4. Изгибающие напряжение на основной площадке земляного полотна.

В этих расчетах необходимо учесть две особенности:

• напряжения на основной площадке определяются от воздействия наиболее массового подвижного состава – четырехосного грузового вагона с разрешенной нагрузкой до 240…250 кН/ось (доля локомотивных осей составляет 0,03…0,05);

• учитываются воздействия на основание не только расчетной, но и двух соседних шпал.

Таким образом расчет напряжений на основной площадке земляного полотна ведем только для 4-осного вагона ЦНИИ-Х3 для летних условий на прямой.

Напряжение σ_h на основной площадке земляного полотна при толщине балластного слоя h определяется как сумма трех составляющих – напряжений от расчетной шпалы и от двух соседних , т.е.

Каждое из этих напряжений является функцией от напряжений в балласте под шпалой и толщины балласта (рис. 1.4)

Рисунок 1.4 Расчетная схема определения напряжений на основной площадке земляного полотна

Напряжение на основной площадке от расчетной шпалы равно:

,

где r₁ – параметр учета влияния материала шпал на напряжения (при железобетонных шпалах принимают равным 0,7);

m – коэффициент, характеризующий концентрацию напряжений от краев постели шпалы к ее оси;

С₁=0,205 и С₂=0,1 – параметры, зависящие от ширины нижней постели шпаы и толщины балластного слоя;

σ_б – напряжения в балластном слое от вагона ЦНИИ-Х3 (были подсчитаны ранее), Мпа.

;

.

Определим напряжения от соседних шпал:

; ,

где А_h=0,253 – параметр, зависящий от ширины постели шпалы и толщины балластного слоя;

и – среднее напряжение в балласте под соседними шпалами, Мпа.

; ,

где и – давления на соседние шпалы от всех осей тележки вагона, Н.

;

,

где , и – ординаты линии влияния, пропорциональной давлению на шпалу, под колесами тележки.

Значения коэффициентов относительной жесткости рельсового основания принимаем для летних условий на прямой ( ), а расчетное и среднее значение вертикальной нагрузки было подсчитано ранее.

, при ;

, при ;

, при .

;

;

;

;

;

;

.

№	Тип ВСП	Тип подвижного состава	Сезон	R, м	U, Мпа	K, м-1	Сила на рельс, Н			М, Н*м		Q,Н		Напряжения в элементе ВСП, МПа
							P	S	Pрасч					бОП	бКГ	бКП	бШ	бб	бh
1	Р 65, износ- 3 мм, ж.б. шпалы, скрепление КБ, прокладки повышенной упругости, щебень	ТЭП70 Pос=22,5 т/ось V=160км/ч Vкр=121 км/ч	Лето	8	150	1,513	134707	21220	187757		30289		73332		70	87	74	1,4	0,23
2				711	167	1,554	131117	14967	168535		26543		61226		61	81	81	1,2	0,16
3			Зима	8	225	1,674	134707	24754	196593		29106		85960		67	83	71	1,6	0,29
4				711	250	1,719	131117	17552	174923		25281		71321		63	84	83	1,4	0,24
5		2ТЭ10Л Pос=21,6 т/ось V=100км/ч Vкр=68 км/ч	Лето	8	150	1,513	133800	18085	191125		30650		74282		71	90	83	1,4	0,24
6				711	167	1,554	130704	11441	167024		26151		60304		60	82	85	1,2	0,19
7			Зима	8	225	1,674	133800	21063	198572		29289		86235		68	86	79	1,7	0,29
8				711	250	1,719	130704	13419	171968		24766		69578		57	78	81	1,3	0,23
9		ЦНИИ-Х3 4 оси V=100	Лето	8	150	1,513	140223	13628	183071		28334		73884		66	84	77	1,4	0,23	0,069