No Blog Title Set

Динамические испытания на путях промышленного полигона

Цикл статей:

Глава 1 — Ресурс основных элементов стрелочных переводов типов р50 и р65 марок 1/9 и 1/11 при обращении вагонов с нагрузкой от оси 250 — 300 кн
Глава 2 — Остаточные деформации металлических элементов стрелочных переводов и их эксплуатационный ресурс
Глава 3 — Динамические испытания на путях промышленного полигона
Глава 4 — Состояние и перспективы расчёта контактной задачи «колесо-рельс»
Глава 5 — Численные методы решения контактной задачи в зонах перекатывания стрелочных переводов
Глава 6 — Применение контактных отпечатков к определению напряжённо-деформированного состояния контактной зоны конструкций с учётом пластичности и близости боковых граней элементов
Глава 7 — Определение экономической эффективности предложений по увеличению эксплуатационного ресурса

Основные результаты

Одним из главных средств исследования напряжений и деформаций эле­ментов железнодорожного пути являются их замеры под реальной поездной на­грузкой с помощью электротензометрических датчиков и шлейфного осциллогра­фа со специальной фотобумагой. Подобные эксперименты в 1963-92 гг. регуляр­но проводили сотрудники ЛИИЖТа по заказам предприятий, в том числе на промполигоне. Разработана система установки датчиков непосредственно на эле­ментах для фиксации динамической силы и кромочных напряжений и на штати­вах, баночках для измерения упругого уширения колеи — по стрелке и в начале переводной кривой.

Исследования стрелочного перевода магистральной линии в 1963 году подтвердили факты о неравноупругости его основания, выявили наиболее на­пряжённый элемент — кривой остряк, его внешняя кромка при противошёрстном движении. Однако в среднем силовое воздействие при пошёрстном движении больше в 1,5-2 раза, особенно в переднем вылете прямого рамного рельса. Динамические испытания на промполигоне в 1978 и 1989 годах [47,50] по­казали, что на боковое направление стрелочных переводов Р50 при скорости 25 км/ч реализуются боковые силы до 108 кН, а напряжения в кривом остряке дости­гают 293,5 МПа при износе 1,8-2,2 мм, что больше допускаемых для элемен­тов этого типа и требует снижения скорости по ним до 15 км/ч. Для переводов типа Р65 наибольшие кромочные напряжения от колёс гружёных думпкаров не превышают 275 МПа, а максимально вероятное значение боковых сил 137 кН допускает движение со скоростью 25 км/ч. Упругое уширение колеи до 11,4 -14,4 мм в середине переводной кривой можно снизить в 1,8-2,1 раза при укладке под­кладок с увеличенной площадью опирания. Измерения напряжений на площадке земляного полотна месдозами показали, что предельной при норме [стзп] = 0,08 МПа и скорости V =40 км/ч следует считать нагрузку Рос =271 кН/ось. Аналогичные исследования, проведённые ДИИТом на участке регулярного обращения вагонов с нагрузкой 28-29 т/ось [29], выявили необходимость укладки переводов типа Р65 и Р75. Увеличение Рос на 26 % вызывает рост кромочных на­пряжений на 20 -100 %. Вертикальные динамические силы составили 170 кН по остряку и 340 кН по крестовине при движении со скоростью V =70 км/ч по прямому направлению и 260 кН по кривому остряку при V =40 км/ч.

Для иллюстрации методики измерений ниже на рис.3.1 представлена фотография

Определение модуля упругости основания перевода

Важную роль в работе стрелочного перевода играет подрельсовое основа­ние, повышение упругости которого способствует продлению эксплуатационного ресурса его основных элементов. Модуль упругости перевода в эксперименталь­ных точках может быть определён путём расшифровки соответствующих осцил­лограмм.

Величину «X» следует сначала измерить по осциллограмме, а её реальное значение на переводе можно определить из соотношения расстояния между осями тележки — в натуре Ьт и в масштабе на бумаге Хт: Х=ХоЬт/Хт, где Хо — гори­зонтальная проекция подъёма пика от нуля, измеренная по осциллограмме.

