Расчет железнодорожного пути на прочность и устойчивость, страница 6

Погонные сопротивления сдвигу   путевой    решетки (вместе со шпала­ми) вдоль пути имеют особо важное значение весной, летом и осенью. В эти периоды перемещения могут происходить за счет недостаточной связи шпал с балластом. После ремонта и выполнения других путевых ра­бот балласт определенное время остается неуплотненным. Норма принима­емого для расчета погонного сопротивления сдвигу шпал щебеночного   и асбестового балласта вдоль пути - 13 кг/см при  1840 и 14 кг/см   при 2000 шпал/км.

Проскальзывание рельсов по подкладкам происходит после преодоле­ния погонного сопротивления 25-30 кг/см по одной рельсовой нити. Это означает,  что на каждом конце шпалы продольному проскальзыванию (сдвигу) плети должна препятствовать горизонтальная продольная реак­тивная сила величиной 1250-1650 кг. Для этого рельсовые плети    при­крепляют на каждом конце шпалы с общим вертикальным усилием    около 3000 кг. Такое прижатие рельса к подкладке обеспечивают клеммные бол­ты,  затянутые усилием, соответствующим крутящему моменту — 15 кгм. Контроль затяжки клеммных и закладных болтов производится динамоме­трическим ключом.

Сопротивление путевой решетки поперечному сдвигу обеспечивает ус­тойчивость бесстыкового пути против выброса при ширине плеча балласт­ной призмы не менее 25 см и проектных ее размерах. Неполная засыпка шпальных ящиков может снизить сопротивление поперечному сдвигу шпал на 20%. Сплошное уплотнение балласта трамбованием повышает это соп­ротивление на 20-50%.

Сопротивление подъему путевой решетки    (выдергиваний шпал из бал­ласта) влияет на устойчивость бесстыкового пути против вертикального выброса и зависит от рода и эпюры шпал, рода и степени уплотнения балласта.

Сопротивление повороту шпал    в горизонтальной плоскости проявля­ется как реактивный крутящий момент, который возникает в узлах   при­крепления рельсовых плетей к шпалам при искривлении путевой решетки в плане. Сопротивление повороту возрастает с усилением затяжки    гаек, закладных и клеммных болтов.

Сопротивление стыков   перемещениям концов рельсовых плетей оказы­вает существенное влияние на работоспособность бесстыкового пути. Шестиболтовой стык, скрепленный полным количеством болтов из   стали повышенной прочности, создает стыковое сопротивление 30 т при рель­сах типа Р65 и 20 т при рельсах типа Р50. Погонные и сты­ковые сопротивления оказывают большое влияние на температурные пере­мещения концов рельсовых плетей.

Длина участка ''дыхания'' конца рельсовой плети в общем случае опре­деляется по формуле:

                                       (1.20)

где Nt— расчетные значения продольных (сжимающих или растягивающих)

              температурных сил в заданном районе, кг;

        α—коэффициент линейного расширения, равный 0,0000118;

       E—модуль упругости рельсовой стали,   кг/см2;

       F—площадь поперечного сечения рельса, см2;

     Δt—перепад температуры от момента закрепления рельсовой плети    до

             наступления экстремальных температур;

       R—стыковое сопротивление, кг;

       r—величина зимнего или летнего погонного сопротивления, кг/см.

 В момент наступления максимальной расчетной температуры    величина длины участка "дыхания" летом составляет

                                               (1.21)

А зимой длина "дыхания" рельсовой плети:

                                               (1.22)

где Δt—перепад температуры ;
         rл,  rз— летние   и    зимние погонные сопротивления. 

Предварительный анализ формул (1.12) и (1.13) говорит о том,    что длина "дыхания" конца рельсовой плети обратно пропорциональна стыко­вому и погонному сопротивлению. Так, увеличение одного или обоих со­противлений вызывает уменьшение участка "дыхания" и наоборот.    Кроме того, длина "дыхания" возрастает с увеличением типа рельсов и годо­вой температурной амплитуды.

1. Влияние погонного сопротивления:

а) Для нижнего оптимального интервала закрепления (250С):

—при Rст=20кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

 


—при Rст=20кг, rпл=3,25кг/см и rпз=12,5кг/см lдых будет равно:

б) Для верхнего оптимального интервала закрепления (350С):

—при Rст=20кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

—при Rст=20кг, rпл=3,25кг/см и rпз=12,5кг/см lдых будет равно:

2. Влияние стыкового сопротивления:

а) Для нижнего оптимального интервала закрепления (250С):

—при Rст=20кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

—при Rст=40кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

 


б) Для верхнего оптимального интервала закрепления (350С):

—при Rст=20кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

—при Rст=40кг, rпл=6,5кг/см и rпз=25кг/см lдых будет равно:

Влияние погонного  сопротивлений на температурную работу  бесстыково- го пути предоставлено на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4- Влияние погонного  сопротивлений на температурную работу      

                       бесстыкового пути.

Влияние стыкового  сопротивлений на температурную работу  бесстыково- го пути предоставлено на рисунке 1.5.

 


Рисунок 1.5- Влияние  стыкового  сопротивлений на температурную работу       

                              бесстыкового пути.

         Таким образом, температурная работа бесстыковых плетей от нагрузки расчетного типа локомотива ТЭП-70 находится в заданных допускаемых пределах, что обеспечивает безопасную эксплуатацию пути.

                                             

          Рисунок 1.6- Диаграмма температурной работы бесстыкового пути