4. Расчет укладки бесстыкового пути

Требуется проверить возможность укладки бесстыкового пути из новых термоупрочненных рельсов типа Р65 с железобетонными шпалами, скреплением КБ и щебеночным балластом на станции Кунгур Свердловской железной дороги, где имеются кривые радиусом 2000 м,1200 м,1000 м, 800 м, 600 м,500м, 400м, 350 м, 300 м и 250 м.

По табл. П.2.1 и П.2.2 определяем допускаемое повышение t_y и понижение t_p температуры рельсов и их амплитуды для каждого из элементов плана:

Если по расчету получается Т_А>[T], то значение [T] можно повысить при использовании следующих резервов:

а) за счет снижения скоростей движения поездов в период действия особо низких температур, повторяемость которых ничтожно мала, можно увеличить значение [∆t_р].

Для этого определяется минимально необходимое значение допускаемого изменения температуры рельсов по условию прочности [∆t_р’]:

[∆t_р^¢] = T_A - [∆t_у] + [∆t_з]

и по полученному значению [∆t_р^¢] по таблице П.2.3 определяется наибольшая допускаемая скорость движения локомотива в период действия низких температур.

Целесообразность временного понижения скорости движения поездов уста­навливается региональным отделением дороги;

б) за счет увеличения [∆t_у] путем омоноличивания плеча и откоса балластной призмы, укладки шпал с повышенным сопротивлением сдвигу поперек оси пути, а при отсутствии последних - увеличения эпюры типовых шпал до 2100 шт./км.

Произведем расчет укладки бесстыкового пути.

Исходные данные:

Железнодорожная станция: Кунгур,

Температура рельсов: летняя t_{max max}=+57°C,

зимняя t_{min min}=-45°C,

Расчетная температурная амплитуда: T_A=102°C,

Дирекция инфраструктуры: Свердловская,

Оптимальная температура закрепления плетей: t_опт=35±5°C.

1. R=2000м, эпюра шпал 1840, V=110 км/ч.

[∆t_у]=50°C,

[∆t_р]=91°C,

min t_з=57-50=7°C,

max t_з=-45+91=46°C.

[T]=50+91-10=131°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

2. R=1200м, эпюра шпал 2000, V=110 км/ч.

[∆t_у]=51°C,

[∆t_р]=91°C,

min t_з=57-51=6°C,

max t_з=-45+91=46°C.

[T]=51+91-10=132°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

3. R=1000м, эпюра шпал 2000, V=110 км/ч.

[∆t_у]=49°C,

[∆t_р]=89°C,

min t_з=57-49=8°C,

max t_з=-45+89=44°C.

[T]=49+89-10=128°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

4. R=800м, эпюра шпал 2000, V=110 км/ч.

[∆t_у]=47°C,

[∆t_р]=86°C,

min t_з=57-47=10°C,

max t_з=-45+86=41°C.

[T]=47+86-10=123°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

5. R=650м, эпюра шпал 2000, V=110 км/ч.

В инструкции нет значений для [Dt_у] и [Dt_р] для радиуса 650м.

Проведем интерполяцию

При радиусе 800м [Dt_у]=47 ^оС;

При радиусе 600м [Dt_у] =43^оС

При радиусе 800м [Dt_р]=86^оС;

При радиусе 600м [Dt_р] =82^оС

min t_з =57-44=13^оС,

max t_з=-45+83=38 ^оС.

[T]=44+83-10=113°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

6. R=600м, эпюра шпал 2000, V=110 км/ч.

[∆t_у]=43°C,

[∆t_р]=82°C,

min t_з=57-43=14°C,

max t_з=-45+82=37°C.

[T]=43+82-10=115°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

7. R=500м, эпюра шпал 2000, V=100 км/ч.

[∆t_у]=41°C,

[∆t_р]=82°C,

min t_з=57-41=16°C,

max t_з=-45+82=37°C.

[T]=41+82-10=113°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

8. R=400м, эпюра шпал 2000, V=80 км/ч.

[∆t_у]=38°C,

[∆t_р]=86°C,

min t_з=57-38=19°C,

max t_з=-45+86=41°C.

[T]=38+86-10=114°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

9. R=350м, эпюра шпал 2000, V=80км/ч.

[∆t_у]=34°C,

[∆t_р]=82°C,

min t_з=57-34=23°C,

max t_з=-45+82=37°C.

[T]=34+82-10=106°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

10. R=300м, эпюра шпал 2000, V=80 км/ч.

[∆t_у]=29°C,

[∆t_р]=78°C,

min t_з=57-29=28°C,

max t_з=-45+78=33°C.

[T]=29+78-10=97°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, не выполняется, следовательно, нужно понизить скорость.

R=300м, эпюра шпал 2000, V=60 км/ч.

[∆t_у]=29°C,

[∆t_р]=87°C,

min t_з=57-29=28°C,

max t_з=-45+87=42°C.

[T]=29+87-10=106°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A, т.е. укладка конструкции бесстыкового пути возможна.

11. R=250м, эпюра шпал 2000, V=60 км/ч.

[∆t_у]=28°C,

[∆t_р]=81°C,

min t_з=57-28=29°C,

max t_з=-45+81=36°C.

[T]=28+81-10=99°C.

Для данного элемента плана [T] > T_A не выполняется. Выполняем омоноличивание плеча и откоса балластной призмы и применяем шпалы с повышенным сопротивлением сдвигу.

По данным расчетам можно сделать вывод, что укладка бесстыкового пути на участках радиусом 2000м, 1200м, 1000м, 800м, 650м, 600м, 500м, 400м, 350м, 300м возможна. Плети должны быть закреплены в интервале 35±5°C (интервал оптимальной температуры закрепления плети для рассматриваемых условий).