Результаты статистической обработки проекций пиков осциллограмм сгк для различных скоростей и нагрузок от думпкаров показывают постепенное уве­личение крутизны пиков со снижением величины Хер. от переднего вылета рам­ных рельсов к крестовине. Большой разброс значений связан с влиянием нагрузок от соседней тележки и с неизбежными погрешностями эксперимента — в первую очередь с колебаниями скорости протяжки ленты фотобумаги.

Расчётный модуль упругости основания стрелочного перевода 30,9-80,5 МПа существенно больше средних значений для пути с деревянными шпалами на пе­регоне — 26-29 МПа [3], что связано прежде всего с большей жёсткостью длинных брусьев и с влиянием пути другого направления, выступающего в качестве анкера. Кроме этого сказывается лучшее качество подбивки брусьев, обычно характерное для стрелочных переводов по сравнению с путями перегонов. Рост модуля упру­гости основания перевода ускоряется к крестовине, но и там он не превышает величин 1М50-167 МПа, имеющих место при применении железобетонных шпал.

По данным лабораторий ВНИИЖТа и ДИИТа [17], полученным на основе зависимости 8=1|Р), модуль упругости основания под стрелкой и переводной кри­вой составляет 27-36 МПа. Повышенные на 10-50% значения Ипер. на промполи- гоне связаны как с мерзлотностью грунта, дополнительным уплотнением балласта под повышенными нагрузками, так и с погрешностью измерений при мелком масштабе осциллограмм.

Зимой приведённые величины Ипер. будут увеличиваться в 2 раза, поэто­му для компенсации повышенной жёсткости в зоне крестовинного блока жела­тельно применение резиновых прокладок повышенной упругости и дополнитель­ных прокладок непосредственно под крестовиной [60]. Согласно новейшим ис­следованиям наиболее перспективны резиновые прокладки со сферическими вы­ступами-полостями толщиной 10-14 мм [18,81].

Расчёты показали возможность экспериментального определения упругих характеристик в любой зоне стрелочного перевода. Для получения более точных значений X необходимы аппаратура, обеспечивающая неизменную скорость про­тяжки ленты , невысокие скорости опытного поезда и подачи ленты фотобумаги для создания крупномасштабных кадров.

