Расчет пути на прочность и устойчивость

В периоды сильных  дождей, во время пропуска весенних и ливневых вод, метелей, роста и осадки пучин бригадир пути проводит специальные дополнительные осмотры и проверки пути и сооружений.

По графику, утвержденному  начальником дистанции пути, дорожный мастер и бригадир пути сплошь осматривают рельсы, шпалы, скрепления и стрелочные переводы.

Бригадиры пути сопровождают путеизмерительные и дефектоскопные тележки. Дорожный мастер сопровождает вагон-путеизмеритель. Один раз в месяц бригадир пути обязан совместно с электромехаником СЦБ проверять состояние рельсовых цепей.

Работа путеизмерительных  вагонов осуществляется на основании  графика, утвержденного заместителем начальника дороги с таким расчетом, чтобы основные направления дороги проверялись не реже двух раз в месяц, а остальные – не реже одного раза в месяц. Аналогично планируется и работа вагонов-дефектоскопов. Путеизмерительными и дефектоскопными тележками проверяют путь на основании графика начальника дистанции пути.

 

Таблица 2.7 – Сварки рельсов в пути, наплавки крестовин

Околотки	Сварка рельсов в пути	Наплавка крестовин
ПД – 1	1,0	2
ПД – 2	0,5	4
ПД – 3	1,0	3
ПД – 4	3,0	1
ПД – 5	3,0	1
ПД – 6	3,0	1
ПД – 7	3,0	1
ПД – 8	3,0	2
ПД – 9	3,0	1
ПД – 10	3,0	2
ПД – 11	1,0	2
ПД – 12	1,0	3
ПД – 13	1,5	3
ПД – 14	1,0	3
ПД – 15	1,0	3
ПД – 16	0,5	3
ПД – 17	0,5	3
ПД – 18	-	-
ПД – 19	-	-

 

Таблица 2.7 – Список смены стрелочных переводов

№ п/п	Станция	№ стр.пер	Тип, марка до замены	Тип, марка после замены	Количество	Исполнитель
1	Минск-Сорт.	59	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-14
2	Минск-Сорт.	47	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-14
3	Минск-Сорт.	15	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-14

Продолжение таблицы 2.7

№ п/п	Станция	№ стр.пер	Тип, марка до замены	Тип, марка после замены	Количество	Исполнитель
4	Минск-Сорт.	19	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-14
5	Минск-Сорт.	46	Р-65 1/9	Р-65 1/9	1	ПД-3
6	Минск-Сорт.	82	Р-50 1/9	Р-50 1/9	1	ПД-3
7	Минск-Сорт.	176	Р-65 1/9	Р-65 1/9	1	ПД-2
8	Минск-Пасс.	45/47	Р-50 1/9	Р-50 1/9	1	ПД-12
9	Минск-Пасс.	89/91	Р-50 1/9	Р-50 1/9	1	ПД-12
10	Минск-Пасс.	17	Р-50 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-12
11	Минск-Южный	14	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-12
12	Минск-Южный	13	Р-50 1/11	Р-50 1/9	1	ПД-12
13	Минск-Вост.	5	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-1
14	Минск-Вост.	1	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-1
15	Степянка	13	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-16
16	Степянка	47	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-16
17	Степянка	68	Р-50 1/9	Р-50 1/9	1	ПД-16
18	Асеевка	2	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-11
19	Асеевка	3	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-11
20	Асеевка	4	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-11
21	Талька	4а	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-7
22	Пуховичи	1	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-8
23	Помыслище	35	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-15
24	Помыслище	22	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-15
25	Дегтярёвка	5	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-17
26	Фаниполь	17	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-4
27	Койданово	17	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-5
28	Ждановичи	2	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-13
29	Ждановичи	4	Р-65 1/11	Р-65 1/11	1	ПД-13
Итого:					29 комплектов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Особенности содержания  бесстыкового пути

 

3.1 Температурная работа бесстыкового пути

 

При повышении температуры  рельсовых плетей по сравнению с  температурой, при которой они были закреплены, возникают продольные температурные силы сжатия, которые могут создавать опасность выброса рельсошпальной решетки, а в некоторых случаях вызвать перенапряжение в головке рельса. Поэтому фактические сжимающие силы в процессе эксплуатации бесстыкового пути не должны превышать допустимых.

При понижении температуры  рельсовых плетей появляются растягивающие температурные усилия, которые могут привести к разрыву рельсовых плетей зимой. Необходимо создать условие [s] ≥ sт + 1,3s_к, чтобы фактические напряжения от поездной нагрузки и от температуры не превышали допускаемых.

Допускаемые перепады температуры:

– на сжатие по условию прочности подошвы рельсов:

  ,                                              (3.1)

– на растяжение по условию  прочности подошвы рельсов:

.                                              (3.2)

Нижняя и верхняя  границы закрепления рельсовых плетей определяются графически.

Интервал закрепления  рельсовых плетей бесстыкового пути составляет:

.                                                      (3.3)

N_cж – наибольшая допускаемая по условию прочности рельсов при сжатии температурная сила, возникающая в пути в момент наступления максимальной расчётной температуры, кгс.

