Устойчивость пути



Материал из Энциклопедия нашего транспорта
Версия от 17:55, 23 апреля 2023; Grey Fox (обсуждение | вклад)
(разн.) ← Предыдущая | Текущая версия (разн.) | Следующая → (разн.)
Перейти к навигации Перейти к поиску

Устойчивость пути — способность железнодорожного пути сопротивляться нарушению равновесия при действии на него внешних и внутренних сил. Основными формами потери устойчивости железнодорожного пути являются:

выброс пути;
поперечный сдвиг рельсо-шпальной решётки под действием поперечных сил, развиваемых при движении экипажей;
различные виды потери устойчивости откосов земляного полотна.

Выброс пути представляет собой деформацию продольного изгиба рельсо-шпальной решётки (горизонтальное остаточное поперечное смещение в её балластном слое), вызванную действием в этих рельсах внутренних напряжений сжатия от продольных сил. Последние могут возникнуть при повышении температуры рельсов или при угоне пути в условиях, когда удлинения рельсов невозможны или возникают большие силы сопротивления этим перемещениям (отсутствие зазоров в стыках, действие сил трения рельса в скреплениях и т. п.).

Зависимость смещения рельсо-шпальной решётки от продольной силы

Выброс пути протекает следующим образом. При увеличении продольных сил в рельсах до некоторого значения N1 (см. рисунок) поперечные смещения рельсов не возникают. При N>N1 они появляются и затем прогрессивно возрастают; при N=Nз мгновенно (в доли секунды) происходит поперечное смещение (выброс) fз рельсо-шпальной решётки на расстояние до 40 см. Силу Nз называют закритической силой. Значение Nк, при котором средние поперечные смещения достигают fк=0,2—0,4 мм, называют критической силой. Значения Nк и Nз зависят от размеров площади поперечного сечения и изгибной жёсткости рельсов, материала шпал и балласта, степени уплотнения балластного слоя, эпюры шпал (шт./км), кривизны пути и размеров неровностей пути в плане. С увеличением кривизны пути и размеров неровностей значения Nк уменьшаются, а с увеличением остальных параметров возрастают. Значение Nз определяют различными расчётными методами; уточняют Nк и Nз в результате опытов. Значение Nк (суммарное по обоим рельсам) в зависимости от указанных выше параметров пути и его состояния равно 0,5—2,5 МН.

Потеря устойчивости пути (значительный поперечный сдвиг) от воздействия на него рамной силы Ур (см. Нагрузки на путь) под каким-либо колесом двигающегося экипажа возникает тогда, когда Ур>R, где R — продольная сила сопротивления поперечному перемещению шпалы в балласте под этим же колесом экипажа. Сила R в основном определяется трением шпалы по балласту, поэтому она пропорциональна статической нагрузке Q от оси экипажа на рельсы. В качестве критерия устойчивости в этом случае принимают соотношение α=Ур/Q.

Опытами установлено и на отечественных железных дорогах принято, что устойчивость пути со щебёночной балластной призмой обеспечена, если соблюдено условие α≤0,4, а с песчаной призмой α≤0,3.

На зарубежных железных дорогах в большинстве случаев приняты значения α, меньшие указанных.

Источник:

  • «Энциклопедия железнодорожного транспорта», научное издательство «Большая Российская энциклопедия», 1995 год.