Быстрый поиск

Дипломная работа: Модернізація колії з укладанням рейкових плітей довжиною з блок-дільницю

σб =, (3.21)

де - ефективна опорна площа напівшпали з урахуванням їі вигину, см2;

Q - величина тиску на напівшпалу в підрейковому зрізі, кг;

Q = , (З.22)

де l - відстань між вісями шпал, l= 50 см; РІІекв - еквівалентна одиночна вертикальна сила, до якої зведена дія колісних навантажень при визначенні величини тиску на шпалу, кг;

, (3.23)

де - ординати лінії впливу для вертикальної поперечної сили в

розрахунковому зрізі, які розміщені під вісями, що навантажують рейку;

= (cos кхi + sin кхi); (3.24)

;

σш = ;

σб =.

Розраховані напруги в елементах верхньої будови колії не перевищують допустимих напруг, величини яких приведені у методичних вказівках до дипломного проектування № 3166. Виходячи з цього роблю висновок, що потужність верхньо будови колії відповідає тим навантаженням, які діють на залізничну колію в даних конкретних умовах експлуатації.

3.4 Розрахунок безстикової колії на стійкість

Умови стійкості безстикової колії проти викиду визначаються значенням критичних стискаючих сил в рейкових плітях. Величина критичної сили може бути підрахована за формулами К.Н. Міщенко, С.П. Першина або визначена за експериментальними даними (графіками або емпіричними формулами) Е.М. Бромберга.

3.4.1 Розрахунок за формулами проф.К.Н. Міщенко

Професор К.Н. Міщенко, застосувавши енергетичний метод, розробив теоретичні основи розрахунку стійкості безстикової колії з урахуванням реальних умов його роботи. Користуючись розробленою теорією розрахунку, він запропонував спрощені розрахункові формули. Стійкість безстикової колії в горизонтальній площині на прямій перевіряється по формулах

; (3.25), . (3.26)

Стійкість безстикової колії в горизонтальній площині на кривій ділянц шляху перевіряється по формулах

; (3.27), , (3.28)

де поздовжня стискаюча критична сила, що діє в рейках, при якій можлива втрата стійкості колії, кг;

площа поперечного перетину однієї рейки, см 2 (додат.3

МВ № 3167);

момент інерц рейкошпальної решітки в горизонтальній площині, см 2; для практичних розрахунків можна приймати: при залізобетонних шпалах - 5І;

де І - момент інерції поперечного перетину рейки у горизонтальній площин (додат.3 МВ № 3167);

;

погонний опір поперечному переміщенню рейкошпальної решітки,

кг/см; те ж, поздовжньому переміщенню, кг/см; довжина хвил викривлення колійної решітки при викиді, см; найменший радіус криво на ділянці укладання безстикової колії.

При епюрі шпал 1840 шт/км: P = 13 кг/см, q = 8,5 кг/см; при епюр шпал 2000 шт/км: Р = 14 кг/см, q = 9,0 кг/см. таблицю 1.

Таблиця 3.1 - Розрахунок безстикової колії на міцність


20000	10221,79	256166,70
40000	7227,896	252088,17
60000	5901,55	247254,47
80000	5110,89	242081,89
100000	4571,32	236814,71
120000	4173,03	231600,77
140000	3863,47	226527,70
160000	3613,95	221644,94
180000	3407,26	216977, 20
200000	3232,41	212533,95

Максимальну температурну силу, що допускається, при цьому визначаю з урахуванням коефіцієнта запасу, рівного 1,2

. (3.29)

Рисунок 4 - Графічне визначення і по формулах К.Н. Міщенко

3.4.2 Розрахунок по формулі С.П. Першина

С.П. Першин запропонував метод розрахунку з урахуванням початкових нерівностей і змінної жорсткості рейкошпальної рами (по лінійному закону залежно від кута повороту рейок щодо шпал).

Він на підставі енергетичних умов рівноваги вивів формулу для визначення закритичної сили N3, що приводить до викиду колії у горизонтальній площині. В результаті ряду спрощень багатоваріантних чисельних розрахунків формула набула наступного вигляду

; (3.30)

де - параметри, що залежать від типу рейки і плану лінії;

- середній ухил початкової нерівності в плані, приймається рівним 2-3 (для прямих - = 2%, для кривих - = 2,5-3,0%);

коефіцієнт, залежний від опору Q баласта поперечному зсуву шпали, визначається по інтерполяційному графіку, приведеному на малюнку 3. При цьому слід враховувати, що опір зрушенню залізобетонної шпали упоперек осі шляху при нормальному профілі баластної призми Q =4,70 кН.

Рисунок 5 - Крива зміни коефіцієнта К1 залежно від опору баласту зсуву в ньому шпал

Як правило, рейкові батоги безстикового шляху укладають в шлях після стабілізації баластної призми, тому рекомендується приймати розрахункове значення К1 = 1,2-1,3 як для дерев'яних, так і для залізобетонних шпал.

K2 - коефіцієнт, залежний від епюри шпал, рівний 1,0 при епюрі шпал

1840 шт/км;

K3 - коефіцієнт, що враховує вплив опору повороту рейки по підкладках і шпалах, визначається за допомогою графіка, приведеного на малюнку 4.

Слід враховувати так званий "побутовий" рівень натягнення клемних болтів, рівний КБ 5 кГм або 50 Нм.

Рисунок 6 - Криві зміни коефіцієнта K3 залежно від затягування гайок клемних болтів

При розрахунку критичної сили по формулі С.П.

Першина значення максимальної граничної температурної сили визначаю з урахуванням коефіцієнта запасу

(3.31)

де К3 - коефіцієнт запасу рівний 1,5.

3.4.3 Розрахунок по емпіричній формулі Е.М. Бромберга

На підставі експериментальних досліджень, що виконуються під керівництвом Е.М. Бромберга одержана емпірична залежність допустимої гранично температурної сили для типових конструкцій безстикової колії з урахуванням плану лінії

(3.32)

де критичне значення граничної сили, що допускається на прямій ділянц шляху; коефіцієнт, що враховує тип рейки; коефіцієнт, що врахову епюру шпал; коефіцієнт, залежний від типу рейки і епюри шпал; радіус кривизни вісі колійної решітки, м.

Відповідне допустиме підвищення температури рейкових плітей у порівнянні з температурою їх закріплення по умові забезпечення стійкості проти викиду визначається по формулі

(3.33)

де температурний коефіцієнт лінійного розширення рейкової сталі,

рівний ; площа поперечного перетину однієї рейки.

3.4.4 Розрахунок безстикової колії на міцність

Температурну напругу (МПа), тобто напругу, яка виникає в рейковій пліті у зв'язку із зміною довжини, що не відбулася, при зміні температури на величину , відносно температури, при якій рейкова пліть була закріплена, визначаю по формулі

(3.34)

де температурний коефіцієнт лінійного розширення рейкової сталі,

рівний 0,0000118 ; модуль пружності рейкової сталі, рівний 206000МПа; різниця між температурою рейки, при якій визначають напругу tр і температурою закріплення пліті на шпалах t3, °С.