Проектирование капитального ремонта бесстыкового пути

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные

ремонт путевой рельса

Участок ремонта находится на Хилокской дистанции пути Забайкальской железной дороги.

Направление: Петровский Завод - Чита

Границы ремонтируемого участка: перегон Хохотуй - Бада, путь №2

5871 км - 5880 км (протяженность 10 км).

Участок двухпутный, электрифицированный.

Род тока - переменный.

Двухсторонняя автоблокировка.

Средний вес поезда:

грузового - 6300 т;

пассажирского - 1150 т.

Существующая грузонапряженность - 136,9 млн. т.брутто/на 1 км в год,

Пропущенный тоннаж - 1241,7 (1304,3) млн. т. брутто.

Скорость движения поездов:

грузовых - 80 км/час;

пассажирских - 90 км/час.

Локомотивы: ЭП-1, ВЛ-65, ВЛ-80р, 1,5ВЛ-80р, ВЛ-85, ЭР-9.

Класс, группа, категория пути 1А3.

Год последнего капитального ремонта - 2008

На участках уложены плети бесстыкового пути, рельсы типа Р-65, шпалы железобетонные, промежуточное скрепление - КБ.

Эпюра шпал: 2000 шт/км.

Число замененных в одиночном порядке дефектных и о/дефектных рельсов, шт. за год/с начала укладки - 74/510.

Количество негодных шпал - 908 шт.

Балласт щебеночный, толщиной - 25 - 34 см.

Потребность в ремонте - 2015 год.

Кривые

Участок	Расстояние L, м	Радиус, R, м	Возвышение, мм	Наружный рельс	Боковой износ, мм
5871 км ПК-4 - 5871 км ПК-7	271	1568	40	правый	2
5878 км ПК-6 - 5878 км ПК-9	291	616	90	левый	5

Доля прямых участков - 94,38 %, кривых - 5,62%, из них:

0 м - 0 % от всех кривых

- 291 м - 51,78 %

271 м - 18,22 %

Введение

Железнодорожный транспорт является важнейшей составной частью экономической системы России.

Обеспечение перевозок, безопасность пассажиров и сохранность перевозимых на железнодорожном транспорте грузов гарантируется единым производственно-технологическим комплексом с вертикальной системой управления, охватывающий 17 железных дорог, 64 отделения дорог, около 6000 железнодорожных станций, 400 дистанций пути, 220 локомотивов и 200 вагонных депо, 200 дистанций электроснабжения, почти 100 заводов различного профиля.

Протяженность Российских железных дорог составляет 86 тыс.км, в том числе двухпутный или многопутный линий - 37,3 тыс.км, оборудованных устройствами автоблокировки и диспетчерской централизации - 62,7 тыс.км. По протяженности электрифицированных линий Российские железные дороги занимают первое место в мире.

По эксплуатационной длине железных дорог Россия занимает второе (после России) место в мире, по перевозкам грузов - третье (после США и Китая), по перевозкам пассажиров - третье (после Японии и Индии). Железные дороги России перевозят 88% угля, 94% руды, 88% черных металлов, 79% %удобрений, 66% лесных грузов и т.д. Доля перевозок железнодорожным транспортом страны в общем объеме грузооборота превысила 82%.

В многоотраслевой системе железнодорожного транспорта одно из важнейших мест занимает путевое хозяйство, основные фонды которого составляют свыше 52% основных фондов путевого хозяйства более 26% приходится на земляное полотно, почти 46% - на верхнее строение пути, около 22% - на искусственные сооружения.

Развитие и совершенствование сложного комплекса путевого хозяйства основывается на внедрении современных достижений науки и техники, передового опыта лучших путейских коллективов, разумном использовании зарубежного опыта.

Мощный и долговечный железнодорожный путь, высокоэффективная система его технического обслуживания, включающая надежный мониторинг состояния пути и систему информационного обеспечения путевого хозяйства, не могут качественно функционировать без профессионально подготовительных, знающих и думающих специалистов - бригадиров, мастеров, руководителей путейских предприятий.

Мероприятия по текущему содержанию верхнего строения пути направлены на создание лучших условий взаимодействия пути и подвижного состава. Неровности пути, вызывающие вертикальные и горизонтальные толчки, значительно увеличивают силы воздействия подвижного состава на путь, ускоряют процесс накопления остаточных деформаций: Отсюда вытекают необходимость систематических работ по выправке направления пути в плане и продольном профиле.

Дальнейшие развитие и укрепление отрасли непосредственно связанно и зависит от уровня подготовки путейских кадров.

Современный специалист путеец должен в совершенстве знать и понимать суть процессов, происходящих в железнодорожном пути, закономерности и правила технического обслуживания и ремонта.

Главная цель дипломного проекта - разработать технологические процессы капитального ремонта пути с глубокой очисткой щебня и заменой путевой решетки и капитального ремонта пути с глубокой вырезкой балласта и заменой путевой решетки.

Для решения этого в работе решаются следующие задачи:

ѕ выбор типа верхнего строения пути;

ѕ расчеты верхнего строения пути на прочность;

ѕ организация работ по капитальному ремонту пути;

ѕ провести технико-экономическое обоснование;

ѕ рассмотреть мероприятия по обеспечению безопасности движения поездов и при производстве путевых работ;

ѕ разработать мероприятия по технике безопасности, охране труда и жизнедеятельности;

ѕ разработать мероприятия по охране окружающей среды.

Все разработанные процессы, расчеты выполнены в соответствии с местными условиями региона.

1. Техническая часть

1.1 Характеристика ремонтируемого участка пути

Природно-климатические условия

Климат резко-континентальный с жарким коротким летом и продолжительной холодной зимой. Весна и начало лета в основном засушливы, весной часты пыльные бури. Средняя температура в июле +18 +20 °C (максимальная +38 °C), в январе -22 -26 °C (абсолютный минимум -47 °C). Годовое количество осадков не превышает 200-300 мм. Устойчивый снежный покров устанавливается в первой декаде декабря и сходит в первой декаде апреля. Среднее число дней в году со снежным покровом - 121. Высота снежного покрова составляет 45-50 см, глубина промерзания грунта составляет порядка 1 м. 45 см.

Участок, подлежащий ремонту: Хохотуй - Бада, путь №2 5871 км ПК1- 5880 км ПК10 (протяженность 10 км), он относится к Петровск-Заводской дистанции пути Забайкальской железной дороги.

Ремонтируемый участок двухпутный, электрифицированный, оборудованный двухсторонней автоблокировкой, капитальный ремонт будет производиться на четном пути №2, грузонапряженность линии 136,9 млн.т. брутто/км в год, пропущенный тоннаж составляет 772 млн. т.

