Проектирование и расчет стрелочного перевода. Расчет бесстыкового пути на прочность и устойчивость, страница 8

            wп – площадь прокладки, см2

Напряжение на поверхности балласта под нижней постелью шпалы определяется по формуле

где       W - эффективная опорная площадь полушпалы с учетом ее изгиба.

При действии на путь системы грузов в Правилах рассматривается учет влияния соседних колес при средних значениях нагрузки, т.е. имеется ввиду не совпадения вероятного максимума давления расчетного колеса в расчетном сечении рельса с вероятным максимумом давления соседних колес.

где       Ррасч. – расчетный вероятный максимум давления колеса в расчетном сечении (расчетное значение нагрузки)


где       Рср – среднее давление колеса на рельс

            lр – нормирующий множитель, lр=2,5 при вероятности не превышения максимума Р=0,994

            S – среднеквадратическое отклонение, обусловленное появлением переменных вертикальных сил, вызванных несовершенствами пути и колебаниями рессор

mi – ординаты линии влияния изгибающего момента в расчетном сечении, расположенные под нагружающими рельс осями (рис.1), определенны по формуле

 

 


Рис.1. Расчетная схема для определения величины
эквивалентной нагрузки Р1экв.

1-я загрузка

2-я и 3-я загрузки

Изгибающий момент в расчетном сечении определяется по формуле

 

где К – коэффициент относительной жесткости основания и рельса, см-1


где       U – модуль упругости под рельсового основания, кг/см2

             E – модуль упругости рельсовой стали, Е=2,1×106 кг/см2

            Ib – момент инерции поперечного сечения рельса относительно горизонтальной нейтральной оси при изгибе вертикальной плоскости, см4.

Величина наибольшей вертикальной поперечной силы, передаваемой рельсом основанию, определяется по формуле

где       l – расстояние между осями шпал, см

            РIIЭКВ. – эквивалентная одиночная вертикальная сила, к которой сведено воздействие колесных нагрузок при определении величины давления на шпалу, определяется по следующей формуле

где hi – ординаты линии влияния для вертикальной поперечной силы в расчетном сечении, расположенные под нагружающими рельс осями (рис.2), определяются по формуле

 

1-я загрузка

2-я и 3-я загрузки

Для вычислений максимальной величины добавки от влияния соседних осей  следует рассматривать все возможные варианты положения нагрузок относительно расчетного сечения, помещая каждый раз над ним расчетную нагрузку Ррасч., значения которой определяются по формуле. Для этого необходимо определить значения всех динамических добавок, вызванных несовершенствами пути и подвижного состава в соответствии с предпосылками расчета пути на прочность.


 


Рис.2. Расчетная схема для определения величины
эквивалентной нагрузки РIIэкв.

Величина среднего давления колеса на рельс определяется по формуле

где       Рст – статическая нагрузка от колеса на рельс;

            0,75Рр -  средняя величина дополнительного давления, обусловленного максимальным сжатием рессор в момент прохождения колесом изолированной неровности пути.

Для электровозов и тепловозов с двухступенчатым рессорным подвешиванием величина максимального дополнительного давления, вызванного колебанием рессор Рр определяется по следующей формуле

где q – величина неподрессорного веса, относительного к колесу

Кд – коэффициент вертикальной динамики подрессорной части локомотивов, определяется по формуле

где fст – ощий статический прогиб рессорного подвешивания

u - скорость движения, км/ч

Среднеквадратичное отклонение переменной силы Рр

Среднеквадратичное отклонение инерционной силы Рнп

Среднеквадратичное отклонение силы Рннк


При скоростях движения , величина скорости uкр (критическая) определяется по формуле

Среднеквадратичное отклонение инерционной силы Ринк

Среднеквадратичное отклонение реакций на шпалах из-за неравно упругости опор Sнер

Величина среднего квадратичного отклонения, обусловленного всеми переменными вертикальными силам, определяется из выражения

Напряжения, возникающие на основной площадке земляного полотна, на глубине hб>15 см от нижней постели шпал, определяется по формуле