Расчетные значения параметров устойчивости бесстыкового пути после ремонтных работ

Вид ремонта	Состав машинизированного комплекса путевых машин	Кq 0	Расчетные значения
			q0, кН/м	fш.0	I q кН/м тыс.т	I fш 1/тыс.т
1	2	3	4	5	6	7
Стабилизированный путь		1,00	2,72	0,37	-	-
Усиленный капитальный Капитальный Усиленный средний	Машина глубокой очистки щебня (МГО), выправочно-подбивоч но-отделочная машина (ВПО), выправочно-под бивочная машина (ВПР), динамический стабилизатор пути (ДСП)	0,58	1,58	0,21	76·10-5	1.07* е*-7
Средний	МГО+ВПО+ВПР	0,48	1,31	0,18	94·10-5	1,27·*е*-7
Подьемочный	ВПР + рихтовочная машина Р2000	0,60	1,63	0,22	73·10-5	1.07* е*-7
Планово- предупреди-тельная вы-правка пути	ВПР + уплотнитель балластной призмы (УБП)	0,65	1,77	0,24	63·10-5	0,87 е*-7

Определение необходимой обкатки пути до укладки рельсовых плетей.После ремонтных работ на инвентарных рельсах с применением комплексов путевых машин путь характеризуется следующими параметрами поперечной устойчивости и их численными значениями:q₀,f_ш.0.

Ранее, (см. Лекцию 6-08) была получена формула для определения Куст

стабилизированного пути,

(6.7),

в том числе для Р65,ЖБ,Щ

К_уст = 0,178 f_ш R К_упр К_эп / ∆ t (6.8.)

где: ∆ t = ∆ t_уу - ∆ t_ож = ∆ t_уу – (∆ t_{max max} - ∆ t_з)

При этом были использованы полученные экспериментально расчетные значения maxf _ш = 0,37 иq _max= 2,72 кН/м, соответствующие пропуску по пути 1,5 млн. т. бр. груза. и определенные по ранее полученным зависимостям (для Р65,ЖБ,Щ).

После открытия перегона и начала движения поездов параметры f_ш.0 и q₀меняют свои значения по мере пропуска по пути пропущенного груза Т _бр.. (см. формулы 7.1 и 7.2). В частности, для Р65,ЖБ,Щ, формула (6.8), отражающая минимальные условия устойчивости примет вид

1 = 0,178 f_ш R К_упр К_эп / ∆ t (6.8.а)

где: min f_{ш т} = f_ш.0 + i _fш · max Т _бр (7.2а)

Подставляя f_{ш т},полученные по формуле (7.2а), в уравнение (6.8.а) и решая его относительно Т _бр имеем

Т _бр = (min f_{ш т} - f_ш.0) / i _fш (7.10)

Значения f_ш.0 и i _fш приведены в табл. 2, а значения min f_{ш т} и в табл.3

Таблица 3

R.м	Прям.	2000	1200	1000	800	600	500	400	350
min fш т	0,07	0,12	0,20	0,23	0,28	0,32	0,36	0,37	0,36

Определение температур для производства на бесстыковом пути путевых работ с ослаблением сопротивления пути поперечному сдвигу.

Ранее (см. лекцию 2-08 и 6-08) была получена зависимость

Δ t_yу = (60,6–9360/R)К_эп.. (6.6.)

и значения Δ t _yу(табл. 6.5), полученные для значенияq _max= 2,72 кН/м.

Так как во время путевых работ и сразу после них (до пропуска поездов) сопротивление пути поперечному сдвигу равно q _o=K_{q 0}·q_max(7.5), то справедливо использовать формулу (6.6.) в виде

Δ t_yу = (60,6 –9360/R) К_эп* К_{q 0} (7.11.)

Для определения коэффициента устойчивости пути послеремонтного состояния бесстыкового пути в качестве аналога используем формулу (6.8), которая для Р65,ЖБ ,Щ имеет вид

К_УСТ= 0,066*К_УПР*R* K_q0/ Δt_yу(7.12)

Сравнение расчетных и нормативных значений превышений температур. В таблице 3. (числитель) приведены нормативные значения для не обкатанного пути Р65, ЖБ, Щ при использовании различных комплектов путевых машин. Там же, для сравнения, приведены расчетные значения Δt_yу, полученные по формуле (7.11.) (знаменатель), обеспечивающие, устойчивость рельсо-шпальной решетки непосредственно во время работы путевых машин.

Таблица 3 .Значения ,ºС

R, м Комплекты машин	300	350	400	500	600	800	1000	1200	2000	пря-мая
МГО+ВПО+ВПР+ДСП	11 20	13 20	17 20	18 20	20 20	23 20	24 20	24 20	24 20	27 20
МГО+ВПО+ВПР	9 15	10115	13 15	15 15	16 15	19 5	20 15	21 15	21 15	22 15
ВПР+Р2000	11 5	14 5	16 5	19 5	20 5	23 5	25 0	26 0	25 0	28 0
ВПР+УБП	12 20	15 20	18 20	20 20	22 20	25 20	27 20	27 20	27 20	30 20

Из таблицы 3. видно, что температурных условий, предусмотренных действующими ТУ БП при выборе температуры для производства путевых работ с использованием путевых машин глубокой очистки балласта по условию устойчивости рельсо-шпальной решетки недостаточно при малых радиусах кривых (до 500 м).

Тема 4.1 (Лекция 17). Условия количественная оценка устойчивости при наличии не подбитых шпал.

Расчетная схема. В практике эксплуатации бесстыкового пути часто встречаются случаи, когда в пути находятся неподбитые шпалы, иногда называемые выплесками или отрясенными шпалами. В таких случаях, между основанием шпалы и подстилающим слоем балласта находится воздушный зазор, т.е нижняя поверхность шпалы (основание) не соприкасается с балластом и при смещении рельсо-шпальной решетки поперек оси пути сила трения по основанию не подбитой шпалы отсутствует. В этих случаях, сопротивление поперечному оси пути смещению каждой не подбитой шпалы происходит за счет трения балласта по другим (кроме основания) поверхностям.

Исследованиями [1] установлено, что доля сопротивления основания шпалы в общем ее сопротивлении поперечному сдвигу составляет 0,5.

Пусть в середине стержня длиной Lимеется участок длинойlс интенсивностью сил сопротивленияq₁, причемq₁ <q(cм. Рис. 8.1).

Рис. 8.1

Введем понятие эквивалентного сопротивления . Это некое постоянное по величине на длинеLсопротивление, эквивалентное сопротивлению пути с не подбитыми шпалами, определяемое по формуле :

, (8.1)

где L – длина участка поперечной деформации, (по данным Е.М. Бромберга при R ‹ 600 м L =6,0 м а в остальных случаях L =8,0 м)

l – то же с ослабленным сопротивлением сдвигу, т.е. с не подбитыми шпалами. Значение l можно определить по формуле : l = l_эп n _н..шп (8.2)

где l _эп- расстояние между осями шпал, n _н..шп - количество не подбитых шпал.

Конечной целью оценки устойчивости бесстыкового пути при наличии неподбитых шпал является определение максимальных допускаемых превышений температур и определение коэффициента устойчивости. Оба этих параметра имеют практическое значение для безопасной эксплуатации пути.

Снижение поперечного сопротивления пути. Из (8.1) видно, что коэффициент, характеризующий снижение поперечного сопротивления пути

К _{q.н. шп} из-за наличия не подбитых шпал равен

К _{q.н. шп = .} (8.3)

Определим значения К _{q.н. шп} , по формуле (8.3) , в табличной форме ( см. табл. 1)

Определение К _{q.н. шп} и К _{q.н. шп.уд}

Таблица 8.1

	nн..шп , шт.	L, м	l, м	0,5cos	К q.н. шп	∆q= (1- К q.н. шп )*qmax	∆qуд = ∆q н.шп./ nн..шп	∆К q.н. шп.уд = ∆qуд.н.шп / qmax
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.
1	2	1,0	6 8	0,13 0,10	0,87 0,90	0,35 0,27	0,175 0,135	0,064 0,05
2	4	2,0	6 8	0,25 0,19	0,75 0,81	0,68 0,52	0,170 0,130	0,06 0,05
3	6	3.0	6 8	0,35 0,28	0,65 0,72	0,95 0,76	0,160 0,130	0,06 0,05
4	8	4,0	6 8	0,43 0,35	0,57 0,65	1,17 0,95	0,150 0,120	0,06 0,04

В таблице 8.1 (столбец 6) приведены численные значения снижения сопротивления

∆ q _н.шп. = (1- К _{q.н. шп}) / q _max (8.4)

на длине участка L при количестве не подбитых шпал, указанных в столбце 1.

В столбце 7 и 8 этой таблицы приведены соответственно удельные (т.е от наличия одной не подбитой шпалы) значения снижения сопротивления (кН/м)

∆ q_уд.н.шп = ∆q_н.шп/n_н..шп(8.5)

и снижение ∆К _{q.н.шп.уд} (доля) максимального сопротивления пути поперечному сдвигуq_max= 2,72 кН/м при наличии одной не подбитой шпалы.

