Расчет несущей способности основной площадки эксплуатируемого земляного полотна по условию его надежности, страница 2

          Однородные деформации (под пересечениями оси рельса с осями шпал) распределяются по нормальному закону с коэффициентом вариации 0,38 при деревянных шпалах и 0,27 при железобетонных.

          Притом, средние деформации соответствуют не средним напряжениям s_ср, а напряжениям:

                                         s = s_ср + 0,1S,

где S- среднеквадратическое отклонение.

          Деформации (у) зависят от напряжений (s) по закону квадратной параболы. Причем, при одинаковых напряжениях деформации основной площадки на участках с железобетонными шпалами выше, чем с деревянными. Это объясняется различием вибраций основной площадки под поездами.

          С возрастанием пропущенного тоннажа деформации основной площадки увеличиваются по гиперболическому закону.

Деформации основной площадки земляного полотна при деревянных шпалах

Таблица 1

s кгс/см2	Деформации основной площадки в подрельсовой зоне откосной линии у, мм от пропущенного тоннажа Т, млн. т брутто груза
	Т=38	Т=65	Т=205	Т=270	Т=450
0,50	5,0	6,5	10,0	11,5	20,0
0,55	7,0	9,0	13,0	15,0	23,5
0,62	10,0	12,5	16,5	18,5	26,5

          Деформации основной площадки земляного полотна при железобетонных шпалах

Таблица 2

s кгс/см2	Деформации основной площадки в подрельсовой зоне откосной линии у, мм за период пропуска Т, млн. т брутто груза
	Т=158	Т=230	Т=270	Т=341	Т=377	Т=455
0,56	12,5	14,5	15,6	17,5	18,0	27,0
0,63	13,0	21,0	22,1	24,0	26,0	38,0
0,70	13,5	21,5	23,5	27,0	28,0	44,5

          4. Аналитические зависимости

          Экспериментально получены следующие аналитические зависимости [2]:

-  при деревянных шпалах

                                              (2)

-  при железобетонных шпалах

                                              (3)

где у_Д и у_Ж  - максимальные с доверительной вероятностью 0,994 деформации основной площадки земляного полотна в подрельсовой зоне полевой нити соответственно при деревянных и железобетонных шпалах, мм;

      s = s_ср + 0,1S – нормальные напряжения на основной площадке в подрельсовой зоне, кгс/см²;

      S- среднеквадратическое отклонение напряжений, кгс/см²;

      Г – грузонапряженность, млн. т брутто в год;

      t – время эксплуатации в годах;

      К_гр – коэффициент, учитывающий влияние рода грунта на интенсивность накопления деформации, численно равный отношению деформации рассматриваемого грунта к деформации суглинистого грунта при прочих равных условиях; (для суглинистого грунта К_гр=1);

      [у] – допускаемые деформации основной площадки земляного полотна (по условиям планировки и обеспечения стока воды [у]=30мм).

          Заменяя в формулах (2) и (3) знак неравенства равенством и подставляя t=100 лет, получим формулы для расчета допускаемых напряжений на основную площадку:

          - при деревянных шпалах

                                                                                   (4)

          - при железобетонных шпалах

                                                                                   (5)

где                                                                                                   (6)

       - уровень вероятности расчетных значений  (при  расчетное значение );

       - коэффициент изменчивости (вариации)  (= 0,105)

          Критерием допускаемых напряжений сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне из условия обеспечения его надежности в соответствии с положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах является непревышение допускаемой интенсивности накопления остаточных деформаций на вышеуказанной площадке [3].

          Задание студентам

1.  Выбрать исходные данные согласно варианта.

2.  Рассчитать  и  при грузонапряженности Г, равной 2,5; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0; 50,0 млн. т брутто в год.

3.  Проверить по оценочным критериям прочности пути [3] (см. таблицу 3) соответствие расчетов по пункту 2.

4.  Построить графики  и .

5. Расчет  и  выполнить на ПЭВМ, предварительно составив программу на известном алгоритмическом языке.

Оценочные критерии прочности пути

Таблица 3

Критерий	Вид подвижного состава	Значения оценочного критерия прочности кгс/см2, при грузонапряженности, млн. т-км брутто в год
		более 50	50-25	24-10	менее 10
	Локомотивы	1,0	1,0	1,1	1,2
	Вагоны	0,8	0,8	0,9	1,0

          Список литературы

1.  Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь – М. Транспорт, 1961, 591 с.

2.  Надежность железнодорожного пути. Под редакцией В.С. Лысюка. М. Транспорт, 2001 г.

3.  Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения его надежности. Типография ГУП ВНИИЖТа, 2000 г, 44 с.

Исходные данные

Таблица 4

Номер варианта	Ys	Кгр	Номер варианта	Ys	Кгр
1	0,30	1,0	16	1,5	0,97
2	0,38	0,99	17	1,58	0,96
3	0,46	0,98	18	1,66	0,95
4	0,54	0,97	19	1,74	1,0
5	0,62	0,96	20	1,82	0,99
6	0,70	0,95	21	1,90	0,98
7	0,78	1,0	22	1,98	0,97
8	0,86	0,99	23	2,06	0,96
9	0,94	0,98	24	2,14	0,95
10	1,02	0,97	25	2,22	1,0
11	1,10	0,96	26	2,30	0,99
12	1,18	0,95	27	2,38	0,98
13	1,26	1,0	28	2,46	0,97
14	1,34	0,99	29	2,54	0,96
15	1,42	0,98	30	2,62	0,95