учитывающий неравномерность распределения давления вдоль шпалы, ;
-
параметры, зависящие от ширины шпалы и толщины балласта под шпалой,
-
коэффициент концентрации напряжений.
, где
-
напряжения в балласте под расчётной шпалой, для вагона в прямой летом
.
.
Напряжения в балласте под соседними шпалами определяются по формулам:
,
, где
-
параметр, учитывающий расстояние между шпалами, ширину шпалы, толщину балласта
под шпалой,
.
Учёт нагрузок от осей экипажа при определении напряжений на песчаной подушке показан на рис.2:
Для
определения напряжений и
воспользуемся
формулой:
,
где
- площадь полушпалы с учетом поправки на ее
изгиб, см2;
-
коэффициент относительной жёсткости подрельсового основания и рельса;
- расстояние между осями шпал, см;
Рассмотрим 1-ю шпалу.
.
Для
оси 1 .
Отсюда
Для оси 2 .
Отсюда .
Для
оси 3 .
Отсюда
.
.
Рассмотрим 3-ю шпалу.
.
Для
оси 1 .
Отсюда
Для оси 2 .
Отсюда .
Для
оси 3 .
Отсюда
.
.
Далее находим напряжения в балласте под соседними шпалами:
;
.
Напряжение на основной площадке от расчётной шпалы:
Напряжение на песчаной подушке:
.
Для грузонапряженности Г=14,7 млн. ткм. бр. на км в год:
Критерии |
Вид подвижного состава |
Значения оценочных критериев прочности в кг/см2 |
|
Расчетные |
Нормативные |
||
|
Локомотив |
1496,095 |
2400 |
Вагон |
1430,7354 |
2000 |
|
|
Локомотив |
12,065 |
20 |
Вагон |
14,136 |
18 |
|
|
Локомотив |
2,8587 |
4,5 |
Вагон |
3,3492 |
3,5 |
|
|
Вагон |
1,065 |
0,9 |
При данных нагрузках и виде конструкции пути
нормативная прочность обеспечивается по всем оценочным критериям прочности и
нормативные значения выдерживаются, кроме . В данном случае можно эксплуатировать конструкцию
пути, но требуется ограничивать нагрузки на путь.
Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных эксплуатационных условиях определяется сравнением допустимой температурной амплитуды рельсов [Т] для заданных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебания температуры рельсов ТА.
Если ТА.<[Т], то бесстыковой путь можно укладывать.
Прочность рельсовых плетей рассчитывается при условии, что суммарное воздействие на путь подвижного состава и изменений температур рельсов не должно создавать в них напряжений, превосходящие допускаемые, т. е.
;
;
;
, где
- кромочные и
нормальные напряжения в кромках подошвы и головки рельса соответственно;
- напряжения в
поперечном сечении рельса соответственно от действия сжимающей и растягивающей
силы;
- допустимые
напряжения, для нетермоупрочнённых рельсов принимаем
=
4000 кгс/см2;
- коэффициент запаса
прочности,
=1,3.
Но
зная, что , где
= 25
кгс, мы получим следующую формулу для нахождения наиболее допустимых по
условию прочности изменений температур рельсовой плети по сравнению с их
температурами при закреплении:
Расчеты ведут для зимы, так как кромочные напряжения в подошве рельса в это время года минимально:
Расчёт
для ВЛ23 (прямая):
0С,
Расчёт
для ВЛ23 (кривая):
0С,
Расчёт
для вагона (прямая):
0С,
Расчёт
для вагона (кривая):
0С.
Для
дальнейших расчетов оставляем ВЛ23 так, как они
наименьшие.
Расчёт
ведётся по методу Першина С. П. Согласно этому расчёту при заданной длине хорды зоны искривления и прочих известных
параметрах можно найти стрелу f, при которых значения сжимающей силы максимальны. Это
положение соответствует максимуму потенциальной энергии и отражает состояние
неустойчивого равновесия.
Для начала примем, что
, где
- продольная сжимающая
сила, возникающая в рельсовой плети при возрастании температуры до температуры
закрепления;
- допускаемое значение
продольной сжимающей силы;
Эти силы соответственно равны:
,
, где
-
площадь поперечного сечения двух рельсов;
- изменение
температуры;
- критическое
напряжение;
- коэффициент
устойчивости;
- допустимое повышение
температуры рельса по условию устойчивости.
По формуле, выведенной Першиным С. П., находим :
;
где -
параметры, зависящие от типа рельса и плана линии;
- средний уклон
начальной неровности;
- коэффициент
сопротивления балласта смещению шпалы,
= 0,8;
- коэффициент, зависящий от эпюры шпал,
= 0,9 (прямая);
= 1
(кривая);
- коэффициент,
учитывающий влияние сопротивления поворота,
=1.
Расчёт для ВЛ23 (кривая):
0С
Расчёт для ВЛ23 (прямая):
0С
Значение ТА определяется, как алгебраическая разность наивысшей tmax max и наинизшей tmin min температур рельсов, наблюдавшихся в данной местности. При этом наибольшая температура рельсов принимается на 20 °С выше температуры воздуха за счет нагревания солнечной радиацией
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.