Розрахунок верхньої будови колії (стр. 2 из 3)

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

Порівнявши отримані напруження в елементах ВБК з допустимими напруженнями в цих елементах робимо висновок, що задана конструкція колії відповідає заданим умовам експлуатації. На основі отриманих даних будуємо графіки залежності напружень всіх елементів ВБК від швидкості для різних умов експлуатації.

5. Розрахунок безстикової колії на стійкість в горизонтальній поперечній площині

Особливістю розрахунку безстикової колії є необхідність врахування температурних напружень в рейкових плітях.