Расчет пути на прочность. Основные расчетные характеристики пути и подвижного состава, страница 7

,

;

,

;

,

,

,

;

Рис. 13. Расчетная схема под соседней шпалой (шпала 2).

,

;

,

;

,

,

;

Рис. 14. Расчетная схема под соседней шпалой (шпала 3).

,

;

,

;

,

,

;

.

Найденное напряжение на основной площадке земляного полотна от воздействия колес электровоза () меньше допускаемого (). Однако, напряжение от колес четырехосного вагона () превышает максимально-допустимое значение . Следовательно, необходимо увеличить толщину балласта под шпалами или уменьшить скорость движения подвижного состава, для уменьшения динамического воздействия.

V. Определение напряжений

в теле земляного полотна.

Рис. 15. Схема внешних нагрузок на основную площадку земляного полотна.

где – длина шпалы ();

 – ширина основной площадки земляного полотна ();

 – интенсивность веса от поездной нагрузки;

 – интенсивность нагрузки от верхнего строения пути ();

Напряжение в точке определяется по формуле:

, где  – напряжение от собственного веса земляного полотна;

 – напряжение от поездной нагрузки;

 – напряжение от верхнего строения пути.

,

, где  – коэффициент запаса ();

 – максимальное значение напряжения на основной площадке земляного полотна (берется из предыдущих расчетов );

 – затабулированная функция, зависящая от ширины шпалы (), глубины расчетной точки () и эксцентриситета ();

расчет ведем для шести значений : , , , , , .

.

,

, где  – удельный вес грунта ();

Все расчеты сведены в таблицу:

Напряжения в теле земляного полотна.

                                                                                              Табл. 10

,м	I	, МПа	, МПа	, МПа	, МПа
0	1,000	0,11	0,17	0,00	0,28
2	0,680	0,07	0,12	0,40	0,59
4	0,403	0,04	0,07	0,80	0,91
6	0,278	0,03	0,05	1,20	1,28
8	0,213	0,02	0,04	1,60	1,66
10	0,195	0,02	0,03	2,00	2,05

 

Рис. 16. Зависимость напряжений  от глубины точки расчета z.

VI. Расчет срока службы элементов ВСП.

6.1 Расчет срока службы рельсов.

Одиночный выход рельсов определяется по формуле:

, где  – параметр, учитывающий качество рельса ();

 – длина рельсовой плети ();

А – параметр, учитывающий план пути (А=800 для кривой, А=0 для прямой);

 – коэффициент лубрикации ( для Р65);

R – радиус кривой (R=650м)

 – средневзвешенная по тоннажу нормальное значение динамической нагрузки на рельс от колесной пары ( для Р65);

 – средневзвешенная по тоннажу фактическое значение динамической нагрузки на рельс от колесной пары,

, где  – средневзвешенная по тоннажу статическая нагрузка колесной пары на ось,

,

q_0-i – статическая нагрузка от колесной пары каждого вида подвижного состава ;

 – доля груженных и порожних вагонов;

Q_л – вес локомотива;

Q_п – вес поезда;

 – масса одного погонного метра рельса ();

 – коэффициент, учитывающий особенность работы рельса при среднестатистической нагрузке ();

 – допускаемое значение суммарного изъятия рельсов за период до сплошной смены ();

;

;

Одиночный выход рельса:

для прямой:

,

.

Срок службы рельсов Р65 между ремонтами:

, для прямой:

, для кривой:

.

6.2 Расчет срока службы балласта.

Срок службы балласта определяется по формуле:

, где D – допустимый процент по массе эксплутационного загрязнения балласта    (D = 40%);

d – процент загрязнения по массе перед укладкой в путь (d = 5%);

k_б – параметр, учитывающий влияние конструкции пути (k_б = 1,2).

С_б – процент загрязнения по массе на 1 млн.т.брутто пропущенного груза в зависимости от дальности места погрузки сыпучего груза (С_б = 0,14 для 125 км);

.

Срок службы балласта между глубокой очисткой щебня:

.

При грузонапряженности  сплошную смену рельсов необходимо производить через 9 лет 4 месяца; глубокую очистку щебня, при наработке , т.е. через 7 лет 4 месяца.