В границах ремонта расположено 2 кривые:

Таблица 1.1.- Кривые

Участок	Расстояние L, м	Радиус, R, м	Возвышение, мм	Наружный рельс	Боковой износ, мм
5871 км ПК-4 - 5871 км ПК-7	271	1568	40	правый	2
5878 км ПК-6 - 5878 км ПК-9	291	616	90	левый	5

Верхнее строение пути: бесстыковой путь, рельсы типа Р-65 длиной 1100 м, накладки двухголовые шестидырные, шпалы железобетонные, эпюра шпал 2000 шт/км, балласт - щебень, толщина балластного слоя под шпалой: 25 - 34 см. Щебень фракций 25-60 мм, только твердых пород с прочностью И20 и У75 по ГОСТ 7392-85 «Щебень из природного камня для балластного слоя железнодорожного пути».

Тип обращающихся единиц: пассажирские локомотивы ЭП-1, ЭР-9, грузовые ВЛ-65, ВЛ-80р, 1,5ВЛ-80р, ВЛ-85.

Максимальная скорость движения поездов: грузовых - 80 км/ч., пассажирских - 90 км/ч.

Данный участок относится к 1 классу, группе А и категории 3.

Загрязненность балласта ниже подошвы шпал более 30%.

Число замененных в одиночном порядке дефектных рельсов 74 шт. за год и 510 шт. с начала укладки, количество негодных шпал - 908 шт.

Обочины требуют срезки, кюветы очистки.

Год последнего капитального ремонта - 2008 г.

Год последнего промежуточного ремонта - не проводился

Таким образом, участок пути Хохотуй - Бада 5871 км ПК1- 5880 км ПК10 не отвечает техническим условиям и требованиям, предъявляемых к конструкциям и элементам верхнего строения пути при следующих критериях для путей класса 1А3 (Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути и Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО «РЖД» (2012 г.)): минимальная ширина обочины - не менее 50 см; ширина плеча балластной призмы - 45 см; крутизна откосов 1:1,5; На путях 1-го классов должен применяться щебеночный балласт с толщиной слоя под железобетонными шпалами не менее 40 см. (у нас 25 - 34 см);

Периодичность проведения капитального ремонта бесстыкового пути (ППР94) - после наработки тоннажа 700 млн. т.

Таблица 1.2. - Критерии выбора участков, подлежащих усиленному капитальному и капитальному ремонту на новых материалах при текущем планировании

Класс пути	Основные критерии	Дополнительные критерии	Критерии УРРАН
	Пропущенный тоннаж, срок службы в годах, % от нормативного1)	Одиночный выход рельсов (в сумме за срок службы - в среднем на участке ремонта), шт/км2)	Количество негодных и дефектных элементов на 1 км верхнего строения пути, % и более	Частота отказов, шт в год/км	Затраты на текущее содержание пути, доля от амортизации
			Негодные деревянные шпалы,%	Негодные скрепления3) , %	Число шпал с выплесками, %
1 класс	Не менее 100%	4 и более	15	15	4	0,2…0,8	0,5…0,7

1) По таблице 6.1. или 6.2 определяется нормативный срок службы в пропущенном тоннаже с учетом понижающих и повышающих коэффициентов или срок службы в годах.

2) При определении одиночного выхода рельсов учитываются дефекты, образование и развитие которых зависит и возрастает по мере наработки тоннажа (дефекты: 10; 11.1-2; 17; 20; 21.1-2; 41), дефекты 30В, 30Г, 69, дефекты пятой группы (кроме дефектов 55; 56.3; 59), дефекты седьмой группы. Выход уравнительных рельсов не учитывается.

3) На пути с железобетонными шпалами со скреплениями КБ подсчитывается суммарный процент подкладок и закладных болтов, при бесподкладочных скреплениях - клемм и прикрепителей (болтов, шурупов, анкеров), на пути с деревянными шпалами - подкладок и костылей.

Назначается капитальный ремонт на новых материалах .

Капитальный ремонт железнодорожного пути на новых материалах предназначен для полной замены выработавшей ресурс рельсошпальной решетки на путях 1 и 2 классов (стрелочных переводов на путях 1-3 классов) и восстановления несущей способности балластной призмы, и в отличие от реконструкции (модернизации) железнодорожного пути включает в себя только работы по верхнему строению пути, а также восстановлению водопропускной способности водоотводов. Критерии назначения капитального ремонта на новых материалах приведены в таблице 1.2.

Капитальный ремонт пути на новых материалах назначается с учетом его фактического состояния при нормативной наработке пути после проведения реконструкции или предыдущего капитального ремонта на новых материалах.

Капитальный ремонт пути на новых материалах проводится в соответствии с проектной документацией, учитывающей местные условия, состояние пути до ремонта, результаты обследований, требования к пути после ремонта и др.

В состав капитального ремонта на новых материалах входят следующие основные виды работ:

замена рельсошпальной решетки на новую решетку, в том числе с элементами более высокого технического уровня (железобетонные шпалы, упругие скрепления и др.);

замена стрелочных переводов на новые переводы того же типа, в том числе с элементами более высокого технического уровня;

очистка щебеночной балластной призмы на глубину в соответствии с проектом, но не ниже 40 см под подошвой шпал на путях с железобетонными

шпалами, с устройством (при необходимости) разделительного покрытия между очищенным щебнем и поверхностью среза основной площадки земляного полотна;

срезка обочин земляного полотна;

выправка, подбивка и стабилизация пути с постановкой на проектные отметки в профиле;

доведение балластной призмы до требуемых размеров;

постановка пути на ось в плане и приведение длин переходных кривых и прямых вставок между смежными кривыми в соответствие со скоростями движения поездов, предусмотренными проектной документацией на капитальный ремонт;

ликвидация, образовавшейся в процессе эксплуатации многорадиусности кривых, если это не требует дополнительного завоза грунта и замены или

перестановки опор контактной сети;

очистка и планировка водоотводов;

срезка и уборка накопленных балластных материалов в нижней части откосов выемок и в нулевых местах;

ремонт пешеходных переходов;

ремонт железнодорожных переездов (объем работ по ремонту каждого

переезда на участке капитального ремонта пути определяется с учетом местных условий с составлением калькуляций, а при необходимости чертежей);

приведение полосы отвода в соответствие с нормативными требованиями;

сварка плетей до длины блок-участка или перегона, включая стрелочные переводы;

шлифование поверхности катания рельсов, стрелочных переводов и другие работы, предусмотренные проектом;

послеосадочная выправка пути (через 10-30 млн. т брутто).

