1.3 Определение напряжений в элементах верхнего строения пути

При расчёте рельса как балки на сплошном упругом основании система сосредоточенных колёсных нагрузок заменяется эквивалентными одиночными нагрузками, соответственно, при определении изгибающих моментов и напряжений в рельсах с помощью μ и при определении нагрузок и прогибов с помощью функции η.

При определении первой эквивалентной силы, , принимается первая расчётная ось. При определении второй эквивалентной силы, расчётная ось назначается исходя из:

, то расчётная ось назначается вторая;

, принимается первая ось.

Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напря­жений в рельсах от изгиба и кручения, , кг, определяется по формуле:

где - ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью.

Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений и сил в элементах подрельсового основания, , кг, определяется по формуле:

где - ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью.

Напряжение изгиба и кручения в кромках подошвы рельса определяется по формуле, , :

Напряжение в шпале на смятие под шпалой и в прокладке при железобетонной шпале, , :

Напряжение в балласте под шпалой, ,

Все расчёты сведём в таблицы 1,4 и 1,5.

Таблица 1,4 - Определение напряжения изгиба и кручения в кромках подошвы рельса

Условия		№ оси		Kx
ВЛ-23	Лето	1	0	0	1	0,8603	32392,4	1898,7
		2	220	2,25	-0,1482
		3	440	4,50	0.0085
	Зима	1	0	0	1	0,9068	35309,6	2088,6
		2	220	2,61	-0,1007
		3	440	5,22	0.0075
Четырёхосный вагон	Лето	1	0	0	1	0,8092	26583,6	1838,7
		2	185	1,89	-0,1908
	Зима	1	0	0	1	0,8440	32554,6	1942,1
		2	185	2,19	-0,1560

Таблица 1,5 – Определение напряжения в шпале и в балласте под шпалой

Условия		№ оси		Kx
ВЛ-23	Лето	1	220	2,25	0,0157	1,0314	34700,4	14,8	3,2
		2	0	0	1
		3	220	2,25	0,0157
	Зима	1	0	0	1	0,9716	36183,7	17,9	3,8
		2	220	2,61	-0,0261
		3	440	5,22	-0,0023
Четырёхосный вагон	Лето	1	185	1,89	0,0960	1,0960	30726,1	13,1	2,8
		2	0	0	1
	Зима	1	0	0	1	1,0244	35160,3	17,4	3,7
		2	185	2,19	0,0244

4. Выводы

Расчетные значения кромочных напряжений, напряжений в прокладках и напряжений в балластном слое под шпалой при данной конструкции верхнего строения пути летом меньше их допустимых значение, а зимой больше.

Напряжения в прокладках превышают допустимые, что приведет к усиленному износу шпал и прокладок; при движении 4-осных вагонов потребуется ограничение скорости движения.

Таким образом, рассматриваемая конструкция верхнего строения пути в полной мере обеспечивает прочность верхнего строения пути.