Бесстыковой путь в метрополитенах. 3. Технология укладки бесстыкового пути. Сравнительный анализ с укладкой на магистральных линиях оао ржд
 Скачать 272.32 Kb.
|
 Т, то бесстыковой путь можно укладывать.Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов определяется по формуле: Т = Δty + Δtp – Δt3 где [Δtу] - допускаемое повышение температур рельсов по сравнению с температурой их закрепления, определяемое устойчивостью пути против выброса при действии сжимающих продольных сил; [Δtр] - допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих сил; [Δtз] - минимальный интервал температур, в котором окончательно закрепляется плети, по условиям производства работ; для расчётов он обычно принимается равным 10°С, но при необходимости его можно уменьшить до 5°С, если предусматривать закрепление плетей осенью, в пасмурную погоду, когда температура в процессе закрепления изменяется медленно. Наличие в плетях больших сжимающих (в летний период) и больших растягивающих (в зимний период) сил предъявляет повышенные требования как к конструкции, так и к нормам укладки, содержания и ремонта бесстыкового пути. Основными из них являются: в летний период эксплуатации – обеспечение устойчивости бесстыкового пути, в зимний период – обеспечение прочности пути, под которым подразумевается прежде всего прочность рельсов, исключение, в случае излома плети, образования большого зазора, опасного для прохода поезда и исключение разрывов стыков в уравнительных пролетах. Выполнение приведенных требований должно обеспечиваться при соблюдении действующих норм укладки, содержания и ремонта существующей конструкции бесстыкового пути. Устойчивость бесстыкового пути обеспечивается (гарантируется) на участках, где температура закрепления плетей (t3) соответствует оптимальной температуре из закрепления (tопт ± 5оС), приведенной в таблице 1, прикрепление рельсов к шпалам, состояние балластной призмы соответствует требованиям Инструкции по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути, а максимально возможное повышение температуры рельсовых плетей относительно их температуры закрепления не превышает допускаемого повышения по устойчивости пути, т.е. (tmaxmax – t3) ≤ [∆tу], где tmaxmax – максимальная температура рельсов для рассматриваемой местности, [∆tу] – повышение температуры рельсовой плети относительно ее температуры закрепления, допускаемое по условию обеспечения устойчивости бесстыкового пути. Расчет «зимних» напряжений В средней части плети возникают температурные напряжения  и силы Nt, максимальное значение которых ограничивается условиями прочности или устойчивости. Прочность рельсовых плетей рассчитывают при условии, что суммарное воздействие на путь подвижного состава и изменений температуры рельсов не должно создавать в них напряжений, превосходящих допускаемые. где  - растягивающее напряжение в кромках подошвы рельсовых плетей от изгиба и кручения при проходе подвижного состава, определяется расчетом пути на прочность для зимних условий эксплуатации; - коэффициент запаса прочности рельсов на растяжение: для новых рельсов нВ главных путях  ; для старогодных  ; для второстепенных путей  . - напряжение в поперечном сечении рельса от действия температурных сил; - допускаемое нормальное напряжение [ ] = 350 и 400 МПа соответственно для новых «сырых» и термоупроченных рельсов.Допускаемые температурные напряжения растяжения ограничиваются прочностью подошвы рельсов и определяются следующими образом:  Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой закрепления по условию прочности подошвы рельса: Δtnn = Δtp =  где α – коэффициент линейного расширения рельсовой стали, α = 0,0000118 град-1 Е - модуль упругости рельсовой стали, Е = 210000000 кН/м2. Величину Δtnn необходимо определить воспользовавшись расчетом на прочность при условии, что расчет выполняется для железобетонных шпал, в противном случае используют величину Δtp. Тогда  Наибольшая растягивающая температурная сила, которая может быть допущена для двух рельсовых плетей по условию прочности подошвы будет:  где  - площадь двух рельсов.