ллощадцї); тип рейки; тип підрейкових опор; щільність укладання опор;

баласту і його міцність; геометричні й фізичні характеристики елемен--з конструкції колії (розміри, моменти інерції, опору перерізів, механічні мстивості матеріалу елементів конструкції); допустимі критерії міцності -ПЙКОСТІ колії.

До зовнішніх факторів відносяться: величини і спосіб передачі коліс--г-їх навантажень на колію, а також вплив природних і місцевих техноген--з-гх факторів.

При практичних інженерних розрахунках верхньої будови колії на міцність визначаються:

- величини внутрішніх силових факторів і напружень, що виника­ть у головних конструкціях верхньої будови колії: вигинаючих моментів

і поперечних сил £>„ в рейках, сил тиску рейок на опори £>_ш і шпал на -Гііаст ^_Б;

• величини напружень від вигину та кручення в рейках а_гт, а_тд, —'.екаючих напружень в шпалах під підкладкою а_ш, напружень стиску в баласті під шпалами а_Б і напружень стиску на основній площадці земля-=ого полотна а_к під баластом;

• величини динамічних прогинів рейки 2_дт під впливом динамічних поїзних навантажень;

• умови дотримання допустимої міцності в елементах верхньої бу-іови колії під впливом на них динамічного поїзного навантаження.

При потребі, спеціальними розрахунками визначають напруження онцентрації в місцях зміни конфігурації рейки, напруження в зоні конта­кту між колесом і рейкою та інші напруження.

6.3. Сили, що діють на залізничну колію й джерела їх збудження

Якщо залізничний екіпаж знаходиться на колії у статичному поло­женні, то на колію діє лише вага цього екіпажу Р_ст і власна вага верхньої тудови (вертикальні сили). При цьому на колеса екіпажу передаються ре-гзсаї рейок, сума яких дорівнює вазі екіпажу (рис.6.1).

Під час руху екіпажу взаємодія колії і рухомого складу набагато складніша.

Крім ваги екіпажу, доповненої динамічними добавками, на колію передаються (рис. 6.2.):

• повздовжні горизонтальні сили Н„_озд викликані впливом коліс, що рухаються, унаслідок їх зчеплення з рейками;

• повздовжні температурні сили Р_ь викликані змінами температури рейки внаслідок постійно змінюваної температури навколишнього середо­вища;

• поперечні горизонтальні сили Н_бок від впливу гребенів коліс на рейки під час вихлянь, бокових тисків, косих набігань.

Необхідно мати на увазі, що під час руху вертикальна сила переда­ється не у статичному вигляді, а у вигляді динамічного навантаження Р_дии. При цьому виникають сили інерції, що пов'язані з прискореннями перемі­щень частин локомотивів і вагонів, що рухаються. Коливання екіпажу і його окремих частин є джерелами досить значних додаткових силових впливів на колію.

Які ж джерела збудження різноманітних коливальних процесів?

1. Унаслідок існуючих допусків у виготовленні та утриманні рухо­мого складу і колії вони мають деякі відхилення від точних форм і розмі­рів (за шириною колії, за рівнем, за наявністю місцевих нерівностей на колії, за овальністю коліс, за ексцентричністю насадки коліс, за нерівно­мірністю зносу рейок і коліс тощо). У результаті цього, під час руху екі­пажу його необресоренГ маси одержують складний відносний рух у

гтоеторі, який характеризується лінійними коливальними переміщеннями, л швидкостями і прискореннями. Ці коливання викликають додаткові си-Х5ї і моменти порівняно зі статичним впливом рухомого складу на колію. Коливання необресорених мас, у свою чергу, збуджують коливання обресорених.

2. Унаслідок тих самих дозволених допусків при виготовленні й •триманні рухомого складу і колії можуть мати місце неоднорідність -тужних характеристик ресорних комплектів екіпажу і неоднорідність у гоужності підрейкової основи. Нерівнопружність підрейкової основи, 5удь-які зазори і нещільності між рейками і підкладками, підкладками і г-глалами, шпалами і баластом ведуть до того, що прогини рейкових ниток — т одним і тим самим колісним навантаженням мають різні значення в різ-

перетинах цих ниток. Це також є причиною коливань як необресоре-так і обресорених мас, що рухаються.

3. Сама траса лінії, де поєднуються прямі і криві ділянки колії, спус-си і підйоми, є збудником змушених коливань.

4. Рейкові стики і нерівнопружність рейкової нитки внаслідок чер­кання опорних площадок і проміжків між ними, також є збудниками ко-гнвань.

5. Коливання рухомого складу виникають при зміні режиму ведення ~ оїздів (наприклад, при переході від режиму тяги до гальмування або хо­лостого ходу та ін.).

Таким чином, у процесі руху залізничні екіпажі зазнають складних ділових взаємодій і здійснюють складні коливання. Під час руху рухомо­го складу у коливання приходить і залізнична колія.

Усі коливання екіпажу можна поділити на такі види (рис. 6.3):

1. Посмикування - зворотно-поступальний рух уздовж повздовж­ньої горизонтальної осі екіпажу.

2. Горизонтальне зміщення - зворотно-поступальний рух уздовж поперечної горизонтальної осі екіпажу.

3. Підстрибування - вертикальний зворотно-поступальний рух, що найбільш інтенсивно виконується надресорною частиною.

4. Бокове хитання - обертальні коливання в основному обресореної -істини відносно повздовжньої горизонтальної осі.

5. Повздовжнє хитання (галопування) - обертальні коливання в ос-новному обресореної частини відносно поперечної горизонтальної осі.

6. Вихляння - обертальні коливання відносно вертикальної осі.

87

Рухомий склад, що рухається та коливається, виявляє надто склад­ний вплив на колію, передаючи на неї значні сили, в тому числі сили іне­рції хитких мас.

У практичних розрахунках колії треба розрізняти сили:

Р_р - додаткова сила від коливання надресореної будови;

Р_н„ - інерційне зусилля, яке з'являється під час руху колеса по нерів­ності на колії;

-Р_анк-сили інерції необресореної частини від ізольованої нерівності на колесі;

Р_ннк - сили інерції необресореної частини від безперервної нерівності на колесі.

Вертикальні, горизонтальні, поперечні і повздовжні сили, що пере­даються на колію, викликають згин та кручення рейок, стиск або розтягу­вання їх, місцевий (об'ємний) стиск у зоні контакту колеса і рейки. Зусилля, сприйняті рейками, передаються на інші елементи колії, викли­каючи в них напружений стан різного виду.

1 - посмикування

З - підстри­бування

4 - бокове хитання

5 - повздовжнє хитання (галопування)