РГР №2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УКЛАДКИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра: «Путь и строительство железных дорог»
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА
по дисциплине:
«Расчет и проектирование элементов железнодорожного пути »
Выполнил: студентка 4 курса гр.292
Аношкина
Проверил: Ершов В.В.
Самара 2012
РГР №1 ТЕМПЕРАТУРНАЯ РАБОТА РЕЛЬСОВ
1.1.В рельсосварочном предприятии изготовили рельсовую плеть длинной Ln=750 м при tр=- 5ºС . Какую длину плети следует указать на внутренней стороне шейки рельсы? Какая еще информация располагается там же?
1.2. Какая продольная T сила возникает в рельсах при нулевых зазорах и повышение t на 40ºС?
1.3. Определить длину L1 рельсовой плети размешенной на роликовых опорах при изменение ее температуры на ∆t = 20 ºС? До измерения температуры плеть имела длину L=750 м.
1.4. На сколько должна изменится температура рельса, чтобы стыковое сопротивление было преодолено? При данных условиях: Р65, L=25 м и R=100000 Н.
1.5. Рельсовая плеть длиной L=750 м закреплена при tо=25±5ºС. Уравнительный пролет состоит из трех пар уравнительных рельсов длиной по 12,5 м. Величины стыковых зазоров в уравнительных зазорах ∆=18 мм. Определить произойдёт ли в заданном географическом районе смыкание зазоров при tmax max. Будет ли достигнут конструктивный максимум зазоров (2,1 см.) в уравнительном пролете при tmin min. Климатический район станции Асбест (Железная дорога: Свердловская) (tmax max = 58 ºС, tmin min = -43 ºС).
Решение
1.1. Изменение длины рельсовой плети составит:
∆L=αL(20- tр)=0,0000118∙750∙(20-(-5))=0,221 м.
На внутренней стороне шейки рельса должна быть указана длина
750+0,221=750,221 м.
42-317-750,221-12П-20.09.10-29 ºС.
42 – номер предприятия;
317 – номер сварочной ведомости;
12П – номер по проекту
20.09.10 – дата укладки
29 ºС – температура укладки
1.2. Продольная сила возникающая при изменении температуры на 10 ºС составит:
α·Е = 0,0000118∙2100000 = 25 кг/см = 250 Н/см град;
Р·t = σ ∙F = α Е∙F∙∆t = 250∙82,7∙40 = 827000 ≈ 83 т.
1.3. Длина рельсовой плети размешенной на роликовых опорах составит:
∆L=αL(∆t)=0,0000118∙750∙20=0,177 м.
L1=L+∆L=750+0,177=750,177 м.
1.4. Изменение температуры для преодоления стыкового сопротивления будет составлять:
ºС
1.5.
Рис. 1. Распределение продольных температурных напряжений по длине рельса: L- общая длина рельса; x- длина подвижной части рельса; ( L-2x) – неподвижная часть рельса; R- стыковое сопротивление.
Смыкание зазоров в уравнительном пролете возможно только при повышении температуры. Диапазон температур (∆t+), при которых конец рельсовой плети смещается в сторону уравнительного пролета (с учетом сопротивления стыкового скрепления ∆ t н = 5ºС) для заданных tз = 25ºС и
t max max = 58ºС равен:
∆t+ = tmax max – tз - ∆tн = 58– 25 – 5 = 28 ºС
Определим длину х участка продольной деформации рельса при повышении его температуры до значения t max max = 58ºС относительно tз = 25ºС
Длина активного концевого участка x может быть найдена из выражения:
x = α EF∆t + / p
x =250 Н/см.град·82,7 см² (58-25-5) / 80 Н/см = 7236,25 см
Смещение конца рельса при такой температуре после преодоления стыкового сопротивления равно:
∆L+=0,5 α x ∆t+ .
∆L+ =0,5·0,0000118·7236,25·28 = 1,19 см.
При повышении температуры для полного смыкания всех 4-х зазоров в уравнительном пролете конец рельсовой плети должен переместиться в сторону уравнительных рельсов на ∆L1+ = δ Ф · 4 = 18 *4 = 72 мм
Так как ∆L+ < ∆L1 +,то есть 11,9 мм < 72 мм, то смыкания зазоров в уравнительном пролете не произойдет.
