Организация капитального ремонта звеньевого пути с применением полимерных прокладок (Технико-экономические расчёты)

Sннк - среднее квадратическое отклонение давления колеса на рельс, обусловленное силами инерции неподрессоренных масс, возникающих соответственно при наличии изолированной неровности на колесе и при наличии непрерывных плавных неровностей на колёсах, кгс.

S_p=0.08*P_p,                                                      (29)

Рр - максимальное значение вертикальных сил, вызываемых колебаниями рессор, кгс, определяется по формуле (21), приведенной в п.1.3.2

S_инк=0.5*α₀*ξ*e₀*U/K,                                            (30)

где      α₀ =0,433 для пути с деревянными шпалами;

ξ - максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом косинусоидалыюй неровности, принимается исходя из сопоставления рассматриваемой скорости движения поезда V, км/ч, с критической скоростью Vкр, км/ч:

ξ = 1,47, если V ≥ V_кр, где V_кр = 0,182 ;                    (31) в противном случае

                                              (32)

где g — ускорение силы тяжести g=98 1 см/с² ;

е₀ — величина наибольшей расчётной глубины изолированной  неровности на колесе, принимается равной 2/3 от предельно допустимой глубины ползуна и составляет для колёс локомотивов 0,047 см при буксовых подшипниках качения.

Среднее квадратическое отклонение Sннк, кгс, в формуле (28) определяется по формуле:

                                                      (33)

где d — диаметр колеса по кругу катания,  для тепловоза ТЭП 60

d=125 см.

Изгибающий момент Мдин, кгс*см, действующий на рельс в расчётном сечении, и давление на шпалу Qдuн, кгс, в расчётном сечении определяются по следующим формулам:

                                            (34)

где    l - расстояние между осями шпал: на прямом участке пути l-55 см;                 на  кривой радиусом К=700м   l=50 см.

Осевые напряжения на нижней постели подошвы рельса δ_п-о , кгс/см² , и на верхней поверхности головки рельса δ_п-о, кгс/см², от изгиба, кромочные напряжения в подошве δ_п-к, кгс/см , и головке рельса δ_г-к, кгс/см², определяются по, формулам:

(35)

где Wn и Wг- моменты сопротивления рельса относительно соответственно подошвы и головки при изгибе в вертикальной плоскости, согласно  для новых рельсов типа Р65 W_п=404 см и W_г=310 см ;

f и m_г-к - соответственно коэффициенты перехода от осевых напряжений к  кромочным в подошве и головке рельса, учитывающие горизонтальный изгиб и кручение рельса; для локомотива ТЭП 60 и новых рельсах типа Р65: на прямом участке f=1.130 и  m_г-к=1.342;на кривой К=700м  f=1.440 и m_г-к=1.466

Средние напряжения в балластном слое под шпалами в подрельсовом сечении δ_б, кгс/см², и действующие напряжения под подкладкой в шпалах

δ_ш,кгс/см², определяются по следующим формулам:

δ_б=Q_дин/Ω;    δ_ш=Q_дин/ω;                                             (36)

где Ω — эффективная опорная площадь полушпалы,  при щебёночном балласте и деревянных шпалах Ω=2734 см²;

ω - опорная площадь рельсовой подкладки, при типе промежуточного скрепления раздельное Д2 и рельсах типа Р65 ω=589 см².

Напряжения на основной площадке земляного полотна δ_ш,     кгс/см²,(рисунок1 ) определяются по формуле:

δ_h= δ_h'+δ_hc'+δ_hc",                                                  (37)

где    δ_h'  -   напряжение от воздействия расчётной шпалы на глубине h, см, от её нижней постели, кгс/см²;

δ_hc'+δ_hc"- напряжения соответственно от воздействия первой и второй    соседних с расчётной шпал, кгс/см².

δ_h^’=r₁*δ_б(0.635*m*C₁+1.275(2-m)*C₂);

                                     

(38)

                                            

где    δ_б  -    среднее давление на балласт в подрельсовом сечении расчётной шпалы, определяемое по формуле (36), кгс/см²; дополнительные индексы указывают, под какой шпалой определены значения (рисунок 1.2,1.3);

r₁-        поправочный коэффициент, для пути с деревянными шпалами принимается равным 0,8;

b -       ширина нижней постели шпалы;  для деревянных шпал

b=25 см;

h — толщина балластного слоя от нижней постели шпалы до  основной площадки, см;

β₁ и β₂ -  углы между вертикалью и прямой (рисунок 1.2), соединяющей начало и конец полосовой нагрузки с точкой, в которой определяется напряжение, рад;

C₁, C₂, А- расчётные параметры для железобетонных шпал.

Расчет напряжений в формуле (38) ведётся на основании расчётной схемы, приведенной на рисунке 1.3, построенной для трёхосной тележки тепловоза ТЭП 60 с расстоянием между осями колёсных пар l₁=230 см.

Рисунок 1.2 - Схема  давления на земляное полотно от трёх cмежных шпал                   

                                                Р_ср+λ_фS

 Рисунок 1.3 - Расчётная схема для определения напряжений в балласте под шпалами №1 и №2, соседними с расчетной         

Согласно рисунка1.2 в формулах (38)

      

(39)

где η_i' и η_i"- определяются по формуле (27) и соответствуют:

η₁'- положению шпалы №1 относительно силы (Рср+λ_ф) и величине    Kx=Kl;

η₂' - положению шпалы №1 относительно силы Рср и величине     Kx=K(li-l)',

η₁" - положению шпалы №3 относительно силы (Рср+ λ_ф) и величине      Кх=К1,

η₂" - положению шпалы №3 относительно силы Рср и величине Kx=K(li-l).

Расчёт среднего квадратического отклонения вертикальных