Расчетные характеристики рельса как балки лежащей на сплошном упругом основании

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПУТИ И ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

ЛЕКЦИЯ 1

Задачи расчета пути и экспериментальных исследований воздействия подвижного состава на путь

Взаимодействие пути и подвижного состава, является основополагающим процессом при движении вагонов, локомотивов и других подвижных единиц по железным дорогам. Именно он во многом определяет такие важнейшие показатели, как нагрузка на ось, статическая нагрузка вагонов, а также основу основ – безопасность движения поездов. Условия взаимодействия в системе «колесо-рельс» оказывают существенное влияние на сроки службы и организацию содержания основных устройств пути и подвижного состава, на эксплуатационные затраты железных дорог.

В основе требований предъявляемых конструкции пути лежат условия обеспечения его прочности и устойчивости, а также экономичности. Расчеты пути на прочность и устойчивость призваны решать задачу определения напряжений и деформаций возникающих в пути под воздействием проходящих поездов.

Данные расчеты производятся с учетом природных факторов, собственных напряжений и деформаций.

Таким образом, в задачи расчета входит – определение таких нагрузок и скоростей движение поездов с учетом грузонапряженности или прошедшего по пути количества грузов, при которых напряжения и деформации, возникающие в пути, не будут превосходить допустимых значений и его устойчивость будет надежно обеспечена.

Расчетами пути на прочность устанавливается целесообразный тип рельса в зависимости от эксплуатационных условий. Расчеты пути на прочность являются составной частью технико-экономических расчетов.

Расчетные характеристики рельса как балки лежащей на сплошном упругом основании

Степень упругости пути характеризуется следующими показателями:

- Ж – коэффициент жесткости, выражаемый величиной нагрузки, необходимой для получения упругой просадки на единицу длины.

В расчетах пути на прочность применяется Ж как жесткость рессорного подвешивания.

- С – коэффициент упругости выражаемый величиной упругой просадки, которую вызывает единичная нагрузка.

Возьмем абсолютно жесткий штамп приложим нагрузку Р, под действием которой штамп просядет на величину у.

При линейной зависимости между величиной нагрузки и упругой просадки у:

Р=С*у

где С – коэффициент податливости основания.

При у=1, р= С, р – единичная сила.

Данный коэффициент р характеризует степень упругости пути, величина которого зависит:

- от вида балласта;

- количества балласта;

- от степени уплотнения балласта;

- времени года;

- состояния земляного полотна.

Заменим данный штамп абсолютно жесткой шпалой с размерами:

а – длина шпалы;

в – ширина шпалы (по нижней постели).

2Р=С*у_ср*а*в

уср < ур

уср = (0, 7-0, 9)*ур

уср =0, 9* ур

Обозначим через α – коэффициент изгиба шпалы.

- для деревянных шпал α =0, 7-0, 9;

- для железобетонных шпал α =0, 9.

Тогда 2Р=С*а*в*α *у_р ,

,

При у=1

При расчетах рельса как балки лежащей на сплошном упругом основании для того, чтобы вызвать просадку подрельсового основания на единицу длины, вместо сосредоточенной силы Р прикладывают равномернораспределенную нагрузку U, которая в сумме на расстоянии между осями шпал lш составляет Р.

р=U*lш,

,

По терминологии показателей U – модуль жесткости (упругости) рельсового основания. В расчетах пути на прочность он называется модулем упругости рельсового основания и величина его зависит от типа рельсов, вида балласта, вида шпал, количества шпал на 1 км пути. Величина данного модуля табулирована в зависимости от перечисленных показателей. таблица.bmp