Комплексный расчет прочности и устойчивости бесстыкового пути

Рельсовые плети бесстыкового пути, кроме изгибных и других напряжений от воздействия колес подвижного состава, испытывают значительные температурные напряжения – сжимающие летом и растягивающие зимой. Следовательно, в рельсах необходимо иметь значительный запас прочности с учетом этих температурных напряжений.

Расчет прочности бесстыковой рельсовой плети основан на условии, что наибольшие напряжения от воздействия на путь подвижного состава и изменений температуры рельсов не превышает допустимые значения:

где σ _г-к, σ _п-к – максимальные кромочные напряжения, возникающие в головке и подошве рельса, МПа;

σ _t – напряжения рельсов от воздействия температуры, МПа;

k_н – коэффициент запаса прочности (для рельсов первого срока службы – 1, 3);

|σ _{0, 2}| – допускаемые напряжения, для новых не закаленных рельсов равно 350 МПа.

Рисунок 2.1 Эпюры нормальных напряжений в рельсах в летний и зимний период

Для прямой ,

Для кривой .

Наибольшее допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с нейтральной, при котором обеспечивается необходимый запас прочности на сжатие головки рельсов при совместном действии температурных и поездных нагрузок

Наибольшее допускаемое понижение температуры рельсов по сравнению с нейтральной, при котором обеспечивается необходимый запас прочности на растяжении подошвы рельса при совместном действии температурных и поездных нагрузок

Для прямой ,

Для кривой .

Далее выбираем значение допускаемого повышения температуры рельсов из двух значений (по прочности головки рельса и по устойчивости пути):

Для прямой ;

Для кривой .

- допускаемое изменение температуры рельса в сторону снижения.

Значение допускаемого понижения температуры рельсов принимаем из условия прочности их подошвы при растяжении:

Для прямой ;

Для кривой .