В состав капитального ремонта пути на новых материалах могут быть включены следующие дополнительные работы:

полная вырезка балластной призмы, сложенной из асбестового балласта, щебня слабых пород или их комбинации, на глубину не менее 40 см ниже подошвы шпал с укладкой разделительного покрытия на основной площадке земляного полотна (поверхности среза при вырезке);

частичное уположение кривых, удлинение переходных кривых и прямых вставок, если это не требует дополнительного завоза грунта и замены или перестановки опор контактной сети в объеме более 5%;

другие работы, предусмотренные проектом.

Дополнительные виды работ, включаемые в состав капитального ремонта пути на новых материалах, предусматриваются проектом в случаях:

если ремонтируемый участок пути ранее не подвергался реконструкции, при которой эти работы выполняются;

если фактическое состояние пути по результатам обследования и условия эксплуатации требуют выполнения указанных работ, а реконструкция железнодорожного пути на этом участке не предусмотрена;

наличия пучин, просадок пути, интенсивных расстройств рельсовой колеи по уровню и в продольном профиле, которые устраняют укладкой покрытий;

недостаточной ширины земляного полотна поверху и завышенной крутизны откосов.

2. Проектирование продольного профиля и плана линии

2.1 Проектирование продольного профиля ремонтируемого участка

Проектирование продольного профиля и плана пути выполняется в соответствии с требованиями «Технические условия на работы по реконструкции (модернизации) и ремонту железнодорожного пути», утвержденных ОАО «РЖД№ 18.01.2013 г., «Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО «РЖД», утвержденных 31.03.2000г. и дополненных 01.02.2009 г. и «Технические указания по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути», утвержденных 31.03.2000 г. и дополненных в 2010 г.

Алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля не превышает значений 9,6 ‰ (13‰).

Минимальная длина элементов профиля составляет 200 м.

При алгебраической разности уклонов смежных элементов профиля менее 2,8‰ вертикальные кривые не предусматриваются.

При алгебраической разности уклонов смежных элементов профиля более 2,8‰ устраиваются вертикальные кривые радиусом 15 000 м. вертикальные кривые размещены вне проходной кривой. Тангенс вертикальной кривой находится по формуле:

Т_в = Дi (2.1.1)

где R_B - радиус вертикальной кривой;

Дi - алгебраическая разность уклонов смежных элементов профиля.

Величина изменения проектной отметки, м, за счет устройства вертикальной кривой определяется

Дh = (2.1.2)

Значение исправленной проектной отметки находится по формуле :

= Н^пр Дh (2.1.3)

Пикектажное положение вертикальных кривых, их тангенс и величина изменения проектной отметки сведены в таблицу 1

Таблица1

№,п/п	Пикет	ТВ, м	Дh, м
1	5871 км 3ПК	37,00	0,11
2	5871 км 6ПК	51,00	0,12
3	5872 км 8ПК	35,25	0,04
4	5873 км 3ПК	36,75	0,06
5	5873 км 6ПК	36,25	0,05
6	5874 км 4ПК	24,00	0,02
7	5875 км 1ПК	50,00	0,15
8	5875 км 3ПК	49,00	0,09
9	5875 км 7ПК	42,60	0,06
10	5877 км 6ПК	28,50	0,03
11	5877 км 9ПК	63,00	0,13
12	5878 км 3ПК	56,00	0,15

В процессе проектирования уровень проектной головки рельса нечетного пути приводится к таким отметкам, чтобы разница уровней с соседним существующим путем не превышал 25 см. на железобетонных мостах, на подходах к переездам и остановочным пунктам уровень проектной головки рельса приводился к отметкам уже существующего пути.

Исправление продольного профиля предусматривается за счет подъемки пути на балласт при условии соблюдения размеров обочины земляного полотна, за счет подрезок, которые проводятся в пределах насыпи при наличии в пути слоя балласта сверхнормативной величины.

Продольный профиль ремонтируемого участка выполняется на миллиметровой бумаге в масштабе 1:100 (вертикальный) и 1:1000 (горизонтальный). На профиле показаны отметки земли, отметки уровня существующей головки рельса четного пути, отметки низа балластного слоя и запроектированные отметки пути после ремонта.

Разница отметок путей после ремонта определяется по формуле:

ДН = ПГР^II - СГР^I (2.1.4)

где ПГР^II - отметка проектной головки рельса четного пути, м;

СГР^I - отметка существующей головки рельса нечетного пути, м.

Толщина балластного слоя находится:

h_б = ПГР^II - h_р - h_подкл - h_ш - НБС - h_прокл (2.1.5)

где h_р - высота рельса Р65, м; h_р = 0,18 м;

h_подкл - толщина подкладки при скреплении КБ, м; h_подкл = 0,022 м;

h_ш - толщина железобетонной шпалы h_ш = 0,193 м;

НБС - отметка низа балластного слоя (она же отметка бровки земли), м

h_прокл - толщина подрельсовой прокладки, h_прокл = 0,008 м.

расстояние от постели шпалы до головки рельса 605,5 мм

Величина подъема определяется по формуле:

h = ПГР^I - СГР^II (2.1.6)

СГР^II - отметка существующей головки рельса ремонтируемого пути.

При проектировании пути многорадиусность кривых не устраивалась, так как в противном случае понадобилось бы существенное переустройство земляного полотна и искусственных сооружений.

3. Расчет устойчивости бесстыкового пути

Определим интервал закрепления рельсовых плетей для заданных условий эксплуатации и допускаемую температурную продольную силу по условию устойчивости пути против выброса.

Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях, устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды Т для этих условий, с фактически наблюдающейся в данной местности годовой амплитудой колебаний температур рельсов Т_А

Значения Т_А определяется как алгебраическая разность наивысшей t _{max max} и наименьшей t_{min min} температур рельса, наблюдавшейся в данной местности (при этом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участках превышает на 20°С наибольшую температуру воздуха)

Т_А= t_{max max} - t_{min min}, (3.1)

Если Т_А Т, то бесстыковой путь можно укладывать.

Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов определяется по формуле:

Т = Дt_y + Дt_p - Дt₃ (3.2)

где [Дt_у] - допускаемое повышение температур рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое устойчивостью пути против выброса при действии сжимающих продольных сил;

[Дt_р] - допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих сил;

[Дt_з] - минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляется плети, по условиям производства работ; для расчётов он обычно принимается равным 10°С, но при необходимости его можно уменьшить до 5°С, если предусматривать закрепление плетей осенью, в пасмурную погоду, когда температура в процессе закрепления изменяется медленно.

