Определение возвышение наружного рельса из условия обеспечения равномерного износа обеих рельсовых нитей.

Внутренняя и наружная рельсовые нити будут изнашиваться одинаково при условии идентичного суммарного воздействия на них вертикальных и горизонтальных сил.

При движении экипажа по кривой (рис 1.3) на него действует центро­бежная сила I, направленная по радиусу от центра кривой.

Величина этой силы:

(1.3) или

uде m – масса экипажа;

V – скорость его движения;

G – вес экипажа;

g – ускорение силы тяжести;

R – радиус кривой.

При устройстве возвышения происходит наклон экипажа, вследствие чего появляется горизонтальная составляющая силы собственного веса, на­правленная внутрь кривой:

(1.4)

Возвышение наружного рельса должно быть таким, чтобы центробежная сила (или, что практически то же, I) и центростремительная G_x взаимно уравновесились, тогда равнодействующая будет направлена по оси пути и обе рельсовые нити будут нагружены одинаково.

Фактически же по одной и той же кривой идут поезда с разными скоро­стями, поэтому величину возвышения следует устанавливать из условия:

(1.5) или

Рис.1.3 Схема положения экипажа и действующих на него сил при движении по кривой.

Отсюда величина возвышения h, мм по первому условию определяется формулой:

(1.6)

где R – радиус кривой, м;

– квадратичная средневзвешенная по тоннажу скорость движения поез­дов.

(1.7)

Где N_i – количество поездов в сутки той или иной категории (скорых, пассажирских, грузовых и др.);

G_i – вес поезда соответствующей категории, т;

V_i – скорость движения соответствующих поездов, км/ч;

K – коэффициент учета смещения центра тяжести экипажа относительно середины колеи. Коэффициент K принимается равным 1,2 при максимальных скоростях 161 – 200 км/ч, 1,1 – при скоростях 120 – 160 км/ч. При скоростях менее 120 км/ч – К=1.

мм

Определение возвышения наружного рельса в кривых при условии комфортабельности езды.

Величина возвышения, найденная по выражению (1.6), будет недоста­точна для скорых пассажирских поездов, имеющих скорость:

По условию комфортабельности езды требуется, чтобы ускорение, дей­ствующее на пассажира, не превышало допустимого значения.

Величина возвышения по этому условию определяется по формуле:

(1.8)

где V_max – максимальная скорость движения поездов, км/ч;

α_доп – допустимая величина непогашенного центробежного ускорения = 0,7 м/с².

Из двух значений h, найденных по приведенным условиям, принимается большее. Принятое значение h округляется до величины, кратной 5 мм. Од­нако, согласно ПТЭ, она не должна превышать наибольшей допустимой ве­личины, равной 150 мм.

Принимаем h = 60 мм.

Если по расчету получается больше, то окончательно принимается h=150мм. Однако скорость движения пассажирских поездов по кривой за­данного радиуса должна быть ограничена величиной, определяемой по фор­муле:

(1.9)

Для реализации первоначально заданной скорости необходимо выпол­нить переустройство круговой кривой. Величина радиуса определяется из выражения:

(1.10)