Расчет «летних» напряжений Допускаемые температурные напряжения сжатия ограничиваются прочностью головки рельсов и определяются по формуле:   - кромочные сжимающие напряжения в головке рельса посчитанные для летаНаибольшая сжимающая сила:  Наибольшее допускаемое повышение температуры рельса по сравнению с температурой закрепления по условию прочности головки: Δtnг = Δtp =   Рис. 4. 1 – Эпюры температурных продольных сил в плети в летний (NЛ) и в зимний (NЗ) периоды ее эксплуатации Определение критической силы Бесстыковой путь устойчив, если предельная (критическая) величина суммарной продольной силы в обоих рельсовых нитях будет меньше допускаемой:  где  – допускаемая по условию устойчивости пути продольная сжимающая сила; - допускаемое повышение температуры рельсовых плетей относительно температуры закрепления по условию устойчивости пути.Величины принимаются по результатам опытов, в ходе проведения которых были получены значения закритической продольной силы N3, вызывающей выброс пути. =   - коэффициент запаса устойчивости, компенсирующий неточность определения закритической силы и влияние ряда неучтенных факторов,  = 1,2.N3 =  (k1k2k3) где А и μ – параметры зависящие от типа рельса, плана линии; i – средний уклон начальной неровности, 2- 3‰; k1 – коэффициент, зависящий от сопротивления балласта смещению шпал; k2 – коэффициент, значение которого зависит от эпюры шпал k2 = 0,9 при эпюре 1600 шт./км, k2 = 1,0 при эпюре 1840 шт./км., k2 =1,08 при эпюре 2000 шт./км k3 – коэффициент, учитывающий влияние сопротивления повороту шпал по подкладкам и шпалам, он определяется Определение интервала температур закрепления плетей Имея экстремумы температур рельсов Тmin, Тmax, а также допуски  и  можно определить интервал закрепления рельсовых плетей.Минимальная температура закрепления плети: min[t3] = Tmax - Максимальная температура закрепления рельсовой плети: max[t3] = Tmin -  Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределах расчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полного соблюдения требований ТУ, касающихся конструкции и содержания бесстыкового пути. При этом следует учитывать, что закрепление петлей при очень высоких температурах может в отдельных случаях привести к образованию большого зазора при сквозном изломе плети в холодную погоду или к разрыву болтов в стыках уравнительных пролетов с большим расхождением концов рельсов. Расчет на устойчивость принятой конструкции верхнего строения пути Требуется проверить возможность укладки бесстыкового пути из старогодных рельсов типа Р65 с железобетонными шпалами, скреплениями КБ и щебеночным балластом на участке длиной 10 000 м железной дороги, на котором имеются кривые с радиусом 550 м, и установить режимы его укладки при обращении электровозов ВЛ-85 с максимальной скоростью 80км/ч на протяжении всего участка. Наибольшая температура рельсов: t max max = +58°C; наименьшая температура: t min min = - 55°C; наибольшая температурная амплитуда: ТА= 113°C. По таблице П.2.1 и П.2.2 «Технических указаний по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» определяем допускаемое повышение [Δtу] и понижение [Δtр] температуры рельсов и их амплитуды для каждого из элементов плана: [Т]=[Δtу]+[Δtр] – 10; Для прямых участков пути электровоза ВЛ-85 установлена скорость V=80км/ч. Для балласта из щебня из твердых скальных пород: Прямой участок [Δtр]=101°С;; [Δtу]=58°С; [Т]=159°С; Для кривой радиусом 550 м и электровозами ВЛ-85 при V = 80км/ч: [Δtр]=97°С [Δtу]=53°С; [Т]=140°С; Для всех элементов плана [Т] > ТА, т. е. укладка названной выше конструкции бесстыкового пути возможна. Расчетный интервал закрепления плетей: t3 = tу+ tр – TА t = 58 + 101 – 113 = 46 - для прямой. t = 53 + 97 – 113 = 37 - для кривой. Границы интервала закрепления для каждого из элементов плана определяются по формулам: Для прямых участков min t3 = 58 – 58 = 0°С max t3 = - 55 + 101 = +46°С t3 = 46 – 0 = 46 0С. Расчет на устойчивость прямого участка пути: |