Наличие в плетях больших сжимающих (в летний период) и больших растягивающих (в зимний период) сил предъявляет повышенные требования как к конструкции, так и к нормам укладки, содержания и ремонта бесстыкового пути. Основными из них являются: в летний период эксплуатации - обеспечение устойчивости бесстыкового пути, в зимний период - обеспечение прочности пути, под которым подразумевается прежде всего прочность рельсов, исключение, в случае излома плети, образования большого зазора, опасного для прохода поезда и исключение разрывов стыков в уравнительных пролетах. Выполнение приведенных требований должно обеспечиваться при соблюдении действующих норм укладки, содержания и ремонта существующей конструкции бесстыкового пути.

Устойчивость бесстыкового пути обеспечивается (гарантируется) на

участках, где температура закрепления плетей (t₃) соответствует оптимальной температуре из закрепления (t_опт ± 5^оС), приведенной в таблице 1, прикрепление рельсов к шпалам, состояние балластной призмы соответствует требованиям Инструкции по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути, а максимально возможное повышение температуры рельсовых плетей относительно их температуры закрепления не превышает допускаемого повышения по устойчивости пути, т.е.

(t_maxmax - t₃) ? [?t_у],

где t_maxmax - максимальная температура рельсов для рассматриваемой местности,

[?t_у] - повышение температуры рельсовой плети относительно ее температуры закрепления, допускаемое по условию обеспечения устойчивости бесстыкового пути.

3.1 Расчет «зимних» напряжений

В средней части плети возникают температурные напряжения и силы N_t, максимальное значение которых ограничивается условиями прочности или устойчивости. Прочность рельсовых плетей рассчитывают при условии, что суммарное воздействие на путь подвижного состава и изменений температуры рельсов не должно создавать в них напряжений, превосходящих допускаемые.

(3.1.1)

где - растягивающее напряжение в кромках подошвы рельсовых плетей от изгиба и кручения при проходе подвижного состава, определяется расчетом пути на прочность для зимних условий эксплуатации;

- коэффициент запаса прочности рельсов на растяжение: для новых рельсов нВ главных путях ; для старогодных ; для второстепенных путей .

- напряжение в поперечном сечении рельса от действия температурных сил;

- допускаемое нормальное напряжение [] = 350 и 400 МПа соответственно для новых «сырых» и термоупроченных рельсов.

Допускаемые температурные напряжения растяжения ограничиваются прочностью подошвы рельсов и определяются следующими образом:

 (3.1.2)

Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления по условию прочности подошвы рельса:

Дt_nn = Дt_p = (3.1.3)

где б - коэффициент линейного расширения рельсовой стали,

б = 0,0000118 град^-1

Е - модуль упругости рельсовой стали, Е = 210000000 кН/м².

Величину Дt_nn необходимо определить воспользовавшись расчетом на прочность при условии, что расчет выполняется для железобетонных шпал, в противном случае используют величину Дt_p.

Тогда

(3.1.4)

Наибольшая растягивающая температурная сила, которая может быть допущена для двух рельсовых плетей по условию прочности подошвы будет:

(3.1.5)

где - площадь двух рельсов.

3.2 Расчет «летних» напряжений

Допускаемые температурные напряжения сжатия ограничиваются прочностью головки рельсов и определяются по формуле:



- кромочные сжимающие напряжения в головке рельса посчитанные для лета

Наибольшая сжимающая сила:

(3.2.1)

Наибольшее допускаемое повышение температуры рельса по сравнению с температурой закрепления по условию прочности головки:

Дt_nг = Дt_p = (3.3.2)

Рис. 3. 1 - Эпюры температурных продольных сил в плети в летний (N_Л) и в зимний (N_З) периоды ее эксплуатации

3.3 Определение критической силы

Бесстыковой путь устойчив, если предельная (критическая) величина суммарной продольной силы в обоих рельсовых нитях будет меньше допускаемой:

(3.3.1)

где - допускаемая по условию устойчивости пути продольная сжимающая сила;

- допускаемое повышение температуры рельсовых плетей относительно температуры закрепления по условию устойчивости пути.

Величины принимаются по результатам опытов, в ходе проведения которых были получены значения закритической продольной силы N₃, вызывающей выброс пути.

= (3.3.2)

- коэффициент запаса устойчивости, компенсирующий неточность определения закритической силы и влияние ряда неучтенных факторов, = 1,2.

N₃ = (k₁k₂k₃) (3.3.3)

где А и м - параметры зависящие от типа рельса, плана линии;

i - средний уклон начальной неровности, 2- 3‰;

k₁ - коэффициент, зависящий от сопротивления балласта смещению шпал;

k₂ - коэффициент, значение которого зависит от эпюры шпал k₂ = 0,9 при эпюре 1600 шт./км, k₂ = 1,0 при эпюре 1840 шт./км., k₂ =1,08 при эпюре 2000 шт./км

k₃ - коэффициент, учитывающий влияние сопротивления повороту шпал по подкладкам и шпалам, он определяется

3.4 Определение интервала температур закрепления плетей

Имея экстремумы температур рельсов Т_min, Т_max, а также допуски и можно определить интервал закрепления рельсовых плетей.

Минимальная температура закрепления плети:

min[t₃] = T_max - (3.4.1)

Максимальная температура закрепления рельсовой плети:

max[t₃] = T_min - (3.4.2)

Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределах расчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полного соблюдения требований ТУ, касающихся конструкции и содержания бесстыкового пути. При этом следует учитывать, что закрепление петлей при очень высоких температурах может в отдельных случаях привести к образованию большого зазора при сквозном изломе плети в холодную погоду или к разрыву болтов в стыках уравнительных пролетов с большим расхождением концов рельсов.

3.5 Расчет на устойчивость принятой конструкции верхнего строения пути

Требуется проверить возможность укладки бесстыкового пути из старогодных рельсов типа Р65 с железобетонными шпалами, скреплениями КБ и щебеночным балластом на участке длиной 10 000 м Забайкальской железной дороги, на котором имеются кривые с радиусом 550 м, и установить режимы его укладки при обращении электровозов ВЛ-85 с максимальной скоростью 80км/ч на протяжении всего участка.

Наибольшая температура рельсов:

t _{max max} = +58°C;

наименьшая температура:

t _{min min} = - 55°C;

наибольшая температурная амплитуда:

Т_А= 113°C.

По таблице П.2.1 и П.2.2 «Технических указаний по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» определяем допускаемое повышение [Дt_у] и понижение [Дt_р] температуры рельсов и их амплитуды для каждого из элементов плана:

[Т]=[Дt_у]+[Дt_р] - 10;

Для прямых участков пути электровоза ВЛ-85 установлена скорость V=80км/ч.

