ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ УКЛАДКИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ

2.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВИЙ УКЛАДКИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ

 

Исходные данные:

·  тип рельсов Р65;

·  род балласта асбест;

·  радиус кривой 600м;

·  локомотив ВЛ23;

·  скорость движения 60 км/ч;

·  t max; max 62°C;

·  t min; min -34°C;

·  t факт -4 °C;

·  длина пути 1100м

Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [7] для данных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебаний температуры Т_А.

Если по расчету Т_А≤ [Т], то бесстыковой путь можно укладывать.

Значение Т_А определяется как алгебраическая разность наивысшей t_maxmax и наинизшей t_minmin температур рельса, наблюдавшихся 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}; Т_А= 62- (-34)= 96°С

Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов

[Т]= [Δ t_у]+ [Δ t_р]+ [Δ t_з],

где: [Δt_з],— минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляются рельсовые плети, [Δ t_з] = 10°С;

[Δt_р] — допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое устойчивостью против выброса пути при действии сжимающих продольных сил;

[Δt_у]— допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил.

 

2.1 Расчет повышений и понижений темпера туры рельсовых плетей, допустимых по условиям прочности и устойчивости

Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей [Δt_у] устанавливается на основании исследований устойчивости пути.

Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей определяется расчетом прочности рельсов, основаны на условии, что сумма растягивающих напряжений, возникающих от воздействия подвижного состава и от изменений температуры, не должна превышать допускаемого напряжения материла рельсов.

В данном случае величина [Δt_у] определяется на основании данных таблицы №4 методуказаний.

[Δt_у] = 40°С;

K_n σ_k + σ_t ≤ [σ]

где: K_n— коэффициент запаса прочности (K_n= 1,3 для рельсов первого срока службы; K_n= 1,4 для рельсов, пропустивших нормативный тоннаж);

σ_k — напряжение в кромках подошвы рельса под нагрузкой от колес подвижного состава, МПа;

σ_t — напряжение в поперечном сечении рельса от действия растягивающих температурных сил, возникающих мри понижении температуры рельса по сравнению с его температурой при закреплении, МПа;

[σ] — допускаемое напряжение (для новых незакаленных рельсов [σ] = 350 МПа, для новых термоупрочнённых — 400 МПа).

Напряжение в подошве рельса σ_k определяется по правилам расчета верхнего строения пути на прочность.

Температурное напряжение, возникающее в рельсе в связи с несостоявшимся изменением его длины при изменении температуры,

σ_t = αEΔt = 2,5 Δt,

где α — коэффициент линейного расширения (а = 0,0000118 1/град);

Е — модуль упругости рельсовой стали (Е = 210 ГПа = 2,1-10⁵ МПа);

Δt—разность между температурой, при которой определяется напряжения, и температурой закрепления плети, °С.

Наибольшее допускаемое по условию прочности рельса понижение температуры рельсовой плети по сравнению с ее температурой при закреплении определяется по формуле:

[Δt_р] = [σ] - K_nσ_k= [σ] - K_nσ_k

αE 2,5

В данном случае понижение [Δt_р] температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления для бесстыкового пути с неупрочненными рельсами первого срока службы на железобетонных шпалах и щебеночном или асбестовом балласте приведены в таблице №5 методуказаний: [Δt_р] = 82°С; Для рельсов термоупроченных:

[Δt_р] = 82 + 20 = 102°С;

Тогда [Т] будет равно:

[Т]= [Δ t_у]+ [Δ t_р]+ [Δ t_з] = 40+82–10=112°С;

Условие Т_А≤ [Т] соблюдается; 96°С< 112°С, значит при выше указанных условиях на данном участке можно укладывать бесстыковой путь.

 

2.2 Расчет интервалов закреплений плетей

Расчетный интервал закрепления плетей

 

Δ t_з =[Δ t_у]+ [Δ t_р] - [ Т_А] ;

Δ t_з = 40+82-96 = 26 °С;

Границы интерна на закрепления, т.е. самую низкую min t_з наибольшую max t_з, температуры закрепления, определяют по формулам:

min t_з= t_{max max} – [Δ t_у] = 62-40=22°С ;

max t_з= t_{min min} +[Δ t_р]=-34+82=48°С;

При укладке плетей длиной более 800 м нижняя граница интервала закрепления должна быть не менее чем на 8°С выше нижней границы, установленной для плетей обычной длины.

Диаграмма температурного режима плетей прилагается.

=26°С

=62°С

= -34°С

=48°С

=22°С

=40°С

=82°С

Рис. 2. Диаграмма температурного режима плетей