Расчет возвышения наружного рельса в кривых

При непрерывном поступательном движении и повороте экипажа в сторону центра кривой возникает центробежное ускорение . скорость движения, R – радиус кривой. Центробежная сила , равная произведению массы экипажа на величину центробежного ускорения и направленная в сторону от центра кривой, определяется по формуле . Экипаж с силой веса наклонится: часть силы веса направлена внутрь кривой в сторону противоположную действию центробежной силы , что приводит к выравниванию и воздействию на обе рельсовые нити. При устройстве возвышения наружного рельса центробежная сила уменьшается на величину горизонтальной составляющей веса экипажа . ускорение силы тяжести, возвышение наружного рельса, расстояние между осями рельсовых нитей (в расчетах обычно принимается 1600 мм). Разница между силами называется непогашенной центробежной силой А выражение в скобках носит название непогашенного ускорения ( .

Трудности расчета возвышения наружного рельса в кривой связаны с необходимостью учета различия в скоростях движения поездов по кривой различной категории. Фактические разные поезда имеют различные веса, разные скорости, а возвышение наружного рельса в конкретной кривой может иметь только одно значение. Для обеспечения безопасности пути движения снижения воздействия на путь величина возвышения наружного рельса должна удовлетворять ряду условий: 1. Требование о равенстве суммы вертикальных давлений колес на наружную и внутреннюю рельсовые нити. Это требование выполняется при , что позволяет определять возвышение наружного рельса по формуле .

среднаяя скорость поездопотока. 2) в настоящее время имеет место существенный разрыв в скоростях движения грузовых и пассажирских поездов. Поэтому принимается разрешать непогашенное ускорение . Получаем вторую формулу: максимальная скорость пассажирских поездов. 115 – величина допускаемого максимального недовозвышения наружного рельса, рассчитанная их условия не превышения установленной нормы непогашенного ускорения для пассажирских поездов. 3) для грузовых поездов непогашенное ускорение ограничивается величиной . В случае 0,3 величина возвышения наружнего рельса определяется по формуле . Из полученным по формулам значений принимается наибольшим с округлением до 5 мм. Максимальное возвышение принято ограничивать величиной мм. Если по расчету окажется, что полученное значение больше 140, то следует на вновь строящихся линиях увеличить радиус кривой, а на эксплуатируемых линиях – ограничить скорость движения пассажирских поездов из условия по формуле , при мм,

Назначение переходных кривых. Общая теория

Переходные кривые обеспечивают плавный переход подвижного состава из прямой в круговую кривую или из круговой кривой одного радиуса с одним возвышением в кривую другого радиуса с другим возвышением наружного рельса. В пределах переходной кривой (ПК) плавно нарастает кривизна пути за счет изменения переменного радиуса от в начале переходной кривой (НПК) до в конце переходной кривой (КПК). В переделах ПК плавно увеличивается возвышение наружного рельса от 0 в НПК до в КПК; делается отвод уширения колеи, если последнее имеется в круговой кривой. Учитывая, что центробежная сила обратно пропорциональна радиусу, в НПК при она равна нулю, а в переделах круговой кривой . Переменная кривизна, отвод возвышения наружного рельса и ширины колеи в пределах ПК вызывают силовые факторы, которых нет в других участках пути. Основные требования к устройству и содержанию ПК сводятся к тому, чтобы появляющиеся, развивающиеся и исчезающие силовые факторы (ускорения, силы, моменты) в пределах длины изменялись постепенно и монотонно, с заданным графиком, а в начале и конце ПК они были равны нулю, что обеспечивается при соблюдении требований. 1, 2, 3. Характеристика: НПК: 0; КПК: не ограничиваются; Переходная кривая: должны меняться непрерывно и монотонно. 4., 5. Характеристика: НПК: 0; КПК: 0; Переходная кривая: должны меняться непрерывно. Если отвод возвышения наружного рельса делать по закону прямой с углом то при движении колеса экипажа, катящиеся по наружному рельсу в начале и в конце переходной кривой будут ударяться в вертикальной плоскости в этот рельс. Во избежание этого необходимо, чтобы в НПК и КПК угол был равен 0.

Центробежная сила, возникшая в любой точке переходной кривой должна уравниваться центростремительной, возникающей за счет наличия возвышения наружного рельса. . Это требование будет выполнена, если привязка будет нарастать пропорционально увеличению длины переходной кривой. параметр переходной кривой при и

Этому уравнению удовлетворяет кривая называемая радиоидальной спиралью. Если ограничиться двумя членами ряда, получим . Во многих случаях представляется возможным ограничиться первыми членами рядов и использовать уравнения кубической параболы: Кубическая парабола отличается от радиодилаьной спирали тем, что её привязка меняется пропорционально не протяжению переходной кривой, а её проекции на ось . Кубическая парабола может быть применена для разбивки переходной кривой, если выполнено требование .