Расчет железнодорожного пути на прочность и устойчивость, страница 5

ЗИМА

б)

График зависимости кромочных напряжений в головке и подошве рельса от скорости движения локомотива б)зимой

Условные обозначения:

Сплошная линия- при движении локомотива на прямом участке

Штрихпунктирная линия – при движении локомотива в кривой

Рисунок  1.1- Графики зависимости кромочных напряжений в головке и

                        Подошве рельса от скорости движения локомотива (а- летом             

                         Б-зимой)

а)                                                            ЛЕТО

                                                                б)                                                                        ЗИМА    

Условные обозначения:

Сплошная линия- при движении локомотива на прямом участке

Штрихпунктирная линия – при движении локомотива в кривой

Рисунок  1.2- Графики зависимости напряжений на основной площадке                     

                        земляного полотна от скорости движения локомотива

                        (а-летом,б-зимой)

ЛЕТОМ

ЗИМОЙ

Условные обозначения:

Сплошная линия- при движении локомотива на прямом участке

Штрихпунктирная линия – при движении локомотива в кривой

Рисунок  1.3- Графики зависимости напряжений на основной площадке                     

                        земляного полотна от высоты балластного  слоя (а-летом,

                             б-зимой)

Анализируя результаты расчета пути на прочность от воздействия локомотива ТЭП-70 , отмечаем , что:

-кромочные напряжения в головке и подошве рельса типа Р65 на железобетонных шпалах при скорости 100 км/ч составляет соответственно 1726 и 1898 кгс/см2 но не превышают допускаемых, которые приняты равными 2400 кгс/см2

-действующие напряжения на деревянных шпалах под подкладкой летом и зимой достигают соответственно 12.5 и 19.5 кгс/см2, т.е. меньше допускаемых значений.

-среднее напряжение в балластном слое под шпалой и подрельсовом сечении составляют летом и зимой соответственно 2.3 и 3.7 кгс/см2. т.е. меньше допускаемых.

-напряжение на основной площадке земляного полотна летом и зимой соответственно составляют 0.53 и 0.68 кгс/см2 и оказываются меньше допускаемых, принятых равными 0.8 кгс/см2.

Следовательно, напряжения от локомотива ТЭП-70 при скорости 100 км/ч во всех элементах верхнего и нижнего строения бесстыкового пути типа Р65оказались меньше допускаемых. Прочность всех элементов верхнего строения пути позволяет обеспечивать пропуск поездов со скоростью 100 км/ч. Кроме того имеется резерв для дальнейшего повышения скорости движения поездов по путям указанной конструкции . Наибольшая скорость может быть определена по графику зависимости напряжений в рельсах, шпалах, балласте и на основной площадке земляного полотна от скорости движения, исходя из допускаемых напряжений каждого элемента верхнего и нижнего строения железнодорожного пути.    

1.7 Анализ температурной работы бесстыкового пути

1.5.1 Установление температурного интервала укладки бесстыкового пути

Допустимые перепады температуры:

—на сжатие по условию прочности головки рельсов:

                                                    (1.11)

где 3500—допускаемое напряжение в рельсах, кгс/см²;

        σ^л_гк—кромочное напряжение в головке рельса,  кгс/см².

—на растяжение по условию прочности подошвы рельсов:

                                                   (1.12)

где σ^л_пк— кромочное напряжение в подошве рельса,  кгс/см².

Допустимая сжимающая сила:

                                                                (1.13)

Допустимая растягивающая сила:

                                                             (1.14)

Допустимая сжимающая сила по условию устойчивости:

                                                                        (1.15)

где P_кр—критическая продольная сжимающая сила, кгс.

Допустимая сила, действующая в рельсе на протяжении года:

                                                              (1.16)

где Т_А—амплитуда температур, ⁰С:

                                                                   (1.17)

где t_max—максимальная годовая температура,

       t_min—минимальная годовая температура,

При σ^з_г-к=1146,4 кгс/см²

При σ^л_п-к=1077 кгс/см²

   

При P_кр=207626 кгс

При t_max=55⁰C и t_min=-38⁰C

Тогда       

По значениям, определенным выше строим диаграмму температурной работы бесстыкового пути (приложение Б). Определение расчетного интервала закрепления рельсовой плети производится по диаграмме  графическим методом (приложение Б). Из нее видно, что расчетный интервал находится в пределах t^н_р=14⁰С и t^в_р=46⁰С. Оптимальный интервал закрепления для Республики Беларусь составляет t^н_опт=25⁰С и t^в_опт=35⁰С.

Запас на растяжение и сжатие определяется по формулам:

                                      (1.18)

                                        (1.19)

1.5.2 Влияние стыкового и погонного сопротивлений на температурную работу бесстыкового пути

 

       Наличие в бесстыковом пути значительных продольных сил, возникаю­щих при изменениях температуры и проходе поездов, требует, чтобы   по всей длине рельсовых плетей действовали противоположно направленные силы, препятствующие перемещениям пути в горизонтальной и вертикаль­ной плоскостях.

Различают следующие основные виды сопротивлений:  сопротивление продольному сдвигу всей путевой решетки в балласте, сопротивление поперечному горизонтальному смещению путевой решетки в балласте, со­противление подъему путевой решетки из балласта, сопротивление пово­роту рельсов относительно шпал в горизонтальной плоскости, сопротивление сдвигу концов рельсовых плетей в накладках (стыковое сопротивление).