Расчет пути на прочность и устойчивость

Проскальзывание рельсов  по подкладкам происходит после преодоления  погонного сопротивления 25-30 кгс/см по одной рельсовой нити. Для этого рельсовые плети прикрепляют на каждом конце  шпалы с общим вертикальным усилием около 3000 кг. Такое прижатие рельса к подкладке обеспечивают клеммные болты, затянутые усилием, соответствующим крутящему моменту – 15 кг.м. Контроль затяжки клеммных и закладных болтов производится динамометрическим ключом.

Сопротивление путевой решетки  поперечному сдвигу обеспечивает устойчивость бесстыкового пути против выброса при ширине плеча балластной призмы не менее 25 см и проектных ее размерах. Неполная засыпка шпальных ящиков может снизить сопротивление поперечному сдвигу шпал на 20%. Сплошное уплотнение балласта трамбованием повышает это сопротивление на 20-50 %.

Сопротивление повороту шпал в горизонтальной плоскости проявляется как реактивный крутящий момент, который возникает в узлах прикрепления рельсовых плетей к шпалам при искривлении путевой решетки в плане. Сопротивление повороту возрастает с усилением затяжки гаек, закладных и клеммных болтов.

Сопротивление стыков перемещениям концов рельсовых плетей оказывает существенное влияние на работоспособность бесстыкового пути. Шестиболтовой стык, скрепленным полным количеством болтов из стали повышенной прочности, создает стыковое сопротивление 30 тс при рельсах типа Р65 и 20 тс при рельсах типа Р50. Погонные и стыковые сопротивления оказывают большое влияние на температурные перемещения концов рельсовых плетей.

Длина участка «дыхания» конца  рельсовой плети в общем случае определяется по формуле

,                                          (3.11)

где N_t– расчётные значения продольных (сжимающих или растягивающих) температурных сил в заданном районе, кгс;

α – коэффициент линейного расширения, равный 0,0000118;

Е – модуль упругости рельсовой стали, 2,1ּ10⁶ кг/см²;

F – площадь поперечного сечения рельса, см²;

Dt – перепад температуры от момента закрепления рельсовой плети до наступления экстремальных температур, °С;

R – стыковое сопротивление, кг;

r – величина летнего или зимнего погонного сопротивления, кгс/см.

В момент наступления максимальной расчётной температуры величина длины участка «дыхания» летом составляет:

  ,                                                (3.12)

Соответственно зимой  в момент наступления минимальной  расчётной температуры:

,                                             (3.13)

где t_min, t_max – экстремальные расчетные температуры рельса, °С;

t_з – температура закрепления рельсовых плетей, °С;

r_л, r_з – летние и зимние погонные сопротивления, соответственно равные 6,5 и 25 кгс/см.

1) Влияние погонного сопротивления:

для верхней границы оптимального интервала закрепления (30°С):

– при F=80,4 см²; tз=35°С; tmax=56°С; tmin= – 34°С; Rст=20000 кгс; rл=6,5 кгс/см; rз=25 кгс/см согласно формул (3.9) и (3.10):

     летом:      см;

     зимой:      см.

Аналогичные расчёты выполняются  при r_л=3,25 кгс/см; r_з=12,5 кгс/см и неизменных остальных исходных данных:

     летом:      см;

     зимой:      см.

2) Влияние стыкового сопротивления:

для верхней границы оптимального интервала закрепления (30°С):

– при F=80,4 см²; tз=35°С; tmax=56°С; tmin= – 34°С; Rст=20000 кгс; r_л=6,5 кгс/см; r_з=25 кгс/см согласно формул (3.9) и (3.10):

     летом:      см;

     зимой:      см.

– при Rст=30000 кгс; r_л=6,5 кгс/см; r_з=25 кгс/см

     летом:      см;

     зимой:      см.

– при Rст=40000 кгс; r_л=6,5 кгс/см; r_з=25 кгс/см

     летом:      см;

     зимой:      см.

По результатам расчётов построены эпюры влияния погонного (рисунок 3.3) и стыкового (рисунок 3.4) сопротивлений на температурную работу бесстыкового пути.