∆ К _{q.н.шп.уд} = ∆q_{уд.н.шп.} /q_max, (8.6)

Оценка снижения превышений температуры рельсовых плетей при наличии не подбитых шпал. Превышение температуры рельсов, соответствующее предельному условию устойчивости для участка бесстыкового пути с наличием не подбитых шпал определится условием

= · К_{q. н .шп} . (8.7)

или с учетом ранее выполненных преобразований для Р65, ЖБ, Щ

=(60,6 – 9360/R) · К_{q. н .шп} · К_эп . (8.8)

Количественная оценка снижения превышений температуры рельсов при не подбитых шпалах определится из условия

==ΔΔ t_yy - (8.9)

или с учетом ранее выполненных преобразований для Р65, ЖБ, Щ

= (60,6 – 9360/R) К_эп  - (60,6 – 9360/R) · К_{q. н .шп} · К_эп

= (60,6 – 9360/R) К_эп ( 1 - К_{q. н .шп} ) (8.10)

Значения , полученные по формуле (8.10) приведены в табл. 8.2.(числитель)

Здесь же, в табл.8.2, приведены (знаменатель) удельные значения необходимых снижений превышений температуры рельсов, т.е. отнесенных к одной шпале.

Для упрощения вычислений значения и дифференцированы по группам радиусов также, как действующих Технических указаниях по бесстыковому пути.

Определение и Таблица 8.2

	nн..шп, шт.	Радиус кривой, м
		прям	2000	1200	1000	800	600	500	400	350
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
1	2	6,7 3,4	6,2 3,1	6,3 3,2	6,1 3,0	5,9 3,0	5,4 2,7	4,2 2,1	3,7 1,8	3,4 1,7
2	4	13,4 3,4	12,3 3,1	12,7 3,2	12,2 3,0	11,7 2,9	10,8 2,7	8,4 2,1	7,4 1,8	6,8 1,7
3	6	20,0 3,3	18,5 3,1	19,0 3,2	18,4 3,1	17,6 2,9	16,2 2,7	12,6 2,1	11,2 1,9	10,2 1,7
4	8	26,7 3,3	24,7 3,3	25,3 3,2	24,6 3,1	23,5 2,9	21,6 2,7	13,4 1,7	11,9 1,5	10,8 1,4
5	Среднее по R	3.4	3.1	3.2	3.0	2.9	2.7	2.0	1.8	1.6
6	Среднее по груп. R	3.0						1.8

Примечание к таблице 8.2.: числитель - значения , знаменатель – значения

Из табл.8.2 следует, что каждая неподбитая шпала осредненно снижает предельное превышение температуры на 3.0 °С при R , более 500 м и на 1,8 ° С при R , менее 500 м т.е.

Δ Δ t _н.шп.уд = 3,0 °С при R > 500 м

Δ Δ t _н.шп.уд = 1,8 °С при R ≤ 500 м

При количестве не подбитых шпал более одной, (например n_н.шп.) необходимое снижение температуры для обеспечения устойчивости пути можно определить, вместо формулы (8.10), также по формуле

Δ Δt _н.шп. = ΔΔt _н.шп.уд * n_н.шп °С (8.11)

После определения численных значений ΔΔt _н.шп.уд и наличии определенного количества неподбитых шпал превышение температуры, соответствующее предельным условиям устойчивости, можно определить по формуле (аналогичной (8.8) с использованием (8.11))

=(60,6 – 9360/R - ΔΔt _н.шп.уд * n_н.шп ) · К_эп (8.12)

Определение значения коэффициента устойчивости при наличии не подбитых шпал. Коэффициент устойчивости бесстыкового пути при отсутствии не подбитых шпал, т.е. исправного пути, (обозначим его max К у) определяется по формуле (6.7)

или для Р65,ЖБ,Щ по формуле (6.8)

max К у = 0,066 R  К _упр К _эп / ∆ t

где: ∆ t = ∆ t_уу - ∆ t_ож = ∆ t_уу – (∆ t_{max max} - ∆ t_з)

При n не подбитых шпалах коэффициент устойчивости для Р65, ЖБ, Щ определится по формуле

К _у = 0,066 R  К _упр К _эп / (∆ t _уу + ∆Δ t _н.шп.уд * n _н.шп.) (8.13)

Определение количества неподбитых шпал по условиям поперечной устойчивости. Определение количества неподбитых шпал по условиям поперечной устойчивости выполним, решив (8.13) относительно n _н.шп

n _н.шп = (0,066 R  К _упр К _эп – ∆ t) / ∆Δ t _н.шп.уд (8.14)

Результаты решения приведены в табл.8.3

Определение n _н.шп Таблица 8.3

	показатели.	Радиус кривой, м
		прям	2000	1200	1000	800	600	500	400	350
	1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
1	Среднее по R	3.4	3.1	3.2	3.0	2.9	2.7	2.0	1.8	1.6
2	∆ t уу	55,7	51,4	52,8	51,2	48,9	45,0	41,9	37,2	33,9
3	0,066 R К упр К эп	291	148	97	74	67	51	43	37	35
4	n н.шп	69	31	13	7,6	6,2	2,2	0,6	-	0,7