Не спешите наказывать монтера. Стратегия текущего содержания пути в Великобритании. Гидравлический способ удаления покрытий, страница 83

Результаты расчетов сил взаимодействия пути и подвижного состава при различном геометрическом качестве рельсов

В соответствии с рассмотренными методическими положениями стрелы вертикальных неровностей в стыковой зоне (общей протяженностью 400 см с дискретностью 1 см) были преобразованы в фактические ординаты.

На рис. 6. в качестве примера представлен график фактических ординат вертикальных неровностей поверхности катания рельса в зоне стыка.

Рис. 6. График фактических ординат вертикальных неровностей поверхности катания рельса в зоне стыка

Исследовались рельсы типа Р65 производства Нижнетагильского металлургического комбината (НТМК), нетермоупрочненные из низколегированной стали с высокой прямолинейностью, уложенные в путь с железобетонными шпалами и щебеночным балластом. В период измерений величина пропущенного тоннажа составила 60 млн. т брутто.

На графике можно заметить разницу в вертикальных ординатах принимающего и отдающего концов рельсов. Это обстоятельство объясняется повышенным ударным воздействием колес подвижного состава на принимающей части стыка.

В результате расчетов были построены графики фактических углов наклона поверхности катания рельса относительно его горизонтальной оси для рельсов с различными геометрическими характеристиками концевой зоны. Данные характеристики для принимающего и отдающего концов рельсов совмещались на одном графике. В результате аппроксимации углов отдающего и принимающего концов рельсов получены данные углов поворота касательной к колесу относительно горизонта.

Эти данные представлены на рис. 7.

Рис. 7. Графики углов наклона поверхности катания рельса относительно его горизонтальной оси

Полученные зависимости позволили определить так называемую мертвую зону при взаимодействии колеса и рельса в стыковой зоне.

В первом случае (рис. 7, а) «мертвая» зона составила 25 см, во втором (рис. 7, б) — 50 см, в третьем (рис. 7, в) превысила 60 см.

Максимальные динамические силы удара колеса на рельсы в стыковой зоне в зависимости от геометрического состояния («мертвой» зоны) определяются в соответствии с методикой в [4].

На основе данных табл. 2 и результатов, отображенных на рис. 7, получены значения максимальной динамической силы (табл. 3).

Таблица 3

Максимальная динамическая сила в зависимости от величины «мертвой» зоны

Параметр

Величина «мертвой» зоны е0, мм

25

50

60

Qдр, кН

240

550

640

Примечание: Расчеты проводились для скорости движения грузовых поездов 72 км/ч (20 м/с).

Таким образом, в данной статье решена задача определения максимальной динамической силы, возникающей при проходе колесом стыковой зоны рельсов различного качества по прямолинейности.

Полученные результаты позволяют сформулировать требования к качеству и условиям входного контроля на РСП для рельсов, предназначенных для участков скоростного движения.

Разработка требований по приемке рельсов для скоростного движения на комбинатах и по их входному контролю на РСП

Для разработки указанных требований необходимо обратиться к полученным ранее результатам, а именно графикам фактических углов наклона поверхности катания рельса относительно его горизонтальной оси j(x) (см. рис. 7) и значениям максимальной динамической силы, возникающей при проходе колесом стыковой зоны рельсов различного качества по их прямолинейности (в зависимости от величины «мертвой» зоны e, табл. 3):

(8)

Используя данное выражение, можно определить, насколько уменьшается величина «мертвой» зоны e при различной обрезке концов рельсов. Из графика (рис. 8) видно, что обрезка концевых участков рельсов только по 30 см приведет к уменьшению e почти в 2 раза, что снижает максимальную динамическую силу в данном случае с 640 до 310 кН.