276) 13364  14362 кг.Максимальные напряжения в элементах верхнего строения пути определяются поформулам- в подошве рельса от его изгиба под действием момента М0 PIM экв ,Wп 4kWп(1.20)-в кромках подошвы рельса k  f л  f-вшпаленасмятиеподIPэкв,4kWподкладкой(1.21)(придеревяннойшпале)ивпрокладке при железобетонной шпалеklш IIPэкв2,(1.22)klQII ш Pэкв 2,(1.23)ш ГQ- в балласте под шпалойб где Wп - момент сопротивления рельса относительно его подошвы, см3[6, прил.1 табл.5];f - коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве рельса ккромочным, учитывающий действие горизонтальных нагрузок на рельс и эксцентриситетприложения вертикальной нагрузки [6, прил.1 табл.2]; - площадь рельсовой подкладки, см2 [6, прил.1 табл.7];  - площадь полушпалы с учетом поправки на ее изгиб, см2 [6, прил.1 табл.7].ЛистИзм Лист№ докумПодпДата16Расчетная формула для определения нормальных напряжений  h в балласте (втом числе и на основной площадке земляного полотна) на глубине Н от подошвы шпалыпо расчетной вертикали имеет видбh  бh1  бh2  бh3 ,(1.24)где б h1 и б h3 - напряжения от воздействия соответственно 1-ой и 3-ей шпал,лежащих по обе стороны от расчетной шпалы (рисунок 1.2);б h2 - напряжения от воздействия 2-ой шпалы (расчетной) в сечении пути подрасчетным колесом.Нормальные напряжения в балластном слое и на основной площадке земляногополотна определяются на глубине h от подошвы шпалы в сечении пути под расчетнымРасчетноесечениеколесом.

Расчетное колесо располагается по направлению оси шпалы.Шпала 1Шпала 2lшБ1,2Шпала 3lшБрБ3,2h0Рисунок 1.2 – Расчетная схема определения напряжений на основной площадкеземляного полотнаНапряжение от воздействия расчетной шпалы в сечении пути под колесом, кгс/ см²,определяется по формулебh2   0,635mC1  1,275(2  m)C2  б ,(1.25)где  - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давлениявдольшпалыипространственностьприложениянагрузки.Дляпутисжелезобетонными шпалами  =0,7;ЛистИзм Лист№ докумПодпДата17m - переходный коэффициент от осредненного по ширине шпалы давленияна балласт к давлению под осью шпалы, при m <1 принимается m = 1, при при m >2принимается m = 2m8,91,ббр  4,35(1.26)C1, С2 – коэффициенты, зависящие от ширины нижней постели шпалы b иглубины h.

Для железобетонных шпал b=27,5 см.C1 bb3,2h 24h 3(1.27)C2 bh,b  4h 2(1.28)2 б - расчетное напряжение в балласте в подрельсовом сечении, кг/см2;бh1  Б1 А ,(1.29)бh3  Б3 А ,(1.30)где A - коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами l ш , ширину шпалыb и глубину h и определяется по формулеА  1   2  0,5(sin 21  sin 2 2 ) ,(1.31)Углы 1 и  2 (в радианах) между вертикальной осью и направлениями от кромкишпалы до расчетной точки (рисунок 1.2) определяются по формулам1  arktglш  0,5b,h(1.32) 2  arktglш  0,5b,h(1.33) б1 ,  б 3 - средние значения напряжений по подошве соседних с расчетной шпал,кг/см².Приведенные формулы применимы при h  15 см.Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяются поформулебб1 klш IIPэкв б1 ,2(1.34)ЛистИзм Лист№ докумПодпДата18IImaxPэквб1  Pдин  lш  Pср ( 2  3 ) ,бб 3 (1.35)klш IIPэкв б 3 ,2(1.36)IImax Pэквб 3  Pдин  lш  Pср ( 2  3 ) ,где  lш(1.37)- ордината линии влияния перерезывающей силы, определяется по[6, прил.2]; i - то же при двухосной тележке - 1 при х = l1 + lш ,  2 =0; при трехоснойтележке - 1 при х = l1 - lш ,  2 при х = l2 + lш (рисунок 1.3); i - то же при двухосной тележке - 1 при х = l1- lш ,  2 =0; при трехосной тележке- 1 при х = l1+ lш ,  2 при х = l2 - lш11   ШШРСРmaxРдинhОРисунок 1.3 – Расчетная схема определения напряжений в балластепод шпалой относительно расчетной осиРасчет:0 13419 566 кг/см2,4  0, 014214  417ш ГC1 0, 014214  51 14362  10, 05 кг/см2,2  518 k  1, 26  566  713,1 кг/см2,б 0, 014214  51 14362  1, 68 кг/см2,2  309227,527,5327,5  608,9 0,225 , C2  0,109 , m  1, 42  1 ,32227,5  4  602  60 24  601,91  4,35 h  0,7  0,635 1, 42  0, 225  1, 275  (2  1, 42)  0,109 1,68  0, 48 кг/см22ЛистИзм Лист№ докумПодпДата191  arktg51  0,5  27,551  0,5  27,5 0,823 рад,  2  arktg 0,555 рад,6060А  0,823  0,555  0,5  (sin 2  0,823  sin 2  0,555)  0,273 рад,IImaxPэквб1  Pдин  lш  Pсрi ,Klш  0,014214  51  0,72 , следовательно  l =0,6869;ш 2 при х = 185+51= 236 см;  3 =0,Kl1  0,014214  236  3,35 ,  2 =-0,0417,IIPэквб1  14731  0,6869  13364  (0,0417  0)  9561, 4 кг, Б1 0, 014214  51 9561, 4  1,12 кг/см2,2  3092 2 при х = 185-51=134 см; 3 =0,Kl1  0,014214  134  1,90 ,  2 =0,0932,IIPэквб 3  14731  0,6869  13364  (0,0932  0)  11364, 2 кг, Б3 0, 014214  5111364, 2  1,33 кг/см2,2  3092h 0, 70, 273 1,12  0, 068 кг/см2,3,141h 30, 70, 273  1,33  0, 081 кг/см2,3,14 h  0,068  0, 48  0,081  0,629 кг/см2.Вывод: произведены расчеты пути на прочность и сравнение полученныхрезультатов с допускаемыми оценочными критериями прочности.