Для балласта из щебня из твердых скальных пород:

Прямой участок

[Дt_р]=101°С;;

[Дt_у]=58°С;

[Т]=159°С;

Для кривой радиусом 550 м и электровозами ВЛ-85 при V = 80км/ч:

[Дt_р]=97°С

[Дt_у]=53°С;

[Т]=140°С;

Для всех элементов плана [Т] > Т_А, т. е. укладка названной выше конструкции бесстыкового пути возможна.

Расчетный интервал закрепления плетей:

t₃ =t_у+t_р - T_А

t = 58 + 101 - 113 = 46 - для прямой.

t = 53 + 97 - 113 = 37 - для кривой.

Границы интервала закрепления для каждого из элементов плана определяются по формулам (3.4.1 и 3.4.2):

Для прямых участков

min t₃ = 58 - 58 = 0°С

max t₃ = - 55 + 101 = +46°С

t₃ = 46 - 0 = 46 ⁰С.

Расчет на устойчивость прямого участка пути:

= (кгс/см²)

(кгс/см²)

Для кривой радиусом 550 м:

min t₃ = 58 - 53 = 5°С

max t₃ = -55 + 97 = 42 °С

t₃ = 42 + 5 = 47⁰С

Расчет на устойчивость кривого участка пути:

= (кгс/см²)

(кгс/см²)

Плеть на всем протяжении должна быть закреплена в одном интервале температур, границы которого определяются наиболее высокой из рассчитанных min t₃ и наиболее низкой из рассчитанных max t₃.

При определении расчетного интервала для всего блок участка длиной 10000 м принимается наибольшее значение min tз и наименьшее max tз.

Отсюда t_min = 5 єС.

t_max = 42 єС.

?t₃ = 47 єС.

В соответствии с таблицей 3.1 ТУ оптимальный интервал температуры закрепления плетей на Забайкальской железной дороге, на Петровск-заводской дистанции пути составляет 35 ± 5 єС. Он попадает в верхнюю часть расчетного интервала.

Укладка бесстыкового пути на блок участке возможна. Плети должны быть закреплены в интервале от +30 до +40 єС.

Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределах расчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полного соблюдения требований ТУ. При этом необходимо учитывать, что закрепление при очень высоких температурах может привести к образованию зазора более 50 мм, при сквозном изломе плети в холодную погоду или разрыву болтов в стыках уравнительных пролетов с большим расхождением концов рельсов.

Зазор л, мм, образовавшийся при изломе плети, пропорционален квадрату фактического понижения температуры Дt_р по сравнению с температурой закрепления и определяется по формуле:

л_Р65 = 0,24 ДtР / r (3.5.1)

где: r - погонное сопротивление, кН/см, продольному перемещению рельсовых плетей, зимой, при смерзшемся балласте, при нормативном натяжении клеммных и закладных болтов значение r можно принимать равным 25 Н/мм.

При принятой максимальной температуре закрепления +40°C и наименьшей температуре рельсов в Петровск-заводском районе -51°C, фактическое понижение температуры ДtР будет равно:

ДtР=40 - (-55) = 95°C

Величина зазора при разнице температур в 91°С будет равна:

л_Р65=0,24Ч95І/25 = 86,6 мм

Так как при условии л_Р65 ? 50 мм не выполняется, то требуется понизить границу интервала закрепления.

Максимально возможную разницу температур, при которой будет выполняться условие л_Р65 ? 50 мм можно определить по формуле:

ДtР = Ч л / 0,24

ДtР = 95°C

В данном случае максимально возможная температура закрепления плетей будет равна:

max t_z = (-55) + 95 = 40°C

с учетом минимально возможной температуры закрепления плетей

t _min= 5°C возможный интервал закрепления составит Дt_z = 40 - 5 = 35°C. Из всего выше изложенного следует, что укладка бесстыкового пути на участке данного пути возможна, закрепление плетей должно быть произведено в интервале от +30°C до +40°C. Для анализа температурной работы средней части бесстыкового пути целесообразно построить диаграмму его температурной работы (Лист 3).

Лист 3

3.6 Определение допускаемых скоростей движения поездов по условию прочности пути

Определим при заданных условиях эксплуатации напряжения в элементах верхнего строения пути и по ним максимально допустимые скорости движения поездов по условию прочности пути.

Допущения расчета:

1. В расчетах принимается условие, что силы, действующие на путь независимы друг от друга;

2. Горизонтальные поперечные (боковые) силы, а также крутящие моменты из-за экцентриситета приложения вертикальных сил, в расчетах учитываются коэффициентом f.

3. В качестве «маячных» шпал выбираются шпалы, расположенные против пикетных столбиков. Верх концов «маячных» шпал с наружной стороны рельса за пределами скреплений должен быть окрашен яркой несмываемой краской, а шпала и промежуточные рельсовые скрепления на ней должны соответствовать следующим требованиям:

- чтобы «маячная» шпала не смещалась, она должна быть хорошо подбита;

- при скреплениях КБ-65 закладные болты на ней затянуты, а типовые клеммы заменены клеммами с уменьшенной высотой ножек. При отсутствии клемм с уменьшенной высотой ножек допускается в отдельных случаях клеммы на «маячных» шпалах не устанавливать;

В качестве контрольных сечений на «маячных» шпалах принимаются: при скреплениях КБ-65- боковая грань подкладки.

Независимо от конструкции скреплений типовые подрельсовые прокладки-амортизаторы на «маячных» шпалах заменяются полиэтиленовыми или другими с низким коэффициентом трения.

Последовательность расчета:

Все расчетные значения подсчитываем для летних и зимних условий эксплуатации и для пяти значений скоростей движения V₁ = 50 км/ч; V₂ = 60 км/ч; V₃ = 70 км/ч; V₄ = 80 км/ч; V₅ = 90 км/ч;

Коэффициент относительной жесткости рельсового основания и рельса:

k^л.з = (3.6.1)

где - модуль упругости рельсового основания при летних и зимних условиях эксплуатации, кг/см²;

Е - модуль упругости рельсовой стали, кгс/см²;

J - момент инерции рельса относительно его центральной горизонтальной оси, см⁴.

k^лето. = = 0,0139

k^зима. = = 0,0148

k_g = 0.1 + 0.2 (3.6.2)

где - статический прогиб рессорного подвешивания, мм; составляет 156 мм, для полувагона - 48 мм.

