7. Габаритный обход угла заводского здания

Габаритный обход заводского здания рассчитывается из условий габарита приближения строений и зависит от радиуса кривой. Габаритный обход бывает двух видов: при отсутствии стрелочного перевода (рис. 1, а) и при наличии стрелочного перевода (рис. 1, б).

Рис. 1. Схема для расчета габаритного обхода заводского здания: а-при отсутствии стрелочного перевода; б-при наличии стрелочного перевода

Расчет габаритного обхода при отсутствии стрелочного перевода производится по формулам:

;

где -величина габарита приближения строений. Величину следует принимать 2450+добавка.

Величина добавки зависит от радиуса кривой R и принимается по графику на рис. 2

Рис. 2. Зависимость величины добавки к габариту приближения строений от радиуса кривой

9. Определение расчётных напряжений в элементах пути

При расчете рельса как балки на сплошном упругом основании для того чтобы вызвать просадку основания на единицу длины, вместо единичной силы прикладывают вдоль по рельсу равномерно распределенную нагрузку.

Начнём расчёт с определения модуля упругости основания:

где C – коэффициент постели шпалы, Н/м³,

a и b – длина и ширина шпалы, м,

l – расстояние между осями смежных шпал,

– коэффициент изгиба шпалы.

Физический смысл модуля упругости – это погонная нагрузка на один сантиметр балки вызывающий ее осадку на один сантиметр.

Определяем коэффициент относительной жесткости рельса и подрельсового основания по формуле:

где E - модуль упругости рельсовой стали,

I – момент инерции поперечного сечения рельса.

Далее определяем характеристики, определяющие напряженно-деформированное сосотяние рельса: прогиб y, изгибающий момент М и напряжение от изгиба рельса :

где W – момент сопротивления поперечного сечения рельса относительно горизонтальной оси, м³,

и – эквивалентные нагрузки, заменяющие заданную систему нагрузок, первая для определения прогиба рельса, а вторая для определения изгибающего момента.

Для определения наиевыгоднейшего расположения нагрузки вычерчиваем расчётную схему заданного типа подвижного состава.

Рисунок 3 — Статическая схема чугуновоза Г4-100 (P = 200 кН)

Наиевыгоднейшее положение нагрузки соответствует расчётному сечению поперек первой оси.

Рисунок 4 — Расчетная схема

Для этого сечения определяем значения эквивалентных нагрузок. Расчёт сводим в таблицу.

Pi, кН	xi, м	kxi, м
200	0,00	0,00	1,0000	1,0000	200,00	200,00	162,0	250,0
200	1,30	1,46	-0,2051	0,2565	-41,02	51,30
200	4,16	4,66	0,0090	-0,0092	1,80	-1,84
200	5,46	6,12	0,0058	0,0000	1,16	0,00

Для найденных значений эквивалентных нагрузок вычисляем расчётные характеристики:

Находим давление на расчетную шпалу под одной из рельсовых нитей:

Определяем величину давлений на поверхность шпалы под подкладкой:

где – площадь подкладки, м².

Наибольшее давление на балластный слой возникает непосредственно под подошвой шпалы и в подрельсовых сечениях шпалы. Средняя величина давления на балласт определяется из выражения:

Напряжение в балласте на глубине h или на основной площадке земляного полотна при h>15 см определяется по формуле:

т. е., оно складывается из напряжения, обусловленного давлением на балласт от основной расчетной шпалы , от напряжения, обусловленное давлением на балласт левой шпалы и напряжения, обусловленное давлением на балласт от правой шпалы значения этих напряжения определяются по следующим формулам:

напряжений,

где , , – средние значения напряжений в балласте соответственно для расчётной, левой и правой шпал в уровне подошвы,

А – параметр зависящий от l, b, и h,

h – толщина балласта под шпалой.

Схема к определению давления на балласт приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 — Расчетная схема при определении давления на балласт

Определим значения эквивалентных нагрузок:

Шпала	Pi, кН	xi, м	kxi, м
Левая	200	0,63	0,71	0,6933	138,66	145,2
	200	1,93	2,16	0,0317	6,34
	200	4,79	5,36	0,0009	0,18
	200	6,09	6,82	0,0000	0,00
Правая	200	0,63	0,71	0,6933	138,66	272,2
	200	0,67	0,75	0,6676	133,52
	200	3,53	3,95	0,0005	0,10
	200	4,83	5,41	-0,0006	-0,12

Далее определяем напряжение в рельсах с учетом поперечных горизонтальных сил:

Здесь – коэффициент бокового воздействия, принимаемый для прямого участка пути.

Определив все расчётные напряжения, сравним их с нормативными, учтя коэффициент динамики:

Напряжения на балластный слой и на основной площадке земляного полотна превосходят допускаемые. Для исправления ситуации необходимо увеличить число шпал на километр, увеличить толщину балласта под шпалой или предусмотреть специальные мероприятия по усилению основной площадки.