Определение коэффициента устойчивости пути (К у т). Ранее полученная (см. лекцию 6) формула 6.8 для определения коэффициента устойчивости пути при Р65, ЖБ, Щ

В процессе эксплуатации пути есть участки, на которых регулярно используются торможение подвижного состава. К таким участкам относятся

Условия количественная оценка устойчивости при торможении.

- участки рекуперативного (электрического) торможения,

- участки пробы тормозов и др.

При пневматическом торможении тормозные силы равномерно распределяются по длине поезда, дополнительно накладываясь на другие продольные сжимающие силы (температурные, силы угона и др.). При рекуперативном торможении в составе поезда возникают продольные сжимающие силы, которые концентрируются в голове поезда.

Регламентация продольных тормозных сил N _ТЦ (например, по условиям невыжимания легко загружаемых вагонов) производится по осям автосцепок, а на рельсы воздействует сжимающая тормозная сила,

N _Т.Р. = N _ТЦ * f _Р (10.7)

Приняв для дальнейших расчетов значение коэффициента трения колеса и рельса при торможении (f _Р) равным 0,25, имеем

N _ТЦ = 4 N _Т.Р (10.8)

Из (10.1) имеем, изменение длины 100 м участка рельсовой плети на 1мм (при этом относительное удлинение ε = 0,00001) эквивалентно ее нагреву на 0,85 ˚ С, следовательно нагреву на 1,0 ˚ С соответствует удлинение такого же участка рельсовой плети на 1/0,85 = 1,18 мм. При этом в рельсах должна действовать продольная сила, определяемая по формуле N = α E F΄΄ = 40,96 кН (для рельсов Р65).

Полагая, что эта сила тормозная, приложенная к рельсам (N _Т.Р), и что этой силе должна соответствовать тормозная сила, действующая по осям автосцепок (N _ТЦ ) и равная (согласно 4.12) 40,96*4 = 163,8 кН.

Следовательно, нагреву рельсовой плети на 1,0 ˚ С эквивалентно действие тормозных сил на уровне автосцепок N _ТЦ , равное 163,8 кН, а действие этих сил значением 1кН эквивалентно нагреву на 1/163,8 =0,006 ˚ С, т.е.

Δ Δ t _Т.УД = 0,006 ˚ С /кН (10.9)

При любом другом значении тормозных сил N _ТЦ

Δ Δ t _Т =0,006* N _ТЦ ˚ С (10.10)

Рассмотрим ниже условия устойчивости бесстыкового пути при пневматическом торможении.

Где: ∆ t = ∆ t_уу - ∆ t_ож = ∆ t_уу – (∆ t_{max max} - ∆ t_з)

может быть использована для определения К _{у т} при пневматическом торможении состава.

При пневматическом торможении с силой (по осям автосцепки), равной N _ТЦ коэффициент устойчивости для Р65, ЖБ, Щ определится по формуле

К _{у Δ σ.} = 0,066 R · К _упр ·К _эп / (∆ t + Δ Δ t _Т.УД * N _ТЦ)

или К _{у. Δ σ.} = 0,066 R · К _упр ·К _эп / (∆ t + 0, 006* N _ТЦ) (10.11)

Лекция 19Условия количественная оценка устойчивости при наличии совокупности отступлений от норм содержания.

Для практической реализации основной задачи мониторинга устойчивости бесстыкового пути необходимы зависимости для определения:

- допускаемых в эксплуатации превышений температур ∆t _уу при наличии сочетаний отступлений от норм содержания в одном поперечном сечении;

- количественной оценки коэффициента устойчивости К _у (как интегрированного показателя отношения удерживающих и сдвигающих сил) пути в местах таких отступлений;

- удельные количественные оценки изменения ∆t _{у у} и К _у при различных значениях отдельных ослабляющих факторов.

Сочетание отступлений от норм содержания. Если факторы, ослабляющие поперечную устойчивость бесстыкового пути, совпадают по длине плети или находятся друг от друга на расстоянии не более 6 - 8 м, то, очевидно, их можно рассматривать как совокупность ослабляющих факторов относящихся к одному поперечному сечению. Такое допущение, упрощающее аналитическое определение условий устойчивости, возможно, потому что идет в запас устойчивости.

В практике эксплуатации бесстыкового пути совмещение отступлений в плане с наличием не подбитых шпал и смещением плетей встречаются достаточно часто, например, после обкатки пути на инвентарных рельсах и последующей укладке вместо них рельсовых плетей.

