Розрахунок верхньої будови колії (147857)

Посмотреть архив целиком










Розрахунок верхньої будови колії




Вступ


Рейки, укладені на підрейкову основу паралельно одна одній на строго визначеній відстані між ними створюють рейкову колію. Рейкова колія призначена для направлення коліс рухомого складу при їх русі. Рейкова колія характеризується своєю шириною, положенням рейкових ниток по рівню і підуклонкою рейок.

В сучасних умовах роботи залізничного транспорту працівники колійного господарства використовують нові ресурсозберігаючі технології при ремонтах колії, проводять реконструкцію колійного розвитку станцій з укладанням стрілочних переводів на залізобетонних брусах, готують колію для підвищення швидкостей руху поїздів на напрямках міжнародних залізничних транспортних коридорів, ефективно ведуть машинізоване поточне утримання безстикової колії, в тому числі з довгими рейковими плітями, підвищують терміни служби елементів верхньої будови колії. Зниження обсягів перевізної роботи і вантажонапруженості, наступне збільшення міжремонтних термінів і періодичності ремонтів колії викликає необхідність зміни підходів до організації утримання і ремонтів колії та підвищення її надійності.




1. Розрахунок елементів ВБК на міцність колії


1.1 Визначення вертикальних динамічних сил


Для цього встановимо усі технічні характеристики та задані умови, а саме:

Локомотив ТЭП-10

  • конструктивна швидкість –

  • статичне навантаження -

  • жорсткість ресорного підвішання -

  • діаметр колеса по кругу кочення -

  • послідовні відстані між осями колісних пар у вогонній тележці-

Тип рейок-Р65

Приведений знос – 9 мм

Шпали – дерев′яні


Тип скріплення – ДО

Товщина баластного шару – 40 см.

Визначимо максимальний прогин ресор:

За розрахункове динамічне навантаження приймається максимальне імовірне значення від сукупності впливу постійної статичної і змінних динамічних сил:



де:середнє значення динамічної сили;

нормуючий множник (рівний – 2,5) для заданого рівня імовірності

Ф=0,994.



де:статичний тиск колеса на рейку;

середнє значення сили інерції, що викликається коливанням надресорної будови:



Для всіх інших сил інерції середні значення рівні нулю:



Сумарне середньоквадратичне відхилення визначається з формули:


,


Середньоквадратичне відхилення додаткової вертикальної сили від коливання надресорної будови приймається рівним:

Середньоквадратичне відхилення сили інерції, в (кН), що виникає під час руху колеса по ізольованій нерівності на колії, визначається з формули:



де:

швидкість руху.

модуль пружності підрейкової основи.

відстань між осями шпал, при епюрі 1680 шп. на км.

коефіцієнт, що враховує вплив типу баласту, в нашому випадку це

щебінь.

коефіцієнт, що враховує вплив типу рейок, в нашому випадку це

Р65.

коефіцієнти, що враховують вплив типу шпал на

утворення нерівностей, в нашому випадку це залізобетон.

момент інерції рейки відносно горизонтальної осі.

модуль пружності рейкової сталі, кг/см. кв.

вага нересорної частини.

Середньоквадратичне відхилення сили інерції, в(кН), що виникає від колеса з ізольованої нерівності на поверхні кочення, визначається з формули:



де:

- коефіцієнти, що враховує вплив маси колії на взаємодію, в

нашому випадку для колії на дереві.

безрозмірний прогин.

розрахункова глибина ізольованої нерівності (для локомотива на підшипниках кочення).

Середньоквадратичне відхилення сили інерції, в (кН), під час руху по шляху колеса з безперервною нерівністю, визначається з емпіричної формули:


Сумарне середньоквадратичне відхилення визначимо так:



Отже,


1.2 Вибір розрахункової осі екіпажу



Для того щоб визначити величини потрібно визначити значення .

, а відповідно , .

, а відповідно , .

Визначимо максимум завантаження лінії впливу моментів , та максимум завантаження лінії впливу поперечних сил .Отже,

Визначимо максимальне еквівалентне навантаження для розрахунків

напружень в рейках від дії згинаючого моменту за формулою:




Для того щоб визначити величини потрібно визначити значення .

