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 Δt_р 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 t_уст до t_сж скорость движения должна быть ограничена на время действия таких температур (т.е. t_сж< t_уст) 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 (t_min=-39 ºC, t_max=+55 ºC, Т_а=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 P_кр — критическая продольная сжимающая сила, кгс.

Допустимая сила, действующая в рельсе на протяжении года:

                                                 ()

где Т_a — амплитуда температур, °С.

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

Таблица  – Установление температурного интервала укладки бесстыкового пути

Расчётная нижняя граница интервала закрепления рельсовых плетей определяется по формуле

,                                                 ()

,                                                     ()