Розрахунок кількості та порядок укладання скорочених рейок в кривих відгалуження.

На залізницях України прийнято (крім кривих малого радіуса), що стики на правій і лівій нитці знаходяться на одній нормалі до осі колії. Відхилення в розміщенні стиків при укладці колії не повинно перевищувати 1 см (в кри­вих ділянках колії зверх половини прийнятого вкорочення рейок). В процесі експлуатації величина розбіжності стиків повинна бути не більше 8 см.

В кривих ділянках колії довжина внутрішньої рейкової нитки менша зов­нішньої внаслідок різниці в радіусах кривизни цих ниток. Для виконання ви­мог норм [5] в кривих ділянках колії вкладають спеціальні вкорочені рейки по внутрішній нитці. При довжині рейок 25 м стандартна величина вкоро­чення становить 80, 160 мм. На ділянках, що експлуатуються, є рейки довжи­ною 12,5 м, для яких встановлено вкорочення 40, 80 і 120 мм.

Необхідна величина вкорочення рейок внутрішньої нитки кривої визна­чається за формулою

де - відстань між серединами головок рейок.( =1600мм);

- кут повороту кривої.

В тих випадках, коли крива складається з перехідних і кругової кривих, повний кут повороту становить

де - центральний кут в межах кругової кривої , що залишається

після влаштування перехідних кривих;

- кут повороту в межах перехідної кривої.

Довжина кругової кривої після влаштування перехідних кривих визнача­ється за формулою

Слід відмітити, що загальне вкорочення внутрішньої рейкової нитки не залежить від форми елементів, що складають криву, бо сума кутів, що відпо­відають кожному елементу, дорівнює загальному куту повороту кривої.

Вкорочення внутрішньої нитки кривої підраховується за формулами

для перехідної кривої

для кругової кривої

Повне вкорочення е_п внутрішньої нитки для кривої, яка складається з кругової кривої і двох однакових перехідних кривих довжиною дорів­нює

З достатньою точністю вкорочення на круговій і перехідних кривих мож­на підрахувати, підставляючи в формули (6.4) і (6.5) радіус кривої по осі колії R. В цьому випадку формула (6.6) після підстановки значень буде мати ви­гляд

При точності обчислень до 0,1мм формулою (46) можна користуватись при радіусі кривих R > 300 м.

Розрахунки кількості і порядку укладки вкорочених рейок в кривій вико­нується звичайно в такій послідовності.

Визначають довжини і кути перехідних кривих.

Знаходять довжину кругової кривої, що залишилась після влаштування перехідних кривих за формулою.

Підраховують повне вкорочення внутрішньої нитки і визначають кількість вкорочених рейок N за формулою

де - прийнята величина вкорочення рейки.

Якщо N не являється цілим числом, приймають найближче більше ціле. В межах одної кривої доцільно вкладати рейки одного типу вкорочення. Це дозволяє мати в покілометровому запасі для кривої ділянки колії одноти­пні вкорочені рейки.

Критерієм придатності того чи іншого типу вкорочення для кривої зада­ного радіуса може бути така залежність

де - довжина стандартних рейок в кривій з урахуванням зазорів в стиках;
-радіус кривизни зовнішньої нитки кривої.

При довжині рейок 25 м можна вкладати вкорочені на 160 мм рейки в кривих радіусом R > 250 м, а на 80 мм - в кривих R > 500 м .

Далі визначають порядок укладки вкорочених рейок.

Всі розрахунки зручно виконувати в табличній формі.

Розрахунок:

Вихідні дані рейки типу Р65 довжиною 12,5м; R = 1000м; β= ; ; ; b = 5,5м ; С = 60000 м ².

Знайдемо кут за формулою

Довжина зовнішньої рейкової нитки в межах перехідної кривої буде дорі­внювати

Довжину зовнішньої нитки частини кругової кривої, що залишилась після влаштування перехідних кривих знайдемо за формулою

Знайдемо повне вкорочення внутрішньої нитки кривої:

Знайдемо вкорочення при довжині рейки

Приймаємо стандартне вкорочення 40мм.

Кількість вкорочених рейок, які необхідно покласти на кривій ділянці ко­лії, знаходимо:

рейок.

Знайдемо значення забігів . При укладці по зовнішній нитці
кривої рейок довжиною 12,5 м (з врахуванням зазору 10 мм – 12,51м).
Задано =5,5м.

На перехідній кривій розміститься така кількість рейок

рейки (залишок 4,51м).

П”ята рейка заходить на кругову криву на величину

=12,5-4,51=7,99 м.

На круговій кривій розміститься наступне число рейок

рейок (залишок 1,27м).

П”ятнадцята рейка зайде на другу перехідну криву на довжину

=12,51-1,27 =11,24м.

На другій перехідній кривій розміститься

рейки (залишок11,28м).

Дев’ятнацята рейка зайде на пряму на довжину

=12,51-11,28 =1,23м.

