Файл: Боченков, М. С. Расчет бесстыкового пути (учебное пособие).pdf

Здесь q — погонное сопротивление, отнесенное к рельсо­ шпальной решетке в целом, кГ/см;

Р6и— сопротивление балласта смещению шпалы попе­ рек пути, кГ;

I — расстояние между осями шпал, см.

Величина q, как и Р, в известных пределах зависит от ве­ личины смещения. В расчетах часто эту величину принимают постоянной, полагая Ябп =350—400 кГ.

Погонное сопротивление перемещению рельсо-шпальной рамы вверх. Как известно, выброс пути возможен как в гори­ зонтальной, так и в вертикальной плоскости. Выбросу пути в

I — расстояние между осями шпал, см.

Силы трения между балластом и боковыми поверхностями шпал существенно изменяются в зависимости от уплотнения балласта. В расчетах принимают TT=0-i-50 кГ при деревян­ ных шпалах и тт =50 4- 100 кГ при железобетонных шпалах. Увеличение тт при железобетонных шпалах объясняется тем, что подошва шпалы уширена по сравнению с верхней по­ стелью, в результате чего при подъеме шпалы поднимается часть балласта.

Сопротивление рельсо-шпальной рамы изгибу. Изгибу в вертикальной плоскости сопротивляется жесткость двух

где Е — модуль упругости рельсовой стали, кГ/см2; /в— момент инерции одного рельса при его изгибе в вер­

тикальной плоскости, см4.

Изгибу рельсо-шпальной рамы в горизонтальной плоскости сопротивляется жесткость самих рельсов и жесткость в узлах

8

прикрепления рельсов к шпалам. Последнее объясняется тем, что при изгибе рельсо-шпальной рамы в горизонтальной плос­ кости имеет место поворот рельсов относительно шпал (см. рис. 2). Этому повороту сопротивляется промежуточное скреп­ ление.

У

I 1 1 <

1

1

!

рельсов относительно шпал учитываются по-разному. Иногда рассматривают путь как стержень с условной жидкостью в го­ ризонтальной плоскости:

/г— момент инерции одного рельса при его изгибе в го­

=const. Иногда, что более правильно, полагают т = ф(а), т. е. принимают этот момент, зависящим от угла поворота оси рель­ са относительно оси шпалы.

9

Таким образом, имеется целый ряд различных сопротивле­ ний, препятствующих температурным деформациям рельсовых плетей бесстыкового пути. Без этих сопротивлений бесстыко­ вой путь не мог бы работать. Сопротивление существенно за­ висит от времени года, конструкции пути и в некоторой степе­ ни от величины деформаций. Кроме того, некоторые сопротив­ ления являются частично упругими.

Определение расчетных сопротивлений представляет собой довольно сложную задачу. Обычно в каждом конкретном слу­ чае сопротивления определяются экспериментально. Для вы­ полнения курсового проекта расчетные сопротивления темпе­ ратурным деформациям рельсовых плетей приведены. Если сопротивление для какой-либо конструкции не указано в дан­ ном пособии, его следует определить по вышеприведенным формулам, принимая расчетные характеристики по аналогии с рассмотренными конструкциями, или воспользоваться тех­ нической литературой.

3.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

ВРЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЯХ

Врельсовых плетях бесстыкового пути могут быть сжима­ ющие и растягивающие температурные напряжения.

Максимальные растягивающие напряжения ограничивают­ ся в основном прочностью рельсов. При очень мощных рель­ сах не исключено ограничение растягивающих напряжений по величине продольных температурных деформаций, в частно­ сти, по величине зазора в случае излома рельсовой плети.

Максимальные сжимающие напряжения ограничиваются прочностью рельсов и устойчивостью пути выбросу.

Расчет ведется методом допускаемых напряжении по фор­ мулам:

пряжения сжатия;

10

ственно в подошве и головке рельсов от воздей­ ствия поездной нагрузки;

Л'кр— критическая сила по устойчивости пути выбросу; F — площадь поперечного сечения рельсов, см2;

/<3 и К3 — коэффициенты запаса соответственно по прочно­

сти рельсов и по устойчивости пути выбросу.

При таких напряжениях в испытываемых образцах имеют ме­ сто остаточные деформации в пределах 0,2% от первоначаль­ ных.

Кромочные динамические напряжения в подошве и голов­ ке рельсов определяются расчетом пути на прочность [7, 8, 9J, который в настоящем пособии не излагается. Необходимо лишь заметить, что для расчета бесстыкового пути кромочные напряжения в подошве рельсов от воздействия подвижного со­ става должны быть определены в зимних условиях при повы­ шенном модуле упругости пути в результате смерзания балла­ ста, а кромочные напряжения в головке рельсов определяются е летних условиях. Это объясняется тем, что температурные напряжения максимальные растягивающие имеют место зи­ мой, а максимальные сжимающие — летом. От воздействия же поездной нагрузки, как известно, растягивающие напряжения наибольшей величины имеются в подошве, а сжимающие — в головке рельсов.

Коэффициент запаса по прочности -рельсов К3 в техниче­

ских условиях [10J принят равным 1,3.

Определение продольной сжимающей силы N Kp , при кото­ рой возможен выброс пути, изложено в следующем разделе. Коэффициент запаса по устойчивости пути К3 принимается

различным в зависимости от способа определения N Kp. Принятый и изложенный в настоящем пособии способ оп­

ределения наибольших температурных напряжений по прочно­ сти рельсов необходим, но его нельзя считать достаточным. Хорошо известно, что современные рельсы выходят из строя в

Ц