- •Федеральное государственное бюджетное образовательное
- •Определение среднего динамического и максимального динамического воздействия от колеса на рельс
- •Определение напряжений в элементах верхнего строения пути
- •1.4 Выводы и рекомендации
- •Определение напряжений на основной площадке и в теле землянного полотна
- •Проектирование и рачёт устойчивости пойменной насыпи
- •3.1 Определение расчетных характеристик грунтов
- •3.2 Проектирование пойменной насыпи
- •Дальше строю схемы для расчета устойчивости откоса пойменной насыпи.
- •Проектирование и расчёт дренажа выемки
- •4.1 Расчёт глубины заложения дренажа
- •4.2 Расчёт расхода воды, притекающего в дренаж
- •4.3 Расчёт пропускной способности дренажной трубы
- •Список использованных источников
Определение напряжений в элементах верхнего строения пути
При расчете рельса как балки на сплошном упругом основании система сосредоточенных колесных нагрузок заменяется эквивалентными одиночными нагрузками, соответственно при определении изгибающих моментов и напряжений в рельсах с помощью функции и при определении нагрузок и прогибов с помощью функции. Поскольку в силу случайной природы вероятный максимум динамической нагрузки расчетного колеса не совпадает с вероятным максимумом нагрузок соседних колес, то при определении эквивалентных нагрузок принимается максимальная вероятная нагрузка расчетного колеса и среднее значение нагрузок соседних колес.
Линии влияния прогибов и моментов от действия колесной нагрузки представлены на рисунке 1.
При определении эквивалентной силы за расчётную ось всегда следует принимать первую ось тележки.
При определении эквивалентной силы следует выбрать расчётную ось:
расстояние между осями в тележке локомотива:;
Выбираем расчетную ось I.
Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений в рельсах от изгиба и кручения определяется по формуле:
,
где - ординаты линии влияния изгибающих моментов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью.
Максимальная эквивалентная нагрузка для расчетов напряжений и сил в элементах подрельсового основания определяется по формуле:
,
где - ординаты линии влияния прогибов рельса в сечениях пути, расположенных под колесными нагрузками от осей экипажа, смежных с расчетной осью.
Напряжения изгиба и кручения в кромках подошвы рельса определяется по формуле:
,
где - момент сопротивления рельса относительно его подошвы при износе головки 6 мм ();
- коэффициент перехода от осевых напряжений в подошве рельса к кромочным, учитывающий действие горизонтальных нагрузок на рельс и эксцентриситет приложения вертикальной нагрузки.
- коэффициент относительной жёсткости подрельсового основания и рельса.
Таблица 4: «Сводная таблица значений эквивалентной нагрузки и кромочных напряжений»
Условие |
№ оси |
Xi |
k,см-1 |
k*Х |
РIэкв | ||||
локомотив |
лето |
1 |
0 |
0,01820
|
0 |
1 |
0,0061
|
18492,4
|
1237,52
|
2 |
300 |
5,46 |
0,0061 | ||||||
зима |
1 |
0 |
0,02047
|
0 |
1 |
1
|
30329,84 |
1804,61 | |
2 |
300 |
6,41 |
0 | ||||||
вагон 8-осный |
лето |
1 |
0 |
0,01820 |
0 |
1 |
-0,02605 |
21018,96
|
1448,89
|
2 |
185 |
3,367 |
-0,02605 | ||||||
3 |
370 |
6,734 |
0 | ||||||
4 |
555 |
10,101 |
0 | ||||||
зима |
1 |
0 |
0,02047 |
0 |
1 |
-0,0045 |
20072,79 |
1230,23 | |
2 |
185 |
3,78695 |
-0,0045 | ||||||
3 |
370 |
7,5739 |
0 | ||||||
4 |
555 |
11,36085 |
0 |
Таблица 5: «Сводная таблица значений эквивалентной нагрузки и напряжений на шпале и в балласте»
Условие |
№ оси |
Xi |
k,см-1 |
k*Х | ||||||
локомотив |
лето |
1 |
0 |
0,01820
|
0 |
1 |
-0,0003
|
18409,32
|
16,49
|
2,76 |
2 |
300 |
5,46 |
-0,0003 | |||||||
зима |
1 |
0 |
0,02047
|
0 |
1 |
1
|
30329,84 |
30,56 |
5,12 | |
2 |
300 |
6,41 |
0 | |||||||
вагон 8-осный |
лето |
1 |
0 |
0,01820 |
0 |
1 |
-0,0414 |
21391,19
|
19,17
|
3,21 |
2 |
185 |
3,367 |
-0,0414 | |||||||
3 |
370 |
6,734 |
0 | |||||||
4 |
555 |
10,101 |
0 | |||||||
зима |
1 |
0 |
0,02047 |
0 |
1 |
-0,0317 |
19976,79 |
20,13 |
3,37 | |
2 |
185 |
3,78695 |
-0,0317 | |||||||
3 |
370 |
7,5739 |
0 | |||||||
4 |
555 |
11,36085 |
0 |
Максимальные напряжения на шпале под подкладкой и напряжения в балласте на уровне нижней постели шпалыопределяются по формулам:
,
где - площадь рельсовой подкладки, см2 .
,
где - площадь полушпалы с учетом поправки на ее изгиб, см2.