Загальна кількість рейок нормальної довжини на зовнішній нитці дорів­нює

рейок

Загальна довжина зовнішньої нитки кривої

При цьому 19-а рейка заходить на пряму на величину

Ці підрахунки є контролем правильності обчислень.

Для заповнення графи 5 таблиці виконаємо розрахунки вкорочень внут­рішньої нитки від початку кривої до кожного стика.

Ділянка першої перехідної кривої (з урахуванням ):

де - відстань від початку перехідної кривої до стика, для якого визнача­ється величина вкорочення.

Ділянка кругової кривої

де - відстань від початку кругової кривої до стика, який

Ділянка другої перехідної кривої:

Всі розрахунки виконані в табличній формі (табл. 2). В результаті обчи­слень знайдено порядок укладки вкорочених рейок, який зображено на рис.2

Таблиця 2

№ рейки	Місце знаходження	Довжина із урахуванням зазорів	Сумарна довжина рейок по елементах	Сума потрібних вкорочень	Величина фактичного вкорочення	Сума фактичних вкорочень	Неспівпадання стиків
	Перша перехідна крива	5,50	5,50
	12,51	18,01
	12,51	30,52
	12,51	43,03				-15
	12,51	55,54
5'	4,51	60,05
5"	Кругова крива	8,00	8,00				-19
	12,51	20,51
	12,51	33,02				-19
	12,51	45,53
	12,51	58,04				-19
	12,51	70,55
	12,51	83,06				-19
	12,51	95,57
	12,51	108,08				-19
	12,51	120,59
15'	1,27	121,86
15"	Друга перехідна крива	11,24	11,24
	12,51	23,75				-7
	12,51	36,26
	12,51	48,77
	11,28	60,05	290,8

Визначення ширини колії

3.1 Визначення допустимих та мінімальних зазорів між гребенем колеса та рейкою

Відхилення від установлених розмірів ширини колії 1520 мм на прямих і кривих ділянках колії не повинні перевищувати на збільшення рейкової колії +8 мм ,а на звуження -4 мм. Оцінка відступів ,які перевищують розміри ,що припускаються,визначені.

Ширина колії більше 1548 і менше 1510 мм не допускається.

Сумарний зазор між рейками та гребнями коліс визначають за формулою:

(3.1)

де Т- насадка (1440 3 мм) h-товщина гребня (25-33 мм), 2 - збільшення товщини розміру між внутрішніми гранями гребенів коліс.

3.2 Ширина колії з урахуванням геометричних характеристик вписування рухомого складу в криві

Ширина колії в кривих визначається умовами вписування в них рухомого складу. Вписування – це процес взаємодії ходових частин рухомого складу з рейковою колією. Під час руху екіпажу у кривій його ходові частини можуть приймати різноманітні положення, які залежать від наступних факторів: радіуса кривої, радіуса коліс рухомого складу, величини жорсткої бази, конструктивних особливостей ходових частин рухомого складу та силового впливу рухомого складу на колію. Жорсткою базою називають відстань між крайніми осями візка (екіпажу – за відсутністю візків), що залишаються під час руху взаємно паралельними.

Розрахунок ширини колії проводять на підставі геометричних і динамічних характеристик. На сьогодні відомі наступні класифікації видів геометричного вписування: вільне, примусове та заклинене.

Визначення ширини колії для заклиненного виду за узагальненою формулою:

(3.2)

Де -стріла кривої по зовнішній нитці (мм)

4 – допуск на звуження ширини колії,

– ширина колісної пари,

- розбіг крайніх і середніх осей візка.

-сума поперечних розбігів осей, мм.

Стріли вигину визначають за формулою:

, (3.3) Де λ-відстань від центру повороту візка до точки контакту гребеня колеса з рейкою,мм R-радіус кривої,мм; Відстань від центру повороту візка до точки контакту гребеня колеса з рейкою визначається за формулою   (3.4)

Де b – відстань від осі першої колісної пари до точки дотику гребеня колеса і рейки, що визначається за такою формулою:

, (3.5)   Зробимо розрахунки для 3-ох радіусів:

Визначаємо стріли вигину:

З виразу визначимо оптимальну ширину колії:

Зробимо розрахунок для вільного вписування:

Визначаємо стрілу вигину (при трьох різних радіусах):

Внутрішні стріли приймаємо

З виразу визначимо оптимальну ширину колії:

Література

1.Г.М.Шахунянц. Железнодорожный путь. Учебник для вузов ж.д. транспорта. – 3-е изд., переработанное и дополненное. М.: Транспорт,1987г. -479с.

2.Положення про проведення планово-запобіжних ремонтно-колійних робіт на залізницях України ЦП-0113., К.”Транспорт України“, 2006р.

3. Інструкція по устрою та утриманню колії залізниць України. ЦП-0138., К. ”Транспорт України“, 2006р

4. Документація. Звіти у сфері науки і техніки. ДСТУ 3008-95. Київ.