Проект земляного полотна. Определение нагрузки на земляное полотно, страница 3

 

Двухосная тележка

Трехосная тележка Расчетная ось II

 

Рисунок 1. Расчётные схемы для расчёта P_экв.

После расчета эквивалентных грузов рассчитываются напряжения кручения и изгиба при воздействии вертикальных внецентренно приложенных и горизонтальных сил определяется по формуле:

В подошве:   

В головке:     

Wn – момент сопротивления относительно наиболее удаленного волокна на подошве;

Zг и Zп – расстояния от нейтральной оси до крайних волокон;

Bг и Bп – ширина головки и подошвы;

F – коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным;

Напряжения В прокладках и балласте расчитываются по следующим формулам:

В подкладках:          

В балласте:   

Где:

Q – давление на шпалу

w - площадь прокладки

Wa - площадь полушпалы с поправкой на изгиб

Данные по расчётам сведены в таблицы 11, 12, 13, 14, 15:

1.  Таблица 11. Расчёт эквивалентных грузов

2.  Таблица 12. Расчёт напряжений в кромке подошвы

3.  Таблица 13. Расчёт напряжений в кромке головки

4.  Таблица 14. Расчёт напряжений в подкладках

5.  Таблица 15. Расчёт напряжений в балласте

Исходя из полученных данных можно сделать выводы о возможности эксплуатации данного верхнего строения пути по условиям прочности, так как ни один из рассчитанных параметров не превышает допустимых ([sкп]=200МПа и [sкг]=260МПа для бесстыкового пути, [sш]=1,5-1,6 и [sб]=0,325-0,5МПа).

Анализируя полученные результаты можно сделать выводы:

1.  В кривых с увеличением радиуса растут напряжения в кромках головки и подошвы рельса, из-за увеличения горизонтальных сил и увеличения эксцентриситета приложения вертикальных сил.

2.  При уменьшения радиуса кривых уменьшаются напряжения в балластном слое, что связано с изменением эпюры шпал, уменьшаются напряжения в прокладках.

1.2  Расчёт бесстыкового пути.

1.2.1  Расчет бесстыкового пути по условию прочности.

Средняя часть плети занимает большую часть бесстыкового пути. В ней возникают температурные напряжения и силы, максимальное значение которых ограничивается условиями прочности. Прочность рельсовых плетей рассчитывается при условии воздействия на путь подвижного состава и изменений температуры так, чтобы напряжения, возникающие в рельсах, не превышали бы допускаемых.

Кромочные напряжения рассчитывают при проходе различных видов подвижного состава. Растягивающие напряжения рассчитывают для зимы, когда напряжения изгиба и напряжения температурного растяжения суммируются.

Сжимающие напряжения рассчитываются для лета в головке рельса, так как в этом случае сжимающие изгибные напряжения суммируются с температурными напряжениями.

Допускаемые напряжения для бесстыкового пути принимаются [350-400](450) Мпа.

Условия прочности бесстыкового пути определяются как:

sк – напряжения от подвижного состава кп=1.3 коэффициент запаса

st – температурные напряжения

Условия могут быть записаны в форме:

Наибольшие допускаемые изменения температуры по условиям прочности рельсов в подошве Dtпп (в сторону понижения) и в головке Dtпг (в сторону повышения) можно определить:

Расчетные данные по определению допускаемых изменений температуры приведены в таблице 16.

В случае изменения температуры в сторону понижения допускаемое значение этого изменения определяют по условию:

Dtp=[Dtпп]

При изменении температуры в сторону увеличения  допускаемое значение этого изменения связано как с условием прочности, так и с условием устойчивости ( в рельсах возникают сжимающие напряжения) против выброса:

Dtс=Dtпг+6⁰

если

Dtпг+6⁰<Dt_у

или

Dt_с=Dt_у

если

Dt_пг+6⁰>Dt_у

Здесь “6⁰” – повышение температуры по сравнению с расчетной , которое допускают для снятия ограничения при укладке пути.

1.2.2  Расчет бесстыкового пути по условиям устойчивости.

Условия устойчивости бесстыкового пути против выброса определяются значением критических продольных сжимающих сил в рельсовых нитях. Величина критической силы подсчитывается по формулам профессора Мищенко и профессора Першина.