Расчет пути на прочность. Определение динамической нагрузки колеса на рельс, страница 13

[tp]=(400-1,3*102,50334)/2,5=106

[T]=47+106-10=143>Ta=113-возможна эксплуатация б/с пути

[tp]=(400-1,3*144,18687)/2,5=85

[T]=36+85-10=111-невозможна эксплуатация б/с пути.

Δtз=47+106-113=40

t_max=-57+106=49

tmin=56-47=9

кривая:

Δtз=36+85-113=8

t_max =-57+85=28

tmin=56-36=20

Проверка допускаемого понижения температуры по условию непревышения допускаемого зазора при изломе рельса

λ=0,24*106² /25=107,6>50 мм.

λ=0,24*85²/25=69,36>50 мм.

2. Расчёт пойменной насыпи.

Проектирование пойменной насыпи осуществляется путем подбора, т.е. сначала вычерчивается поперечный профиль, а затем проверяется его устойчивость.

Поперечный профиль насыпи проектируем с учётом строительно-технических норм МПС СТН Ц-01-95 "Железнодорожные колеи 1520 мм".

Исходные данные:

1.  Категория железной дороги – первая.

2.  Количество путей – один.

3.  Высота насыпи H=15,2 м.

4.  Поперечный уклон местности 1/26.

5.  Грунт земляного полотна – супесь.

6.  Нормативная плотность грунтов насыпи (объёмный вес скелета) γ_СК=1,9 т/м³.

7.  Естественная влажность грунтов насыпи Wн=17%.

8.  Удельный вес грунтов насыпи и основания  γ_УД=2,72 т/м³.

9.  Объёмный вес грунта основания насыпи (при естественной влажности Wон=20%) γ_ОН=2,05 т/м³.

10. Угол внутреннего трения грунтов (в состоянии естественной влажности):

Насыпи  φ_Н=27 град.

Основания насыпи φ_ОН=29 град.

11.Удельное сцепление грунтов (в состоянии естественной влажности):

Насыпи  Сн=1,4 т/м³

Основания насыпи Сон=1,5 т/м³.

12.Средний уклон кривой депрессии I=0,12.

13.Временная нагрузка от локомотива Рвр=3,8 т/м³.

14.Относительная отметка основания насыпи (по оси земляного полотна) отм.ОН=52,00 м.

15.Относительная отметка горизонта высоких вод отм.ГВВ=57,00 м.

16.Высота набега волны hнв=0,92 м.

Ширина основной площадки земляного полотна для однопутной линии составляет 7,6 м. Очертание сливной призмы при определении устойчивости насыпи не учитывается. Крутизна откосов от 0 до 6 м - 1/1,5, а от 6 до 8 м - 1/1,75 более 8 м - 1/2. В пойменной насыпи со стороны подтопления обязательно устраивается берма. Ширина бермы от 3 до 12 м. Крутизна откосов – 1/2. В курсовом проекте ширина бермы 3 м.

Отметка бермы определяется по формуле:

отм.БЕРМЫ=отм.ГВВ+hнв+а=57+0,92+0,25=58,17 м.

а=0,25 – запас.

В курсовом проекте вычерчиваем поперечный профиль насыпи в масштабе 1/200 на миллиметровой бумаге. При расчете устойчивости насыпи временную поездную нагрузку и вес ВСП заменяем условным столбиком шириной 2,75 м, высота столбика определяется по формуле:

hо=Рo/γ_Н = 9/2,223=4,05 м.

Po – указанная суммарная нагрузка, принимаемая равной допускаемым напряжениям на основной площадке ЗП.( 8 т/м²).

γ_Н=γ_СК*Wн+γ_СК=1,9*0,17+1,9=2,223 т/м³.

γ_СК – объемный вес скелета насыпи.

Wн – влажность грунтов насыпи.

Расчет основных характеристик грунтов.

1.  Грунты насыпи в естественном состоянии:

- объемный вес грунтов γ_Н=γ_СК*(Wн+1)=1,58*(0,13+1)=2,223 т/м³;

- коэффициент трения грунтов насыпи fн=tgφн=0,51;

- удельное сцепление грунтов насыпи Сн=1,4 т/м³.

2. Грунты насыпи во взвешенном состоянии:

- объемный вес грунтов γ_ВЗ=(γ_УД-1)/(1+ε_Н)=(2,72-1)/(1+0,43)=1,2 т/м³;

ε_Н – коэффициент пористости насыпи

ε_Н=(γ_УД-γ_СК)/γ_СК=(2,72-1,9)/1,9=0,43

- угол внутреннего трения φн=27 град.

- коэффициент трения грунтов насыпи fвзн=0,85fн=0,43

- удельное сцепление грунтов Свзн=0,7Сн=0,98 т/м³.

3. Грунты основания во взвешенном состоянии:

- объемный вес γ_ВЗОН=(γ_УД-1)/(1+ε_ОН)=(2,72-1)/(1+0,33)=1,29 т/м³;

ε_ОН=(γ_УД-γ_СКОН)/γ_СКОН=(2,72-2,05)/2,05=0,33

- коэффициент трения грунтов fвзон=0,85fон=0,85tgφон=0,47;

- удельное сцепление грунтов Свзон=0,7Сон=1,05 т/м³.

Характеристики грунтов.

Хар-ки грунтов Грунты	φ, град.	f	С, т/м3	γ, т/м3
Грунты насыпи при естественной влажности.	27	0,51	1,4	2,223
Грунты насыпи во взвешенном состоянии.	27	0,43	0,98	1,2
Грунты основания при естественной влажности.	29	0,55	1,5	2,05
Грунты основания во взвешенном состоянии.	29	0,47	1,05	1,29