Совершенствование методов расчета и технических решений безбалластного мостового полотна железнодорожных мостов

• Автор: Орешкин, Андрей Иванович
• Шифр специальности: 05.23.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 132 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1.АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА.

1.1 Обзор методов устройства пути на мостах в России и зарубежных странах.

1.3 Анализ методов расчета и экспериментальных исследований безбалластного мостового полотна.

1.4 Цель и методы исследования.

2. АНАЛИЗ РАБОТЫ СУЩЕСТВУЮЩЕГО БЕЗБАЛЛАСТНОГО МОСТОВОГО ПОЛОТНА БМП

2.1 Анализ основных дефектов существующего БМП и их причин.

2.2 Экспериментальный и теоретический анализ работы плит БМП.

2.2.1 Исследование влияния жесткости прокладного слоя на работу плит БМП с различными расстояниями между балками опирания.

2.2.2 Влияние начальных несовершенств плиты на е напряженнодеформируемое состояние

2.3 Экспериментальный и теоретический анализ работы шпилек.
2.3.1 Исследование влияния жесткости прокладного слоя на работу шпилек.
2.3.2 Оценка влияния вибраций и натяжения шпильки на унос плит и раскручивание гаек.
2.4 Экспериментальный и теоретический анализ работы прокладных слоев
2.4.1 Исследование работы прокладного слоя в виде сплошной бетонной подливки.
2.4.2 Исследование работы прокладного слоя из дерева и синтетических материалов.
2.4.3 Экспериментальный анализ релаксации напряжений в полимерном материале прокладного слоя вследствие длительного напряженного
состояния сжатия.
2.5 Выводы по разделу 2
3.ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ БЕЗБАЛЛАСТНОГО МОСТОВОГО ПОЛОТНА ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ.
3.1 Влияние жесткости прокладного слоя на динамические характеристики ВСП
3.1.1 Описание методики и алгоритма оценки влияния характеристик пути на его взаимодействие с подвижным составом
3.1.2 Анализ результатов расчета динамических свойств пути
3.2 Оценка коэффициента динамики для плит БМП при сходе поезда
3.3 Оценка сейсмостойкости типовой конструкции плит БМП
3.4 Выводы по работе безбалластного мостового полотна при динамических нагрузках
4.СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ БЕЗБАЛЛАСТНОГО МОСТОВОГО ПОЛОТНА.
4.2 Совершенствование конструкции опорного узла плит на балки проезжей части
4.3 Использование фибробетона для изготовления плит БМП.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
Литература


Путь на металлических поперечинах был предложен, как альтернатива мостовому брусу, в середине -х годов (рис 1. Однако опыт эксплуатации показал, что высокая жесткость пути приводит к появлению усталостных трещин в продольных балках пролетного строения. Кроме того, возникли сложности с электроизоляцией рельсов. Рис. Безбалластное мостовое полотно (БМП) было предложено использовать в СССР в конце -х годов для замены традиционного мостового полотна на деревянных поперечинах. Первоначально в качестве опорных элементов использовался сплошной цементно-песчаный прокладной слой. По замыслу авторов БМП должно обладать рядом преимуществ перед мостовым полотном на деревянных поперечинах. К числу таких преимуществ, безусловно, можно отнести большую по сравнению с обычным мостовым полотном технологичность и долговечность. Повышенная технологичность БМП обуславливается сравнительной легкостью обеспечения строительного подъема на мосту. Если для мостового полотна на деревянных поперечинах обеспечение строительной высоты достигается врубкой каждого бруса (рис. БМП решение задачи обеспечивается регулированием высоты опорных элементов. Основные достоинства и недостатки различных типов мостового полотна сведены в таблицу 1. БМП). Как отмечается в [7], обычный балластный путь все еще достаточно широко используется в железнодорожном строительстве. Причины этого лежат в возможности относительно просто придавать пути требуемые геометрические параметры при укладке и восстанавливать их при ремонте, а также в способности обеспечивать требуемые динамические характеристики пути, прежде всего упругость при передаче нагрузки от подвижного состава. Таблица 1. Т ипы мостового полотна л 1 і с п — с ш “ а 8. Металлоемкость (без рельс, рельсовых скреплений и тротуаров), т/м3 Срок службы, лет Расход на содержание п год, ед/пог. В зарубежных конструкциях БМП обычно применяются предварительно изготовленные в заводских условиях бетонные рамы или плигы длиной в среднем около 5 м. Их укладывают на бетонное основание, формируемое на месте путем непрерывной заливки смеси в подвижную опалубку, с помещением между ними промежуточного слоя асфальта или подобного по характеристикам материала. Поэтому придание безбалластному пути той же регулируемости и упругости, которыми обладает балластный путь, представляет довольно сложную задачу с учетом высокой изначальной жесткости бетона как строительно-конструкционного материала [7]. На высокоскоростных линиях Японии и Италии, строившихся в начале -х годов, требуемые регулируемость и упругость получали путем введения определенной степени свободы (с упругим деформированием) между рамами и основанием, а также применением упругих рельсовых подкладок. На мостах и путепроводах, особенно в сейсмически активных географических зонах, применяли особые рельсовые скрепления с заделкой подкладок в бетон (рис. Рис. Однако в рассматриваемых конструкциях крепление отдельных элементов верхнего строения безбалластного пути получается достаточно жестким. Излишне жесткая конструкция может быть повреждена при интенсивных динамических нагрузках от подвижного состава и плохо сопротивляется, например, воздействию воды. Предлагались разные варианты решения этой проблемы, включая специальную обработку' поверхности верхней бетонной постели основания и использование рельсовых скреплений повышенной упругости (рис. Эти методы уже доказали свою приемлемость для линий городских железных дорог. Вместе с тем опыт эксплуатации верхнего строения пути типа Rheda в Германии показал, что их применение на линиях магистральных железных дорог с высокой скоростью движения поездов требует дальнейшей доработки. Рис. Если линии с БМП проходят в местах городской застройки дополнительным требованием в Европе является ограничение уровня шума и вибраций при движении поездов. Балласт обычного пути служит эффективным гасителем этих явлений, в безбалластном пути необходимо компенсировать отсутствие балласта для выполнения этой функции. С этой целью обычно используют подрельсовыс опоры пониженной жесткости (рис.