Лекція №8, 9

Теорія перехідних кривих. Розрахунки по встановленню параметрів перехідних кривих.

Теорія перехідних кривих

Перехідні криві призначені для сполучення прямих ділянок і кругових кривих залізничної колії, а також кругових кривих різного радіуса між собою. Можна не влаштовувати перехідні криві у випадку сполучення прямих з круговою кривою радіусом 3000 м і більше, або двох кругових кривих при різниці в їх кривизні не більше 1/3000.

Перехідні криві повинні забезпечувати:

плавний перехід рухомого складу з одної ділянки на іншу, тобто відсутність раптової появи відцентрових сил в зоні переходу;
плавний відвід підвищення зовнішньої рейки і розширення колії в кривій.

Схема перехідної кривої з ув’язкою з відводом підвищення зовнішньої рейкової нитки і зміною відцентрової сили представлені на рис.1

В межах перехідної кривої плавно наростає кривизна колії за рахунок зміни змінного радіусу від  до R. В межах перехідної кривої плавно наростає підвищення від 0 до h. Робиться відвід уширення колії, якщо звичайно в межах кривої воно потрібне. Враховуючи те, що відцентрова сила є обернено пропорційна радіусу, то на ППК вона дорівнює нулю а в межах кругової кривої . Змінна кривизна, відвід підвищення та ширина колії в межах перехідної кривої викликають силові фактори, яких нема в інших ділянках колії.

Основні вимоги до устрою та утримання перехідних кривих зводяться до того, щоб силові фактори, які появляються, розвиваються і зникають (прискорення, сили та моменти) в межах довжини перехідної кривої змінювались постійно і монотонно з заданим графіком, а в початку та в кінці перехідної кривої були рівні нулю, що забезпечується при дотриманні вимог, які приведені в таблиці 2.2.

Перші три вимоги – це монотонність ординат у перехідної кривої, кута повороту φ, та кривизни к є очевидними. Згідно цих вимог приведені параметри повинні бути рівні нулю в ППК. Четвертою є вимога криволінійності відводу підвищення зовнішньої рейки і переходу по дотичній до положення зовнішньої рейкової нитки на прямій та круговій кривій. Схема положення рейкових ниток на перехідній кривій приведена на рис.2.20

При цьому

Так як по умові в ППК та в КПК , то в цих точках повинно бути також .

П'ята умова забезпечує виконання вказаних раніше вимог по відношенню до додаткових силових факторів.

Виконання всіх п’яти вимог забезпечує найкращій прохід рухомого складу по кривим, що особливо важливо при високих швидкостях.

Практично ці вимого приводять до проектування таких перехідних кривих, у яких графік кривизни та підвищення має полярну симетричну чи можна сказати S подібну форму. В середині криволінійного відводу виникає ухил в 1,5-2 рази більший чим при прямолінійному відводі підвищення. Крім того, в таких випадках потрібні невеликі зсуви кругових кривих для влаштування перехідних, що може бути потрібним в стислих умовах. Однак розбивка та утримання таких кривих вимагають більш високої точності, чим при дотриманні чотирьох чи трьох умов.

При виконання трьох умов зміна кривизни та відводу підвищення є прямолінійним.

Відцентрова сила, яка виникає в любій точці перехідної кривої повинна урівноважуватись доцентровою, яка виникає за рахунок наявності підвищення. Ця вимога буде виконуватись якщо кривизна ПК буде наростати пропорційно росту підвищення, а при лінійному відводі підвищення і пропорційно довжині перехідної кривої, так як :

Підставивши h в формулу довжини отримуємо . Позначимо - називається фізичним параметром перехідної кривої.

При цьому формула прийме вид .

При лінійному законі зміни кривизни і підвищення зовнішньої рейки, прийнятому на наших залізницях, перехідна крива описується рівнянням радіоідальної спіралі.

(5.1)

де - довжина перехідної кривої від її початку;