Допустимая сжимающая  сила определяется по формуле

.                                            (3.4)

N_рас – наибольшая допускаемая по условию прочности рельсов при растяжении температурная сила, возникающая в пути в момент наступления минимальной расчётной температуры, кгс.

Допустимая растягивающая  сила определяется по формуле

.                                        (3.5)

Допустимая сжимающая  сила, по условию устойчивости определяется по формуле

.                                                     (3.6)

Допустимая сила, действующая  в рельсе на протяжении года определяется согласно формуле

,                                           (3.7)

где Т_А – годовая амплитуда температур,°С.

Наибольшая фактически наблюдавшаяся  в данной местности амплитуда  колебаний температуры, °С, определяется по формуле

,                                                (3.8)

где t_max – наибольшая для данной местности температура рельсов, для Осипович t_max=56°С. [2]

t_min – наименьшая для данной местности температура рельсов, для Осипович t_min= – 34°С. [2]

Пользуясь вышеизложенной методикой, производим расчет значений для выбранного экипажа 2ТЭ10Л.

При = 1067 кгс/см²  , согласно формул (3.1),(3.4), получаем:

°С,

кгс.

При = 1040 кгс/см²  , согласно формул (3.2),(3.5), получаем:

°С;

кгс.

Зная минимальное значение Р_К=202051 кгс/см и пользуясь формулой (3.6), получаем:

кгс; 10 °С, 54°С.

Подставляя значения 56°С и – 34°С в формулу (3.8), получаем:

°С.

Тогда кгс.

По значениям, определенным выше строим диаграмму температурной работы для прямого участка пути (рисунок3.1).

Рисунок 3.1 – Диаграмма  температурной работы для прямого  участка пути

 

Произведя анализ диаграммы, определим расчетный интервал закрепления рельсовой плети (Δt = 54 – 10 = 44°С). Оптимальный интервал закрепления рельсовых плетей для климатического пояса, в который входит территория Беларуси находится в границах от 25°С до 35°С.

Запас температурных сил на сжатие рельсовой плети, кгс, создаваемый при закреплении рельсов в пути на постоянный режим эксплуатации в пределах оптимального температурного интервала закрепления, находящегося внутри расчётного температурного интервала, вычисленного по формуле

N_сж =2×25F( – );                                        (3.9)

Запас температурных сил на растяжение рельсовой плети, кгс, создаваемый при закреплении рельсов в пути на постоянный режим эксплуатации в пределах оптимального температурного интервала закрепления, находящегося внутри расчётного температурного интервала, вычисленного по формуле

N_раст =2×25F( – ).                                      (3.10)

Подставляя значения получаем:

– = 25°С:

= 2·25·80,4·(54 – 25) = 116580 кгс

= 2·25·80,4·(25 – 10) = 60300 кгс

– = 35°С:

= 2·25·80,4·(54 – 35) = 76380 кгс

= 2·25·80,4·(35 – 10) = 10500 кгс.

Т.е. при закреплении  плетей бесстыкового пути в пределах оптимального интервала температур, можно достичь запасов:

 на сжатие от 60,3 тс (при  =25°С) до 105,00 тс ( =35°С) и на растяжение от 76,38 тс ( =35°С) до 116,58 тс ( =25°С).

Аналогичный расчет произведем для  кривой радиусом 1000 м:

При = 1054 кгс/см², = 1022 кгс/см², Р_К=208938 кгс/см по формулам (3.1) – (3.8), получаем:

°С,

кгс,

°С,

кгс.

кгс; 8 °С, 55°С.

°С.

кгс.

По значениям, определенным выше строим диаграмму температурной  работы для кривой радиусом 1000 м (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 – Диаграмма  температурной работы для кривой радиусом 1000 м

 

Таким образом, при закреплении плетей бесстыкового пути в пределах оптимального интервала температур, можно достичь запасов на сжатие от 68,34 тс (при =25°С) до 108,54 тс ( =35°С) и на растяжение от 80,40 тс ( =35°С) до 120,60 тс ( =25°С).

 

3.2 Влияние погонного  и стыкового сопротивлений на  температурную 

работу бесстыкового пути

 

Наличие в бесстыковом пути значительных продольных сил, возникающих при изменениях температуры и проходе поездов, требует, чтобы по всей длине рельсовых плетей действовали противоположно направленные силы, препятствующие перемещениям пути в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Различают следующие  основные виды сопротивлений: сопротивление  продольному сдвигу всей путевой решетки в балласте, сопротивление поперечному горизонтальному смещению путевой решетки в балласте, сопротивление подъему путевой решетки в балласте, сопротивление сдвигу концов рельсовых плетей в накладках (стыковое сопротивление).

Сопротивление продольным деформациям пути обеспечивает наличие  погонных сопротивлений сдвигу путевой решётки (вместе со шпалами) вдоль пути (летом) r_л и (зимой) r_з, кгс/см, и сопротивление сдвигу концов рельсовых плетей в накладках (стыковое сопротивление) R_ст, кгс. Весной, летом и осенью могут происходить перемещения за счет недостаточной связи шпал с балластом. После ремонта и выполнения других путевых работ балласт определенное время остается неуплотненным. Норма принимаемого для расчета погонного сопротивления сдвигу шпал щебеночного балласта вдоль пути – 13 кгс/см при 1840 и 14 кгс/см при 2000 шпал/км.