Расчет верхнего строения пути

Таким образом, если упругие свойства безбалластного пути и нормы его устройства и содержания оставить без изменения, следует ожидать значительное снижение срока службы элементов ВСП и прежде всего прокладок-амортизаторов.Анализ результатов вычислений позволил определить, при каких величинах неровностей и модулях упругости пути значения сил, действующих на упругую прокладку, не будут превышать 41,7 кН. Например, при двукратном снижении модуля упругости безбалластного пути (до 100 МПа) силу ниже допускаемой можно получить только при очень жестких допусках на вертикальную неровность пути – не более 1 мм независимо от длины. При модуле упругости 90 МПа величина допустимой неровности составит уже 2 мм при любой длине; при модуле 80 МПа – 3 мм независимо от длины и 4 мм при длине 3 и 4 м и т. д. При модуле упругости 50 МПа допустимая величина вертикальной неровности будет соответствовать просадке 1 степени отступления.Поскольку динамическая добавка сил взаимодействия пути и подвижного состава к статической силе зависит как от нагрузки на ось, так и от скорости движения экипажа, то приведенные выше рассуждения справедливы и для скоростного, и высокоскоростного движения.Отсюда вытекают два возможных направления обеспечения срока службы элементов безбалластного ВСП, равного сроку службы пути на балласте: снижение жесткости безбалластного пути и ужесточение допусков при его устройстве и эксплуатации. Одновременно можно определить допуски на вертикальные неровности безбалластного пути при известной (проектируемой) его жесткости и, наоборот, найти необходимую упругость пути при известных допусках на его геометрию. Например, при устройстве безбалластного пути в тоннеле с рамами МГР длиной 2 м и допусками на пропеллерность 1 мм, при точности их позиционирования по вертикали ±1 мм получим расчетную неровность 2 мм на длине 4 м (удвоенная длина рамы). Тогда модуль упругости пути не должен превышать 90 МПа.Снижение общей жесткости безбалластного пути возможно либо за счет снижения жесткости прокладок амортизаторов, либо за счет создания дополнительного упругого слоя. Снижение жесткости прокладок-амортизаторов нежелательно по двум причинам: теряется их долговечность и увеличивается угол поворота рельсового сечения при действии боковых сил (рис. 1). В результате растет ширина колеи под поездом, изменяется геометрия контакта колеса и рельса.Создание дополнительного упругого слоя может быть обеспечено между подрельсовой опорой и путевым бетоном. Именно к этому варианту тяготеет развитие безбалластных конструкций в нашей стране и за рубежом (путь с рамами МГР в тоннелях, БМП с упругим прикреплением на мостах, конструкции LVT и EBS). Кстати, необходимо отметить, что на пути с балластной призмой уменьшение общей его жесткости в некоторых странах выполняют за счет укладки подшпальных прокладок. Применение их в опытном порядке в механических стыках (по три шпалы от стыка) на Большом московском кольце (г. Щербинка) показало существенное снижение интенсивности накопления остаточных деформаций [6].Рисунок 3.1 – Положение рельсового сечения: а) без нагрузки; б) при действии только вертикальной силы; в) при совместном действии вертикальной и боковой силВ соответствии с требованиями СТН Ц-0195 в местах сопряжений безбалластной конструкции на мостах с конструкцией пути на подходных насыпях при необходимости должны укладываться участки переходного пути с переменной жесткостью. Это требование следует считать справедливым для любых вариантов сопряжения балластных и безбалластных конструкций. Устройство таких участков предопределяется наличием в этих местах «предмостовых ям», то есть зон, где происходит прогрессирующее во времени накопление остаточных деформаций в балластном слое и земляном полотне, требующее постоянных выправок пути и приводящее к повышенному выходу из строя элементов верхнего строения пути.