Список литературы

  1. Исследование взаимодействия пути и подвижного состава: Сб.
    225 науч. тр. / Днепропетровский ин-т инж. ж.-д. трансп.- Днепропетровск: ДИРГГД979.- Вьш.204(21).
  2. Исследование взаимодействия пути и подвижного состава: Сб.науч. тр. / ДИИТ.- Днепропетровск:ДИИТД990.- Вып.278.- 86 с.
  3. Исследование динамических контактных деформаций в колёсами рельсах в эксгшуатационных условиях: Сб. науч. тр./ ЛИИЖТ. Под ред. В.Ф.Яковлева.- Л.:ЛИИЖТД963.- Вып.210.- 118 с.
  4. Исследование контактной прочности рельсов: Сб. науч. тр./ ЛИИЖТ. Под ред. С.В.Амелина.- Л.:ЛИИЖТД962.- 134 с.
  5. Исследование накопления остаточных деформаций в элементах верхнего строения пути (при рельсах Р65 и Р50) и основной площадке земляного полотна при воздействии вагонов с нагрузкой на ось 250-300 кН: Отчёт о НИР (заключит.)/ ЛИИЖТ, каф.»Ж.-д. П5гть», н.-и. бюро пути; Руководитель М.П.Смирнов.- Тема N 484; per.N 1114; HHB.N 02900014630.- Л.,1989.- 110 с.
  6. Исследование напряжённого состояния рельсов и элементов стрелочных переводов: Сб. науч. тр./ ЛИИЖТ. Под ред. В.Ф.Яковлева.-Л.:ЛИИЖТ,1967.- Вып.260.- 120 с.
  7. Исследование работы стрелочных переводов марки 1/9 и разработка предложений по нормативным срокам службы и мероприятий по их продлению в условиях НМК: Отчёт по НИР (заключит.)/ ПИИТ; Руководитель В.ФЯковлев. — Тема N 160; per. N 1662; ЖТ01890041207.- СПб.,1992.- 28 с.
  8. Исследование работы стрелочных переводов типа Р65 марки 1/9 при воздействии шестиосных вагонов с осевой нагрузкой 25 тси разработка предложений по увеличению срока службы конструкций: Отчёт о НИР (заключит.)/ ЛИИЖТ, каф.»Ж.-д. путь»; Руководитель МП.Смирнов.- Тема N 384; N ГР75051276; По НИС инв. N 7958.- Л.,1978.- 120 с.
  9. Каменский В.Б.,ГорбовЛ.Д. Справочник дорожного мастера и бригадира пути.- М.:Транспорт,1986.- 488 с.
  10. Кильчевский H.A. Динамическое контактное сжатие твёрдых тел. Удар. — Киев: Наукова думка, 1976. — 320 с. — Библиогр. с. 311-315.
  11. Колотушкин CA . Исследование процесса зарождения и развития контактао-усталостных повреждений в головке рельсов: Автореф. дне…канд. тех. наук: 05.22.06. — Защищена 11.06.76. — М.Д976.-24 с
  12. Космин В.В. Износ элементов верхнего строения пути (ФРГ):
  13. Экспресс-информ./ЦНИИТЭИ МПС. Ж.-д. трансп. за рубежом.
  14. Сер.4. Путь и путевое хозяйство. Проектирование и строительство.- М.:Транспорт,1986.- N 3.- с. 3-4.
  15. Космин В.В. Опыт работы железных дорог США и Канады с осевыми нагрузками до 30 т/ось: Экспресс-информ./ ЦЕШИТЭИ. Ж.-д. трансп. за рубежом. Сер.4.-М.:ТранспортД989.- с. 16-21.
  16. Космин В.В. Технико-экономические аспекты текущего содержания пути при обращении вагонов массой 142,9 т брутто (США): Экспресс-информ./ЦНИИТЭИ. Ж.-д. трансп. за рубежом. Сер.4. -М.:ТранспортД986.-М8.-с. 1-2.
  17. Краузе 3. Разработка периодичности и технологии ремонтов стрелочных переводов на железобетонных брусьях для железных дорог ГДР. Дне….канд. тех. наук: 05.22.06.- Защищена в 1988 году в ЛИИЖТе.- Л.Д988.- 205 с — Библиогр.: с. 193-205.
  18. Крестовины, упрочнённые методом науглероживания: ТУ МПС РФ от 12.11.92 // Путь и путевое хозяйство.- 1994.- N 2.- с. 8.
  19. Крутиков A.M., Григорьев О.В. Контактная прочность рельсов// Путь и путевое хозяйство.-1992.- N 8.- с. 10-12.
  20. КрысановЛ.Г., ТейтельА.М., ГлюзбергБ.Э. Взаимодействие колёс с крестовиной при изменении характеристик её основания // Вестник ВНИИЖТа.- 1977.- N 7.- с. 43-46.
  21. Крысанов Л.Г., Титаренко М.И. Влияние средней статической осевой нагрузки вагонов на срок службы крестовин // Вестник ВНИИЖТа.-1981.- N 7.- с. 20.
  22. Лигтвин Г.А. Современное состояние и перспективы развития конструкции и параметров стрелочных переводов // Тр. ЦНИИ МПС; Под ред. Н.Н.Пу1ри. — М.:Транспорг,1971. — Вып.431. — с. 4-24.
  23. Логвинов Л.А,, Шардин Н.П. К вопросу о стойкости литого сердечника в крестовинах типа Р50 и Р65 // Исследование взаимодействия пути и подвижного состава: Сб. науч. тр. ДИИТа.- Днепропетровск,1967.- Вып.78(7).- с. 32-34.

Опубликовано

в

Метки: