В тех случаях, когда температура понижена по сравнению с температурой закрепления плети и рельсовая плеть стремится сократить свою длину, а балласт препятствует этому, при проходе поезда происходят перемещения в сторону удлинения плети. При обратном положении, когда температура выше температуры закрепления плети, проход поездов вызывает упругие перемещения концов в сторон}' сокращения длины плети. Например, в жаркую погоду летом, когда рельсовая плеть стремится удлиниться, при проходе поезда принимающий конец ее перемещается в сторону движения поезда (создается положение, похожее на угон), а отдающий конец перемещается в сторону, противоположную движению поезда (это уже мало похоже на угон). Оба конца плети перемещаются в направлении к ее середине. Осенью, когда рельсовая плеть стремится сократить свою длину, происходит обратное явление: оба конца перемещаются в направлении от середины плети. Проход поездов не только не уменьшает сопротивляемость балласта, а наоборот, как бы временно увеличивает его. Очевидно, этим можно объяснить способность балласта длительное время сопротивляться температурным силам в рельсе, несмотря на сложные условия работы пути. Следовательно, это явление весьма благоприятно для бесстыкового пути и его нужно внимательно изучить. Очевидно, оно оказывает существенное влияние на закономерности проявления угона пути и на работу противоугонов. С этой точки зрения указанное явление также заслуживает внимания. Таким образом, летнее сопротивление продольному перемещению рельсов, определяемое сопротивлением балласта, представляет собой довольно сложное явление, в котором еще не все изучено.
В дальнейшем, исследуя температурную работу рельсовых плетей в годовом цикле колебаний температуры, будем принимать все виды сопротивлений (стыковое сопротивление, погонное сопротивление зимой и летом) величинами постоянными, неупругими и не зависящими от величины перемещения.
4.2 Методы расчета продольных температурных перемещений и напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути
Существует графический и аналитический способы расчета продольных температурных перемещений и напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути. Графический метод расчета базируется на построении эпюры продольных сил в рельсовой плети. Эпюрой продольных сил называется график, показывающий величину продольной силы в каждом сечении рельсовой плети. По горизонтали откладывается длина рельсовой плети или того участка плети, для которого строится эпюра сил. По вертикали откладывается величина продольной силы. График строится в определенном масштабе.
В каждом сечении рельсовой плети продольная температурная сила не может быть больше суммы сил сопротивления продольному перемещению на участке от рассматриваемого сечения до конца плети. Помня это правило и зная имеющиеся сопротивления, легко построить эпюру возможных максимальных продольных сил в рельсовой плети.
При наличии стыкового сопротивления Re и погонного сопротивления р максимальная продольная сила в каждом сечении определяется уравнением
Nmax=Rc+pl,
где l — расстояние от рассмотренного сечения до конца плети.
Эпюры продольных сил или напряжений строят в такой последовательности: 1) при максимальной температуре; 2) при понижении температуры до температуры смерзания балласта; 3) при минимальной температуре; 4) при г повышении температуры до температуры оттаивания балласта; 5) при у максимальной температуре.
Построения эпюры будем производить для следующих условии:
-температура закрепления рельсовой плети типа Р65 ty = +25> С;
-максимальная температура tmax= -С56°С;
-минимальнаятемпература tmin =-37°С;
-стыковое сопротивление Rc = 20 000 кГ;
-погонное сопротивление по одной нити р = 6,5 кГ см;
Рассмотрим последовательное изменение продольных сил при изменении температуры и построим эпюры. Максимальные температурные силы в зоне пассивной температурной работы пропорциональны приращению температуры и определяются уравнением
N=aEF ∙Δt.
В зоне активной температурной работы на концевом участке максимальные продольные силы равны силам сопротивления продольному перемещению. При многократных взаимообратных изменениях температуры на разную величину эпюра продольных сил в зоне активной температурной работы может быть довольно сложной.
Допустим, что после укладки и закрепления рельсовой плети температура поднялась до некоторого максимального значения /W, при наличии стыкового сопротивления Rc и погонного сопротивления р эпюра продольных сил при tmax будет такой, как показано на рисунке (эпюра 2), перемещение конца рельсовой плети определим по формуле:
(4.1)
Затем предположим что температура начинает понижаться. Когда температура рельса понизится до той температуры, при которой рельс был закреплен, в зоне пассивной температурной работы, т. е. в средней части плети, продольные температурные силы будут равны нулю (эпюра 3).
При дальнейшем понижении температуры, когда будет преодолено стыковое сопротивление, конец плети начнет перемещаться к середине плети, т. е. длина плети начнет уменьшаться, перемещение можно рассчитать по формуле:
(4.2)
(4.3)
где t0 - температура смерзания балласта.
Далее рассчитаем перемещение при достижении минимальной температуры по формуле :
(4.4)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.