СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА (МИИТ)»
Институт пути, строительства и сооружений (ИПСС) Кафедра «Путь и путевое хозяйство»
Практические работы
по дисциплине «Пути сообщения»
Выполнил студент группы ВЭМ - 211 Проверил доцент Фроловский Ю.К.
Москва 2019 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Практическая работа №4 Расчет условий укладки бесстыкового пути........ 3
Практическая работа №4
Расчет условий укладки бесстыкового пути
Цель работы: Ознакомиться с принципами расчетов бесстыкового пути. Расчет повышений и понижений температуры рельсовых плетей,
допустимых по условиям их прочности и устойчивости
Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [T] для данных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебаний температуры TА.
Если TА< [T], то бесстыковой путь можно укладывать.
Значение TА определяется как алгебраическая разность наивысшей tmaxmax и наинизшей tminmin температур рельса, наблюдавшихся в данной местности (при этом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участках превышает на 20 0С наибольшую температуру воздуха)
TА =t maxmax - t minmin .
|
|
|
Расчетные максимальные и минимальные температуры рельсов в различных пунктах железнодорожной сети приведены в Приложении 11 [1].
Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов
[T] = [Δtу] + [Δtр] - [Δtз],
где [Δtу] - допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое устойчивостью пути против выброса при действии сжимающих продольных сил;
[Δtр] - допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил;
[Δtз] - минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляются плети; по условиям производства работ для расчетов он обычно принимается равным 100С, но при необходимости его можно уменьшить до 50С, если предусматривать закрепление плетей осенью, в пасмурную погоду, в ранние утренние или вечерние часы, когда температура рельсов в процессе закрепления
изменяется медленно, или когда плети планируется вводить в расчетный интервал температур с применением принудительных средств (растягивающие приборы, нагревательные установки).
Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей [Δtу] устанавливается на основании теоретических и экспериментальных исследований устойчивости пути. Данные для уложенных вновь или переложенных повторно с переборкой рельсошпальной решетки рельсовых плетей при различных конструкциях верхнего строения пути приведены в таблице 1 (таблица П.6.1) [1].
|
|
|
Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей
определяют расчетом прочности рельсов, основанным на условии, что сумма растягивающих напряжений, возникающих от воздействия подвижного состава и от изменений температуры, не должна превышать допускаемое напряжение материала рельсов
кп sк + s t ≤ [s ] ,
где кп - коэффициент запаса прочности (кп = 1,3 для рельсов первого срока службы и старогодных рельсовых плетей, прошедших диагностирование и ремонт в стационарных условиях или профильное шлифование и диагностирование в пути; кп = 1,4 для рельсов, пропустивших нормативный тоннаж или переложенных без шлифования);
sк - напряжения в кромках подошвы рельса от изгиба и кручения под нагрузкой от колес подвижного состава, МПа;
s t - напряжения в поперечном сечении рельса от действия растягивающих температурных сил, возникающих при понижении температуры рельса по сравнению с его температурой при закреплении, МПа;
|
|
|
[s] - допускаемое напряжение, МПа (для термоупрочненных рельсов [s ] = 400 МПа).
Таблица 1 - Допускаемые повышения температур рельсовых плетей
 |
Напряжения в подошве рельса sк определяют по правилам расчета верхнего строения пути на прочность. При этом модули упругости подрельсового основания зимой при деревянных шпалах Uдз , МПа принимают равными 40 и 50 МПа; при железобетонных шпалах Uжбз , МПа с резиновыми и резинокордовыми прокладками - 120 и 130 МПа (соответственно при 1840 и 2000 шпал на 1 км).
Температурное напряжение, возникающее в рельсе в связи с несостоявшимся изменением его длины при изменении температуры
s t = α EΔt »2,5Δt ,
где α - коэффициент линейного расширения рельсовой стали (α = 0,0000118 1/град);
Е - модуль упругости рельсовой стали (Е = 210 ГПа = 2,1*105 МПа);
Δt - разность между температурой, при которой определяется напряжение, и температурой закрепления плети на шпалах, °С.
Наибольшее допускаемое по условию прочности рельса понижение температуры рельсовой плети по сравнению с ее температурой при закреплении:
 |
В соответствии с указанным порядком расчета определены и приведены таблице П.6.2 [1] допускаемые по условию прочности понижения [Δtp] температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления для бесстыкового пути с термоупрочненными рельсами типа Р65 первого срока службы на железобетонных шпалах и щебеночном или асбестовом балласте в зависимости от типа обращающихся локомотивов, реализуемой скорости движения и радиусов кривых.
|
|
|
При промежуточных значениях радиусов величины [Δtp] определяются интерполяцией.
Расчет интервалов закрепления плетей
Расчетный интервал закрепления рельсовых плетей:
Δtз = [Δtу] + [Δtр] - ТА.
