30.Предпосылки, допущения и методика расчета пути на прочность и устойчивость.

Расчеты на прочность и устойчивость при заданном типе ВСП позволяют определить: 1)напряжение в рельсах (контактные, подголовочные в зоне болтовых отверстий) 2)напряжение под подкладками на деревянных шпалах, в подкладках и в бетоне на ж\б. 3)напряжение в балласте под шпалой. 4) на основной площадке ЗП. 5)упругие деформации рельсовых нитей 6)устойчивость пути против выброса БП. Расчеты пути на прочность основаны на теории изгиба рельса как балки на сплошном упругом основании. Существуют динамические и статические силы. Динамические силы: -вертикальные Рдин -горизонтальные поперечные Мбок -гориз. продольные Нпрод Неровности пути являются основной причиной колебания ПС и возникающих при этом динамических сил. Вертикальные динамические нагрузки от колес экипажей Рдин складываются из: статической нагрузки экипажа, инерционных составляющих, возникающих при отклонении центра тяжести, составляющей обусловленной колебаниями кузова на рессорах Рр.

При расчетах пути на прочность рельс рассматривается как балка бесконечной длины. Расчет ведется на верт. силы, приложенные по оси симметрии рельса. При действии на путь системы грузов используется закон независимости действия сил – напряжения и деформации в рассматриевом сечении складываются с учетом их величины и знака . Полученные расчетом значения напряжений в элементах пути сравнивают с допускаемыми.

, где М-величина изгиб-го момента рис1

За критерий прочности рельсов принимается допускаемое напряжение. Собственный вес рельса, скрепления и шпал в расчетах не учитываются. Расчет ведется по формулам статического расчета В основе статического расчета пути на прочность лежит предположение, что между силой и деформацией существует линейная зависимость Р= с*у, где Р- давление постели шпалы, у-упругая просадка шпалы, с-коэф, учитывает степень упругости пути. Размерность модуля упругости U подрельсового основания определяется как погонная нагрузка, вызывающая просадку на единицу длины, т.е кг/см2. Статический расчет предполагает построение эпюр. Расчетной осью явл. такое положение нагрузки при котором возникает мах воздействие на путь, т.е приходится выяснить под какой именно осью в данном сечении будет возникать наибольший изгибающий момент и давление рельса на шпалу. Ось, которая при этом окажется под расчетным сечением и будет расчетной осью. При этом сила расположенная на расстоянии более 3,5м не учитывается.

31. Теоретические основы и практические способы проектирования и расчета выправки кривых участков пути в плане

Критерии состояния пути в плане.

При движении экипажа по кривой возникает центробежная сила про­порциональная квадрату скорости и кривизне I =mv²/R=k mv²,

где к - кривизна кривой, м^-1;

При резком изменении кривизны изменяется и сила /, что создает горизонтальные толчки.

Положение пути в плане на кри­вых участках определяют замером стрел изгиба упорной рельсовой нити от хорды длиной 20 м (реже 10 м или другой). Замеры выпол­няют вручную, стрелографом или вагоном-путеизмерителем. При руч­ном замере пользуются капроновой нитью и миллиметровой линейкой. Предварительно на внут­ренней стороне шейки рельса упор­ной рельсовой нити намечают точки деления на расстоянии, равном половине длины измерительной хорды. Чтобы замерить положение пути на подходах к кривой, первую точку деления наносят на прямой на расстоянии 30-40 м от начала пер­вой переходной кривой, послед­нюю-также на прямой на таком же расстоянии за началом второй пере­ходной кривой.

При замере два человека натяги­вают и прижимают капроновую нить в точках деления к боковой грани головки рельса упорной нити, а третий миллиметровой линейкой замеряет стрелу изгиба -расстояние между боковой рабочей гранью головки рельса в нитью. На подходах к кривым одного на­правления примыкающая прямая иногда расстроена и имеет кривизну в другом направлении. Для выявле­ния этого необходимо под концы нити-хорды подкладывать проклад­ки одинаковой толщины. В этом случае каждый отсчет по линейке уменьшают на толщину прокладки.

По полученным замерам строят график натурных стрел. По оси абсцисс (через 5-10 мм) отклады­вают точки деления, а по оси орди­нат-замеренные стрелы.

Сдвиги пути в каждой точке, необходимые для приведения суще­ствующей кривой в проектное поло­жение, определяют расчетом. Суще­ствующие способы расчета можно разделить на три группы: способы, при которых задаются сдвигами и по ним определяют стрелы выправ­ленной кривой (эти стрелы назы­вают расчетными или проектными); способы, при которых задаются расчетными стрелами, а по ним определяют необходимые сдвиги и машинные способы расчета кривых.

Способы, входящие в первую группу, можно назвать способами последовательного приближения, во вторую-аналитическими и графо­аналитическими способами. Алго­ритмы машинного расчета бывают прямые и последовательного при­ближения (итерационные).

Способы последовательного при­ближения. Стрела в каждой точке деления кривой зависит от положе­ния этой точки и соседних с ней точек деления.

На рис. 2.27 сплошными линиями изображено положение рельсовой нити и хорд до рихтовки, а штрихо­выми-положение после сдвижки точки п. При сдвиге точки п на +е_и стрела в этой точке увеличилась на е_п а стрелы в соседних точках уменьшились на e_п/2. Последнее произошло потому, что сдвинулись на +е_п концы хорд (сдвиги наружу колеи положительные, а внутрь-отрицательные).

При смещении трех рядом лежа­щих точек (рис. 2.28) новую стрелу

Н_п в средней из них определяют из выражения:

Н_л = h_п + е_л–(e_п-1 +e_п+1)/2 (2.14)

где Н_п и h_п-стрелы в точке и после и до рихтовки; е_п, e_n-1 e_n+l-сдвиги, мм, соответственно в точках п, n-1 и п+1.

Графоаналитические способы расчета.

Применяемые аналитиче­ские и графоаналитические способы расчета основаны на работах проф. П. П. Козийчука, который устано­вил, что сдвиг в п-й точке деления кривой с достаточной точностью может быть принят равным удвоен­ной сумме сумм разностей натурных и проектных стрел, взятой от начала кривой до точки п – 1:

Эта формула позволяет быстро получить искомые сдвижки, если известны проектные стрелы. Слож­ность расчета состоит в том, что определить эти проектные стрелы трудно.

При графоаналитическом способе расчета последовательно выпол­няют следующие операции: по дан­ным натурного замера стрел h строят график стрел прогиба кри­вой; по полученному графику опре­деляют первый вариант проектных стрел Н₁ определяют разность h — H_l и сумму разностей Σ(h — Н₁) натурных и проектных стрел, анализ которых позволяет судить, на­сколько удачно выбраны проектные стрелы; если проектные стрелы выбраны удачно, то подсчитывают сумму сумм разности стрел Σ Σ(h — Н₁) и строят ее график, по которому намечают те участки кри­вой, где сдвиги следует откорректи­ровать с тем, чтобы они удовлетво­ряли поставленным требованиям. Если проектные стрелы выбраны неудачно, то строят график Σ(h — Н₁) и при его помощи кор­ректируют, как это показано ниже, проектные стрелы; по таблице до­полнительных сдвигов, содержание и методика пользования которыми

приведены ниже, подоирают коррек­тирующие и затем подсчитывают окончательные сдвиги; выполняют контрольный расчет, одновременно определяющий численные значения окончательных стрел.