Забезпечення поперечної стійкості рейко-шпальної решітки проти дії поперечних сил

Поперечна стійкість рейко-шпальної решітки залежить від діючих на неї поперечних сил і від опору решітки поперечному зсуву. Опір решітки зсуву залежить від ступеня ущільненості і роду баласту, характеристик поверхонь підрейкових опор і характеру передачі навантаження на опори.

Опір рейкової колії поперечному зсуву, окрім зазначених характеристик, в значній мірі залежить ще й від бокової жорсткості скріплень.

Експериментальними дослідженнями встановлено, що опір одиночної незавантаженої шпали її переміщенню на 1 см поперек колії складає W₀₁=2000-6000 Н (200-600 кГс). Опір рейко-шпальної решітки на залізобетонних шпалах на 25-30% більше, ніж на дерев'яних шпалах.

При визначенні опору рейко-шпальної решітки під впливом на колію поїзного колісного навантаження слід враховувати як початковий опір шпал поперечним зміщенням W₀, так і сили тертя шпал по баласту під впливом вертикального осьового навантаження 2Р. Граничний опір переміщенню групи шпал в баласті W_ш, що знаходяться під впливом горизонтальної рамної сили Y_р і вертикального осьового навантаження можна визначити з формули:

, ()

де - початковий опір групи переміщуваних шпал; розрахунки і експериментальні дослідження показують, що в звичайних умовах при впливі поїзного колісного навантаження в роботі активно беруть участь тільки 6-7 суміжних шпал, які знаходяться під цим навантаженням. На основі рекомендацій Бюро експериментальних досліджень Міжнародного союзу залізниць (МСЗ) можна приймати =10 кН для колії з дерев’яними шпалами і =15 кН для колії з залізобетонними шпалами;

- значення осьового вертикального навантаження, яке слід брати рівним статичному навантаженню (збільшення опору за рахунок сил тертя від динамічних добавок від вертикальних сил можна не враховувати для запасу стійкості рейко-шпальної решітки);

- коефіцієнт тертя шпал по баласту, що залежить від стану поверхонь які труться, матеріалу баласту, його щільності, вологості, засміченості. Приймається для колії зі щебеневим баластом =0,3-0,5, для колії з піщано-гравійним баластом =0,3-0,45.

Умова забезпечення стійкості рейко-шпальної решітки буде виконуватись в тому випадку, коли максимальна рамна сила, , що передається від колісної пари на рейки не буде перевищувати граничного опору рейко-шпальної решітки поперечному зсуву W_ш, тобто повинна виконуватись нерівність:

, ()

де - коефіцієнт, що передбачає можливі зниження опору поперечному зсуву зміщенню рейко-шпальної решітки безпосередньо після ремонту колії. Звичайно приймають =0,85 з урахуванням того, що безпосередньо після ремонту опір зрушенню зменшується до величини, що складає 70-80% від початкового і він відновлюється тільки після пропуску 1,0-1,5 млн. т вантажу брутто.

Для визначення діючих на колію горизонтальних поперечних сил потрібно розглянути схеми вписування екіпажу в криву.