П.6.2. Расчет интервалов закрепления плетей
Расчетный интервал закрепления рельсовых плетей:
Dtз = [Dtу] + [Dtр] - ТА.
Границы расчетного интервала закрепления, т.е. самую низкую (mintз) и самую высокую (maxtз) температуры закрепления, определяют по формулам:
mintз = tmaxmax - [Dtу];
maxtз = tminmin+ [Dtр].
Закрепление плетей любой длины при любой температуре в пределах расчетного интервала гарантирует надежность их работы при условии полного соблюдения требований Инструкции, касающихся конструкции и содержания бесстыкового пути. При этом следует учитывать, что закрепление плетей при очень высоких температурах может в отдельных случаях привести к образованию большого зазора при сквозном изломе плети или к разрыву болтов в стыках уравнительных пролетов при отрицательных температурах рельсов.
Зазор l, мм, образовавшийся при изломе плети, пропорционален квадрату фактического понижения температуры Dtр по сравнению с температурой закрепления и определяется по следующим формулам в зависимости от типа рельсов:
где r - погонное сопротивление, кН/см, продольному перемещению рельсовых плетей [зимой (при смерзшемся балласте) при нормативном натяжении клеммных и закладных болтов значение r можно принимать равным 25 Н/мм]. В этом случае зазоры при изломе определяются формулами:
Максимальное значение зазора, который может образоваться при изломе плети, не должно превышать 50 мм.
Увеличение Dl, мм, начальных зазоров между концами плетей и уравнительных рельсов с учетом фактических сопротивлений стыков растяжению также зависит от квадрата понижения температуры Dtр и может быть при нормативных погонных сопротивлениях r= 25 Н/мм подсчитано по следующим формулам:
Для обеспечения прочности стыковых болтов уравнительных пролетов при действии низких температур рекомендуется закреплять плети с учетом данных таблицы П.6.3.
Если число уравнительных рельсов оказывается недостаточным по условию прочности стыковых болтов, то число их можно увеличить не более чем на 1 пару.
ТаблицаП.6.3Наивысшие допускаемые температуры закрепления плетей в северных регионах
Число уравнительных рельсов в пролете | Тип рельса | Температура закреплении плети tз, °C, при которой обеспечивается прочность стыковых болтов в районах с минимальными температурами, °С | ||
ниже -45 | от -45 до -36 | -35 и выше | ||
Р75 | ||||
Р65 | 30/40 | 35/45 | 40/50 | |
Р50 | 30/40 | 35/45 | 40/50 | |
Р75 | 20/30 | 30/40 | 40/50 | |
Р65 | 30/40 | 35/45 | 40/50 | |
Р50 | 30/40 | 35/45 | 40/50 | |
Примечание. В знаменателе приведены значения tз при применении высокопрочных стыковых болтов. |
П.6.3 Пример расчета условий укладки и эксплуатации
Бесстыкового пути
Требуется проверить возможность укладки бесстыкового пути из новых термоупрочненных рельсов типа Р65 с железобетонными шпалами, скреплением КБ и щебеночным балластом на блок-участке длиной 2000 м Дальневосточной железной дороги, где имеются две кривые радиусом 800 м и 400 м, и установить режимы его укладки при обращении электровозов ЧC4т с максимальной скоростью 140 км/ч. Наибольшая температура рельсов tmaxmax = +55°С, наименьшая tminmin= -52°С, наибольшая температурная амплитуда TА= 107°С.
По табл. П.6.1 и П.6+.2 определяем допускаемое повышение Dtу и понижение Dtр температуры рельсов и их амплитуды для каждого из элементов плана:
[T] = [Dtу] + [∆tр] - 10;
для прямых участков V= 140 км/ч, Dtр = 89°С, Dtу = 54°С, [Т] = 133°С;
для кривой радиусом 800 мV= 130 км/ч, Dtр = 87°С, Dtу = 47°С, [T] = 124°С;
для кривой радиусом 400 мV= 95 км/ч, Dtр = 90°С, Dtу = 37°С, [T] = 117°С.
Для всех элементов плана [T] >TA, т.е. укладка названной выше конструкции бесстыкового пути возможна.
Границы интервала закрепления для каждого из элементов плана определяются по формулам:
mintз = tmaxmax – [∆tу]; maxtз =[∆tр] + tminmin.
Для прямых участков mint3 = 55 - 54 = 1°С; maxt3 = 89 - 52 = 37°С;
для кривой радиусом 800 м mint3 = 55 - 47 = 8°C, maxt3 = 87 - 52 = 35°С;
для кривой радиусом 400 м mint3 = 55 - 37 = 18°С; maxt3 = 90 - 52 = 38°С.
Плеть на всем протяжении должна быть закреплена в одном интервале температур, границы которого определяются наиболее высокой из рассчитанных mint3 и наиболее низкой из рассчитанных maxt3.
При определении расчетного интервала для всей плети длиной 2000 м принимается наибольшее значение mint3 и наименьшее maxt3. Отсюда tmin =18°С и tmax = 35°C. В соответствии с табл. 3.1 оптимальный интервал температуры закрепления для плети составляет 30±5°С, он попадает в верхнюю часть расчетного интервала.
Итог расчета: укладка бесстыкового пути на блок-участке возможна. Плети должны быть закреплены в интервале от +30 до +35°С, что соответствует оптимальной температуре закрепления плети для рассматриваемых условий.
Если по расчету получается ТА>[T], то значение [T] можно повысить при использовании следующих резервов:
а) за счет снижения скоростей движения поездов в период действия особо низких температур, повторяемость которых ничтожно мала, можно увеличить значение [∆tр].
Для этого определяется минимально необходимое значение допускаемого изменения температуры рельсов по условию прочности [∆tр¢]
[∆tр¢] = TA - [∆tу] + [∆tз]
и по полученному значению [∆tр¢] по таблице П.6.3 определяется наибольшая допускаемая скорость движения локомотива в период действия низких температур.
Целесообразность временного понижения скорости движения поездов устанавливается региональной Дирекцией инфраструктуры;
б) за счет увеличения [∆tу] путем укладки шпал с повышенным сопротивлением сдвигу поперек оси пути или омоноличивания наружного плеча и откоса балластной призмы.
ПРИЛОЖЕНИЕ 7