4.1. Определение предельных превышений температур рельсовых плетей Δtс.О
Предельное превышение температуры для пути, имеющего совокупность указанных отступлений от норм содержания (Δtс.о) определяется зависимостью:
Δtс.о= (ΔΔtΔf – ΔΔtн.шп – ΔΔtΔσ) Kэп . (4.1)
Значения ΔΔtΔf, ΔΔtн.шп и ΔΔtΔσ определены соответственно в разделах 1.2 и 1.3.
4.2. Определение коэффициента снижения предельных превышений температур Kс.О
Коэффициент Kс.о, учитывающий необходимое уменьшение превышения температур, связанное с наличием указанным выше сочетанием отступлений от норм содержания, относительно превышения температур без отступлений от норм содержания, определяют по формуле:
Kс.о=1 – [( ΔΔtΔf – ΔΔtн.шп – ΔΔtΔσ)/ Δtуу · Kэп] . (4.2)
4.3. Определение коэффициента устойчивости Kу.С.О
Значение коэффициента устойчивости Kу.с.о, отражающего предельное состояние поперечной устойчивости бесстыкового пути при наличии сочетания отступлений от норм содержания на бесстыковом пути для Р65, ЖБ, Щ, определяют по формуле:
Kу.с.о=(0,066·Rср·Kупр· Kс.о)/ΔtЗ . (4.3)
Пример расчета
Цель расчета: определить предельное превышение температуры рельсовых плетей, допускаемое в процессе эксплуатации, коэффициент снижения предельного превышение температур, коэффициент устойчивости в месте сочетания отступлений.
Исходные данные
Количество неподбитых шпал nн.шп.=6 шт.;
угон рельсовых плетей lуч.=10 мм;
средняя стрела изгиба fср=5 мм, отклонение от средней стрелы изгиба Δfф=18 мм, фактическая хорда Lф=38 м;
tз= min tопт для климатических условий ст. Самара Куйбышевской ж.д. по ТУ-2000.
В проекте значения fср, Δfф, Lф принимают по графической диаграмме путеизмерителя КВЛ-П. Конструкция пути Р65, ЖБ, Щ.
Последовательность расчета
1. Осредненное значение радиуса круговой кривой определим по формуле (1.4):
, или
,
.
Примем для дальнейших расчетов Rср=3568 м, принятое по таблице 2.
Параметр Rmin находим по формуле (1.5):
=
.
Значение fmax, соответствующее Rmin и L=20 м, определим по формуле (1.6):
fmax=50000/ Rmin=5000/2631=19,00 мм.
Тогда отклонение от норм содержания кривой радиусом Rср определится по формуле (1.6 а)
Δf = fmax – 2 fср = 19 – 2·5 = 9,0 мм.
При отступлении от норм содержания, равном Δf, снижение предельных превышений температур рельсовых плетей рассчитываем по формуле (1.8)
ΔΔtΔf = ΔΔtΔfуд· Δf = 0,187·9,0 = 1,7 ºС.
Предельное превышение температуры рельсовых плетей для пути, имеющем отступление от fср до значения fmax находим по формуле (1.9):
=(60,6 – ΔΔtRср – ΔΔtΔf)Кэп =(60,6 – 4,7 – 1,7)∙0,92= 54,2 ºС.
Коэффициент Ко.пл, количественно оценивающий долю снижения Δtуу в местах отступления от норм содержания в плане по сравнению с превышением температур в местах без отступлений от норм, определяем по формуле (1.10):
=
.
При изменении стрелы изгиба на 1 мм изменение Ко.пл.уд (температурный эквивалент) определим по формуле (1.11):
Ко.пл.уд=1 – (0,187/ Δtуу·Кэп)=1 – (0,187/55,7·0,92)=0,0036.
При изменении стрелы изгиба на Δf = 9 мм:
Ко.пл= 1 – Ко.пл.уд· Δf =1 – 0,0036·9,0=0,97.
Значение коэффициента устойчивости Куо.пл, отражающего предельное состояние поперечной устойчивости пути при отступлениях от норм содержания в плане для Р65, ЖБ, Щ (с учетом удерживающих и сдвигающих сил), определяем по формуле (1.14):
Куо.пл=0,066 Rср.·Купр·Ко.пл./Δtф =0,066·3568·1,2·0,97/34 = 8,1;
при Δtф=tmax.max – min tопт.= 59 – 25=34 ºС.
2. При количестве неподбитых шпал nн.шп=6 необходимое снижение температуры для обеспечения устойчивости пути находим по формуле (2.1).
При R MIN = 2631 м:
ΔΔtн.шп= ΔΔtн.шп.уд nн.шп = 3,0∙6 = 18,0 ºС.
По аналогии с формулой (1.9) предельное превышение температуры рельсовых плетей для пути, имеющем nн.шп , рассчитываем по формуле (2.3):
= (60,6 – ΔΔtR.ср – ΔΔtн.шп)·Kэп = (60,6 – 4,7 – 18,0) 0,92=34,9 ºС.
По аналогии с (1.10) коэффициент Kн.шп, количественно оценивающий долю снижения ΔΔtуу при наличии неподбитых шпал, определяем по формуле (2.4):
= 1 – 18 / 55,7∙0,92 = 0,35.
Значение коэффициента K у.н.шп., отражающего предельное состояние поперечной устойчивости пути при наличии неподбитых шпал (nн.шп) для Р65, ЖБ, Щ, определяем по формуле (2.5):
K у.н.шп= 0,066·Rср·Купр·Кн.ш п /Δtф = 0,066·3568·1,2·0,35/34,0=2,9.
3. При сокращении длины контрольного участка (угоне плетей) на величину lуг = 10 мм изменение температуры закрепления определяем по формуле (3.2):
ΔΔtΔσ= ΔΔtΔσуд lуг=0,85·10=8,5 ºС.
По аналогии с формулами (1.9) и (2.1) предельное превышение температуры рельсовых плетей и при наличии сокращения их длины в процессе эксплуатации на участках между маячными шпалами находим по формуле (3.3):
ΔtΔσ = (60,6 – ΔΔtR.ср – ΔΔtΔσ.) Kэп = (60,6 – 4,7 – 8,5)∙0,92=43,6 ºС.
По аналогии с формулами (1.10) и (2.2) коэффициент KΔσ, количественно оценивающий долю снижения Δtуу при сокращении длины рельсовых плетей в процессе эксплуатации, определяем по формуле (3.4):
.
Значение коэффициента Kу.Δσ, отражающего предельное состояние поперечной устойчивости пути при сокращении длины рельсовых плетей в процессе эксплуатации для Р65, ЖБ, Щ, определяем по формуле (3.5):
Kу.Δσ=(0,066 Rср,·Купр ·KΔσ)/Δtф = (0,066·3568·1,2·0,83)/34=6,9.
4. Предельное превышение температуры для пути, имеющего совокупность указанных отступлений от норм содержания (Δtс.о), определяем зависимостью (4.1):
Δtс.о= (ΔΔtΔf – ΔΔtн.шп – ΔΔtΔσ) Kэп=(60,6 – 4,7 – 1,70 – 18,0 – 8,5 )∙0,92=25,5 ºС.
Коэффициент Kс.о, учитывающий необходимое уменьшение превышения температур, связанное с наличием указанных выше сочетаний отступлений от норм содержания, относительно превышения температур без отступлений от норм содержания, рассчитываем по формуле (4.2):
Kс.о=1 – [( ΔΔtΔf +ΔΔtн.шп+ΔΔtΔσ)/ Δtуу · Kэп]=1 – [(1,7+18,0+8,5)/55,7·0,92]=0,45.
Значение коэффициента устойчивости Kу.с.о, отражающего предельное состояние поперечной устойчивости бесстыкового пути при наличии сочетания отступлений от норм содержания на бесстыковом пути для Р65, ЖБ, Щ, находим по формуле (4.3):
Kу.с.о=(0,066·Rср·Kупр· Kс.о)/Δtф=(0,066·3568·1,2·0,45)/34=3,7.
Сделать выводы по результатам расчетов.