27. Определение напряжений на основной площадке земляного полотна от наиболее массового грузового вагона. Предпосылки и допущения, заложенные в расчетную схему

Предпосылки заложенные в расчёт напряжений в балласте

1. Напряжения определяются от совокупного воздействия всех осей расчетного поезда.

2. Расчетный поезд должен быть выбран

Расчетным поездом может быть наиболее массовый грузовой поезд. Он может быть длинносоставным, даже если он крайне редко обращается по участку. За расчетный поезд может быть выбран грузовой поезд с повышенными осевыми нагрузками. Расчетный поезд может быть определен как совокупность всех подвижных единиц с учетом их доли в общем грузопотоке.

3. Напряжение в балласте на уровне основной площадки земляного полотна зависит от толщины балластного слоя под шпалой, ширины нижней постели шпалы, расстояния между осями шпал и от напряжений, реализуемых подвижным составом на уровне нижней постели шпалы σ_к=f(h_б,l,σ_б)

4. Напряжение в балласте на уровне основной площадки земляного полотна определяется как сумма напряжений от расчётной шпалы и двух соседних

28. Бесстыковой путь. Сущность работы.

Бесстыковой путь (или Бархатный) - условное наименование железнодорожного пути, расстояние между рельсовыми стыками которого значительно превосходит длину стандартного рельса (25 метров).

Данный вид пути рассчитан на воздействие значительных (по сравнению со звеньевым путём) температурных напряжений, возникающих в рельсах при колебаниях температуры воздуха. Рельсовые плети изготовляются из стандартных (25 м) рельсов сваркой на предприятиях (РСП — рельсосварочное предприятие) или непосредственно на месте укладки. Хотя прокладка бесстыкового пути более дорогостояща, чем звеньевого, он отличается высокими эксплуатационными качествами, обеспечивающими высокоскоростное движение поездов, комфортабельность проезда пассажиров и снижение расходов на содержание подвижного состава и пути.

На железных дорогах РФ эксплуатируется температурно-напряженная конструкция бесстыкового пути. Основное отличие работы бесстыкового пути от обычного звеньевого состоит в том, что в рельсовых плетях действуют значительные продольные усилия, вызываемые изменениями температуры. Дополнительное воздействие на бесстыковой путь оказывают силы, создаваемые при выправке, рихтовке, очистке щебня и других ремонтных путевых работах.

Для того чтобы понять, как работает бесстыковой путь, необходимо представить плеть в свободном состоянии. Нагрев плети в свободном состоянии будет вызывать ее равномерное удлинение, так как по закону физики при нагревании тела расширяются. Остывание плети в свободном состоянии будет вызывать ее равномерное укорочение, так как при остывании тела сужаются. Это при отсутствии сопротивления; при укладке в путь и охлаждении или нагревании, плеть стремится изменить свою длину, но ей мешают скрепления. Изменения длины плети происходит, но намного меньше, чем в свободном состоянии. В бесстыковом пути удлинения и укорочения плетей происходят только на концевых участках, эти концевые участки называют дышащими участками. Плети дышат за счет зазоров в уравнительных пролетах. Рассмотрим перемещение двух точек на плети. Первая точка находится на расстоянии 10 метров от конца плети. Вторая точка находится на расстоянии 100 метров от конца плети. Плеть нагревается солнечными лучами, и стремится к удлинению. Удлинению первой точки препятствуют 20 скреплений на протяжении 10 метров, а удлинению второй точки препятствуют уже 200 скреплений на протяжении 100 метров. Сопротивление перемещению второй точки в 10 раз больше, чем первой, поэтому и величина перемещения в первой точке будет больше, чем во второй. Таким образом, в работе бесстыкового пути, а точнее в работе плети бесстыкового пути перемещаются только концевые дышащие участки. Перемещения затухают в направлении от концов плети к середине и далее на большей части плети перемещения отсутствуют. Из-за того, что удлинения и укорочения плети в бесстыковом пути происходят не в полной мере, эти не состоявшиеся удлинения и укорочения выражаются в виде сил. Летом, не состоявшееся удлинение плети может проявиться в виде выброса. Зимой, не состоявшееся укорочение плети может проявиться в виде разрыва сварного стыка и раскрытия большого зазора. Температура закрепления — это температура рельсовой плети в градусах Цельсия, при которой в плети отсутствует сила. Другими словами, если при температуре рельса равной температуре закрепления ослабить плеть, то плеть не изменит своей длины. Температура закрепления плети — самая главная информация при содержании бесстыкового пути, потому что температура закрепления влияет на величину сил в плети. Чем больше разница текущей температуры плети и температуры закрепления плети, тем больше растягивающие или сжимающие силы. Для каждой местности существует своя оптимальная температура закрепления плети, в России эти температуры определены для каждой из дорог ОАО «РЖД».

Важнейшие преимущества бесстыкового пути следующие:

• сокращение расхода металла (до 9 т на 1 км пути при средней длине плети 600 м)

• снижение основного сопротивления движению поезда на 12—15%, снижение затрат на текущее содержание пути на 25—30% (за счет снижения объема выправочных работ в профиле и плане)

• увеличение срока службы элементов верхнего строения пути (рельсов на 15%, деревянных шпал на 8—13%, балласта до прочистки на 25%)

• снижение расхода электроэнергии на тягу поездов на 15—18% (за счет уменьшения сопротивления движению поездов)

• большая надежность электропроводящих рельсовых цепей

• достижение плавного очертания пути в кривых

• создание благоприятных условий для строгой плановости в организации всего комплекса планово-предупредительных работ по текущему содержанию пути.