Особенности проектирования и эксплуатации бесстыкового пути в кривых

• Автор: Карпачевский, Вячеслав Вадимович
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Краткая историческая справка о становлении бесстыкового пути в
России
2 Анализ известных методов решения задачи обеспечения устойчивости бесстыкового пути под действием продольных сил
3 Методика, техника и результаты экспериментального исследования длительных изменений продольных сил и перемещений в рельсовых плетях бесстыкового пути
4 Методика расчет бесстыкового пути на устойчивость с учетом фактора времени, воздействия поездов и радиуса кривой
4.1 Принятые обозначения и предпосылки к механико-математическим моделям, отражающим работу бесстыкового пути
4.2 Механико-математическая модель условий устойчивости бесстыкового пути, учитывающих воздействия поездов и фактор времени
4.3 Устойчивость бесстыкового пути под действием продольных сжимающих сил в кривых участках
5 Особенности проектирования, укладки, содержания и ремонта бесстыкового пути
5.1 Условия проектирования бесстыкового пути с учетом особенностей его устройства в кривых участках
5.2 Особенности укладки и сварки рельсовых плетей бесстыкового пути
в кривых участках
5.3 Некоторые особенности текущего содержания и ремонтных работ на
бесстыковом пути в кривых участках
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Бесстыковой путь на железных дорогах России в настоящее время является основной конструкцией верхнего строения пути. Это обстоятельство возникло в результате примерно полувекового периода внедрения новой конструкции железнодорожного пути, давшей наибольший экономический эффект в путевом хозяйстве, а также в вагонном, локомотивном и других хозяйствах. При движении поездов по бесстыковому пути снижаются энергетические расходы на тягу на 10... 12 % [1]. Бесстыковой путь позволяет применять железобетонные шпалы, которые сами по себе создают значительные преимущества, особенно с тех пор, как их общая стоимость (включая расходы на утилизацию) стала ниже деревянных. Общеизвестны и экологические преимущества бесстыкового пути в результате снижения шума и пыли при движении поезда. Улучшается токопроводность рельсовых цепей, т.е. повышается надежность автоблокировки.
Однако еще остается ряд нерешенных проблем, из-за которых снижается эффективность бесстыкового пути. Основной из этих проблем является ограничение применения бесстыкового пути по минимальному радиусу в кривых участках.
В действующей Инструкции по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути (И-2012) [2] как и в ТУ-2000 с вводом понятия «оптимальная температура закрепления рельсовых плетей» возникло два различных требования, по которым, с одной стороны, в табл. 3.1 нет ограничения по минимальному радиусу в кривых участках, с другой стороны, в табл. П 2.1 ограничение есть -минимальный радиус определен с оговоркой в 250 м (350 м и более - без дополнительных требований). Причиной ограничения считается допускаемая годовая амплитуда температурных изменений. Для кривых участков эти допускаемые изменения зависят как от растягивающих, так и от сжимающих продольных температурных сил, определяемых по утвержденной методике расчета температурного режима работы бесстыкового пути.

В Инструкции есть табл. П 2.2, в которой даны допускаемые отступления от температуры закрепления в сторону понижения по условию прочности рельсов. Эти допускаемые отступления от температуры закрепления для малых радиусов кривых и для некоторых локомотивов составляют менее 80 °С. В этом случае только по условию прочности рельсов нельзя применять бесстыковой путь или необходимо весьма существенно ограничивать скорость движения при низких температурах. Но, если выполняются требования табл. 3.1 [2], то никакие ограничения не требуются.
В И-2012 в табл. П 2.1, даны допускаемые отступления от температуры закрепления в сторону повышения по условию устойчивости (Агу). Для рельсов Р65 в кривой при Я > 350 м Д/, =34 °С. Это еще позволяет почти везде применять бесстыковой путь без дополнительных требований. Но если Я< 350 м, то этого уже нельзя делать. В предыдущих ТУ-91 [3] для рельсов Р65 уже при Л = 500 м было А/у = 33 °С, а для Я = 300 м Му = 23 °С.
При Я < 250 м применение бесстыкового пути нигде на железных дорогах России невозможно, если выполнять требования табл. 3.1 И-2012. Таким образом, при Я < 250м нельзя применять бесстыковой путь там, где он по техникоэкономическим показателям [1] наиболее желателен. Задачей данной работы является - снятие этого ограничения.
Главная задача настоящей диссертационной работы заключается в исследовании возможностей снятия существующих ограничений по применению бесстыкового пути в кривых малых радиусов Я < 250 м (на главных путях общего пользования радиусом меньше 200 метров не применяются). Так же требуется решение вопроса об определении температурного режима работы бесстыкового пути в кривых участках с Л <250 м по условиям прочности. Нужно также исследовать технологические возможности создания оптимального температурного режима эксплуатации и производства ремонтных работ без нарушения этого режима или с восстановлением его, если это потребуется.

М = Ely",
(2.21)
тогда
(2.22)

Рисунок 2.5 - Расчетная схема потери устойчивости
Дважды дифференцируя (2.22), получим Е1уп - Fy" + q = 0.
(2.23)
Такое дифференциальное уравнение для решения задачи использовано И. Немчеком [12], Р. Леви [6] и др. У Р. Леви окончательные расчетные формулы имеют следующий вид:
С.П. Першин сообщает [23], что Р. Леви, как и Л. Сакмауэр, далее развивают свое решение с учетом противодействия изгибу со стороны сил, развивающихся в узлах рельсошпальной решетки. Он считает, что при горизонтальном искривлении это «значительный шаг вперед в совершенствовании расчетов». Можно согласиться с такой оценкой при условиях, что решение задачи чисто статическое при одноразовом приложении продольной сжимающей силы и что сопротивления повороту в скреплениях -
(2.24)
У Г. Мейера [9]:
(2.25)