Расчеты верхнего строения пути. Расчеты пути на прочность. Классификация рельсов по длине. Расчеты бесстыкового пути, страница 24

По значениям, определенным выше, строится диаграмма температурной работы бесстыкового пути (рисунок). Расчетный интервал закрепления рельсовой плети находится в пределах =8,6 ⁰С и =43,4 ⁰С.

Запас на растяжение и сжатие определяется по формулам

,                                          ()

,                                          ()

Значения запаса на растяжение и сжатие рельсовых плетей при верхней и нижней границах оптимального интервала закрепления плетей представлены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Запас на растяжение и сжатие рельсовых плетей при верхней и

                        нижней границах оптимального интервала закрепления плетей

Граница оптимального интервала, ºС	, тс	, тс
прямая
+25	72,0	64,2
+35	32,9	103,3

Рисунок - Диаграмма температурной работы бесстыкового пути с закреплением в оптимальном интервале температур

5.6 Определение зазоров при изломе плети

Разрыв рельсовой плети может произойти зимой под действием больших растягивающих температурных сил. Зазор более 40 мм представляет угрозу безопасности движения поездов. Величина зазора в месте разрыва плети равна

.

где ρ	-	погонное сопротивление продольному перемещению рельсовой плети в момент ее излома или разрыва, принимается равным 13 кг/см
Δt	-	перепад температуры от момента закрепления плети до ее излома.

Следовательно, пользуясь указанной зависимостью можно решить две задачи:

- определить величину крутящего момента на гайках клемнных болтов, при котором зазор не превышает допустимую величину 40 мм;

- определить среднюю величину крутящего момента по известной величине раскрытия зазора при разрыве рельсовой плети.

Величина крутящего момента на гайках клеммных болтов

,

где N₀ - число шпал на 1 км.

Величина крутящего момента должна быть не менее 12 кгм.

5.7 Особенности укладки бесстыкового пути на мостах

Работа и расчеты рельсовых плетей, перекрывающих мосты с ездой на балласте, на прочность и устойчивость не имеют никакой специфики и производятся обычным порядком. Следует лишь учитывать особенность определения летних расчетных температур рельсов.

При укладке бесстыкового пути на мостах с безбалластным мостовым полотном в зависимости от длины пролетных строений выбирается одно из рассмотренных конструктивных решений (п. 1.6.3 []). При этом в тех случаях, когда мост располагается в средней, температурно-неподвижной части плетей, которые не связаны в продольном направлении с безбалластным мостовым полотном или связаны частично (в зоне неподвижных опорных частей), должна проверяться расчетом величина раскрытия зазора в месте случайного излома плети на мосту. Эпюры температурных напряжений в рельсовых плетях, разрядившихся (заштриховано) в момент излома на мостах, приведены на рисунке .

Величина зазора в месте излома λ_и равняется площади указанных эпюр разрядившихся напряжений в масштабе 1/Е:

а) при l_м ≤ 33 м (р_м = 0) (рисунок , а)

,

где рп	–	погонное сопротивление продольному сдвигу рельсов на подходах к мосту, Н/м;
рп	–	то же на мосту, Н/м;
∆tи	–	температурный перепад в момент излома плети;

б) при 33 м < l_м < 55 м (однопролетные мосты, R_y ≠ 0) (рисунок , б)

;

в) при 33 м < 2l_м ≤ 66 м (многопролетные мосты, R_y ≠ 0), в частности, для двухпролетного моста (рисунок , в)

.

Рисунок – Эпюры разрядившихся нормальных напряжений при изломе плетей и различных схемах их закрепления на мостах:

а – при свободнолежащих рельсовых плетях (р_м = 0) на мостах с b_м ≤ 33 м; б – при наличии усиленного закрепления плетей в зоне неподвижных опорных частей (R_y) на однопролетном мосту с l_м ≤ 55 м; в – при наличии усиленного закрепления (R_y) на двухпролетном мосту с 2l_м ≤ 66 м

Расчетная величина R_y, H, определяется в зависимости от длины участков усиленного закрепления рельсовых плетей на мосту в зоне неподвижных опорных частей l_у:

.

Принимают p_м ≈ p_п ≈ 25 кН/м. Значения l_у в зависимости от l_м представлены ниже:

lм, м	……………………	33	44	55
lу, м	……………………	6,0	8,0	10,0

Если в результате расчета по представленным формулам окажется, что величина зазора в изломе λ_и, чрезмерно велика (например, λ_и > 4,0 см), то рассмотреть возможность закрепления плетей, перекрывающих мост, при более низких температурах — ближе к нижней границе расчетного температурного интервала закрепления. Как видно из указанных формул, величина λ_и прямо пропорциональна температурному перепаду в момент излома ∆t_и и его квадрату.

При укладке рельсовых плетей на больших мостах длиной, равной температурным пролетам, нет необходимости проводить дополнительные расчеты прочности или устойчивости таких плетей, так как при изменениях температуры их напряженное состояние практически не отличается от состояния звеньевого пути. В последнем случае (если путь надежно закреплен от угона) нет оснований также опасаться раскрытия больших зазоров в месте излома рельсовой плети на мосту. При сезонных уравнительных рельсах (п. 1.6.3 []) необходимо производить их своевременную замену два раза в год в расчетных интервалах температур.

Бесстыковой путь в тоннелях

Бесстыковый путь в тоннелях длиной до 300 м устраивают так же, как и за пределами тоннеля. Температуры закрепления плетей при этом рассчитывают как для открытых участков.

В более длинных тоннелях при расположении плетей полностью внутри тоннеля уравнительные пролеты следует размещать вне тоннеля. Расчетную амплитуду температур рельсов в этих тоннелях принимают на 20ºС меньше, чем вне тоннеля.

В тоннелях бесстыковой путь может быть как с балластным, так и с безбалластным основанием. Балласт в тоннелях и на подходах к ним должен быть щебеночный. Безбалластная конструкция пути выполняется по проектам, утвержденным ЦП, с эпюрой шпал 2000 шт/км.