Напряжения в шпалах и в балластном слое под шпалой

Напряжения смятия в деревянных шпалах под подкладками и в прокладках при железобетонных шпалах определяются по формуле

где w – площадь передачи давления на шпалу через подкладку или прокладку (при бесподкладочном скреплении типа ЖБР).

Напряжения в балластном слое под шпалой в подрельсовом сечении определяется по формуле

где 0,5 аb – площадь полушпалы (а и b – длина и ширина шпалы);

α – коэффициент изгиба шпалы

где у _ср и у _р – средняя осадка и осадка шпалы в подрельсовом сечении;

Ω_α – эффективная площадь полушпалы с учетом изгиба.

2.34 Определение напряжений на основной площадке земляного полотна. (Расчетная схема).

Ответ.

Определяют в подрельсовом сечении под расчетной шпалой на глубине h с учетом давлений, передаваемых на балластный слой от соседних шпал.

Напряжения определяются в точке М под расчетной шпалой как сумма воздействия от трех соседних шпал и всех колес тележки.

В точке М, находящейся на расстоянии h от подошвы шпалы, напряжения определяются по формуле

где – напряжение от воздействия расчетной шпалы на глубине h;

и – напряжения от соседних шпал.

Схема расчета напряжений по основной площадке земляного полотна

Предварительно определяют давление Q ₀, передающееся от рельса на расчетную шпалу и Q _c1 и Q _c2 – на соседние шпалы.

Для этой цели расчетное колесо ставят над расчетной средней шпалой.

По ним находят напряжения в балласте под шпалами по следующим формулам

2.35 Допускаемые напряжения в элементах пути, их структура

Ответ.

Расчет рельсов и других элементов ведется по допускаемым напряжениям, т.е. должно быть

s_пк £[s_к ]

где [s_к] – допускаемые напряжения растяжения в кромке подошвы рельса, обусловленные его изгибом и кручением;

[s_ш] – допускаемые напряжения на смятие в деревянных шпалах (прокладка на железобетонных) под подкладками;

[s_б] – допускаемые напряжения сжатия в балласте под шпалой в подрельсовой зоне;

[s_з] – допускаемые напряжения сжатия на основной площадке земляного полотна в подрельсовой зоне.

Эти критерии названы оценочными критериями прочности пути.

Численные значения оценочных критериев прочности пути применительно к градации грузонапряженности в соответствии с «Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах РФ» приведены в таблице.

Таблица – Оценочные критерии прочности пути

Данные таблицы применимы следующим образом.

Критерий прочности [s_к] – для типовых нетермообработанных рельсов в прямых и кривых радиусом более 1000 м. В кривых радиусом 1000 м и менее действующими нормативными документами предусмотрена сплошная смена рельсов между капитальными ремонтами пути. Поэтому из условия обеспечения указанных показателей надежности пути в таких кривых значение оценочных критериев прочности рельсов принимается [s_к ]=240 МПа; при использовании только термоупрочненных рельсов приведенные в таблице 1.1 значения [s_к ] увеличиваются на 14%.

Критерий прочности [s_б] – для щебеночного и асбестового балласта; при песчаном балласте приведенные в таблице значения необходимо уменьшить в 1,6 раза, а при карьерном гравии и ракушке – в 1,4 раза.

Критерий прочности [s_з] – для земляного полотна из суглинистых грунтов.