Курсовая работа: Проектирование и расчёты верхнего строения пути

Возможность укладки бесстыкового пути в конкретных условиях устанавливается сравнением допускаемой температурной амплитуды [7] для данных условий с фактически наблюдавшейся в данной местности амплитудой колебаний температуры Т_А .

Если по расчету Т_А ≤ [Т ], то бесстыковой путь можно укладывать.

Значение Т_А определяется как алгебраическая разностьнаивысшей t_{max max} и наинизшей t_{min min} температур рельса, наблюдавшихся в данной местности (при этом учитывается, что наибольшая температура рельса на открытых участках превышаетна 20 °С наибольшую температуру воздуха):

Т_А = t_{max max} –t_{min min} ; Т_А = 62- (-34)= 96°С

Амплитуда допускаемых изменений температур рельсов

[Т ]= [Δ t _у ]+ [Δ t _р ]+ [Δ t _з ],

где: [Δ t _з ],— минимальный интервал температур, в которомокончательно закрепляются рельсовые плети, [Δ t _з ] = 10°С;

[Δ t _р ] — допускаемое повышение температуры рельсовпо сравнению с температурой их закрепления, определяемоеустойчивостью против выброса пути при действии сжимающих продольных сил;

[Δ t _у ]— допускаемое понижение температуры рельсовыхплетей по сравнению с температурой закрепления, определяемое их прочностью при действии растягивающих продольных сил.

2.1 Расчет повышений и понижений темпера туры рельсовых плетей, допустимых по условиям прочности и устойчивости

Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей [Δ t _у ] устанавливается на основании исследований устойчивостипути.

Допускаемое понижение температуры рельсовых плетей определяется расчетом прочности рельсов, основаны на условии, что сумма растягивающих напряжений, возникающих от воздействия подвижного состава и от изменений температуры, не должна превышать допускаемого напряжения материла рельсов.

В данном случае величина [Δ t _у ] определяется на основании данных таблицы №4 методуказаний.

[Δ t _у ] = 40°С;

K_n σ_k + σ_t ≤ [σ]

где: K_n — коэффициент запаса прочности (K_n = 1,3 для рельсов первого срока службы; K_n = 1,4 для рельсов, пропустивших нормативный тоннаж);

σ_k — напряжение в кромках подошвы рельса под нагрузкой от колес подвижного состава, МПа;

σ_t — напряжение в поперечном сечении рельса отдействия растягивающих температурных сил, возникающих мри понижении температуры рельса по сравнению с еготемпературой при закреплении, МПа;

[σ]— допускаемое напряжение (для новых незакаленных рельсов [σ] = 350 МПа, для новых термоупрочнённых — 400 МПа).

Напряжение в подошве рельса σ_k определяется по правилам расчета верхнего строения пути на прочность.

Температурное напряжение, возникающее в рельсе в связи с несостоявшимся изменением его длины при изменениитемпературы,

σ_t = αE Δ t = 2,5 Δ t ,

где α— коэффициент линейного расширения (а = 0,0000118 1/град);

Е — модуль упругости рельсовой стали (Е = 210 ГПа= 2,1-10⁵ МПа);

Δ t —разность между температурой, при которой определяется напряжения, и температурой закрепления плети, °С.

Наибольшее допускаемое по условию прочностирельса понижение температуры рельсовой плети по сравнениюс ее температурой при закреплении определяется по формуле:

[Δ t _р ] = [σ] - K_n σ _k = [σ] - K_n σ _k

αE 2,5

В данном случае понижение [Δ t _р ] температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления для бесстыкового пути с неупрочненными рельсами первого срока службы на железобетонных шпалах и щебеночном или асбестовом балласте приведены в таблице №5 методуказаний: [Δ t _р ] = 82°С; Для рельсов термоупроченных:

[Δ t _р ] = 82 + 20 = 102°С;