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.

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_n σ_k = [σ] - K_n σ_k

Тогда [Т] будет равно:

[Т]= [Δ t_у]+ [Δ t_р]+ [Δ t_з]

Если условие Т_А≤ [Т] соблюдается, тогда 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] ;

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];

max t_з = t_{min min} +[Δ t_р];

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.

Р

= -34°С

=82°С

=40°С

=22°С

=48°С

=62°С

=26°С

ис. 2. Диаграмма температурного режима плетей

3. Расчеты рельсовой колеи

1. Определение возвышения наружного рельса в кривой.

2. Расчёт основных элементов для разбивки переходных кривых.

3. Определение ширины колеи в кривой.

3.1 Возвышение наружного рельса в кривой

Возвышение устраивается в кривых участках пути радиусом 4000 м и менее. Максимальная величина возвышения не должна превышать 150 мм.

Перерасчету подлежат возвышения в кривых, в которых наблюдается повышенный износ рельсов по одной из ниток, интенсивные расстройства по ширине колеи и направлению в плане, допускаемые скорости по возвышению и его отводу не соответствуют друг другу, начало и конец отводов по кривизне и возвышению не совпадают более чем на 10 м, реализуемые скорости на 10-15% отличаются от максимальных, установленных дорожным приказом, или от ранее принятых при расчете возвышения, в том числе и из-за введения длительных ограничений скорости, а также в кривых на участках запланированных капитальных работ.

Величина возвышения в круговой кривой определяется начальником дистанции пути и утверждается начальником железной дороги.

Величина возвышения в кривой, мм, определяется по следующим формулам:

для пассажирского поезда:

h_{р пас} =12,5 V²max пас/ R-115; (1)

для грузового поезда:

h_{р гр} =12,5 V²max гр/ R- 50; (2)

для потока поезда:

h_{р пот} =12,5 V²пот/R; (3)

где: Vmax пас и Vmax гр — максимальные скорости, км/ч соответственно пассажирского и грузового поезда, установленные в кривой по приказу начальника дороги;

Vпот — приведенная скорость поездопотока, км/ч;

R — радиус кривой, м.

Из полученных по формулам (1-3) величин возвышения принимается большее и округляется до значения, кратного 5 мм.

В данном случае вертикальная прямая, соответствующая кривой R=1300м пересекается с линией поездпотока. Значит расчёт возвышения наружного рельса в кривой следует вести по формуле:

Точное значение приведенной скорости поездопотока V

для расчета возвышения по формуле (3) определяется по формуле:

h =12,5 V²пр/R;

где: Vпот — приведенная скорость поездпотока