Результаты расчета сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1. - Расчет коэффициента жёсткости

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
kg(ВЛ85)	0,164	0,177	0,190	0,203	0,215
kg(вагон)	0,308	0,350	0,392	0,433	0,475

Сила инерции, кгс, связанная со строением обрессоренных масс находится по формуле:

Р_р = k_g (P_cm - q) (3.6.3)

где P_cm - статическая нагрузка от колеса рельс, кг. Для ВЛ85 - 11 500 кг, для вагона - 15 000 кг;

q - относительный к колесу вес необрессоренных частей, кг. Для ВЛ85 - 2 760 кг, для вагона - 995 кг.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.2.- Расчет сил инерции

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
Рр (ВЛ85)	1434,26	1546,31	1658,36	1770,41	1882,46
Рр (вагон)	4318,21	4901,85	5485,29	6068,83	6652,38

Среднее значение силы инерции определяется по формуле:

 (3.6.4)

Таблица 3.3. - Расчет среднего значения силы инерции

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	1075,69	1159,73	1243,77	1327,81	1411,85
(вагон)	3238,66	3676,31	4113,97	4554,63	4989,28

Средняя динамическая нагрузка колеса на рельс, кгс:

Р_ср = Р_ст + (3.6.5.)

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.4. - Средняя динамическая нагрузка

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
Рср (ВЛ85)	12575,69	12659,73	12743,77	12827,81	12911,85
Р ср (вагон)	18238,66	18676,31	19113,97	19551,63	19989,28

Среднее квадратическое отклонение сил инерции, возникающих за счет колебаний кузова на рессорах, кгс, определяем как:

S_p = 0.08P_p (3.6.6)

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.5. - Среднee квадратическое отклонение сил инерции

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
Sр (ВЛ85)	114.74	123.70	132.67	141.63	150.60
Sр (вагон)	345.46	392.14	438.82	485.51	532.19

Сила инерции, связанная с колебанием не рессорных масс:

Р_ип = (3.6.7)

где - коэффициент, учитывающий изменение величины колеблющейся массы пути на железобетонных шпалах по сравнению с путем на деревянных шпалах;

- коэффициент, учитывающий влияние жёсткости пути на уклон динамической неровности;

в - коэффициент, учитывающий влияние типа рельса на образование динамической неровности на пути;

г - коэффициент, учитывающий влияние рода балласта на образование динамической неровности на пути;

l - расстояние между осями шпал, 51 см.

= L = 0.261

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.6. - Колебание необрессоренных масс

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	989,57	1195,42	1403,91	1615,05	1828,84
(ВЛ85)	1093,44	1320,89	1551,27	1784,57	2020,80
(вагон)	861,72	1058,87	1264,30	1478,00	1699,97
(вагон)	952,17	1170,02	1397,01	1633,14	1878,40

Среднее квадратическое отклонение от силы инерции, возникающей при прохождении колесом неровности на пути, кгс:

S_ип = 0,707Р_ип (3.6.8)

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.7. - Отклонение от силы инерции при прохождении колесом неровностей

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	699.63	845.16	992.57	1141.84	1292.99
(ВЛ85)	773.06	933.87	1096.75	1261.69	1428.71
(вагон)	609.23	748.62	893.86	1044.94	1201.88
(вагон)	673.18	827.20	987.68	1154.63	1328.03

Сила инерции, связанная с наличием изолированной неровности на колесе, кгс:

= y_max (3.6.9)

где y_max - максимальный дополнительный прогиб рельса при прохождении колесом косинусоидальной неровности, 1,47;

- коэффициент, учитывающий отношение необрессоренной массы колеса и массы пути, 0,403;

е₀ - наибольшая расчетная глубина изолированной неровности на колесе. для ВЛ85 - 0,047, для вагона - 0,067.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.8 - Сила инерции, связанная с наличием изолированной неровности на колесе

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	6282,10	6282,10	6282,10	6282,10	6282,10
(ВЛ85)	7670,11	7670,11	7670,11	7670,11	7670,11
(вагон)	6282,10	6282,10	6282,10	6282,10	6282,10
(вагон)	7670,11	7670,11	7670,11	7670,11	7670,11

Среднее квадратическое отклонение от силы инерции, возникающей при качении колес, имеющих изолированные неровности, кгс:

= (3.6.10)

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.9 - Среднее квадратическое отклонение, возникающее при качении колес

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	1570,53	1570,53	1570,53	1570,53	1570,53
(ВЛ85)	1917,53	1917,53	1917,53	1917,53	1917,53
(вагон)	1570,53	1570,53	1570,53	1570,53	1570,53
(вагон)	1917,53	1917,53	1917,53	1917,53	1917,53

Сила инерции, возникающая при движении колеса, имеющего непрерывную неровность, кгс:

Р_ннк = (3.6.11)

где К₁ - коэффициент, характеризующий степень неравномерности образования проката поверхности колес, 0,23;

d - диаметр колеса по кругу катания. Для ВЛ85 - 125 мм, для вагона - 95 мм.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.10 - Сила инерции, возникающая при движении колеса, имеющего непрерывную неровность

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	232,81	335,25	456,31	596,00	754,31
(ВЛ85)	294,53	424,13	577,29	754,01	954,29
(вагон)	232,66	335,02	456,01	595,60	753,81
(вагон)	293,52	422,67	575,30	751,41	951,00

Среднее квадратическое отклонение, которое учитывает силы инерции возникающие при движении колеса, имеющего непрерывную неровность

= (3.6.12)

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.11 - Среднее квадратическое отклонение, возникающее при при движении колеса, имеющего непрерывную неровность

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	52,38	75,43	102,67	134,10	169,72
(ВЛ85)	66,27	95,43	129,89	169,65	214,72
(вагон)	52,35	75,38	102,60	134,01	169,61
(вагон)	66,04	95,10	129,44	169,07	213,98

Среднее квадратическое отклонение динамической вертикальной нагрузки колеса на рельс, S, кгс, определяется по формуле, в которой учитывается то, что 5% осей имеют изолированную неровность на колесе и 95% - плавную неровность:

S = (3.6.13)

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.12 - Динамическая вертикальная нагрузка колеса на рельс

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	792,83	926,46	1065,89	1210,07	1358,38
(ВЛ85)	893,76	1039,19	1191,78	1350,23	1513,78
(вагон)	758,13	918,12	1060,60	1211,62	1370,54
(вагон)	872,07	1015,12	1169,55	1334,12	1508,06

Максимальная динамическая нагрузка от колеса на рельс, кгс:

(3.6.14)

где л - нормирующий множитель, определяющий вероятность события, л = 0,70.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.13 - Максимальная динамическая нагрузка колеса на рельс

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	13130,67	13308,254	13489,895	13674,858	13862,71
(ВЛ85)	13201,32	13387,164	13578,014	13772,969	13971,49
(вагон)	18788,25	19318,99	19856,39	20399,76	20948,66
(вагон)	18849,10	19386,90	19932,65	20485,51	21044,92

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

(3.6.15)

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

Величина м назначается в зависимости от величины kx, где х - расстояние между расчетной осью и соседними осями экипажа. Для локомотива ВЛ85 х = 290 см, для вагона х = 185 см.

