книги из ГПНТБ / Проектирование и расчет железнодорожного пути с учетом военных требований учебник

Рис. 6.16. Графики значений коэффициента

Среднее динамическое давление колеса на рельс

=0,707-Ю-5-2300- 1600(0,71 . 10~ 5 -1,1 . 1,5-63 - 12945 + 4,0) =

= 26 • 13,5 = 353 кг.

Время пробега одной волны непрерывной неровности на колесе при длине неровности /„ = 0,4 не? = 132 см будет

210

Аналогичные результаты можно получить значительно проще и быстрее, воспользовавшись значениями коэффициента дина­

мичности Йд.

В соответствии с формулой (6.22) и графиком (рис. 6.16) имеем

06 = 2 § : (р,дин+24Рср).

Допускаемые напряжения на элементы верхнего строения ка­ питального пути устанавливаются с учетом не только требований обеспечения прочности и устойчивости пути, но и грузонапряжен­ ности линии и продолжительности эксплуатации пути. Для конст­ рукций верхнего строения временного пути основное требование заключается в обеспечении прочности и устойчивости пути и без­ опасности движения поездов при заданных скоростях. Исходя из [этих условий и учитывая рекомендации, разработанные ЦНИИ МПС для промышленных железнодорожных путей, а также на ос­ новании исследований, выполненных в академии, можно рекомен­

212

довать для ориентировочных расчетов следующие максимально допустимые напряжения для элементов верхнего строения времен­ ного пути:

— допускаемые напряжения в кромках подошвы рельсов

[а]к = 2700 кг!смг\

— допускаемые напряжения на песчаный балласт [зб] = = 3,0 кг/см2, для карьерного гравия — 3,5 кг/сж2, для щебня, сме­ шанного с песком, — 5,0 кг/см2;

— допускаемое напряжение на основную площадку земляного: полотна

[<з]з.п = 1,5 кг[смг.

Методика расчета бесстыкового пути

В железнодорожном пути с длиной плетей более 100 ж при низких температурах возникают растягивающие силы, а при высо­ ких температурах —сжимающие усилия независимо от того, нахо­ дится ли на пути подвижной состав или нет.

Температурные силы взаимодействуют с напряжениями, воз­ никающими от изгиба рельсов под нагрузкой. Совместное дейст­ вие этих -сил показано на рис. 6.17.

В)

Р

Зонарастяжения

Рис. 6.17. Схема взаимодействия температурных сил и напряжений

врельсах:

а— летом; б — зимой.

Впериод пониженных температур создаются наиболее опасные комбинации растягивающих усилий, которые могут превзойти до­ пускаемые напряжения и привести к излому рельсов.

Влетний период рельсовые плети работают в лучших условиях по напряжениям на излом, но силы сжатия могут привести к вы­ бросу пути.

Величину общего удлинения рельсовой плети при повышении температуры можно определить по формуле

213

Если концы рельсовой плети заделать жестко, то при по­ вышении температуры в каждом сечении будет возникать напря­ жение, величину которого можно определить по известной формуле

Подставляя значение относительного изменения длины в фор­ мулу, получим выражение для определения температурных напря­ жений в рельсах

ot — Ealt.

Величины .модуля упругости и коэффициента линейного рас­ ширения для рельсовой стали постоянны. Подставив их численные ^значения, получим

at = Ea.lt = 2,1 • 106• 11,8 • 10-вД*= 24,8 Д ^ 2Ш .

ot = 251t кг'см4-.

Температурные силы не зависят от длины рельсовых плетей. При проектировании последних усилия в их сечениях могут опре­ деляться по формуле

Pt = Fof — 2oFlt кг.

