2. Выбор расчетных осей. Определение величин эквивалентных грузов

При расчете рельса как балки на сплошном упругом основании система сосредоточенных колесных нагрузок заменяется одиночными нагрузками, соответственно при определении изгибающих моментов и напряжений в рельсах с помощью функции μ и при определении нагрузок и прогибов с помощью функции η.

Рисунок 1 - Линии влияния прогибов и моментов (х) от действия колесной нагрузки.

Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения:

,

где - ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью.

Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений и сил в элементах подрельсового основания:

,

где - ординаты линии влияния прогибов рельсов в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью.

Правила для выбора расчетных осей:

1. Для двухосно тележки определять расчетную ось не надо, т.к. линии влияния μ и η симметричны.

2. Для линии влияния μ: для любых типов подвижного состава, для любых конструкций пути всегда расчетная ось назначается первой.

3. Для линии влияния η: если минимальное расстояние между осями тележки меньше чем 3π/4k, то расчетная ось назначается вторая, если минимальное расстояние между осями тележки больше чем 3π/4k, то расчетная ось назначается первая.

Пример выбора расчетной оси:

для электровоза ВЛ-15, для зимы:

т.к. то расчетной будет I ось.

Для определения остальных максимальных эквивалентных нагрузок для расчетов напряжений и сил в элементах подрельсового основания также расчетная ось первая.

Для определения остальных максимальных эквивалентных нагрузок для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения расчетная ось первая.

2. Определение напряжений в элементах верхнего строения пути.

Напряжение в кромке подошвы рельса:

,

Напряжение в шпале на смятие:

,

Напряжение в балласте под шпалой:

,

Пример расчета:

для электровоза ВЛ-15, для зимы:

=290 см

Весь расчет сводится в таблицы 4, 5.

Таблица 4

Условия		№ оси	, см	kx	μ	Σμ
Локомотив	лето	1	0	0	1	0,0071	17511	1269
		2	290	5,27	0,0071
	зима	1	0	0	1	0	18338	1214
		2	290	5,78	0
Вагоны	лето	1	0	0	1	-0,0257	18042	1271
		2	185	3,37	-0,0257
		3	370	6,73	0
		4	555	10,10	0
	зима	1	0	0	1	-0,0088	19298	1242
		2	185	3,68	-0,0088
		3	370	7,37	0
		4	555	11,06	0

Таблица 5

Условия		№ оси	, см	kx	η	Ση
Локомотив	лето	1	0	0	1	-0,0017	17939	16	3
		2	290	5,27	-0,0017
	зима	1	0	0	1	0	18338	18	3
		2	290	5,78	0
Вагоны	лето	1	0	0	1	-0,0413	17804	16	3
		2	185	3,37	-0,0413
		3	370	6,73	0
		4	555	10,10	0
	зима	1	0	0	1	-0,0346	18906	19	3
		2	185	3,68	-0,0346
		3	370	7,37	0
		4	555	11,06	0