Расчет температурного интервала закрепления плетей бесстыкового пути при промежуточном скреплении АРС | MegaDOCs

Расчет температурного интервала закрепления плетей бесстыкового пути при промежуточном скреплении АРС

4 РАСЧЕТ ТЕМПЕРАТУРНОГО ИНТЕРВАЛА ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЛЕТЕЙ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ ПРИ ПРОМЕЖУТОЧНОМ СКРЕПЛЕНИИ АРС

4.1 Общие положения

Бесстыковой путь представляет собой железнодорожный путь со сварными рельсовыми плетями, у которых при изменениях температуры удлиняются или укорачиваются концевые участки длиной до 50-70 м, а на остальном протяжении возникают продольные силы, пропорциональные изменениям температуры.

При проходе колёс подвижного состава в плетях бесстыкового пути возникают большие продольные силы, которые особенно значительны на тормозных участках. Если не принять меры по предотвращению их отрицательного воздействия, то, суммируясь с температурными силами, они могут нарушить устойчивость пути.

Одним из важнейших условий безотказной работы бесстыкового пути, является обеспечение требуемых величин погонного сопротивления перемещению рельсов относительно шпал или рельсов вместе со шпалами относительно балласта.

Как правило, перемещение рельсошпальной решетки относительно балластного слоя происходит редко и может возникать при значительных отступлениях в очертании балластной призмы от нормативов.

Погонное сопротивление перемещению рельсов относительно шпал обеспечивается за счёт прижатия рельсов клеммами к подкладкам, и в случае раздельного скрепления, каковым является КБ-65, подкладок к шпалам закладными болтами. Скрепление типа КБ-65 требует значительных трудозатрат на периодическое подтягивание гаек клеммных и закладных болтов, которые достигают 25-30% от общих затрат на текущее содержание бесстыкового пути.

Конструкция промежуточных рельсовых скреплений должна обеспечивать достаточное сопротивление продольному перемещению плетей (25-30 Н/м), стабильность ширины колеи, возможность быстрого закрепления плетей на шпалах при укладке и освобождении их при разрядке напряжений, ремонтах пути и замене плетей. Для обеспечения требуемого погонного сопротивления нормативное прижатие рельса к основанию должно составлять не менее 20Кн.

Это достигается затяжкой болтов и шурупов промежуточных скреплений крутящим моментом в соответствии с требованиями таблицы 4.1.

Таблица 4.1 - Нормы затяжки болтов и шурупов при укладке бесстыкового пути и допускаемому понижению ее в процессе эксплуатации

Показатели

Крутящий момент, Н.м, при типе скрепления КБ-65

клеммный болт

закладной болт

Затяжка болтов и шурупов при укладке бесстыкового пути

150

120

Допускаемое понижение затяжки болтов и шурупов в процессе эксплуатации

100

70

Для обеспечения запаса усилия прижатия затяжку гаек болтов скреплений КБ-65 при укладке плетей и при подтягивании их в процессе эксплуатации необходимо производить крутящим моментом: 200 Н.м (20 кгс.м) – для клеммных болтов; 150 Н.м (15 кгс.м) – для закладных болтов.

Эксплуатационные испытания скреплений АРС-4 показали, что степень прижатия в течение первых двух лет находится на уровне монтажного, а следовательно, не требует периодического подтягивания. Монорегулятор скреплений АРС-4 при укладке бесстыкового пути должен быть установлен на 3-ю позицию.

4.2 Расчет температурного интервала закрепления плетей

Расчет производится в соответствии с «Инструкцией по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути», утвержденной распоряжением № 2788р от 29 декабря 2012 г.

Условия эксплуатации

На участке обращаются локомотивы:

- с пассажирскими поездами – ЧС2т;

- с грузовыми поездами – ВЛ10;

- с пригородными поездами – ЭТ2м.

Скорость движения поездов:

- Vгруз. – 90 км/ч;

- Vпасс. – 90 км/ч.

Возможность укладки бесстыкового пути устанавливается сравнением фактической для данной местности амплитудой колебаний температуры рельсов, ТА, и допускаемой температурной амплитуды [Т]:

TA≤Т (4.1)

Значение фактической амплитуды колебаний температуры рельсов определяется по следующей формуле

TA=tmaxmax-tminmin,

(4.2)

где

tmaxmax

-

наибольшая температура рельсов, наблюдавшаяся в данной местности, ºC;

tminmin

-

наименьшая температура рельсов, наблюдавшаяся в данной местности, ºC.