В основу расчета прочности рельсовых плетей бесстыкового пути положено условие, чтобы суммарное воздействие динамической на­ грузки подвижного состава и температурных сил не превышало допустимого напряжения

f Из этого уравнения можно определить значение температур­ ных напряжений в различных сечениях рельса:

3* < [ 3J - aA ;

3/ < N —

214

Напряжение в кромках подошвы рельса находится по извест­ ной формуле

Напряжение в головке рельсов рассчитывается по специальной формуле, рекомендованной техническими условиями на укладку и содержание бесстыкового пути

где f — коэффициент, учитывающий изгиб и кручение рельса;

Разность температур, при которой целесообразно закреплять плеть, можно определить следующим образом. Температурные на­ пряжения <3t, возникающие в рельсовых плетях при изменении температуры, будут

а, = ЯаА£= 25А£.

Подставив значение at в формулу (6.23) и сделав преобразова­ ние, получим

2 Ш < [о] — &3ап,

откуда

Мпп [ а1 - &з3п

По аналогичным исходным данным можно определить измене­ ние температуры, допускаемое по условиям прочности как подош­ вы, так и головки рельсовых плетей

По условиям устойчивости пути против выброса, разность тем­ ператур рельсовых плетей не должна превышать установленной критической величины М у.

215

Глава VII

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ о КОНСТРУКЦИИ И ПРОЕКТИРОВАНИИ УЗКОКОЛЕЙНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Применение узкоколейных железных дорог в мирное и военное время

Узкоколейные железные дороги в России возникли в горноме-- таллургическом производстве в середине XVIII века в виде рель­ со-лежневых путей, первоначально имевших деревянные, а за­ тем — чугунные рельсы. В семидесятых годах XIX века узкоколей­ ные железные дороги в России вышли за пределы горнорудного- и заводского производства и стали эксплуатироваться как дороги общего пользования. В настоящее время в СССР имеется около 50 000 км узкоколейных железных дорог.

Узкоколейные переносные железные дороги, имевшие специаль­ ную конструкцию пути и подвижного состава, отличную от узко­ колейных дорог общего пользования, применяемые на театре воен­ ных действий для нужд действующей армии, стали называть воен­ но-полевыми железными дорогами (ВПЖД)-

В период, предшествовавший Великой Отечественной войне, проектирование специальных конструкций для ВПЖД не произ­ водилось, а поэтому под ВПЖД стали понимать узкоколейные железные дороги обычных конструкций.

Узкоколейные железные дороги эксплуатировались во время многих войн. За период Великой Отечественной войны (1941— 1945 гг.) было построено более 1500 км таких дорог и, кроме того, только в 1944 г. было восстановлено 1700 км узкоколейных же­ лезных дорог, которые использовались для нужд действующей армии.

Классификация узкоколейных железных дорог

Узкоколейные железные дороги можно классифицировать по многим признакам, важнейшими из которых являются: назначение дорог и их грузонапряженность, ширина колеи и вид тяги поездов,

21Г

В кривых участках пути при радиусах 600 м и менее на доро­ гах I и II категории и при радиусах 300 м и менее на дорогах III категории для обеспечения необходимой ширины обочин, в свя­ зи с возвышением наружного рельса,, делается уширение основной площадки с внешней стороны кривой на 0,15 м.

таблице 7.1, а на стрелочных улицах и вытяжных путях — не менее

2,75 м.

Поперечное очертание верха однопутного земляного полотна на железных дорогах I и II категории проектируется в виде трапе­ ции шириной поверху 1,2 м и высотой 0,1 м, а земляного полотна, сооружаемого сразу под два пути, — в виде треугольника высотой 0,15 м -с основанием, равным полной ширине земляного полотна поверху. На железных дорогах III категории и на путях с ограни­ ченным сроком эксплуатации верх однопутного земляного полотна проектируется в виде трапеции шириной поверху 1,2 м и высотой

0,06 м.

В скальных и дренирующих грунтах основная площадка одно­ путного и двухпутного земляного полотна проектируется горизон­ тальной.

Типовой поперечный профиль насыпи представлен на рис. 7.1. Для благоприятных инженерно-геологических условий крутизна откосов насыпей приведена ниже.

219