Разработку конструкций переходного участка осуществляют с учетом обеспечения плавного изменения по длине упругих осадок пути под колесами и остаточных осадок, возникающих в процессе длительной эксплуатации. При этом в качестве критерия изменения жесткости пути принимают [7]:силовой уклон по головке рельса 0/00;приращение силового уклона по головке рельса рельса 0/00;разность давлений на смежные опоры рельса кН.Одним из вариантов получения переменной жесткости, отвечающим обозначенным критериям, является постепенное приращение к безбалластному пути толщины балластных материалов, заменяющих грунты верхней части земляного полотна. Для исключения горизонтальных перемещений балласта он располагается между слоями георешеток (геосеток).Длину переходного участка в соответствии с [7] принимают не менее 25 м. Количество слоев геосинтетика назначается 5-6 у безбалластного пути с постепенным сведением каждого слоя на нет. При этом срезка грунта земляного полотна осуществляется в каждом сечении на расчетную глубину, обеспечивающую плавное понижение модуля упругости от безбалластного к обычному пути.Таким образом, наибольшую целесообразность имеет применение безбалластного пути на искусственных сооружениях. Применение такого пути на высокоскоростных линиях на земляном полотне может быть оправдано лишь при обеспечении его полной стабилизации.При более высокой жесткости безбалластного пути должны быть соответственно повышены требования к нормам устройства и содержания геометрии рельсовой колеи в вертикальной плоскости.Снижение жесткости безбалластного пути более рационально обеспечивать устройством дополнительного упругого слоя между подрельсовыми опорами и путевым бетоном. В зонах сопряжения безбалластного пути и пути на балласте необходимо устройство переходных участков. Для их проектирования важны критерии ограничения силового уклона по головке рельса, приращения силового уклона разности давлений на смежные подрельсовые опоры.ЗаключениеВ работе выполнен расчет числа и порядка укладки укороченных рельсов на внутренней нити кривой и проектирование обыкновенного одиночного стрелочного перевода.Так же выполнена научно-исследовательская часть.ЛитератураЗамуховский А. В., Копыленко В. А., Фридкин В. М. О технико-экономической целесообразности применения железнодорожных эстакад вместо высоких насыпей// Транспортное строительство. – 2014. - № 10. - С. 15-16.Инструкция по устройству подбалластных защитных слоев при реконструкции (модернизации) железнодорожного пути. Утверждена распоряжением ОАО «РЖД» от 12.12.2012 № 2544р.Каменский В. Б. Направления совершенствования системы ведения путевого хозяйства. – М.: НИИТКД, 2009. - 392 с.Инструкция по расшифровке лент и оценке состояния рельсовой колеи по показаниям путеизмерительного вагона ЦНИИ-2 и мерам по обеспечению безопасности движения поездов (В ред. от 16.07.1998, телеграммы МПС от 01.09.1998, указания МПС от 30.07.1999 № С-1529у, от 12.05.2000 № С-1331у, приказы МПС от 01.09.2001 № 27 (в ред. от 27.04.2002 № 20), от 11.08.2003 № 60 / ЦП-515).Методика оценки воздействия подвижного состава на путь по условиям обеспечения надежности / ЦПТ-52-14, утв. 15.06.2000.Отчет о НИОКР «Разработка технических решений по снижению деформативности подшпального основания на маршрутах обращения поездов повышенной массы и длины». Шифр 10.2.014.Н. (заключительный). Рук. темы Е. С. Ашпиз. - М.: МИИТ, 2008.Руководство по применению полимерных материалов (пенопластов, геотекстилей, георешеток, полимерных дренажных труб) для усиления земляного полотна при ремонтах пути. Утверждено МПС РФ от 19.12.2001.Железнодорожный путь:.Под ред. Е.С. Ашпиза. - М.: ФГБОУ «УМЦ», 2013.- 544 с.Железнодорожный путь: учебник для студ. техн. и колледжей ж.-д. трансп. З. Л. Крейнис, В. О. Певзнер. - М.: УМЦ по образов.на ж.-д. трансп., 2009. - 81 с. Железнодорожный путь. Т.Г. Яковлева. - М.: Транспорт, 2001 - 128 с. Бесстыковой путь: Для специалистов ОАО «РЖД».В.Г. Альбрехт, А.Я. Коган. - Транспорт, 2000. - 33 с. Расчеты и проектирование железнодорожного пути: уч. пособие для студентов вузов ж.д. транспорта.В.В. Виноградов, А.М. Никонов, Т.Г. Яковлева и др. - М.: Маршрут, 2003. - 192 с.