Рисунок 3.3 – Влияние погонного  сопротивления на температурную  работу пути

Рисунок 3.4 – Влияние стыкового  сопротивления на температурную  работу

пути

 

3.3 Особенности организации работ на бесстыковом пути

 

3.3.1 Укладка плетей бесстыкового  пути на направлении Минск - Осиповичи

 

Наряду с короткими плетями  на данном направлении эксплуатируются  и длинные плети, перечень которых представлен в таблице 3.1

 

Таблица 3.1 - Ведомость плетей длиной свыше 950 метров на Минской дистанции пути в направлении: Осиповичи-Минск

 

№ п/п	Перегон, станция	Км	путь	№ плети	Привязка	Длина плети
1	Верейцы-Талька	409-410	1гл	4097	408+639,21 410+390,43	1750,70
№ п/п	Перегон, станция	Км	путь	№ плети	Привязка	Длина плети
2	Верейцы-Талька	411-412	1гл	4115	410+440,45 411+765,45	1324,55
3	Талька-Пуховичи	414-416	1гл	4149	413+887,25 415+179,49	1298,08
4	Талька-Пуховичи	416-418	1гл	4163	415+229,51 417+053,22	1823,19
5	Талька-Пуховичи	418-419	1гл	4182	417+103,24 419+029,04	1923,98

Продолжение таблицы 3.1

№ п/п	Перегон, станция	Км	путь	№ плети	Привязка	Длина плети
6	Талька-Пуховичи	420-422	1гл	4202	419+114,58 421+253,20	2138,12
7	Талька-Пуховичи	422-423	1гл	4224	421+340,74 422+877,89	1536,67
8	Талька-Пуховичи	423-425	1гл	42310	422+927,91 424+684,85	1756,37
9	Талька-Пуховичи	425-427	1гл	4258	424+734,87 426+460,76	1725,69
10	Талька-Пуховичи	427-429	1гл	4276	426+510,78 428+286,74	1775,71
11	Талька-Пуховичи	429-430	1гл	4294	428+336,76 430+089,79	1752,59
12	Талька-Пуховичи	431-432	1гл	4312	430+139,81 431+537,59	1397,56
13	Пуховичи-Руденск	435-454	1гл	4353	434+297,75 454+000,23	19698,5
14	Руденск-Михановичи	457-458	1гл	4573	456+205,47 457+307,84	1102,67
15	Руденск-Михановичи	458-459	1гл	4584	457+357,72 458+747,28	1389,34
16	Руденск-Михановичи	460-462	1гл	4609	459+820,68 461+671,33	1850,42
17	Руденск-Михановичи	463-465	1гл	4636	462+521,75 464+573,62	2051,51
18	Руденск-Михановичи	465-467	1гл	4657	464+648,66 466+346,59	1698,28
19	Руденск-Михановичи	472-475	1гл	4721	471+019,84 474+709,57	3689,25
20	Михановичи-Колядичи	481-486	1гл	4814	480+366,68 485+340,69	4973,95
21	Колядичи-М.Южный	488-489	1гл	4886	487+590,21 488+991,14	4973,95
Направление: Осиповичи-Минск, 2 путь
22	Михановичи-Руденск	457-467	2гл	4573	456+212,19 466+361,25	10149,36
23	Михановичи-Руденск	467-468	2гл	4674	466+405,69 467+587,94	1182,25
24	Ст.Колядичи	486-487	2гл	48610	485+932,15 486+968,28	1035,86
25	Ст.Колядичи-М.Южный	488-489	2гл	4886	487+593,44 488+994,38	1400,56
26	Ст.Колядичи-М.Южный	490-429	2гл	4901	489+044,40 491+044,07	2000,80

 

На каждую плеть составляется паспорт-карточка. Паспорт-карточка плети №4721-I представлена в приложении Г

3.3.2 Особенности производства путевых работ

 

Основной особенностью работы бесстыкового пути является наличие в рельсах продольных (сжимающих или растягивающих) напряжений, возникающих из-за того, что рельсы не могут изменять свою длину при изменении температуры; эти напряжения тем больше, чем больше фактическая температура рельсов в каждое данное время отличается от температуры их при закреплении плети. Путевые работы, связанные с ослаблением сопротивления бесстыкового пути боковому и вертикальному перемещению, запрещаются. Их можно производить только в том случае, если измеренная температура рельсов соответствует температуре закрепления плети или превышает ее, но не более, чем на величину установленную для каждой из этих работ.

