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 разностьнаивысшей t_{max max} и наинизшей t_{min min} температур рельса, наблюдавшихся в данной местности (при этом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участках превышаетна 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: [Δ t _з],— минимальный интервал температур, в которомокончательно закрепляются рельсовые плети, [Δ t _з] = 10°С;

[Δ t _р] — допускаемое повышение температуры рельсовпо сравнению с температурой их закрепления, определяемоеустойчивостью против выброса пути при действии сжимающих продольных сил;

[Δ t _у]— допускаемое понижение температуры рельсовыхплетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил.

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

Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей [Δ t _у] устанавливается на основании исследований устойчивостипути.

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 [Δ t _у] определяется на основании данных таблицы №4 методуказаний.

[Δ t _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 отдействия растягивающих температурных сил, возникающих мри понижении температуры рельса по сравнению с еготемпературой 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 изменениитемпературы,

σ_t = αE Δ t = 2,5 Δ t ,

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

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

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

Наибольшее допускаемое по условию прочностирельса понижение температуры рельсовой плети по сравнениюс ее температурой при закреплении определяется по формуле:

[Δ t _р] = [σ] - K_n σ_k = [σ] - K_n σ_k

αE                2,5

В данном случае понижение [Δ t _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: [Δ t _р] = 82°С; Для рельсов термоупроченных:

[Δ t _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.

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, температурызакрепления, 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 плетейдлиной 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.

Рис. 2. Диаграмма температурного режима плетей