, а відповідно , .

, а відповідно , .

Визначимо максимум завантаження лінії впливу моментів , та максимум завантаження лінії впливу поперечних сил .Отже,



Визначимо максимальне еквівалентне навантаження для розрахунків

напружень в рейках від дії згинаючого моменту за формулою:




Отже приймаємо:



Визначимо згинальний момент та силу тиску рейки на опору

за такими формулами:



Визначимо ординату лінії впливу прогинів , за формулою:





1.3 Розрахунок напружень у рейках, шпалах, баласті


Визначимо напруження в рейках по осі головки та підошви від дії

згинаючого моменту за наступними формулами:



Визначимо напруження в кромках підошви рейки та головки від вигину

та кручення за наступними формулами:



Де – коефіцієнт, що


враховує перехід від осьових напружень в головці (в кривій ділянці колії).

Визначимо напруження зминання в шпалах під підкладкою та

напруження стиску в баласті під шпалою за наступними формулами:



де площа підкладки в см. кв.



Порівняємо отримані розрахункові напруження в елементах ВБК із

допустимим напруженнями:

так 180,456 МПа< 265МПа;

так 186,498МПа< 265МПа;

так 1,001МПа < 1,6МПа;

так 0,18 МПа < 0,42 МПа;

Таким чином отримано, що розрахункові напруження в усіх елементах ВБК не перевищують допустимих значень. По міцності прийнятий тип ВБК ланкової колії задовольняє заданим умовам.




2. Розрахунок напружень на основній площадці земляного полотна


Напруження на основній площадці земляного полотна для точки, що знаходиться під віссю розрахункової шпали визначаються за формулою:



Де напруження від впливу розрахункової шпали під віссю на глибині h від нижньої постелі

напруження в тій самій точці від впливу однієї сусідньої шпали;

те саме від впливу іншої сусідньої шпали.

Кожне з цих напружень є функція від напружень в баласті, відповідно:

Під розрахунковою шпалою, розташованою ліворуч і під шалою,

розташованою праворуч від розрахункової.



Визначимо силу тиску рейки на опору в розрахунковому перерізі:



Отже сила тиску рейки на опору по сусідній шпалі становитиме:



Визначимо напруження у баласті:



Визначимо напруження на глибині баластного шару:



Напруження на основній площадці земляного полотна для точки, що знаходиться під віссю розрахункової шпали визначаються за формулою:



Порівняємо отримані розрахункові напруження стискання грунту на основній площадці земляного полотна з допустимими напруженням:

так 0,0636 МПа < 0,1 МПа;

Таким чином, розрахункові напруження на основній площадці земляного полотна не перевищують допустимих значень, тобто прийнятий тип ВБК відповідає заданим експлуатаційним умовам.




3. Розрахунок ВБК на міцність з використанням ПК


Всі розрахунки розділів 1 та 2 для різних швидкостей руху було проведено на ПК для прямої і кривої ділянки колії для літніх та зимових умов експлуатації.

Результати цих розрахунків наводяться далі.




4. Аналіз отриманих напружень в елементах ВБК та побудова графіків залежності напружень від швидкості руху.


Для встановлення відповідності заданої конструкції колії умовам експлуатації потрібно порівняти отримані напруження в елементах ВБК з допустимими напруженнями в цих елементах.


Напруження в елементах ВБК

Умови експлуатації

Напруження

Літо,

крива

Літо,

пряма

Зима,

крива

Зима,

пряма

Допустимі

напруження, МПа

Напруження в кромках підошви рейки

180,88

135,36

179,58

134,39

265

Напруження в кромках головки рейки

186,87

164,11

185,53

162,93

265

Напруження в шпалах

1,011

1,011

1,101

1,101

1,6

Напруження в баласті

0,1801

0,1801

0,1960

0,1960

0,42

Напруження на основній площадці

0,06405

0,06405

0,06890

0,06890

0,1


Случайные файлы

Файл
101199.rtf
1625.rtf
118714.rtf
48853.rtf
153359.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.