Рассмотрим условия устойчивости бесстыкового пути при указанном сочетании отступлений от норм содержания, причем каждое из отдельных отступлений не превышает значений, допускаемых нормами.

Сочетание отступлений от норм содержания пути характеризуется конкретными значениями каждого отступления.

Согласно [1] максимально допускаемое превышение номинальной стрелы изгиба Δ f (мм), приведенное к хорде длиной 20 м и соответствующее 3-ей степени (не влекущей никаких эксплуатационных ограничений) в зависимости от категории пути равно 35, 40, 50,65, 90 и 100 мм

Не подбитые шпалы в настоящее время путеизмерительными средствами не фиксируется, но это скорее техническая задача, ждущая своего решения. Пока отступления от норм содержания в вертикальной плоскости измеряются через просадки, перекосы и отступления по уровню, на протяжении которых могут быть не подбитые шпалы.

Дополнительные (кроме температурных) сжимающие силы в рельсовых плетях регламентируются [2] максимальным изменением длины контрольного участка между маячными шпалами l _уг (мм).

Действие тормозных сил на параметры устойчивости не учитывается.

Предельное превышение температуры для пути, имеющего совокупность перечисленных отступлений от норм содержания (Δ t_с.о) определится зависимостью

Δ t_с.о = (∆ t_уу – ΔΔ t_Δf - ΔΔt _н.шп. - ΔΔ t _{Δ σ}) К _эп (11.1)

Для Р65, ЖБ, Щ

Δ t _с.о = (60,6 – Δ Δ t _R – Δ Δ t_Δf - Δ Δ t _н.шп. – Δ Δ t _{Δ σ})*К _{э п} (11.2)

где 60,6 9360 / R) – снижение в связи с номинальной кривизной,

ΔΔt_Δf - снижение в связи с отступлением от номинальной кривизны,

ΔΔt _н.шп - снижение в связи с наличием не подбитых шпал,

ΔΔ t _{Δ σ} – снижение в связи с угоном рельсовых плетей.

Ранее полученные удельные значения температурных эквивалентов:

Δ Δ t_Δf.. = 0,187* Δ f (˚С)

Δ Δ t _Δσ = Δ Δ t _{Δσ уд} * l _уг = _. 0,85 *l _уг

Δ Δ t_н.шп.. = Δ Δ t_н.шп.уд * n _н.шп = см.таблицу 11.1

Значения Таблица 11.1

		Радиус кривой, м
прям
1.	2.	3.	4.	5.	6.	7.	8.	9.	10.
	Среднее по R	3.4	3.1	3.2	3.0	2.9	2.7	2.0	1.8	1.6

Коэффициент устойчивости ( К _{у. с.о} ). Значение коэффициента устойчивости К _{у. с.о}, отражающего предельное состояние поперечной устойчивости бесстыкового пути при наличии сочетания отступлений от норм содержания для Р65, ЖБ, Щ определится по формуле:

К _у.с.о, = 0,066 ·R ·К _упр ·К _эп · К _у.с.о. /

(∆ t + 0,187 · Δf + 0,85 l_уг + Δ Δ t_н.шп.уд * n _н.шп) (11.3)

Полученные зависимости позволяют аналитическим методом периодически оценивать устойчивость бесстыкового пути в местах совокупностей отступлений от норм содержания по показаниям вагонов - путеизмерителей или обнаруженных иными способами, а также осуществлять их мониторинг.

Кроме того, эти зависимости позволяют оценить по условиям устойчивости

существующие нормативы температуры закрепления рельсовых плетей,

нормативы отдельных допускаемых отступлений от норм содержания,

встречающиеся совокупности допускаемых отступлений от норм содержания.

Проверка условий устойчивости при действующих нормативах закрепления рельсовых плетей и совокупности отступлений от норм содержания. Действующими ТУ БП [2] установлен интервал оптимальных температур для закрепления рельсовых плетей укладки 2000 г. и более поздних сроков укладки. По умолчанию считается, что эти температуры закрепления обеспечивают устойчивость пути при всех допускаемых отступлениях от норм содержания или их сочетаниях. Для климатических условий Куйбышевской ж.д. они приведены в строке 3 табл 1. Этими же ТУ для эксплуатируемых ранее уложенных плетей сохранены действовавшие ранее температуры закрепления [ Δt_y ]₉₁. (см. табл 1 строка 1 и 2).