Результаты расчета сведены в таблицу 3.15.

Таблица 3.14. - Расчет расстояний

	х	kx, лето	kx, зима	м, лето	м, зима
ВЛ65	290	4,03	4,29	0,0024	0,0069
		5,36		0,0066
вагон	185	2,57	2,73	-0,1058	-0,0859

Таблица 3.15 - Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений на рельсах от изгиба и кручения

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	13243.85	13422.192	13604.589	13790.308	13978.917
(ВЛ85)	13288.10	13474.516	13665.946	13861.481	14060.582
(вагон)	16858.60	17343.04	17834.13	18331.19	18.833.80
(вагон)	17282.40	17782.60	18290.76	18806.03	19327.84

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

(3.6.15)

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

Величина м назначается по тому же критерию, что и м.

Результаты расчета сведены в таблицу 3.17.

Таблица 3.16. - Расчет расстояний

	х	kx, лето	kx, зима	м, лето	м, зима
ВЛ65	290	4,03	4,29	-0,0256	-0,0185
вагон	185	2,57	2,73	-0,0228	-0,0337

Таблица 3.17 - Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений на рельсах от изгиба и кручения

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	12806.22	12981.633	13161.106	13343.901	13529.585
(ВЛ85)	12974.96	13159.289	13348.63	13542.068	13739.08
(вагон)	18372.41	18893.17	19420.59	19953.98	20492.91
(вагон)	18234.46	18757.51	19288.51	19826.62	20371.28

Максимальное напряжение в подошве рельса от его изгиба под воздействием момента М, кг/см²:

у₀ = (3.6.17)

где W - момент сопротивления рельса относительно его подошвы. Для рельсов Р65 W = 436 см³.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.18. - Максимальное напряжение в подошве рельса от его изгиба кг/см²

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	546,33	553,68	561,21	568,87	576,65
(ВЛ85)	514,82	522,04	529,46	537,03	544,75
(вагон)	695,44	715,42	735,68	756,19	776,92
(вагон)	669,57	688,95	728,64	738,60	748,82

Максимальное напряжение в кромках подошвы рельса, кг/см² :

у_кп = f (3.6.18)

где f - коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве рельса к кромочным. Он равен для ВЛ85 f = 1.50, для вагона f = 1.48.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.19. - Максимальное напряжение в подошве рельса от его изгиба кг/см²

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	819,48	830,54	841,82	853,31	864,97
(ВЛ85)	772,23	783,07	794,18	805,56	817,12
(вагон)	1029,26	1058,81	1088,82	1119,16	1149,87
(вагон)	990,97	1019,65	1048,79	1078,33	1108,25

Максимальное напряжение в кромках головки рельса, кг/см²:

у_кп = (3.6.19)

где z_г и z_п- расстояния от нейтральной оси до наиболее удаленных волокон соответственно на головке и подошве рельса. z_г= 9,87 см и z_п= 8,13 см.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.20. - Максимальное напряжение в кромках головки рельса кг/см²

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	799,85	810,62	821,61	832,85	844,25
(ВЛ85)	753,71	764,28	775,16	786,25	797,53
(вагон)	1011,20	1040,25	1069,71	1099,51	1129,66
(вагон)	973,57	1001,75	1030,37	1059,41	1088,81

Максимальное напряжение в шпале на смятие под подкладкой, кг/см²:

у_ш = (3.6.20)

где w - площадь подрельсовой подкладки, w = 518 см²; l_ш - расстояние между шпалами, l_ш = 51 см.

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.21. - Максимальное напряжение в шпале на смятие под подкладкой кг/см²

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	8,76	8,89	9,00	9,12	9,28
(ВЛ85)	9,45	9,59	9,73	9,87	10,00
(вагон)	12,57	12,93	13,29	13,65	14,02
(вагон)	13,29	13,67	14,06	14,44	14,85

Максимальное напряжение в балласте, кг/см²:

у_б = (3.6.21)

где - площадь полушпалы с учётом изгиба, = 3092 см².

Результаты расчета сведем в таблицу

Таблица 3.21. - Максимальное напряжение в балласте кг/см²

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	1,47	1,49	1,51	1,53	1,55
(ВЛ85)	1,58	1,61	1,63	1,65	1,68
(вагон)	2,11	2,17	2,23	2,29	2,35
(вагон)	2,23	2,29	2,35	2,42	2,49

Расчетная формула для определения нормальных напряжений у_h, кг/см², в балласте (в том числе и на основной площадке земляного полотна) на глубине h от подошвы шпал по расчетной вертикали:

у_h = у_h1 + у_h2 + у_h3 (3.6.22)

где у_h1 и у_h3 - напряжения от воздействия соответственно первой и третьей шпалы, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы;

у_h2 - напряжение от воздействия второй (расчетной, маячной) шпалы в сечении пути под расчетным колесом.

у_h2 = у_бр л(2,55С₂ + (0,635С₁ - 1,275С₂) m) (3.6.23)

где у_бр - напряжение под расчетной шпалой на балласте, осредненное по ширине шпалы.. для расчетной шпалы у_бр = у_б

m - переходной коэффициент от осредненного по ширине шпалы давления на балласт к давлению под осью шпалы;

С - коэффициенты изгиба шпалы, определяемые в зависимости от глубины балластного слоя h = 55 см (от подошвы шпал) и ширины нижней постели шпалы b, см :

С₁ = (3.6.24)

C₂ = (3.6.25)

m = (3.6.26)

С₁ = = 0,25

C₂ = = 0,12

Результаты расчета сведем в таблицы

Таблица 3.23. - Переходной коэффициент

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	1,53	1,52	1,52	1,51	1,51
(ВЛ85)	1,50	1,49	1,49	1,48	1,48
(вагон)	1,38	1,37	1,35	1,34	1,33
(вагон)	1,35	1,34	1,33	1,31	1,30

Таблица 3.24 -Напряжение от воздействия второй (расчётной) шпалы в сечении пути под расчётным колесом, кг/см²

	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	0,318	0,322	0,327	0,331	0,336
(ВЛ85)	0,343	0,348	0,353	0,358	0,363
(вагон)	0,455	0,468	0,481	0,494	0,507
(вагон)	0,480	0,494	0,508	0,522	0,536

Напряжения в балласте под соседними с расчетной шпалами определяются из условия максимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного под расчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес, кг/см²:

у_бс = (3.6.27)

в этом случае для двухосных тележек определяется как:

= под шпалой №1 (3.6.28)

= под шпалой №3 (3.6.29)

где l_{1 - 2} - расстояние между первой и второй осямитележки.

