3 Расчет бесстыкового пути на прочность и устойчивость

3.1 Допускаемое изменение температуры по условиям обеспечения прочности подошвы рельса и стыков на разрыв

В основу расчета прочности рельсовых плетей бесстыкового пути положено условие, при котором сумма напряжений, возникающих в рельсе от воздействия подвижного состава , с учетом коэффициента запаса прочности к_з и в результате изменения температуры tне должна быть более допускаемого напряжения , т.е.:

, (3.1)

где - коэффициент запаса прочности, равный для старогодных рельсов и старых рельсовых плетей после перекладки 1,4;

- напряжение в кромке подошвы рельса от поездной нагрузки 450Мпа;

- растягивающее напряжение в рельсе, вызванное понижением его температуры по сравнению с температурой закрепления, Мпа;

- допускаемое напряжение при совместном воздействии поездной нагрузки и температуры, Мпа.

Температурные напряжения находятся по формуле:

(3.2)

где - коэффициент линейного расширения, равный 11,8*10^-6, 1/С;

- разность между температурой, при которой определяют , и температурой закрепления плетей найдем, подставляя (3.2) в (3.1):

(3.3)

На прямом участке:

На кривом участке:

3.2 Допускаемое изменение температуры рельса по условиям устойчивости пути

Для обеспечения устойчивости бесстыкового пути необходимо, чтобы сжимающая сила, возникающая в двух рельсовых плетях, не превышала такого критического значения, при котором произойдет потеря его устойчивости.

Значение критической силы определим по формуле:

(3.4)

где А и - параметры, зависящие от типа рельсов и плана пути, для рельсов Р65 и R=600м: на прямой А=5830, =0,585; на кривой А=3150, =0,335;

- средний уклон начальной неровности пути в плане и принимается для прямых участков 2%₀, а для кривых 2,5-3,0%_0;

- коэффициенты, зависящие соответственно от сопротивления балласта сдвигу шпал поперек пути; от величины крутящего момента затяжки гаек клемных болтов;

- коэффициент, зависящий от эпюры шпал (1,0 – при 1840 шт/км; 1,08 – при 2000 шт/км).

На прямой:

На кривой:

Находим условие устойчивости:

(3.5)

где - коэффициент запаса устойчивости, 1,5.

Для прямой:

Для кривой:

Теперь можем определить значение допустимого повышения температуры рельса по условиям устойчивости бесстыкового пути:

(3.6)

где - площадь поперечного сечения двух рельсов, см², =78,24 см².

Для прямой:

Для кривой:

3.3 Определение границ температурного интервала закрепления рельсовых плетей

Максимальная из максимальных температура t_maxmaxможет быть выше температуры воздуха в худшем случае на 25⁰С, t_minmin– считается зимой равной температуре воздуха, t_maxmax = 58 ⁰С, t_minmin = -28 ⁰С.

Границы интервала закрепления плетей (самую низкую и самую высокую температуру) находим по формулам:

- нижняя граница ,

- верхняя граница

На прямом участке:

- нижняя граница

- верхняя граница

На кривом участке:

- нижняя граница

- верхняя граница

С целью создания более благоприятных условий для ремонтных работ на бесстыковом пути закрепление плетей рекомендуется производить в верхней половине расчетного температурного интервала.

Графическое изображение температурного интервала закрепления плетей на постоянный режим эксплуатации представлено на рисунке 3.1.

Заключение

В данной курсовой работе был произведен расчет пути от динамических воздействий. Были определены напряжения в элементах верхнего строения пути: в кромке подошвы рельса, под подкладками на деревянных шпалах и в прокладках на железобетонных шпалах, в балластном слое под шпалой (плитой). Выполнялся расчет напряжений на основной площадке земляного полотна – найдено суммарное напряжение. Также был рассчитан бесстыковой путь на прочность и устойчивость с определением границ температурного интервала закрепления рельсовых плетей. Все расчеты проводились для прямого и кривого участков пути.

Список использованной литературы

1. Расчеты железнодорожного пути на прочность и устойчивость./В.В. Новакович, Г.В. Карпачевский, Н.И. Залавский. – Учебное пособие. Ростов-н/Д.: 2010г.

2. Расчет и проектирование бесстыкового пути со сверхдлинными рельсовыми плетями./В.И. Новакович, Г.В. Карпачевский, Н.И. Залавский. – Учебное пособие. Ростов-н/Д.: 2010г.

3. Устройство и расчет железнодорожного пути./Под ред. С.В. Амелина, Т.Г. Яковлевой. – Учебное пособие. М.: 1990г.

4. Расчеты и проектирование железнодорожного пути./Под ред. Д.т.н. В.В. Виноградова и к.т.н. А.М. Никонова. – Учебное пособие. М.: 2003г.

5. Бесстыковой путь. Под ред. проф. В.Г. Альбрехта, проф. А.Я. Когана.

6. Лекции по дисциплине «Железнодорожный путь».