Железнодорожное земляное полотно (Расчёт железнодорожного пути на прочность. Определение возможности укладки бесстыкового пути в заданном районе. Определение напряжений на основной площадке и в теле земляного полотна)

Государственное образовательное учреждение

 высшего профессионального образования

Петербургский государственный университет путей сообщения

(ПГУПС)

Кафедра: «Железнодорожный путь».

Дисциплина: «Железнодорожный путь».

Курсовой проект на тему: «Железнодорожное земляное полотно».

                                                                                        Выполнил:

                                                                                                          студент гр. СЖУ-103

                                                                                                                 Стельмах А Н  

                                                                                                                 Принял:

                                                                                                                 Романов А В

Санкт-Петербург

2005г.

1 РАЗДЕЛ.

Расчёт железнодорожного пути на прочность.

Основные характеристики пути и подвижного состава сводятся в таблицу №1.

 Таблица №1.

Наименование характеристики	Единицы измерения	Величина.
		Локомотив	Вагон
1. Статическая нагрузка от колеса на рельс -	кН	110,4	120
2.Расстояние между осями в тележке-,,.	м	= 1,85 = 1,85	= 1,85 = 1,35 = 1,85
3. Неподрессоренный вес, отнесённый к одному колесу-	кН	41,8	9,95
4. Жёсткость комплекта рессор-	МН/м	1,3	2,00
5. Диаметр колеса по среднему кругу катания - d	м	1,05	0,95
6. Скорость движения - V	м/с	22,2	22,2
7. Коэффициент перехода от осевых напряжений к кромочным - f	-	Прямые – 1,20 Кривые – 1,46	Прямые – 1,18 Кривые – 1,33

Расчётные характеристики пути сводятся в таблицу №2.

Таблица №2

Наименование характеристики	Единицы измерения	Величина.
		Прямая	Кривая R=750м
1. Тип рельса/ приведённый износ	-/мм	Р65/6	Р65/6
2.Материал шпал		Железобетон
3. Эпюра/ расстояния между осями шпал - е	-/м	1840/0,55	2000/0,50
4. Толщина балласта под шпалой	м	0,50
5. Модуль упругости подрельсового основания - u	МПа	Лето – 150 Зима - 170	Лето – 167 Зима - 185
6. Момент инерции рельса в вертикальной плоскости относительно горизонтальной оси-
7. Момент сопротивления рельса относительно наиболее удалённого волокна на подошве -
8. Коэффициент соотносительной жёсткости подрельсового основания и рельса - k		Лето – Зима -	Лето – Зима -
9. Коэффициенты к расчёту дополнительной динамической силы инерции, возникающей при прохождении колесом неровности на пути
10. Площадь  рельсовой подкладки -.
11. Площадь полушпалы с поправкой на изгиб -
12. Коэффициенты к расчёту напряжений на основной площадке земляного полотна

1.2.Определение динамического воздействия от колеса на рельс.

1.2.1. Среднее значение динамической силы воздействия от колеса на рельс.

                       , где

- статическое воздействие колеса на рельс, кН;

- среднее значение дополнительной динамической силы инерции,                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      возникающей при колебании кузова на рессорах, кН.

             =

- максимальное динамическое воздействие, возникающее при колебаниях кузова на рессорах, кН.

               , где

жёсткость комплекта рессор, МН/м;

- максимальный прогиб рессор; =

                                                               =

             =

            Расчёты:

    Для локомотива

 =

 =                                                            

=

=

    Для вагонов

= =

 =

= =

=

1.2.2. Максимальное вероятное динамическое воздействие от колеса на рельс.

             ,  где

- среднеквадратическое отклонение от средней динамической силы.

              =   ,  где

-среднеквадратическое отклонение от силы инерции, возникающей при колебании кузова на рессорах;

- среднеквадратическое отклонение от силы инерции, возникающей при прохождении неровности на пути;

-среднеквадратическое отклонение от силы инерции, возникающей при прохождении непрерывной неровности на колесе;

-среднеквадратическое отклонение от силы инерции, возникающей при прохождении изолированной неровности на колесе.

=

               

                 , где

- коэффициент, характеризующий отношение необрессоренной массы колеса и участвующий во взаимодействии массы пути,  = 0,403

                 , где

- максимальный дополнительный прогиб рельса, возникающий при прохождении колесом неровности на пути, отнесённый к глубине неровности, =1,47

 - расчётная глубина изолированной неровности на колесе, м; принимается =;

- предельно допустимая глубина ползуна на колёсах по ПТЭ, м;

        ,

       

           Пример расчётов:

Для локомотива

= =

-в прямом участке

=  

=   

 

      

 

=   

=

Для вагонов

= =

-в кривой

= 

=

  

=   

=   

Результаты расчётов сводятся в таблицу №3.

Определение максимального динамического воздействия от колеса на рельс.

           Таблица №3

Условие
Локомотив	Пря мая	Л	12680	123080	1352	16108	9064	2777	16515	164366
		З				16882	9956	2889	17312	166361
	Кри вая	Л				15322	9923	2885	15793	162563
		З				15906	10694	2979	16401	164081
Вагон	Пря мая	Л	22860	142860	2438	9121	12920	1412	9969	167783
		З				9560	14192	1478	10381	168812
	Кри вая	Л				8676	14145	1365	9643	166969
		З				9007	15244	1530	10046	167974

1.3. Определение напряжений в элементах верхнего строения пути.

При определении  расчетная ось всегда первая, т.к.  для любых типов подвижного состава.

При определении  если , то расчетная ось первая, если , то расчетная ось вторая.