Материал: Monti_ZhDP

При определении оптимальной ширины колеи возможны следующие случаи:

1. если , то вписывание в условиях оптималь­ной ширины колеи обеспечено;

2. если , то свободное вписывание в этих условиях не обеспечено; следует перейти к определению ми­нимально допустимой ширины колеи.

Вывод: , свободное вписывание в этих условиях обеспечено.

3. Определение возвышения наружного рельса.

Перемещение экипажа в кривой складывается из двух движения; по­ступательного и вращательного вокруг точки, расположенной на продольной оси экипажа, называемой центром поворота.

Непрерывное вращение относительно центра поворота про­исходит под действием направляющих сил, возникающих в точках сопри­косновения гребней колес с боковой гранью головки рельса.

При движения экипажа по кривой (рис. 1.5) на него действует цен­тробежная сила I, направленная по радиусу от центра кривой. Эта сила прижимает экипаж к наружной нити, затрудняет его поворот, тем самым увеличивая направляющую силу и, как следствие, боковой износ наружно­го рельса.

Рис. 1.5. Схема положения экипажа и действующих на него сил при движении по кривой.

1. Определение возвышения 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. Возвышение наружного рельса должно быть таким, чтобы центробежная сила и центростремительная взаимно уравновесились, тогда равнодействующая будет направлена по оси пути, и обе рельсовые нити будут нагружены одинаково.

Величина расчетного возвышения наружного рельса определяется по формуле:

где R - радиус кривой, м;

- квадратичная средневзвешенная по тоннажу скорость движения поездов в кривой,

где Ni - количество поездов в сутки той или иной категории (скорых, пассажирских и др.);

Gi - вес поезда соответствующей категории, т;

Vi - скорость движения поездов соответствующей категории, км/ч;

К - коэффициент учета смещения центра тяжести экипажа относительно середины колеи. Для локомотива ВЛ23 K = 1,1.

2. Определение возвышения наружного рельса из условия обеспечения комфортабельности езды пассажиров.

В связи с тем, что найденная ранее величина возвышения будет недостаточной для скорых пассажирских поездов(V_max>V_ср) необходимо осуществить пересчет возвышения:

где α_доп – допустимая величина центробежного ускорения.

Из двух значений возвышения выбираем больший:

Вывод: h^`>h_ПТЭ, для кривой R=260 м возвышение рельса устанавливаем h=150 мм и необходимо выполнить ограничение скорости:

4. Проектирование переходных кривых.

Переходные кривые предназначены для соединения прямого участка пути с кривой заданного радиуса, с целью обеспечения плавного перехода экипажей в кривой участок пути без толчков и ударов. Основное назначение переходных кривых заключается в обеспечении плавного изменения центробежных сил при входе экипажей в круговую кривую и выходе из нее. На их протяжении полностью осуществляется плавный отвод возвышения наружной рельсовой нити и уширения колеи.

Рис. 1.6. Схема переходной кривой:

а) - изменение возвышения наружной рельсовой нити над внутренней;

б) - план участка пути с переходной кривой (по оси пути);

в) - изменение центробежной силы.

При проектировании переходных кривых выбирается их длина, геометрическое очертание кривой в плане и определяются координаты для ее разбивки. Длина переходной кривой определяется несколькими условиями, основным из которых является плавность устройства отвода возвышения наружного рельса:

где h - возвышение наружного рельса в кривой, мм;

i_доп - допускаемый уклон прямолинейного отвода возвышения.

здесь V_max - максимальная скорость движения по кривой, км/ч.

В качестве переходных кривых чаще всего используют радиоидальные спирали, реже - кубические параболы. У этого типа кривых кривизна К_х изменяется плавно, увеличиваясь пропорционально их длине 1_Х:

где C - коэффициент пропорциональности, называемый параметром переходной кривой;

Учитывая, что для конца переходной кривой l_x=l₀, пара­метр переходной кривой С, м², определяется как:

Возможность разбивки переходной кривой проверяется по условию:

где β - заданный угол поворота всей кривой (круговой и двух переходных);

φ₀ - угол поворота переходной кривой,

Разбивку переходной кривой производят в предположении, что на местности известно положение тангенса первоначальной круговой кривой (точки T). Необходимо знать сдвижку p круговой кривой и расстояние от начала переходной кривой (точки НПК) до точки тангенса Т₀ (m-расстояние от начала переходной кривой до нового положения Т). Для определения положения начала переходной кривой необходимо вычислить величину . Из приведенной схемы (рис. 1.7.) находим:

Рис. 1.7. Схема разбивки переходных кривых методом сдвижки круговой кривой

Неизвестные величины m и P определятся как:

Зная положение начала переходной кривой НПК, координаты ее конца (; ) в точке КПК вычисляются по уравнению радиоидальной спирали в параметрической форме:

Координаты точек переходной кривой через каждые 10 м вычисляются по уравнению радиоидальной спирали в прямоугольной системе координат:

Расчет координат переходной кривой, м

Таблица 1.2.

5. Укороченные рельсы.

В кривых участках пути внутренняя рельсовая нить коро­че наружной, поэтому при расположении стыков по науголь­нику возникает необходимость укладки укороченных рельсов. Для каждой кривой выбираются тип укорочения, количество и порядок укладки укороченных рельсов. Установлено четыре типа стандартных укорочений.

Выбор типа укороченных рельсов для данной кривой про­изводится по формуле:

где S₁ - ширина колеи по оси головки рельсов в пределах круговой кривой, мм;

где b - ширина головки рельса, мм;

l_н.р. - длина нормального рельса;

Вычислив величину укорочения при­нимаем ближайшее большее стандартное укорочение К =120 мм.

Порядок расчета укороченных рельсов в кривой:

1. устанавливается положение первого стыка относительно начала переходной кривой;

2. определяется полное укорочение на всей кривой:

где E_п.к. – укорочение в пределах переходной кривой, мм; определяется:

здесь S_ср – средняя ширина колеи между осями головок рельсов в пределах переходной кривой, мм,

где S₀ – ширина колеи между рабочими гранями головок рельсов в прямых участках пути, мм.

Укорочение в пределах круговой кривой E_к.к. определится как

где l_к.к. – длина оставшейся части круговой кривой после разбивки переходных кривых,

определяют количество укороченных рельсов принятого размера, шт.

где E – полное укорочение на всей кривой;

K – принятое стандартное укорочение.

Порядок укладки укороченных рельсов определяется в табличной форме (табл. 1.3.)