Расчет и проектирование рельсовой колеи. Расчет и проектирование обыкновенного одиночного стрелочного перевода, страница 3

1.3.1  Определение минимально допустимой и оптимальной ширины колеи в кривых участках пути

1.3.1.1  Определение оптимальной ширины колеи  (особенности устройства пути в кривых).

1)   Уширение колеи: R>350м, S=1520мм;

300м≤R≤349м, S=1530мм;

R<300м, S=1535мм.

2)  Возвышение наружного рельса;

3)  Укладка укороченных рельсов;

4)  Устройство переходных кривых;

5)  Уширение междупутных расстояний;

6)  Уширение балластной призмы;

7)  Устройство противоугонов.

При определении оптимальной ширины колеи за исходную принимаем схему свободного вписывания. На рисунке 1.3 представлена схема такого вписывания.

Рисунок 1.3 – Схема свободного вписывания трехосной тележки в кривую

Оптимальную ширину колеи определяем по формуле:

                                                                                             (1.4)

где:  f_н – стрела изгиба наружного рельса;

q_max – максимальная ширина колесной пары , q_max=1509мм;

η₁ – поперечный разбег крайних осей, η₁=1,0мм.

                                                                                                         (1.5)

где: λ – расстояние от центра вращения тележки до оси первой колёсной пары (принимаем λ=3000 мм.);

        R – радиус кривой, мм;

        b – расстояние от оси первой колёсной пары до точки касания гребня колеса с рельсом.

                                                                                                           (1.6)     

где:  r – радиус колеса по среднему кругу катания, r=625мм;

        τ – угол наклона гребня колеса, τ=70⁰.

Произведем расчёты по выше приведенным формулам.

Величину стрелы изгиба рассчитаем по формуле (1.5)

Требуемую ширину колеи найдем по формуле (1.4)

S_опт=1509+7-1+4=1519мм.

Сравним полученную ширину с нормативной [S]=1520мм.

Так как в нашем случае S_опт<[S] (1519мм<1520мм), то принимаем нормативную ширину колеи. S=1520мм.

1.3.2  Определение возвышения наружной рельсовой нити

При движении экипажа по кривой возникают центробежные силы ускорения, которые стремятся опрокинуть подвижной состав. Для уменьшения их воздействия устраивают возвышение наружного рельса.

Величину возвышения определяют по трем основным критериям:

1)  Устойчивость к опрокидыванию подвижного состава и равномерный износ рельсов;

2)  Условие непревышения непогашенного ускорения для грузовых поездов;

3)  Условие непревышения непогашенного ускорения для пассажирских поездов (условие комфортабельности езды пассажиров).

Согласно инструкции ОАО «РЖД» от 2009г., возвышение наружного рельса определяется по вышеизложенным условиям. Дополнительно находится максимальное значение возвышение и итоговое значение возвышения наружного рельса, которое выводится по таблицам.

Возвышение наружного рельса определяется по формуле:

                                                                                                         (1.7)

где:   h – возвышение наружного рельса, мм;

          V_прив – приведенная скорость поездопотока, км/ч.

                                                                         (1.8)

где: n_п и  n_гр – суточное количество поездов пассажирских и грузовых соответственнно,  n_п =9 и  n_гр=33 поездов:

        Q_гр, Q_п – масса поездов соответственно грузового и пассажирского,

Q_гр =6700т.,  Q_п =800т.;

        и - средняя скорость движения пассажирских и грузовых поездов соответственно на рассматриваемой кривой, км/ч , км/ч.

Квадрат приведенной скорости грузопотока определим  в соответствии с выражением (1.8)

V_прив=56,44км/ч.

В настоящее время имеет место существенный разрыв в скоростях движения грузовых и пассажирских поездов. Поэтому приходится разрешать непогашенное центробежное ускорение: , откуда получаем формулы для вычисления величины возвышения наружного рельса с учетом непогашенного ускорения.

Для пассажирских поездов:

                                                                                                (1.9)

Для грузовых поездов:

                                                            

                                                                             (1.10)