3. Расчета количества укороченных рельсов

Для расчета количества укороченных рельсов используется формула:

Nу=Eобщ/К

Еобщ=Екк+2Епк

Епк=S₁lпк/2с

Екк=S₁lкк/R

lкк=πR/180(β-2φ₀)

φ₀(для пк)=lпк²/2с

φ₀(для кк)=lкк/R

Еобщ=S₁(lпк/с-lкк/R)

с-площадь пк

с=lпкR

Nст.=L/lст.

Длина круговой кривой

Суммарное укорочение на двух переходных кривых и на одной круговой кривой

Обычно применяется следующий порядок расчета и размещения укороченных рельсов на кривой: устанавливают положение первого стыка относительно начала N=(2lО+lкр)/lст (где lст - длина стандартного рельса); определяют суммарное укорочение εc и число укороченных рельсов, укладываемых в кривую; составляют таблицу для определения порядка укладки укороченных рельсов.

Забег (отставание) стыков внутренней нити относительно наружной

Зi= Зi-1+ε - k,

где Зi - забег в рассматриваемом стыке;

Зi-1 - забег в предыдущем стыке со знаком плюс или минус;

ε - расчетное укорочение рельса или части его на рассматриваемом элементе пути;

k - стандартное укорочение рельса, принятое для расчета и укладки.

Если сумма Зi-1+ε не превышает половины стандартного укорочения, то укладывают нормальный рельс. При сумме Зi-1+ε более половины стандартного укорочения укладывают укороченный рельс.

4. Пример проектирования рельсовой колеи

Определим необходимую ширину колеи, возвышение наружного рельса, длину переходной кривой и порядок укладки укороченных рельсов в кривой радиусом 600 м с углом поворота β = 30о. Зона скоростей движения поездов третья. Участок расположен на линии I категории. Длина стандартных рельсов lст = 25 м. Расчетные характеристики графиковых поездов приведены в таблице

Таблица Характеристики графиковых поездов
Категория поездов	Количество	Скорость по кривой, км/ч	Вес поезда Р, кН
Скорые	5	95	7000
Пассажирские	8	90	6500
Грузовые	32	65	30000

Установим ширину колеи в кривой. Согласно п. 3.9 ПТЭ в кривой R = 600 м ширина колеи S = 1520 мм с допусками (+6; -4) мм.

Определим возвышение наружного рельса:

из условия обеспечения равномерности износа рельсов обеих нитей

из условия обеспечения комфортабельности езды при aдоп=0,7 м/c2

Окончательно принимаем hp=95 мм.

Определим характеристики переходных кривых. Длина переходной кривой lпк=h/i. При vmax<120 км/ч i=0,001 и lпк=95/0,001=95 м. Согласно СниП II-39-76 длина переходной кривой должна находиться в пределах 60-100 м. Полученную по расчету длину переходной кривой округляем до значения, кратного 10. Окончательно принимаем lпк= 100 м.

Параметр переходной кривой

С=lпкR=100∙600=60000 м2.

Угол наклона переходной кривой в ее конце

Переходную кривую принимаем в виде радиоидальной спирали. Определяем возможность разбивки переходной кривой 2φ0=2∙4048'=9036'<β=300. Разбивка кривой возможна.

Произведем расчет укладки укороченных рельсов. Длина круговой кривой

- полная длина кривой l = 213,5+2∙100=413,5 м;

- количество рельсов нормальной длины, укладываемых по наружной рельсовой нити Nнорм= l/lст=413,5/25,01=16,53=17 рельсов;

- укорочение на переходной кривой εпк=S1l0пк/2C= =1600∙1002/2∙60000=133 мм;

- укорочение на круговой кривой

εкк=S1lкк=1600∙213,5/600=569 мм;

- полное суммарное укорочение на кривой

εс= 2εпк+ εкк=2∙133 + 569=835 мм;

- укорочение одного рельса в круговой кривой

εрасч=S1lст/R=1600∙25,01/600=66,7 мм.

Принимаем стандартное укорочение 160 мм, тогда

Nукор=835/160=5 рельсов.