ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ НА ОСНОВНОЙ ПЛОЩАДКЕ И В ТЕЛЕ ЗЕМЛЯННОГО ПОЛОТНА

 

 

Расчетная формула для определения нормальных на­пряжений на основной площадке земляного полотна на глубине h от подошвы шпалы по расчетной вертикали имеет вид

 

б_h = б_h1 + б_h2 + б_h3 , кг/см²

 

где б_h1 и б_h3 -напряжения от воздействия соответственно 1-ой и 3-ей шпал (рисунок 1);

б_h2 - напряжения от воздействия 2-ой шпалы (расчетной) в

сечении пути под расчетным колесом.

 

Вагон, лето, прямая.

 

Для расчетной шпалы

 

Нормальные вертикальные напряжения под расчетной шпалой определяются:

 

б_h2= б_бр æ [2,55 С₂ + (0,635 С₁ - 1,275 С₂) m]; кг/см2

 

 

где - напряжение под расчетной шпалой на балласте, осредненное

по ширине шпалы, = 3,21 кг/см2;

b - ширина нижней постели шпалы, см;

h - глубина балластного слоя от подошвы шпалы, см;

m - коэффициент концентрации напряжений;

æ - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения давления вдоль шпалы и пространственность приложения нагрузки, æ = 0,7;

- параметры, зависящие от ширины шпалы и толщины балласта под шпалой,

 

.

 

 

Рисунок 1 - Схема передачи давления на земляное полотно от смежных шпал

Для соседних шпал

Напряжения в балласте под соседними шпалами определяются по формулам:

 

,

 

,

 

 

где - параметр, учитывающий расстояние между шпалами, ширину шпалы, толщину балласта под шпалой, .

 

Для определения напряжений и воспользуемся формулой (рисунок 2):

,

 

 

где - площадь полушпалы с учетом поправки на ее изгиб, см²;

- коэффициент относительной жёсткости подрельсового основания и рельса;

- расстояние между осями шпал, см.

 

Рисунок 2 - Учет нагрузок от осей экипажа при определении напряжений на основной площадке земляного полотна

 

Рассмотрим 1-ю шпалу

 

.

 

Для оси 1

Отсюда

Для оси 2 .

Отсюда

Для оси 3 .

Отсюда

Для оси 4 .

Отсюда

 

 

.

 

.

 

 

Рассмотрим 3-ю шпалу

.

 

Для оси 1 .

Отсюда

Для оси 2 .

Отсюда

Для оси 3 .

Отсюда

Для оси 4 .

Отсюда

 

 

.

 

 

Далее находим напряжения в балласте под соседними шпалами:

;

 

.

 

Все расчеты сводим в таблицу:

 

Таблица 8: «Напряжения в балласте»

 

№ шп	№ оси	xi	k·x	η	∑η
			0,93	0,5521	0,5342	20924,43	3,21	0,214
		4,3	-0,0179
		7,66
		11,03
			0,93	0,5521	0,5418	21053,55	3,21	0,215
		2,44	-0,0103
		5,81
		9,17

 

 

Вывод:

Для грузонапряженности Г=21,9 млн. ткм. бр. на км в год:

 

Таблица 9

 

Критерии	Вид подвижного состава	Значения оценочных критериев прочности в кг/см2
Расчетные(ср)	Нормативные
	вагон 8-осный	1,89	0,9

 

При данных нагрузках и виде конструкции пути нормативная прочность не обеспечивается по всем оценочным критериям прочности. В данном случае эксплуатировать конструкцию пути невозможно, без каких-либо осевых ограничений.

 

 

3 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЧЁТ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЙМЕННОЙ НАСЫПИ