8. Допускаемые напряжения

Расчет рельсов и других элементов пути на прочность ведется по допускаемым напряжениям, которые ограничивают максимальные расчетные напряжения от поездной нагрузки:

(51)

В соответствии с характером работы каждого из элементов пути регламентируются следующие виды допускаемых напряжений (оценочные критерии прочности пути), обеспечивающих прочность и надежность железнодорожного пути:

[σ_к] — допускаемые напряжения растяжения в кромке по­дошвы рельса, обусловленные изгибом последнего и кручением от вертикального и горизонтального воздействия подвижного состава;

[σ_ш] — допускаемые напряжения на смятие в деревянных шпа­лах под прокладками и в прокладках для железобетонных шпал;

[σ_б] — допускаемые напряжения сжатия в балласте под шпа­лой в подрельсовой зоне;

[σ_h] — допускаемые напряжения сжатия на основной пло­щадке земляного полотна.

Численные значения допускаемых напряжений приведены в табл. П. 1.10. Данные таблицы применимы: [σ_к] — для типовых нетермообработанных рельсов прямых и кривых, радиусом более 1000 м; [σ_ш] — для сосновых стандартных шпал; [σ_б] — для щебеночного и асбестового балласта; [σ_h] — для земляного по­лотна из суглинистых грунтов. При использовании только термоупрочненных рельсов табличное значение [σ_к] необходимо увеличить на 14%. В кривых с радиусом 1000 м и менее рекомендуется принимать значение [σ_к] = 2400 кг/см². Для песчаного балласта табличное значение [σ_б] необходимо уменьшить в 1,6 раза, а при карьерном гравии и ракушке — в 1,4 раза.

Превышение расчетных напряжений над рекомендуемыми в качестве допускаемых напряжений указывает на необходимость усиления пути, причем превышение до 30 % не является основанием для ограничения скорости движения поездов.

9. Пример расчета пути на прочность

9.1. Цель расчета и исходные данные

Требуется определить напряжения в элементах верхнего строения звеньевого пути с рельсами Р65, имеющими приведенный износ 6мм, деревянными шпалами и щебеночным балластом. По участку движутся грузовые поезда с четырехосными вагонами, для тяги которых используются локомотивы ВЛ 80. Минимальный радиус кривой 600 м. Допускаемая скорость движения поездов по участку 90 км/ч. Грузонапряженность 20 млн.ткм бр.на км в год.

Характеристики верхнего строения пути и подвижного состава приведены в таблицах 3 и 4, расчетные данные взяты из приложения 1.

Таблица 3

Расчётные характеристики подвижного состава

Характеристика		Измеритель	Вид нагрузки
			электровоз ВЛ80	четырёхосный полувагон
Осевая формула:			2(20-20)
Рсm		кгс	11500	12875
ж		кгс/мм	152	200
q		кгс	2760	980
d		см	125	95
Последователь ные расстояния между осями	l1	см	300	185
	l2		450	675
	l3		300	185
а1		см	0,047	0,067
f		-	На прямой
			1,08	1,18
			На кривой R=600 м
			1,38	1,33
V		км/ч	90	90

Таблица 4

Расчётные характеристики пути Р65/6/д.ш/щ/зв.

Характеристика	Измеритель	План линии
		прямой участок	кривая R=600 м
Тип рельса (приведённый износ)		Р65(6)
l	см	55	50
	-	1,0	1,0
0	-	0,433	0,433
1	-	1,0	1,0
	-	1,0	1,0
	-	0,87	0,87
W	см3	417	417
I	см4	3208	3208
U	кг/см2	270	295
L=1	-	0.87	0.87
к	см-1	0,01	0,01028
Толщина балластного слоя h1	см	25
Толщина песчаной подушки	см	15