Железнодорожные пути и путевое хозяйство

песок мелкозернистый…………………………………0,20

шлаки топливные………………………………………0,225

Напряжение в земляном полотне в результате передачи давления рельса через шпалы и балласт

зп h 2 h , Па,

где h – напряжение на глубине h, вызываемое давлением шпалы,

расположенной над рассматриваемой точкой земляного полотна;h – напряжение, обусловленные действием смежных шпал.

Общий вид эпюр изгибающих моментов, прогибов и поперечных сил приведен на рис. 4.3.

а

б

в

Рис. 4.3. Эпюры изгибающих моментов (а), давления на шпалу и прогиб рельсов (б) и схема их использования при системе сил (в)

4.4. Пример расчета железнодорожного пути на прочность

Исходные данные: рельс Р65 уложен на деревянные шпалы типа I с накладками. Расстояние между осями шпал 50 см. Толщина слоя бал-

71

ласта 30 см. Длина шпал 2,75 м, модуль упругости стали 2,1·105 МПа. Локомотив ВЛ80 (колесная формула 2(2в–2в)). Нагрузка колесной пары на рельс 236 кН; жесткая база тележек 3,0 м. Расстояние между осями тележек 5,0 м.

Решение

Действительную конструкцию пути из рельсов, опирающихся на отдельные шпалы, представим в виде условной балки с той же площадью опоры на сплошное упругое основание, что и действительный путь (рис. 4.4).

а

б

Рис. 4.4. Расчетные схемы:

а– балки, лежащей на сплошном упругом основании;

б– приведенной ширины балки

Фиктивная ширина такой балки b0, эквивалентная действительной площади опирания шпал на балласт:

b0 ab2l ,

где – коэффициент, учитывающий изгиб шпалы и представляющий отношение средней (по длине) осадки шпалы к ее осадке под

рельсами; для деревянных шпал примем = 0,75;

72

а – длина шпалы, м;

b – ширина нижней постели шпалы, м;

l – расстояние между осями соседних шпал, м; Характеристикой упругих свойств основания рассматриваемой

фиктивной балки является сила, приложенная к единице длины рельса и вызывающая единичную упругую осадку основания в сечении под рельсом. Такая характеристика упругости называется модулем упругости рельсового основания:

U Dl ,

D C ab2 ,

где D – коэффициент жесткости шпалы,

U C ab2l .

При С = 100 МН/м3; а = 2,75 м; b = 0,25 м; l = 0,5 м и α = 0,75 по-

лучим

D 100 0,75 2,75 0,25 25,8 МН/м, 2

U Db 25,80,5 51,6 МПа.

Коэффициент относительной жесткости основания и рельса k для железных дорог колеи 1520 мм равен 0,009–0,015. В расчетах примем k = 0,012.

Упругий прогиб рельса определяем, воспользовавшись схемой приложения сил (рис. 4.5).

73

Напряжение в земляном полотне

где h – толщина балласта под шпалой; b – ширина нижней постели шпалы; l – расстояние между шпалами.

Допустимые напряжения в земляном полотне, кПа: супеси, суглинки, твердые глины, мелкие

и пылеватые пески…………………………………………...100 глина пластические……………………………………..……70

торф слаборазложившийся………………………………...30–40

Вприведенномпримеревсенормативныетребования обеспечены.

5.СОЕДИНЕНИЯ И ПЕРЕСЕЧЕНИЯ РЕЛЬСОВЫХ ПУТЕЙ

Проектирование железнодорожных станций, разъездов, обгонных пунктов неразрывно связано с соединением и пересечением рельсовых путей. Они служат для передвижения подвижного состава с одного пути на другой, переезда подвижного состава через другие пути, расположения в одной плоскости или разворота поезда, локомотива или вагона на 180°. Устройства отличаются разнообразием и повышенными требованиями к соблюдению геометрических параметров входящих в них деталей и узлов. Это обстоятельство в число важнейших выдвигает учет особенностей конструкции как при проектировании, такивпроцессеэксплуатациижелезных дорог.

5.1. Классификация соединений и пересечений

Используемые на практике соединения и пересечения путей по выполняемым функциям разделяются на четыре группы:

75

1. Стрелочные переводы бывают:

– обыкновенный стрелочный перевод (рис. 5.1);

Рис. 5.1. Обыкновенный стрелочный перевод

– несимметричныйодностороннийстрелочныйперевод(рис. 5.2);

Рис. 5.2. Несимметричный односторонний стрелочный перевод

– несимметричныйразностороннийстрелочныйперевод(рис. 5.3);

76

– двойной несимметричный односторонний стрелочный перевод

(рис. 5.6);

Рис. 5.6. Двойной несимметричный односторонний стрелочный перевод (с указанием путей)

– двойной несимметричный разносторонний стрелочный перевод

(рис. 5.7);

Рис. 5.7. Двойной несимметричный разносторонний стрелочный перевод

– двойной симметричный комбинированный стрелочный пере-

вод (рис. 5.8);

78

– симметричное разветвление одного пути на четыре направле-

ния (рис. 5.11);

Рис. 5.11. Симметричное разветвление одного пути на четыре направления

– сплетенный перекрестный стрелочный перевод (рис. 5.12);

Рис. 5.12. Сплетенный перекрестный стрелочный перевод

2. Глухие пересечения бывают:

– прямоугольные (рис. 5.13);

Рис. 5.13. Прямоугольное глухое пересечение

80