Расчет железнодорожного пути на прочность и устойчивость, страница 2

Для практических целей многовариантные детальные расчеты рассматриваемой конструкции верхнего строения пути на прямых и в кривых производятся для ка­ждого типа обращающегося пассажирского и грузового подвижного состава (локо­мотивы и вагоны) с установленными или конструктивными скоростями. Для анали­за и проектирования принимается подвижной состав, напряжения от которого на элементы нижнего и верхнего строения железнодорожного пути, оказываются наи­большими.

По рассматриваемому участку обращаются грузовые и пассажирские поезда со скоростями соответственно 80 и 120 км/ч.

Кромочные напряжения в подошве рельсов от обращающегося подвижного состава в прямых или кривых участках пути определяются по формуле:

                                                                                               (1.1)

где  Р^I_экв — эквивалентная сила для определения напряжений в рельсах,      

                     учитывающая влияние смежных колес в расчетном сечении, кгс; 

          W_п— момент сопротивление рельса, см³;

            k — коэффициент относительной жесткости подрельсового основания,

                     см;       

            f — коэффициент перехода от осевых напряжений изгиба в подошве

                   рельса,  обусловленных только вертикальными силами, 

                   действующими на рельс, к кро­мочным напряжениям в подошве

                   рельса, обусловленным  дополнительно горизон­тальными

                   поперечными силами, действующим на рельс с эксцентричным

                   при­ложением вертикальной нагрузки.  

где α₁ = 0,931 для железобетонных шпал;

        β—коэффициент, учитывающий влияние типа рельсов на образование

              неров­ностей на пути, для  Р65 β = 0,87;

        ε—коэффициент, учитывающий влияние материала шпал на образование

              не­ровностей на пути, принимается для пути с деревянными и с

             железобетонными шпалами равным 1;

       γ—коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование 

             неров­ностей на пути, γ = 1 для балласта из щебня;

      l₀—расчетное расстояние между осями шпал, см; 1_о = 50 см при

            2000 шпал/км;

     q_к—вес неподрессоренных масс, приходящихся на одно колесо, кгс;

     U—модуль упругости подрельсового основания, кгс/см² (принимается по

           [27, приложение 4]);

      k—коэффициент относительной жесткости подрельсового основания и

            рельса, см ^-1.

                                                                                                (1.7)

где Е —модуль упругости рельсовой стали, равный  кгс/см²;

        I—момент инерции поперечного сечения рельса относительно его

             центральной горизонтальной оси, проходящей через центр

             тяжести, см⁴ (принимается по [27, приложение 5]); I = 3208 см⁴.

Выбираем  μ согласно [13] в зависимости от коэффициента относительной жесткости подрельсового основания и рельса, а также расстояния между осями колёсных пар:

для четырёхосного вагона: μ_л = -0,0799; μ₃ = -0,0306;

для шестиосного вагона: μ_л = -0,0982; μ₃ = -0,0451;

для восьмиосного вагона: μ_л = -0,0710; μ₃ = -0,0308;

для локомотива ТЭП-70: μ_л = -0,0124; μ₃ = 0,0070;

для локомотива 2ТЭ10Л: μ_л = -0,0423; μ₃ = -0,0063;

Расчет напряжений в рельсах и определение расчетного экипажа для заданных условий эксплуатации целесообразней выполнять в табличной форме (таблица 1.2).

Пример расчёта приведён для локомотива ТЭП 70:

,

Таблица 1.2—Выбор расчетного экипажа