Границы расчетного интервала закрепления, т.е. самую низкую (min tз) и самую высокую (max tз) температуры закрепления, определяют по формулам:
min tз = tmaxmax – [Δtу];
max tз =[Δtр] + tminmin.
Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределах расчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полного соблюдения требований Инструкции, касающихся конструкции и содержания бесстыкового пути. При этом следует учитывать, что закрепление плетей при очень высоких температурах может в отдельных случаях привести к образованию большого зазора при сквозном изломе плети или к разрыву болтов в стыках уравнительных пролетов при отрицательных температурах рельсов.
Пример расчета
Требуется проверить возможность укладки бесстыкового пути из новых термоупрочненных рельсов типа Р65 с железобетонными шпалами, скреплением КБ и щебеночным балластом на блок-участке длиной 2000 м Дальневосточной железной дороги, где имеются две кривые радиусом 800 м и 400 м, и установить режимы его укладки при обращении электровозов ЧC4т с максимальной скоростью 140 км/ч.
Наибольшая температура рельсов tmaxmax = +550С, наименьшая tminmin= -52°С,
наибольшая температурная амплитуда TА= 1070С.
По таблицам П.6.1, П.6.2 [1] определяем допускаемое повышение Δtу и понижение Δtр температуры рельсов и их амплитуды для каждого из элементов плана:
[T] = [Δtу] + [Δtр] - 10;
для прямых участков - v= 140 км/ч: Δtр = 89°С, Δtу = 54°С, [Т] = 133°С;
для кривой радиусом 800 м - v = 130 км/ч: Δtр = 87°С, Δtу = 47°С, [T] = 124°С;
для кривой радиусом 400 м - v= 95 км/ч: Δtр = 90°С, Δtу = 37°С, [T] = 117°С.
Для всех элементов плана [T] >TA, т.е. укладка названной выше конструкции бесстыкового пути возможна.
Границы расчетного интервала закрепления, т.е. самую низкую (min tз) и самую высокую (max tз) температуры закрепления, определяют по формулам:
min tз = tmaxmax – [Δtу];
max tз =[Δtр] + tminmin.
Для прямых участков min t3 = 55 - 54 = 10С; max t3 = 89 - 52 = 370С;
для кривой радиусом 800 м
min t3 = 55 - 47 = 80C,
max t3 = 87 - 52 = 350С;
для кривой радиусом 400 м
min t3 = 55 - 37 = 180С;
max t3 = 90 - 52 = 380С.
При определении расчетного интервала для всей плети длиной 2000 м принимается наибольшее значение min tз и наименьшее max t3. Отсюда tmin =180С и tmax = 350C. В соответствии с таблицей 2 (таблица 3.1) [1] оптимальный интервал температуры закрепления для плети составляет 30±50С, он попадает в верхнюю часть расчетного интервала.
Таблица 2 - Оптимальные температуры закрепления плетей в дирекциях инфраструктуры
| № | Дирекция инфраструктуры | Оптимальная температура закрепления плетей tопт, 0С |
| 1 | Октябрьская | 30±5 |
| 2 | Калининградская | 30±5 |
| 3 | Московская | 30±5 |
| 4 | Горьковская | 30±5 |
| 5 | Северная | 30±5 |
| 6 | Северо-Кавказская | 35±5 |
| 7 | Юго-Восточная | 35±5 |
| 8 | Приволжская | 35±5 |
| 9 | Куйбышевская | 30±5 |
| 10 | Свердловская | 30±5 |
| 11 | Южно-Уральская | 30±5 |
| 12 | Западно-Сибирская | 30±5 |
| 13 | Красноярская | 30±5 |
| 14 | Восточно-Сибирская | 30±5 |
| 15 | Забайкальская | 30±5 |
| 16 | Дальневосточная | 30±5 |
Итог расчета: укладка бесстыкового пути на блок-участке возможна. Плети должны быть закреплены в интервале от +30 до +350С, что соответствует оптимальной температуре закрепления плети для рассматриваемых условий.
Если по расчету получается ТА>[T], то значение [T] можно повысить при использовании следующих резервов:
а) за счет снижения скоростей движения поездов в период действия особо низких температур, повторяемость которых ничтожно мала, можно увеличить значение [Δtр].
Для этого определяется минимально необходимое значение допускаемого изменения температуры рельсов по условию прочности [Δt’р]
[Δt’р] = TA - [Δtу] + [Δtз].
и по полученному значению [Δt’р] по таблице П.6.3 [1] определяется наибольшая допускаемая скорость движения локомотива в период действия низких температур.
Целесообразность временного понижения скорости движения поездов устанавливается региональной Дирекцией инфраструктуры;
б) за счет увеличения [Δtу] путем укладки шпал с повышенным сопротивлением сдвигу поперек оси пути или омоноличивания наружного плеча и откоса балластной призмы.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Инструкция по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути, утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 14.12.2016 г. № 2544р.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 351; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!