Расчеты верхнего строения пути. Расчеты пути на прочность. Классификация рельсов по длине. Расчеты бесстыкового пути, страница 23

При укладке плетей длиной более 800 м нижняя граница интервала закрепления должна быть не менее, чем на 8°С выше нижней границы, установленной для плетей обычной длины.

С учетом редкой повторяемости и малой продолжительности действия особо низких температур зоны применения бесстыкового пути могут быть расширены за счет увеличения Δtр при непродолжительном снижении скорости движения поездов. Границы интервала в этом случае:

нижняя ,

верхняя .

Наиболее низкая температура, при которой поезда могут следовать с установленной скоростью

.

При ожидаемом по суточному прогнозу понижении температуры ниже tуст до tсж скорость движения должна быть ограничена на время действия таких температур (т.е. tсж< tуст) до величины, определяемой интерполяцией по таблицам ТУ или специально выполненного расчета наибольших допускаемых понижений температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления и соответствующего .

Оптимальный интервал закрепления

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. Конкретные значения температур закрепления или оптимальный интервал закрепления рельсовых плетей определяются из местных условий. При этом следует учитывать, что закрепление плетей при очень высоких температурах может в отдельных случаях привести к образованию большого зазора при сквозном изломе плети зимой или к разрыву болтов в стыках уравнительного пролета с большим расхождением концов рельсов.

При закреплении плетей в оптимальном интервале исключается раскрытие стыковых зазоров уравнительного пролета сверх конструктивных значений, срез болтов и разрыв стыка зимой, а летом позволяет выполнять путевые работы, снижающие устойчивость пути, при более высоких температурах.

Для Беларуси оптимальный интервал закрепления рельсовых плетей составляет от 25 до 35ºС.

5.5 Схема и диаграмма температурной работы бесстыкового пути

Построение диаграммы температурной работы бесстыкового пути производиться по методике профессора В.Г. Альбрехта.

Рисунок   - Прямоугольник температурой работы

Проводятся координатные оси. По оси координат откладываются допускаемые продольные силы на сжатие, растяжение и устойчивости, а по оси абсцисс температуру рельсов. Выше оси абсцисс будет зона сжатия, а ниже  зона растяжения. В зоне сжатия проводятся две горизонтальные линии допускаемая продольная сила при сжатии  и допускаемая сила по устойчивости . В зоне растяжения проводим горизонтальную линию допускаемую силу при растяжении . Отложив на оси абсцисс  и  и проводя через эти точки прямые параллельно оси ординат получим прямоугольник температурной работы, приведенный на рисунке.

Из точки I (пересечение линии  или и линии ) и из точки II (пересечение линии  и линии ) проводим наклонные параллельные прямые до пресечения с точками до пересечения с точками отложенных допускаемых годовых изменений допускаемой силы

,                                ()

Наклонные линии, пересекаясь с осью абсцисс, определяют расчетный интервал закрепления рельсовых плетей (рисунок  ).

Рисунок   - Построение расчетного интервала закрепления рельсовой плети.

Затем на оси абсцисс откладываем оптимальный для Белорусской железной дороги интервал закрепления рельсовых плетей, которое составляет , . Определяем запас сжимающих и растягивающих продольных сил для нижней границы закрепления.

,

,

для верхней границы закрепления.

,

,

где запас продольной сжимающей силы на нижней границе закрепления;

запас продольной сжимающей силы на верхней границе закрепления;

 запас продольной растягивающей силы на нижней границе закрепления;

 запас продольной растягивающей силы на верхней границе закрепления;

 нижняя температура расчетного интервала закрепления;

 верхняя температура расчетного интервала закрепления;

нижняя температура оптимального интервала закреплении;

 верхняя температура оптимального интервала закрепления.

При закреплении рельсовых плетей в оптимальном интервале обеспечивается надежная работа бесстыкового пути, т.к. фактические сжимающая и растягивающая температурные силы не превышают допускаемых.

Построим диаграмму температурной работы бесстыкового пути для г. Минска (tmin=-39 ºC, tmax=+55 ºC, Та=94 ºC).

Допустимые перепады температуры на сжатие по условию прочности головки рельсов определяются по формуле

,                                           ()

где 3500 – допускаемое напряжение в рельсах, кгс/см2;

         – кромочное напряжение в головке рельса, кгс/см2.

Допустимые перепады температуры на растяжение по условию прочности подошвы рельсов определяются по формуле

,                                            ()

где — кромочное напряжение в подошве рельса, кгс/см2.

Допустимая сжимающая сила определяется из выражения

,                                               ()

где F – площадь поперечного сечения рельса, см2.

Допустимая растягивающая сила определяется по формуле

,                                              ()

Допустимая сжимающая сила по условию устойчивости определяются по формуле

,                                                         ()

где Pкр — критическая продольная сжимающая сила, кгс.

Допустимая сила, действующая в рельсе на протяжении года:

                                                 ()

где Тa — амплитуда температур, °С.

При исходных данных =1104,2 и =1108,2 результаты расчёта сводим в таблицу.

Таблица  – Установление температурного интервала укладки бесстыкового пути

tсж, ºС

tраст, ºС

Nсж, тс

Nраст, тс

Nуст, тс

Nгод, тс

77

82

301,2

320,8

181,6

367,7

Расчётная нижняя граница интервала закрепления рельсовых плетей определяется по формуле

,                                                 ()

,                                                     ()