В результатеопределили, что полученные результаты не превышают максимально допустимыхнорм. Из этого следует, что конструкция пути соответствует всем нормам прочностипути и не требует каких либо изменений.Для ЦНИИ-ХЗ-0 произведен расчет напряжений в рельсе, под шпалой, вбалласте и на основную площадку земляного полотна на ЭВМ. Результатыприведены в Приложении А в таблицах А.1 – А.12. Графики зависимостинапряжений от модуля упругости, осевой нагрузки и от толщины балластного слояпредставлены на рисунках 1.4, 1.5. (Лист № 1, Лист №2).ЛистИзм Лист№ докумПодпДата20ЛистИзм Лист№ докумПодпДата21ЛистИзм Лист№ докумПодпДата221.4 Расчет устойчивости против поперечного сдвига путиПри максимальной вероятной поперечной силе Yб в расчетах на устойчивостьпротив поперечного сдвига рельсошпальной решетки приняты средние значениявертикальных нагрузок, т.

е. Р1=Р2=Рср. Отсюда и Q1=Q2=Qср (рисунок 1.6).Вертикальное давление от рельса на шпалу определяетсяQср kl2Pср ,(1.38)где k - коэффициент относительной жесткости подрельсового основанияирельса, м-1;l - расстояние между осями шпал, м.Q1Q2Рср μрYбHш-1С0Hш-2FтрР1 и Р2 - нагрузка от колес на рельсы; Yб – боковая сила; Q1 и Q2 – давление рельсов нашпалу; Нш-1 и Нш-2 – 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.Рисунок 1.7- Расчетная схема определения поперечной устойчивости путиПринято также, что сопротивление поперечному перемещению шпалы вбалласте Т равно сумме сил начального сопротивления ее смещению С0 привертикальной нагрузке от рельсов на шпалу, равной нулю, и вертикальногодавления обеих рельсовых нитей на шпалу 2Qcр, умноженного на коэффициенттрения подошвы шпалы по балласту fш.Полная горизонтальная нагрузка на путь определяетсяH1  Yб  Pср  трСдвигающаяшпалусила,передающаяся,(1.39)отнаправляющегорельсаопределяетсяH ш1  Ykгl2 ,(1.40)и сдвигающая сила, передающаяся от противоположного колеса той же колеснойпары определяется по формулеЛистИзм Лист№ докумПодпДата23H ш 2   Pср  трkгl2 ,(1.41)где k г - коэффициент относительной жесткости подрельсового основания ирельса в горизонтальной плоскости, м-1.Следовательно, итоговая сдвигающая шпалу сила определяетсяH ш  H ш1  H ш 2  (Y  Pср  тр )kгl2 ,(1.42)Удерживающая сила, равная сопротивлению поперечному сдвигу шпалы вбалласте под колесом определяется по формулеT  C0  2Qf ш  C0  2 Pсрklfш ,2(1.43)где f ш - коэффициент трения шпал о балласт;C0-начальноесопротивлениесмещениюшпалыприотсутствиивертикальной нагрузки.Отношение удерживающей силы к сдвигающей дает коэффициент запасаустойчивости против сдвига2C0Tl ,nH ш (Y  Pср  тр )k г2 Pср f ш k (1.44)Рассмотрим случай предельного равновесия, то есть случай, когда коэффициентn=1.Предельно допустимое отношение поперечной боковой силы к вертикальной, какусловие обеспечения против поперечного сдвига пути определяется Y  2С0k 2 f ш   тр , kг Pср  Pср lk г(1.45)где C0 - коэффициент, зависящий от степени уплотнения, загрязненности ивлажности балласта, C0 =2…6кН; тр - коэффициент трения скольжения колеса по рельсу при повороте вгоризонтальной плоскости,  тр =0,25…0,45;Отмечая далее, что величины Y и Pср трудно поддаются измерению приэкспериментах, проф.

М. Ф. Вериго рекомендует определять степень устойчивостиЛистИзм Лист№ докумПодпДата24против поперечного сдвига пути не по отношениюН ш1Y, а по отношению,PсрQсропределяя его из формул (1.57), (1.59) и той же зависимости (1.62), следующимобразомkг lН ш1 Y 2Y kг ,Qср P kl Рср kср2Подставляя сюда вместо(1.46)Yего выражение по формуле (1.62) и учитывая, чтоPсрРkl Qср (применительно к формуле (1.57), получаем2Н ш1Сk 2 f ш  0  тр г ,QcрQcрk(1.47)Эта формула выражает условие, при котором коэффициент устойчивости равенединице. Следовательно, правая часть этого равенства определяет наибольшеедопустимоезначениеотношениягоризонтальнойнагрузкиквертикальномудавлению на шпалуН ш1Сk 2 f ш  0  тр г ,QсрQcрk(1.48)При этом рекомендуется учитывать результаты ряда опытов, проведенных вЦНИИ МПС, которыми установлено, что отношение начального сопротивления квертикальной нагрузке на шпалу не бывает больше 0,1; поэтому при практическихрасчетах, учитывая сравнительно небольшую величину этого отношения, можнопринятьC0 0,1 .QcрРасчет: рельсы Р65 на ж.б.

Характеристики

Список файлов ВКР