2.2Определение возвышения наружного рельса

При движении железнодорожного экипажа по кривой появляется центробежная сила. Эта сила создает дополнительное давление колес на наружную рельсовую нить, возвышение уменьшает это давление.

Рисунок 2.3 -Схема возвышения наружного рельса

Возвышение наружного рельса определяется из следующих 3-х условий:

• равномерного вертикального износа рельсов обеих нитей кривой;

• обеспечения комфортабельности езды пассажиров;

Расчет возвышения из первого условия определяется по формуле

h=12,5 ^. К ^. V_ср² ·R, (2.5)

где 12,5 –коэффициент, учитывающий различия в размерности;

V_ср² –средневзвешенная скорость движения поезда, км/ч;

R –радиус кривой;

К –коэффициент смещения экипажа относительно оси пути.

Средневзвешенная квадратическая скорость движения поездов рассчитывается по формуле

V_cp²=(N_ск·P_ск·V_ск²+N_пас·P_пас·V_пас²+N_гр·P_гр·V_гр²)/(N_ск·P_ск+N_пас·P_пас+N_гр·P_гр), (2.6)

где V_гр,V_пас,V_ск–скорость движения грузовых, скорых и пассажирских

соответственно, км/ч.

При Рск=550т; Рпас =1050т; Ргр =1950т;nск =10шт; nпас=14шт; nгр=34шт; V_ск =130км/ч; V_пас =80 км/ч; V_гр =60 км/ч, К=1,2, R=630 м:

V_cp²=(10·550·130²+14·1050·80²+34·1950·60²)/(10·550+14·1050+34·1950)=

=4921,5 км/ч;

h=12,5^.1,2^.4922/630=120 мм.

Расчёт возвышения из второго условия определяется по формуле

h = 12,5^.V_max²/R-115, (2.7)

где V_max² – максимальная скорость поезда, км/ч;

115 – недостаток возвышения наружного рельса при котором возникает

непогашенное ускорение, 0,7м/с².

При V_max²=130 км/ч, R=630 м:

h=12,5 ^. 130²/630–115 = 220 мм.

На основании того, что h=220мм>h_птэ=150 мм, то принимаем максимальное значение h = 150 мм.

2.3Определение длины переходной кривой и элементов для её

разбивки

Переходная кривая должна обеспечить такой переход с прямого пути на кривой радиуса Rи с кругового пути радиуса R на круговой путь радиуса R₁, чтобы появляющиеся в кривой дополнительные силы не возникли внезапно.

На переходной кривой должны быть осуществлены полностью отвод возвышения наружного рельса и отвод уширения колеи.

Длина переходной кривой назначается из следующих условий:

1. Обеспечение от схода колёс с внутренней рельсовой нити определяется по формуле

l₀ = h/i, (2.8)

где h – возвышение наружного рельса;

i – крутизна отвода возвышения, обеспечивающая безопасность от

схода колес с рельсов внутренней нити.

При h=150 мм, i=0,001:

l₀=1000 ^.150=150000 мм 150 м.

2. По допустимой скорости подъёма колёс по наружному рельсу определяется по формуле

l₀=10V_max·h, (2.9)

При V_max=130 км/ч, h=150 мм:

l₀=10^.130^.150 = 195000 мм 195 м.

Сравниваем оба значения, из них принимаем наибольший и округляем его кратно 10м, в большую сторону. Для дальнейших расчётов принимаем длину переходной кривой равной 200м.

Определим параметр переходной кривой С по формуле

С=l₀∙R, (2.10)

При l₀=200 м, R=630 м:

С = 200^.630 = 126000 м² .

Разбивка переходной кривой возможна при выполнении условия

2φ₀ ≤ β, (2.11)

φ₀ =l₀²/2С, (2.12)

φ₀ = 200²/2 ^. 126000 = 0,1587 рад ≈ 9°6'

Условие выполняется, т.е. 2^.9°6'≤ 19°30'.

Разбивка переходных кривых может осуществляться следующими способами:

• сдвижка центра кривой;

• уменьшение радиуса без изменения центра кривой;

• смещение центра и изменение радиуса кривой.

Для осуществление разбивки кривой необходимо вычислить основные её элементы (рисунок 2.4).

Определим вид переходной кривой и координаты для её разбивки в прямоугольной системе. В качестве переходной кривой можно применить кривую, разбиваемую по закону кубической параболы в соответствии с выражением

у=х₀³/(6С), (2.13)

При х₀=200 м, С=126000 м²:

у=200³/6·126000=10,582 м.

Вычислим ординаты переходных кривых, сведя подсчёты в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Ординаты переходных кривых

х, м	у=х3/6с, м	х, м	у=х3/6с, м
х1=10	0,0013	х11=110	1,761
х2=20	0,011	х12=120	2,286
х3=30	0,036	х13=130	2,906
х4=40	0,085	х14=140	3,629
х5=50	0,165	х15=150	4,464
х6=60	0,286	х16=160	5,418
х7=70	0,454	х17=170	6,499
х8=80	0,677	х18=180	7,714
х9=90	0,964	х19=190	9,073
х10=100	1,323	х20=200	4,464

Координаты переходной кривой в прямоугольной системе представлены на рисунке 2.4.