В технических отделах дистанции  пути и на околотках имеются графики  температурного режима рельсовых плетей. Эти графики составляются на основании расчетов по исходным данным технических указаний и представляют собой нормативы температурного режима по производству работ на каждой рельсовой плети.

При необходимости производства работ  при температуре рельса выше, чем указано в таблице, а также при большой высоте подъемки или сдвижки до их начала, необходимо сделать разрядку температурных напряжений.

Если температура рельсовых  плетей превышает температуру их закрепления менее чем на 15°С, разрешается исправлять просадки, толчки и перекосы на величину до 10 мм укладкой или заменой регулировочных прокладок. Клеммы при этом снимать нельзя. Стыки в уравнительном пролете рекомендуется разбирать только при температуре закрепления плетей. В особых случаях допускаются разборка и ослабление стыков, если температура плети отличается от температуры ее закрепления не более чем на 20°С, при этом следует ожидать изменения величины зазора примерно на 1 см. Для восстановления нормальной величины зазора необходимо с наступлением температур, соответствующих расчетному интервалу температур закрепления рельсовой плети, освободить конец плети на протяжении 40 – 50 м и после свободного изменения его длины вновь закрепить.

Путь в плане проверяют с  помощью бинокля или оптического прибора ПРП. В местах обнаруженных отклонений от правильного положения пути в плане измеряют стрелы изгиба от хорды длиной 20 м. Отклонения допускаются не более  5 мм при скоростях движения до 140 км/ч и 4 мм – при скоростях более 140 км/ч при условии их плавного нарастания (не более 1 мм на 1 м рельсовой нити). При отклонении пути в плане по обеим рельсовым нитям до 10 мм и более на длине  10 м и более при повышении температуры плети более чем на 25°С относительно температуры ее закрепления устранять угол разрешается только после разрядки температурных напряжений.

 

3.3.3 Организация контроля за состоянием бесстыкового пути

 

Во время работы должен быть организован непрерывный контроль за температурой рельсов, осуществляемый с помощью переносных термометров.

Суточные и длительные прогнозы температур рельсов должны быть вовремя сообщены руководству дистанции пути и дорожным мастерам для учета при планировании работ и принятия необходимых мер безопасности в период экстремальных температур рельсов.

Летом с наступлением температур рельсов, близких к наивысшей для данной местности, а зимой при понижении температур на 60 °С и более по сравнению с температурой закрепления или при температуре воздуха – 30 °С и ниже на весь период действия таких температур надзор за бесстыковым путем должен быть усилен. Порядок и сроки дополнительных осмотров и проверок бесстыкового пути устанавливает начальник дистанции пути.

В жаркие летние дни требуется  особенно тщательно следить за положением пути в плане. Заметные отклонения пути в плане от правильного положения на длине 8 – 15 м могут служить признаком начала выброса. При появлении летом при жаркой погоде резких углов в плане следует срочно оградить место неисправности сигналами остановки и немедленно приступить к устранению неисправности.

Зимой при низких температурах особое внимание необходимо уделять проверке рельсов, в первую очередь – в местах сварки и на протяжении 1 м в каждую сторону от них и следить за раскрытием стыковых зазоров. При зазорах, близких к конструктивным, и ожидаемом дальнейшем понижении температуры необходимо затянуть гайки клеммных, закладных и стыковых болтов на концах плети по 50 м., одну пару уравнительных рельсов заменить на удлиненные и произвести регулировку зазоров.

Для обеспечения стабильного положения  рельсовой плети, ее надежного прикрепления к шпалам, необходимо не реже двух раз в год – весной и осенью –

смазывать и подкреплять клеммные и закладные болты при помощи ПМГ, ШВ.

При отступлениях от нормативных размеров балластной призмы на протяжении 10 м должны обеспечиваться меры безопасности движения поездов в зависимости от величин отступлений и ожидаемых температур.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Организация работ по замене стрелочных переводов с применением        ресурсосберегающих технологий

4.1 Обоснование замены стрелочного перевода на деревянных брусьях    стрелочным переводом на железобетонных брусьях с очисткой

 щебеночного балласта