2. Расчет рельсовой  колеи

     2.1 Определение возвышения  наружного рельса в кривой.

     При проектировании железных дорог возвышение h наружного рельса над внутренним определяется по формуле:

                                                                                                                 

                                                                  H=12.5∙K∙V²_ср. /R, где                                            

     K – коэффициент увеличения возвышения h, учитывающий смещение центра тяжести экипажа в наружную сторону по отклонению к оси пути.

     Vср. – средняя скорость взвешенная по тоннажу, км/ч.

     R- радиус кривой, м.                                       

     Средневзвешенное квадратичное значение V²ср.  Определяется по формуле:

                  

                                V²ср.=∑(Qi∙ni∙V²i )/∑(Qi∙ni).                                                                 

                 

     V²i- скорость поездов i-го типа;

     ni- количество поездов i-го типа;

     Qi- вес поездов i-го типа;                           

           h=12.5∙V²ср /R+∆h, где  

     12.5- переводной коэффициент.

     ∆h- добавочное возвышение, учитывающее отклонение центра тяжести экипажа от оси колеи при R≤1200м (∆h=20мм).

                                           

     Расчетное возвышение h должно быть проверено из условия обеспечения комфортной езды пассажиров на максимальной скорости движения пассажирских поездов по формуле:

                                                                 

           h_мин=12,5∙Vmax²/R-115∙aнп,

     где

     V_max- максимальная скорость движения поездов.

     a_нп- величина непогашенного центростремительного ускорения, принимается для пассажирских поездов =0.7м/с².

                                                         

     2.2. Расчет основных  элементов для разбивки переходной  кривой.

 

        

     Значимость  переходной кривой:

     Для плавного сопряжения прямого участка  с круговой кривой (следовательно центробежная сила возрастает постепенно).

     Для плавного отвода возвышения наружного  рельса.

     Для плавного уширения рельсовой колеи  в кривой. 

          Круговые кривые имеют установленный  радиус R  и возвышение h. Для обеспечения плавного перехода подвижного состава из прямой в круговую кривую устраиваются переходные кривые. В пределах переходных кривых устраиваются переходные кривые. В пределах переходных кривых устраивается отвод кривизны К, возвышения и уширения колеи, если это необходимо.

     Длина переходной кривой l₀ зависит от многих условий:

     -Принятого  уклона отвода возвышения i,

     -Скорости  движения V,

     -Допускаемой  величины нарастания горизонтальных  ускорений Ψ,

     -Допускаемой  скорости подъема колеса по  наружному рельсу и т.д.

     На эксплуатируемых участках железных дорог переходные кривые не устраиваются при радиусах более 3000м, а так же в том случае, если разность кривизны смежных круговых кривых не превышает 1/3000. В остальных случаях длина переходной кривой устанавливается:

     1) Из условия не превышения допускаемого уклона i при прямолинейном отводе возвышения:

           l₀=h/i 

     2) Из условия допустимой величины  нарастания непогашенных ускорений  Ψ:                                                                         

           l₀=(V/3.6)³/( Ψ∙R);  

     3) Из условия ограничения вертикальной  скорости подъема колеса по  наружному рельсу

           l₀=0.01∙V∙h

     4)  

 

     Наибольшая  из длин l0=150м принимаем за окончательное значение длины переходной кривой.

     После определения l0 рассчитывается угол поворота переходной кривой по формуле:

            

     φ₀= 180∙l0/(2∙p∙R)        

 

     Рассчитываем  параметры переходной кривой:

     -Геометрический  параметр переходной кривой С

           C=l₀∙R 

     -Абсцисса  конца переходной кривой х₀

     х₀=l₀- l₀⁴/40∙С²

     -Ордината  конца переходной кривой y₀

           y₀= l₀³/6∙C 

     -расстояние  от начала переходной кривой  до проекции центра кривой  на прямую

     m=x₀-R∙sinφ0

     -величина  сдвижки круговой кривой относительно прямой P

     P=l₀²/24∙R

     -полная  длина круговой кривой 

           К=2 l₀+R(b-2j)*p/180

     2.2.1. Общее укорочение  внутренней рельсовой нити

      относительно наружной.

     

                                  Стыки рельсов должны располагаться  по наугольнику, то есть

                                      стык против стыка.                                                            

     

                                  стык против стыка          в разбег

     Но  в кривой наружная рельсовая нить длиннее, чем внутренняя, поэтому при использовании стандартных рельсов длиной 25м стыки располагаются в разбежку.  Отсюда следует, что внутренние рельсы должны быть короче. Для этого применяется стандартное укорочение. Рельсы длиной 25м имеют стандартное укорочение 80мм и 160мм. В данном курсовом проекте мы будем пользоваться этим стандартным укорочением.

      В кривом участке пути мы имеем право  на несовпадение стыков:

     

       

       недобег                                                        забег

     ε_кк=S₁∙l_кк/R

     ε_пк1=S₁∙l₀²/2C

          
 
 
 
 
 
 
 
 

     2.3. Вписывание в  кривую, или определение ширины  колеи в кривой.

 
 

     

     L- полная колесная база

     l – жесткая колесная база 

     

                                                 

     

                         — принудительное вписывание

       
 
 
 

     Определение расчетной ширины колеи является необходимым, так как соотношение  расчетной и установленной ширины колеи характеризует воздействие  подвижного состава на ж.д. путь в  горизонтальном продольном и поперечном направлении и следовательно  определяет объем планово-предупредительных работ при текущем содержании пути.

     Вписывание  бывает свободное, нормальное, принудительное и заклиненное; в практике заклиненного быть не должно.

     Ширина  колеи определяется расчетом по вписыванию экипажа в заданную кривую, при условии, что она должна обеспечить свободное вписывание для вагонов и нормально-принудительное вписывание для локомотивов.