Бесстыковой путь является более прогрессивным и совершенным типом железнодорожного пути по сравнению со звеньевым путем. Звеньевой путь состоит из звеньев рельсов длиной по 25 м, бесстыковой — из рельсовых плетей длиной 800 м, по принятому в бывшем СССР стандарту. Данная длина рельсовых плетей ограничивается возможностью их транспортировки при существующей полезной длине станционных путей 850 м.
При бесстыковом пути не менее, чем на 15% снижается расход рабочей силы на текущее содержание и ремонт пути, на 25% увеличивается срок службы рельсов, уменьшается износ подвижного состава, на 10-15% сокращается основное сопротивление движению поездов, сокращается расход топлива на тягу поездов, улучшается токопроводимость рельсовых цепей. Высокие техникоэкономические показатели данной конструкции дают основание сделать вывод, что бесстыковой путь в недалеком будущем явится ведущей конструкцией верхнего строения пути на железных дорогах нашей страны.
Отличие бесстыкового пути от обычного звеньевого заключается в наличии в рельсовых путях, не имеющих возможности изменить свою длину при изменении температуры, значительных продольных температурных сил.
При повышении температура рельсовых плетей по сравнению с температурой, при которой они были закреплены, возникают продольные температурные силы сжатия, которые могут создать опасность выброса рельсо-шпальной решетки, а в некоторых случаях вызвать перенапряжение в головке рельса.
При понижении температуры рельсовых плетей появляются растягивающие температурные усилия, которые могут привести к разрыву рельсовой плети зимой.
Для каждой конкретной конструкции верхнего строения пути существует такое значение силы, сжимающей обе рельсовые плети бесстыкового пути, при котором рельсово-шпальная решетка теряет устойчивость и происходит температурный выброс пути. Такая величина сжимающей силы называется критической для данной конструкции пути.
Методика проектирования и расчета бесстыкового пути на устойчивость изложена в технических условиях МПС на укладку и содержание бесстыкового пути. Рекомендуется производить расчет бесстыкового пути на устойчивость энергетическим методом, разработанным профессором К.Н.Мищенко.
Сущность энергетического метода состоит в следующем. Если упругая система находится в устойчивом равновесии, то ее полная энергия, равная сумме внешних и внутренних работ, не изменяется. Пользуясь разработанной теорией расчета пути на устойчивость, профессор К.Н.Мищенко предложил и упрощенные расчетные формулы.
1. Расчет пути на возможность выброса вбок на прямой сводится к решению системы
(1)
относительно критической силы Pk1.
Где P – погонное сопротивление продольному перемещению рельсо-шпальной решетки в кг/п.см.;
lk – длина волны искривления при выбросе, см.;
Iph – момент инерции рельсо-шпальной решетки, см.;
F – площадь поперечного сечения рельсов, см2;
E – модуль упругости рельсовой стали, кг/см2
E=2,1·106 кгс/см2;
q – погонное сопротивление балласта поперечному перемещению рельсовой колеи, кгс/см.;
При расчете принять Iph=4·I2 находится по приложению 1.
2. Возможность выброса пути вбок на кривой радиуса R определяется системой (2):
(2)
3. Возможность выброса рельсо-шпальной решетки вверх определяется системой уравнений (3):
(3)
где g — погонное сопротивление перемещению колеи в вертикальной плоскости, I — момент инерции в вертикальной плоскости (см. приложение 1).
Для решения таких систем применяют численные методы. Самые распространенные из них: метод половинного деления, метод хорд –касательных, метод итераций. Подробнее о них в [1] стр.9-13.
В системе MathCAD нелинейные уравнения и системы можно решить с помощью функции Find. Для этого вводится начальное приближение и ключевое слово GIVEN. Ниже записывается уравнение, где символ «=» вводится с помощью Ctel+= («жирное» равно). Значение корня будет выведена если ввести команду Find.
За расчетную величину продольной сжимающей силы принимается наименьшее значение критической силы из рассмотренных трех случаев.
При определении величины погонного сопротивления, считать, что на прямой число шпал 1840 шт/км, а в кривой 2000 шт/км.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
