Проектирование и устройство рельсовой колеи и обыкновенных одиночных стрелочных переводов, страница 4

 Геометрический расчет необходимой ширины колеи в кривой сводится к проверке возможности свободного вписывания различных экипажей в кривую. Если же получаемая при этом ширина колеи оказывается больше установленной ПТЭ, то проверяют возможность так называемого принудительного вписывания , когда ширина колеи принимается больше чем ширина колеи для заклиненного вписывания на величину минимального зазора, ввиду того, что заклиненное вписывание в кривые в реальных условиях недопустимо.

1.6.1. Расчет ширины колеи, необходимой для свободного вписывания.

Необходимая для свободного вписывания ширина колеи для жестких баз с любым количеством осей определяется по формуле

S_св=S₀+f_н-δ_min-.η₁

 

где:

S₀ - ширина колеи, установленная ПТЭ для прямых участков пути;

f_н - стрела изгиба по наружной рельсовой нити;

δ_min - минимальный зазор между рабочими гранями гребней колес и рельсов;

 η₁ - поперечный разбег первой по ходу движения колесной пары.

Стрела изгиба по наружной рельсовой нити при полухорде определяется по формуле:

f_н  =

где

L₀ - длина жесткой базы для рассматриваемого экипажа

R - радиус рассматриваемой кривой;

b - величина забега точки касания гребнем колеса рабочей грани рельса относительно оси колесной пары.

 Величина забега с достаточной для практических расчетов точностью может быть определена по формуле

l₁ - расстояние от полюса поворота жесткой базы до ее передней оси, равное при свободном вписывании l₁=L₀;

r - радиус колеса экипажа ;

τ - угол наклона рабочей грани гребня колеса , принимается для вагонных колес τ = 60°, для локомотивных колес τ - 70°;

 R - радиус кривой.

м

f_н =м

1.6.2. Расчет ширины колеи, необходимой для принудительного вписывания экипажа в кривую

Необходимая для принудительного вписывания ширина колеи определяется по формуле

м

f_н =

 Так как оси расчетного экипажа с трехосной жесткой базой имеют поперечные разбеги, то ширина колеи для обеспечения принудительного вписывания определяется как

f_б =м

1.7. Определение необходимой величины возвышения наружной рельсовой нити в кривой

При движении железнодорожного экипажа по кривой возникает центробежная сила.

Как инерционная, центробежная сила вызывает смещение экипажа в сторону наружной рельсовой нити кривой, а также крен кузова экипажа на рессорах, что приводит к смещению центра тяжести экипажа, а это, в свою очередь, в совокупности с возникающим опрокидывающим моментом вызывает нежелательный перегруз наружной рельсовой нити.

Для уменьшения центробежной силы и связанных с ней неблагоприятных последствий - в кривых участках пути, начиная с радиуса 4000 м и менее, устраивают возвышение наружной рельсовой нити над внутренней. При таком расположении рельсовых нитей действие центробежной силы уменьшается на величину горизонтальной составляющей веса экипажа, определяемой по формуле

где

h_p - возвышение наружной рельсовой нити;

S₁ - расстояние между осями рельсовых нитей (S₁ = 1600 мм при S₀=1520мм).

Правильно установленное возвышение наружной рельсовой нити позволяет:

- обеспечить примерно одинаковый уровень вертикальных сил от колес на обе рельсовые нити;

- снизить уровень боковых сил и тем самым обеспечить прочность и устойчивость пути;

- обеспечить из условия комфортабельности езды пассажиров минимальный уровень непогашенных ускорений(a_нп)

Величину расчетного возвышения определяют исходя из условия одинакового воздействия на обе рельсовые нити, т.е.

h_p =

где

12,5 - коэффициент, полученный после подстановки постоянных величин в общее выражение для определения возвышения и позволяющий, подставляя скорость в км/ч, а радиус в м, получить возвышение в мм;

V_cp - средне квадратическая скорость, взвешенная по тоннажу, км/ч;

R - радиус кривой, м.

Значение v_cp определяется по формуле

где