12.Основы динамического расчета пути на прочность.

Методы расчетов железнодорожного пути на прочность должны представлять возможность выбора конструкций с заданными уровнями прочности в конкретных условиях эксплуатации.В инженерные методы расчетов верхнего строения пути на прочность введены следующие основные принципы:1) динамические вертикальные силы, передаваемые подвижным составом рельсам, являются статическими величинами с высоким уровнем вероятности. Этим обеспечивается условие, что 99,4 % всего количества колес данного типа, прошедших через расчётное сечение, вызовут напряжение в рельсах меньше принятого возможного;2) возникающие в эксплуатации дефекты рельсов являются следствием накопления усталостных повреждений в металле. Эти повреждения и остаточные деформации других элементов пути накапливаются по мере увеличения пропущенного по рельсам тоннажа;3) параметры прочности материалов также являются статическими величинами. Это объясняется тем, что значение средних динамических напряжений в элементах пути определяются с большой точностью статическими осевыми нагрузками, которые при заданных условиях эксплуатации изменяются относительно мало.При определении напряжений в элементах пути от действия вертикальных нагрузок в динамике принято, что на расчётном колесе, то есть колесе, стоящем в рассматриваемом сечении, действует наибольшая нагрузка, а на других колесах, смежных с расчетными – нагрузки средней величины.

Под воздействием подвижного состава в элементах верхнего строения пути возникают напряжения и деформации. Зависимость их от сил, действующих на путь, сложна и пока не поддается точному определению. Поэтому в Правилах расчета железнодорожного пути на прочность приняты следующие предпосылки и допущения.*Рельс считается балкой бесконечно большой длины неизменного сечения, лежащей на сплошном однородном равноупругом основании (рассматривается сечение, удаленное от стыка на 3,5 м и далее).

*Путь и подвижной состав находятся в исправном состоянии, отвечающем требованиям ПТЭ.

*Колеса подвижного состава при движении не отрываются от поверхности катания рельсов (рассматривается безударное движение).

*Расчет ведется на вертикальные силы, приложенные по оси симметрии рельса. Учет действия горизонтальных поперечных сил, влияние внецентренного приложения вертикальных сил и подуклонки рельса осуществляется умножением расчетных напряжений в подошве рельса на коэффициент f. Из продольных горизонтальных сил учитываются только температурные силы, появляющиеся в рельсах.

*Упругая реакция основания q считается линейно зависящей от осадки у, т.е. q= – Uy, где U – коэффициент пропорциональности или модуль упругости подрельсового основания.

*Характеристики пути (модуль упругости подрельсового основания, коэффициент относительной жесткости и др.) считаются детерминированными (неслучайными, постоянными) величинами.

*Влияние климатических факторов учитывается лишь при температурных воздействиях на рельсы и изменениях жесткости пути (U, K) при промерзании шпал, балласта и земляного полотна.*Вертикальные силы от расчетного колеса принимаются как максимально вероятностные Рдинmax, определяемые уровнем вероятности их непревышения Ф=0,994 и l ф=2,5 (нормирующий множитель). Ввиду относительно небольшого влияния соседних колес принимается допущение, что давления от них имеют средние значения Рср.

*Собственные напряжения и неупругие сопротивления не учитываются.