Результаты расчета сведем в таблицы

Таблица 3.25 -Напряжение в балласте под шпалами, кг/см²

Шпала №1	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	0,98	1,00	1,01	1,03	1,04
(ВЛ85)	1,02	1,03	1,05	1,06	1,08
(вагон)	1,71	1,76	1,81	1,86	1,91
(вагон)	1,70	1,74	1,79	1,84	1,89

Таблица 3.26 - Напряжение в балласте под шпалами, кг/см²

Шпала №3	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	1,03	1,05	1,06	1,07	1,09
(ВЛ85)	1,07	1,09	1,10	1,12	1,13
(вагон)	1,40	1,44	1,49	1,53	1,57
(вагон)	1,45	1,49	1,53	1,58	1,62

Напряжения от воздействия первой и третьей шпалы, лежащих по обе стороны от расчетной шпалы, кг/см²:

у_h1 = 0.25у_{б,1 - 2} А (3.6.30)

у_h3 = 0.25у_{б,2 - 3} А (3.6.30)

где у_{б,1 - 2} и у_{б,2 - 3} - средние значения напряжений по подошве соседних с расчетной (маячной) шпал.

А - коэффициент, учитывающий расстояние между шпалами l_ш , ширину шпалы b , глубину h и соответственно углы И между вертикальной осью и направлениями от кромки шпалы до расчетной точки, А = 0,295.

Результаты расчета сведем в таблицы

Таблица 3.27 -Значение напряжений в первой шпале, кг/см²

Шпала №1	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	0,048	0,049	0,049	0,050	0,051
(ВЛ85)	0,050	0,051	0,052	0,052	0,053
(вагон)	0,080	0,082	0,084	0,087	0,089
(вагон)	0,080	0,083	0,085	0,087	0,089

Таблица 3.28 - Значение напряжения в третьей шпале, кг/см²

Шпала №3	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	0,049	0,050	0,51	0,051	0,052
(ВЛ85)	0,052	0,053	0,053	0,054	0,055
(вагон)	0,069	0,071	0,072	0,074	0,077
(вагон)	0,071	0,073	0,075	0,077	0,080

Таблица 3.29 - Значение в земляном полотне, кг/см²

Шпала №3	V1 = 50 км/ч	V2 = 60 км/ч	V3 = 70 км/ч	V4 = 80 км/ч	V5 = 90 км/ч
(ВЛ85)	0,416	0,421	0,427	0,433	0,439
(ВЛ85)	0,445	0,451	0,458	0,464	0,471
(вагон)	0,603	0,620	0,637	0,655

Подобные документы

• Капитальный ремонт на новых материалах бесстыкового пути

  Разработка и планирование работ по капитальному ремонту железной дороги. Организация технологического процесса очистки щебня на участке производства капитального ремонта пути с использованием машины СЧ-601. Замена инвентарных рельсов на бесстыковые плети.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.10.2012
  

• Проектирование технологического процесса усиленного капитального ремонта пути

  Проектирование графика производства капитального ремонта пути. Технология выполнения капитального ремонта пути, его условия и критерии оценки эффективности, экономическое обоснование. Техника безопасности и обеспечение безопасности движения поездов.
  
  курсовая работа [86,0 K], добавлен 18.03.2015
  

• Технология выполнения усиленного капитального ремонта бесстыкового пути машинизированными комплексами с двойной очисткой щебеночного балласта

  Работы по очистке щебёночного балласта от засорителей. Перечень потребных машин, механизмов и инструмента для ремонта пути. Расчёт стоимости машино-смены машины ВПО-3000. Порядок обслуживания рабочих поездов и путевых машин для выполнения путевых работ.
  
  курсовая работа [86,1 K], добавлен 25.10.2012
  

• Устройство и эксплуатация железнодорожного пути

  Расчет и проектирование эпюры одиночного и обыкновенного стрелочного перевода. Технологический процесс производства капитального ремонта пути. Определение продолжительности "окна" по замене рельсошпальной решетки, работ по глубокой очистке балласта.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 09.02.2013
  

• Капитальный ремонт участка пути с разработкой мероприятий по лечению земляного полотна

  Подбор вариантов типа рельсов, класса пути в зависимости от эксплуатационных факторов. Проект организации работ по капитальному ремонту пути. Срок службы рельсов по одиночному выходу. Определение стоимости работ при производстве капитального ремонта пути.
  
  дипломная работа [1,8 M], добавлен 23.01.2023
  

• Основы проектирования и ремонта железнодорожного пути

  Определения типов строения железнодорожного пути на перегонах в зависимости от эксплуатационных факторов. Расчет срока службы рельсов. Правила проектирования эпюры одиночного обыкновенного стрелочного перевода. Процесс производства капитального ремонта.
  
  курсовая работа [1,6 M], добавлен 12.03.2014
  

• Организация капитального ремонта звеньевого пути на деревянных шпалах с очисткой балластной призмы машиной СЧ-600

  Значение и роль железнодорожного транспорта в народном хозяйстве. Разработка проекта организации капитального ремонта звеньевого пути на деревянных шпалах с очисткой балластной призмы машиной СЧ-600. Схемы расчета длины хозяйственных поездов в "окне".
  
  курсовая работа [826,2 K], добавлен 13.11.2010
  

• Капитальный ремонт железнодорожного пути

  Характеристика участка до ремонта и обоснование вида ремонта. Оценка необходимости в ремонте пути. Обоснование капитального ремонта пути на новых материалах. Календарный график ремонтного сезона. Технология организации работ, необходимое оборудование.
  
  дипломная работа [274,4 K], добавлен 09.12.2015
  

• Усиленный капитальный ремонт пути

  Изучение технологического процесса усиленного капитального ремонта пути на новых рельсах с укладкой железобетонных шпал. Рассмотрение требований безопасности к организации работ с применением путевых механизмов, ручного и механизированного инструмента.
  
  курсовая работа [44,2 K], добавлен 28.12.2011
  

• Разработка технологического процесса усиленного капитального ремонта бесстыкового пути с очисткой щебеночного балласта с применением машины ЩОМ-1200 и укладкой геотекстиля

  Суточная производительность путевой машинной станции, оценка длины фронта работ в "окно". Расчёт поправочных коэффициентов, продолжительности "окна" и расхода материалов на ремонт. Организация работ по капитальному ремонту пути и перечень потребных машин.
  
  курсовая работа [237,0 K], добавлен 10.01.2011
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам