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

!iиft существенно различна. Температурные напряжения в рельсовых плетях бесстыкового пути изменяются чрезвычайно медленно по сравнению с изменением динамических напряже­ ний от подвижного состава. Период изменения динамических напряжений в момент прохода поезда составляет доли секун­ ды, период изменения температурных напряжений в ограни­ ченных пределах— сутки, в пределах, близких к расчетным,— год, а максимальные расчетные напряжения могут не насту­ пить за весь сро-к служ'бы рельсов.

Роль температурных напряжений в развитии усталостных дефектов в рельсах в настоящее время изучена недостаточно. Работа в этом направлении ведется.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТИЧЕСКОЙ СИЛЫ ПО УСТОЙЧИВОСТИ ПУТИ ВЫБРОСУ

участках чаще всего имеет место двухволновой или даже трехволнозой выброс с неравномерными стрелами изгиба. Стрела изгиба и длина волны зависят от жесткости рельсо-шпальной рамы, величины и характера сопротивлений, величины крити­ ческой силы, при которой произошел выброс. Обычно стрела прогиба составляет 20—40 см при длине волны 10—30 м.

Выброс в вертикальной плоскости происходит преимущест­ венно при легких типах рельсов и в настоящее время встреча­ ется редко, за исключением станционных путей, где имеется повышенное сопротивление поперечному смещению шпал в балласте. При железобетонных шпалах на перегоне верти­ кальный выброс маловероятен.

Наблюдения показывают, что выбросу пути предшествует постепенно развивающиеся искривления в пределах несколь­ ких миллиметров. Эти искривления при понижении температу­ ры могут исчезать, но могут и оставаться, постоянно увели­ чиваясь при последующих повышениях температуры. Появле­ ние искривлений, предшествующих выбросу пути, совершенно не допустимо. Наличие таких искривлений требует дополии-

12

Рис. 3

тельного расхода рабочей .силы по исправлению рихтовки пу­ ти, а если не устранить их своевременно может наступить вы­ брос пути при температуре ниже расчетной. Следовательно, чрезвычайно важно правильно определить критическую силу и установить соответствующий коэффициент запаса с тем, что­ бы при эксплуатации не только не произошло выброса пути, но и не возникли искривления, предшествующие выбросу.

Сам процесс выброса протекает довольно быстро и занима­ ет доли или единицы секунд. При этом развиваются приличные скорости и отдельные щебенки но инерции отлетают на 1—2 м.

Критическую силу, при которой происходит выброс пути, можно определить экспериментально или вычислить расчетом.

Для экспериментального определения критической силы в лаборатории бесстыкового пути Всесоюзного научно-исследо­ вательского института железнодорожного транспорта имеется специальный стенд. Он представляет собой участок пути дли­ ной 100 м, с обеих сторон которого сооружены бетонные упо­ ры, не позволяющие рельсам удлиняться при нагреве. Нагрев рельсов осуществляется электрическим током.

13

Исследования ведутся под руководством канд. техн. наук Е. М. Бромберга. Результаты этих исследований приведены на графиках рис. 4. На этих графиках показана зависимость кри­

нимается по приведенным графикам.

14

Как уже было сказано, критическую силу можно опреде­ лить теоретически. Вопросами устойчивости пути занимались многие специалисты как в Советском Союзе, так и зарубежом. Существует большое количество различных способов опреде­ ления Л>кр. У нас широкое распространение получили два спо­ соба. Первый из них разработан в сороковых годах проф. К. Н. Мищенко, второй — проф. С. П. Першиным в шестиде­ сятых годах.

В работе проф. С. П. Першина рельсо-шпальная решетка рассматривается как рама с узлами жесткости в местах при­ крепления рельсов к шпалам. Сопротивление балласта и жест­ кость узлов принимались нелинейно зависящими от деформа­ ций. Учтено влияние начальных неровностей. Решая задачу устойчивости пути энергетическим методом, проф. С. П. Пер­ шин предложил следующую формулу для определения крити­ ческой силы:

15

Определение jVkp по формуле нроф. С. П. Першина пред­ ставляет собой весьма простую задачу, необходимо лишь пра­ вильно выбрать расчетные коэффициенты. Однако расчет мо­ жно произвести для тех конструкций, для которых приведены эти коэффициенты. Не представляется возможности просле­ дить за влиянием на величину критической силы таких, на­ пример, важных расчетных характеристик, как момент инер­ ции рельса, жесткость в узлах прикрепления и др.

м уле)^)!).

Проф. К. Н. Мищенко при исследовании устойчивости пути рассматривал рельсо-шпальную решетку как стержень с по­ стоянной условной жесткостью. Сопротивление балласта при­ нималось величиной постоянной, не зависящей от деформации. Задача по отысканию критической силы решалась энергетиче­ ским методом. Им разработаны теоретически строгие и при­ ближенные формулы. Ниже приводятся приближенные форму­ лы, рекомендованные проф. К. Н. Мищенко для определения критической силы, длины и стрелы кривой выброса. Буквенные обозначения некоторых величин в этих формулах изменены в соответствии с наиболее часто встречающимися в литературе и принятыми в настоящем пособии.

16

qкр — расчетное погонное сопротивление поперечному смеще­ нию рельсо-шпальной рамы на кривом участке пути; <7пр — то же, на прямом участке пути с одинаковой характе­ ристикой, в частности с одинаковой эпюрой шпал, оп­

ределяемое по формуле (6); JV.p — критическая сила, кГ;

R — радиус кривой, см.

Определяя величину А7кр по вышеприведенным формулам, приходится прибегать к методу последовательных приближе­

ходится проводить до тех пор, пока принимаемое и получаемое в результате расчета N Kp не будут приблизительно одинако­ выми. Расхождение считается допустимым в пределах 2%.

Для расчета устойчивости в кривом участке пути целесо­ образно формулу (14) преобразовать следующим образом:

Так как формула пригодна для расчета только в горизон­ тальной плоскости, на кривой гц заменим его 'значением и по­ лучим окончательно

В этом случае сопоставляется qnp, полученное расчетом, с фактической его величиной. Допустимым считается расхож­ дение в 1,4%.

18