Проект капітального ремонту на дільниці з повторним використанням рейко-шпальної решітки (довжина ділянки - 12 км), страница 8

-         формули для визначення напруги вигину в рейці, а також для визначення тисків на шпали, баласт і земляне полотно, що виникають під дією зовнішньої нерухливої (статичної) навантаження, залишаються справедливими й при дії (динамічної) навантаження, тобто впливу не пружних опорів, коливань і швидкості поширення деформацій у рейці не враховується;

-         облік дії горизонтальних поперечних сил, впливу внецентренного додатка вертикальних сил і нахилу рейок здійснюється множенням розрахункових осьових напруг  у підошві рейки, викликаних вигином вертикальними силами, на коефіцієнт f, більше одиниці;

-         в основу розрахунку покладена гіпотеза лінійної залежності між тиском на одиницю площі підстави шпали й величиною його пружного осідання під цим тиском;

-         власна вага рейки, скріплення шпал у наслідку зовсім незначного впливу цієї ваги на напруги в елементах шляху не враховується;

-         при визначенні напруг в елементах шляху від дії вертикальних навантажень у динаміку прийнято, що на розрахунковому колесі, тобто колесі, що коштує в розглянутому перетині, діє найбільше реальне навантаження, а на інших, суміжних з розрахунковим колесом - навантаження середньої величини.

Ціль роботи: розрахунок верхньої будови колії на міцність і стійкість.

3.3. Методика розрахунку напруг в елементах верхньої будови колії

Найбільші нормальні напруги в кромки головки рейки визначаються по формулі

                                           (3.1)

де   σ_кп - найбільші нормальні напруги в кромки підошви рейки

                                                     (3.2)

де   М_дин - величина згинального моменту в розрахунковому перетині моменту в розрахунковому перетині при динамічному впливі навантаження, кг×см;

W_п - момент опору поперечного перерізу по шві підошви рейки, см³;

f- коефіцієнт обліку горизонтальних сил на рейку, f=1.32;

z_г - відстань від горизонтальної нейтральної осі інерції поперечного перерізу рейки до найбільш вилучених волокон підошви рейки;

z_п - те ж, до найбільш вилучених волокон підошви рейки;

b_г - ширина головки рейки по верху;

B_П - ширина підошви рейки по шві;

Згинальний момент у розрахунковому перетині визначається по формулі

                                               (3.3)

де   к - коефіцієнт відносної твердості підстави й рейки, см-1;

                                                      (3.4)

де   U - модуль пружності підрейкової основи, кг/см²;

Е - модуль пружності рейкової сталі, Е=2,1×106 кг/см²;

І_b - момент інерції, см⁴;

Р^Ι_экв=Р_расч+ΣР_ср×μ_і                                             (3.5)

де   Р_расч - розрахунковий імовірний максимум тиску колеса в розрахунковому перетині, кг.

                                         (3.6.)

де   Р_ср - середній тиск колеса на рейку,кг;

λр - множник, що нормує,    λ_р=2,5;

S - среднеквадратическое відхилення.

                                           (3.7)

де   Р_см - статистичне навантаження від колеса на рейку, кг;

0,75×Р_р - середня величина додаткового тиску.

                                                    (3.8)

де   Z_max - максимальна величина додаткового стиску ресор, мм.

Ж_р - твердість ресорного комплекту, віднесена до колеса, кг/мм.

Z_max = a + b×V²                                                 (3.9)

де   а й b - емпіричні коефіцієнти, a = 10.9; b=9.6;

V - швидкість руху, км/год;

Z_max = 10,9+9,6×10-4×802 = 17,04 мм

Р_р = 17,04×118 = 2011,2 кг

Р_р = 11500+0,75×2011,2 = 13008,4 кг

Величина середнього квадратического відхилення (S) визначається з вираження:

                    (3.10)

де   q₁- відсоток коліс, що мають ізольовані нерівності на колесі, від загальної кількості коліс, q1=5%;

S_p - среднеквадратическое відхилення змінної сили Р_р, кг.

S_нп  - среднеквадратическое відхилення інерційної сили Р_нп, кг;

S_нп= 0,707×Р_нп

S_p = 0,08 × P_p,

S_p = 0,08 × 13008,4=1040,7

                          (3.11)

де   β - коефіцієнт, що враховує тип рейки. Для Р65 - β=0,906;

j - коефіцієнт, що враховує рід баласту, для щебенів j = 1.0;

l - відстань між осями сусідніх шпал, l = 50 див;