Влияние конструкции промежуточных рельсовых скреплений на несущую способность земляного полотна скоростных железнодорожных линий

• Автор: Козлов, Иван Сергеевич
• Шифр специальности: 05.22.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. РАБОТА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ ПРИ СКОРОСТНОМ ДВИЖЕНИИ ПОЕЗДОВ.

1.1. ОСОБЕННОС ТИ РАБОТЫ ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ

И ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПРИ СКОРОСТНОМ ДВИЖЕНИИ ПОЕЗДОВ

1.2. ВИБРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ПОЕЗДОВ НА ЗЕМЛЯНОЕ

ПОЛОТНО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

1.3. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.

2. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ПРИ СКОРОСТНОМ ДВИЖЕНИИ ПОЕЗДОВ.

2.1. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1.1 Сравнительный анализ рельсовых скреплений КБ, АРС и Пендрол

2.1.2 ИНЖЕЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
2.2. Методика проведения экспериментов.
2.2.1. Аппаратура и приборы для полевых исследований.
2.2.2. Технология проведения экспериментов.
2.2.3. Обработка результатов исследований
2.3. Исследование колебательного i пюцесса грунтов
земляного полотна при скоростном движении поездов
2.3.1. Характер колебательного процесса
2.3.2. Зависимость колебаний от скорости движения, типа поезда и
конструкции промежуточных рельсовых скреплений.
2.3.2.1. Скрепление типа КБ с опытными и штатными прокладкамиамортизаторами.
2.3.2.2. Скрепление типа АРС с опытными и штатными прокладкамиамортизаторами.
2.3.2.3. Скрепление типа Пендрол с штатными прокладкамиамортизаторами.
2.3.3. Изучение распространения колебаний в теле земляного полотна и в поперечном оси пути направлении
в зависимости от конструкции
промежуточного рельсового скрепления.
2.4. Выводы по главе 2
3. КОРРЕКТИРОВКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА НЕСУЩЕЙ
СПОСОБНОСТИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА В ОСОБОЙ ТОЧКЕ О С УЧЕТОМ ВИБРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
3.1. Основные положения.
3.2. Решение теории предельного равновесия
в особой точке О.
3.2.1. Исходные положения.
3.2.2. Учет пригрузки в зоне особой точки О.
3.2.3. Вывод уравнения для точного определения напряжений
в зоне особой точки О
3.2.4. Алгоритм определения несущей способности земляного
полотна с учетом изменений в особой точке О
3.3. Выводы по главе 3
4 ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА С УЧЕТОМ ВИБРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПО УТОЧНЕННОЙ МЕТОДИКЕ РАСЧЕТА
4.1. Оценка изменений, внесенных в методику расчета
несущей способности земляного полотна
4.2. Влияние типа промежуточного рельсового скрепления
на несущую способность земляного полотна.
4.3. Влияние ширины колеи и стыковых зазоров на несущую
способность земляного полотна
4.4. Последовательность действий при определении несущей способности земляного полотна с учетом
ВИБРОДИНАМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.
4.5. Выводы по главе 4
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Стык рельсов - самое напряженное и слабое место в пути. Назначение бесстыкового пути — ликвидация или сведение к минимуму числа рельсовых стыков. Это одно из наиболее эффективных средств усиления пути [3]. Вт-ч и -3,9 тыс. До перехода к рыночным условиям общепринятой была точка зрения, что бесстыковой путь с железобетонными шпалами, имеющий повышенную однородность, равноупругость и стабильность (сопротивляемость внешним воздействиям), наиболее предпочтителен для скоростных магистралей, а также для обычных линий с грузонапряженностью от до млн ткм брутто/км в год. За последние годы цена и особенно дефицит деревянных шпал возросли настолько, что путь с железобетонными шпалами и сварными рельсовыми плетями стал практически безальтернативной конструкцией. Требование обеспечения стабильности ширины колеи важно и очевидно, оно прямо связано с обеспечением безопасности движения поездов из условия недопущения провала колес. Нарушение требования по обеспечению достаточности прижатия рельсов к основанию приводит к отрыву рельсов от шпал при укладке или разборке пути, а также при его подъемке при проведении выправочных работ. Угон рельсов приводит к изменению их напряженно-деформированного состояния, что может вызвать выброс пути при повышении температуры и разрыв стыков при ее понижении. Угон пути приводит к смещению и перекосу шпал, выпадению подрельсовых прокладок. Требование оптимизации температурной работы рельсов также связано с величиной усилий прижатия их к основанию. Исключить температурные деформации рельсов очень сложно, так как это вызывает усложнение конструкции пути, удорожание рельсовых скреплений. Недостаточное же прижатие рельсов к основанию вызывает чрезмерные деформации концевых участков рельсовых плетей, усложнение конструкции стыковых скреплений, быстрый износ промежуточных скреплений, нарушение равноупругости основания из-за перемещения шпал [8, ]. Обеспечение рациональной пространственной упругости рельсовых скреплений необходимо для того, чтобы упруго перерабатывать динамические воздействия колес подвижного состава на рельсы, гасить высокочастотные вибрации, расстраивающие путь и особенно его болтовые соединения, а также для того, чтобы создавать равноупругость подрельсового основания []. Упругость, создаваемая скреплениями, отделяет массу рельса от подрельсового основания аналогично тому, как рессоры отделяют кузов экипажа от его ходовых частей. Это существенно снижает силы инерции, образующиеся при движении колес по неровностям пути. Этим и объясняется существование понятия оптимальной пространственной упругости пути, при которой взаимодействие пути и подвижного состава будет наилучшим, а напряжения, деформации и накопления последних будут минимальными. Кроме того, неизменная упругая связь элементов скреплений с рельсами, подрельсовыми опорами и друг с другом с заданным натяжением необходима для обеспечения нормальной работы скреплений, предотвращения неупругих колебаний элементов и связанных с этим расстройств узлов скреплений 1]. Передача боковых сил на бетон должна осуществляться через упругие амортизаторы (прокладки, подклеммники), обеспечивая при этом величины удельных давлений на них в допускаемых пределах []. Скрепления должны обеспечивать возможность регулировки положения рельсов по высоте в пределах - мм. Прокладки-регуляторы должны изготавливаться из жестких материалов []. Их типоразмеры должны обеспечивать уклоны отводов при исправлении пути в соответствии с действующими нормативами. В настоящее время на скоростной линии Санкт-Петербург - Москва применяются промежуточные рельсовые скрепления типа КБ- и АРС-4 на железобетонных шпалах, а также имеется один стометровый экспериментальный участок со скреплениями типа Пендрол. Типовым промежуточным скреплением для железобетонных шпал является раздельное клеммно-болтовое скрепление КБ, в котором рельс к подкладке прижимается жесткими клеммами, надеваемыми на клеммные болты, фигурные головки которых заводятся в пазы реборд подкладок. Под гайки клеммных болтов ставят упругие шайбы.