Температура рельсов за ряд лет на станции Бабаево:

-наибольшая - tmaxmax = +55 ºC;

-наименьшая - tminmin = - 50 ºC.

Расчетная температурная амплитуда ТА= 105 ºC.

Допускаемая амплитуда изменения температур определяется по формуле:

T=∆ty+∆tp-∆tз,

(4.3)

где

∆ty

-

допускаемое повышение температуры рельсов по сравнению с температурой закрепления, определяемое устойчивостью пути против выброса под действием сжимающих продольных сил, ºС;

∆tp

-

допускаемое понижение температуры рельсов относительно температуры закрепления, определяемое по условию прочности рельсов под действием продольных растягивающих сил, ºС;

∆tз

-

допускаемый минимальный интервал, в котором окончательно закрепляются плети, ºС, для расчетов принимается ∆tз=10ºC.

Допускаемое повышение температуры рельсовых плетей установлено на основании теоретических и экспериментальных исследований, посвященных вопросам устойчивости пути против выброса, полученные результаты для рельсовых плетей при различной конструкции пути и плана линии приведены в

«Инструкции» / /.

Расчет температурных интервалов сведен в таблицу 4.2, из которой можно сделать вывод, что для всех элементов плана при ТА = 105 ºC выполняется условие TA<Т, то есть укладка данной конструкции бесстыкового пути возможна.

Таблица 4.2 – Расчет температурных интервалов закрепления рельсовых плетей

Радиус кривой, м

∆ty, ºС

Пассажирские

поезда

Грузовые

поезда

Пригородные

поезда

T, ºС

mintЗ

ºС

maxtЗ, ºС

V, км/ч

∆tp, ºС

V, км/ч

∆tp, ºС

V, км/ч

∆tp, ºС

Пассажирские

Грузовые

Пригородные

Пассажирские

Грузовые

Локомотив ЧС2т

Локомотив ВЛ10

Локомотив ЭТ2м

ЧС2т

ВЛ10

ЭТ2м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

13800

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

35900

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

27200

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

8400

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

1140

50

115

93

90

95

115

107

133

135

147

5

43

45

12800

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

26400

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

23100

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

20500

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

21400

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

4000

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

17000

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

Продолжение таблицы 4.2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

7200

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

10200

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

1060

50

115

93

90

95

115

107

133

135

147

5

43

45

43900

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

8000

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

17600

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

2415

52

140

96

90

97

140

102

138

139

144

3

46

47

12200

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

4700

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

1095

50

115

93

90

95

115

107

133

135

147

5

43

45

4800

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

5500

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

5600

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

16300

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

14000

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

прямая

54

140

98

90

100

140

90

142

144

134

1

48

50

Расчетный интервал закрепления рельсовых плетей определяется как:

tз = [tу] + [tр] - ТА (4.4)

Границы расчетного интервала закрепления, т.е. самую низкую (min tз) и самую высокую (max tз) температуры закрепления, определяют по формулам:

mintЗ=tmaxmax-∆ty;

(4.5)

maxtЗ=tminmin+∆tp.

(4.6)

Из таблиц 4.2 видим, что разнообразие эксплуатационных условий влечет за собой различие интервалов закрепления, однако рельсовая плеть на всем своем протяжении должна быть закреплена в одном интервале температур. Этому условию отвечает наименьший интервал закрепления (∆tз=38ºС), границы которого определяются наиболее высокой из рассчитанных минимальных (mintЗ = 5 ºС) и наиболее низкой из рассчитанных максимальных (maxtЗ = 43 ºС). По результатам расчетов, границы интервалов закрепления рельсовых плетей приведены в таблице 4.3

Таблица 4.3 - Границы интервалов закрепления рельсовых плетей

Пикетажное значение плети

mintЗ, ºС

maxtЗ, ºС

ПК 3290+78,26 – ПК 3307+23,05

5

43

ПК 3309+81,11 – ПК 3497+18,34

5

43

Далее в пределах этого интервала для всей плети выбирается оптимальный интервал.

Оптимальный интервал закрепления – это температура с установленными допусками, при которой обеспечивается не только прочность рельсов, рельсовых стыков и устойчивость пути, но и создаются наиболее благоприятные условия для проведения текущих и ремонтных работ.

В соответствии с «Инструкцией по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» оптимальный интервал температуры закрепления для Октябрьской железной дороги составляет: tопт = 355ºС.