Повторим расчеты для случая понижения температуры.
Раскрытие (увеличение) зазоров в уравнительном пролете возможно только при понижении температуры. Диапазон температур (∆t-), при которых зазоры увеличиваются за счет смещения конца рельсовой плети в сторону её середины (с учетом сопротивления стыкового скрепления:
∆t н = 5ºС) для заданных tз = 25ºС и t min min = -43ºС равен
∆t- = tз - ∆tн - t min min = 25– 5 – (– 43) = 63ºС
Определим длину х участка продольной деформации рельса при понижении его температуры до значения t min min = – 49ºС
x = α EF∆t- / p =250∙82,7∙63/80=16281,56см ≈163 м
Смещение конца рельса при понижении температуры после преодоления стыкового сопротивления равно:
∆L=0,5 α x ∆ t - .
∆L - =0,5·0,0000118·16281,56·63 = 6,05см
При понижении температуры до t min min= – 43ºС для полного (конструктивного) раскрытия всех 4-х зазоров в уравнительном полете до
δ max =2,1 см состояние зазоров позволят переместиться концу рельсовой плети в сторону середины плети на величину∆L1 -, значение которой определяется формулой:
∆L1 - = (δ max - δ Ф) · 4 = (2,1 – 0,5)·4 = 6,4 см
Так как при интервале температур ∆t- возможное перемещение конца плети ∆L - = 6,05 см , а для полного раскрытия зазоров достаточно ∆L1 - = 6,4 см, то есть ∆L- > ∆L1 - то в уравнительном пролете произойдет полное их раскрытие.
РГР №2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УКЛАДКИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ
Определить возможность укладки бесстыкового путиконструкции Р65 ж.б щ. для следующих условий: ст. Асбест, Железная дорога: Свердловская, локомотив ЧС7. Планы линии: прямая, кривая R1= 1000 м, кривая R2=500 м.
Решение
Для ст. Абдулино:
tопт =25 ± 5 ºC
tmax max =58 ºC
tmin min = - 43 ºC
Та= tmax max- tmin min=58-(-43)=101 ˚C
По таблицам П.2.1 и П.2.2 ТУ 2000 определяем допускаемые повышения [∆ty] и понижения [∆tp] температуры рельсов и их амплитуды для каждого из элементов плана:
[T] = [∆ty] + [∆tp] – [∆tз] = [∆ty] + [∆tp] –10, ˚C
где [∆ty] - допустимое по условию обеспечения устойчивости при повышении температуры рельсовых плетей по сравнению с температурой их закрепления;
[∆tp]- допустимое по условию обеспечения прочности рельсовых плетей понижение температуры рельсов по сравнению с температурой их закрепления;
[∆tз]- минимальный интервал температур, в котором должны быть закреплены рельсовые плети на постоянный режим (принимается равным 10˚C)
Таблица1
Элемент | [∆tp], ˚C | [∆ty], ˚C | [T]= [∆tp]+[∆ty]-10˚C |
прямая | Т=111+54-10=155 | ||
R1=1000 м | Т=103+46-10=139 | ||
R2=500 м | Т=92+41-10=123 |
Для всех элементов плана [T] > [Tа], то есть
[T]пр> [Tа]; 155º > 101º;
[T]1000 > [Tа]; 139º > 101º.
[T]500 > [Tа]; 123º > 101º;
Следовательно, укладка названной выше конструкции бесстыкового пути возможна.
Границы интервала закрепления для каждого из элементов плана определяются по формулам:
min tз= tmax max - [∆ty ];
max tз= [∆tp] + tmin min .
Таблица2
прямая | min tз=58-54=4˚С | max tз=-43+111=68˚С |
R1=1000 м | min tз=58-46=12˚С | max tз=-43+103=60˚С |
R2=500 м | min tз=58-41=17˚С | max tз=-43+92=49˚С |
Рельсовая плеть на всём своём протяжении должна быть закреплена на постоянный режим работы в одном интервале температур, границы которого определяются наиболее высокой из рассчитанных min tз и наиболее низкой из рассчитанных max tз . Для всей плети для ст. Воркута принимается min tз = 4º C, max tз = + 68º С.
2.6. Температурная диаграмма