|
|
|
содержание .. 8 9 10 11 ..
Зарождение
дефектов
головки
(
по
условию
выносливости
).
Опыт показывает:
1.
Возникновение дефектов в головке обычно начинается в сечениях пути, где систе-
матически возникают максимальные динамические силы взаимодействия.
2.
В металле головки происходят различные процессы: наклёп, старение, снижение
физико-механических характеристика металла, зарождение разноориентированных
поверхностных и внутренних усталостных микросдвигов и микротрещин с после-
дующим образованием магистральной трещины.
Этому способность загрязнённость металла головки неметаллическими включениями.
Схема
развития
контакно
-
усталостного
дефекта
.
В незакалённых рельсах бесстыкового пути типа Р65 (при средней статической нагрузке
19-21 т/ось):
1 этап. При наработке 200-250 млн. т. брутто в зоне, близко расположенной к боковой
выкружке головки рельса появляются микротрещины.
2 этап. По мере дальнейшей эксплуатации они развиваются неравномерно и некоторые
из, обычно ко времени наработки 500-600 млн. т. брутто достигают 15-20 % площади се-
чения головки. В это время или несколько раньше они обнаруживаются ультразвуковыми,
а затем и магнитными дефектоскопами.
3 этап. К моменту капитального ремонта пути, помимо одного-двух остродефектных се-
чений на протяжении сварной плети, может быть ещё несколько мест, где внутренние
повреждения ещё малы 5-10% площади сечения головки и не обнаруживаются типовыми
дефектоскопами.
Образование
дефекта
21.
Наибольший выход рельсов (особенно тяжёлых типов) на железных дорогах имеет место
по дефектам головки — для рельсов Р65 и Р75 порядка 70%.
Зарождение трещины по дефекту 21 происходит в зоне боковой выкружки примерно на
глубине 5-12 мм и удалении от боковой грани на 8-12 мм.
Зона, примыкающая к бковой грани, в силу иного напряжённого состояния имеет значи-
тельно меньшую, чем часть головки, несущую способность.
Очаг дефекта зарождается, как правило, в зоне расположения строчечных неметаллических
включений (продуктов раскисления и др.).
Возникновение дефектов раньше (при меньшей наработке) начинается в сечениях пути,
где систематически реализуются большие динамические силы взаимодействия из-за
длительно неустраняемых неисправностях пути и в средних кривых R>650 м.
Напряжения
в
зоне
перехода
головки
в
шейку
и
шейки
в
подошву
.
При оценке надёжности рельсов со значительно просроченным сроком службы и в других
случаях важно определить напряжения, возникающие в зоне переходов головки к шейке и
шейки в подошву.
Напряжения в зоне перезода, вызваны экстренситетом приложения колёсной нагрузки от-
носительно оси рельса.
При вертикальной нагрузке колеса Р
дин
= 150 кН и величине е = 24 мм расчётные напря-
жения в подголовочной части рельса Р50 пропустившего нормативный тоннаж превыша-
ют допустимы величины, поэтому такие рельсы в плановом порядке должны меняться на
Р65.
Шейка с подошвой сопряшается по радиусу большему, чем с головкой (25 мм для рельсов
Р65 против 15 мм вверху). Поэтому напряжения в этой зоне в 2-3 раза ниже, чем при пе-
реходе с головки в шейку и при качественном изготовлении рельсов и скреплений пере-
напряжений в этой зоне не возникает.
Напряжения
в
зоне
болтовых
отверстий
.
Колесо при движении через стык ударяет по принимающему концу рельса. Этому способ-
ствуют растянутые стыковые зазоры, смятие головки рельса и др. На пути с деревянными
шпалами в зависимости от состояния тыка и скорости движения сила удара может состав-
лять от 150 до 300 кН, на пути с железобетонными шпалами она больше и зимой может
доходить до 400-600 кН.
В результате реализации больших сил взаимодействия могут иметь место развитие тре-
щин по болтовым отверстиям — дефект 53.1.
Трещины усталости в зоне болтовых отверстий проходят перпендикулярно направлению
наибольших нормальных напряжений — под углом около 45 град к нейтральной оси.
Устойчивость
пути
против
поперечного
сдвига
поездом
.
Особую опасность представляют чрезмерные значения разных сил на бесстыковом пути,
где накопление поперечных сдвижек решётки может привести к потере его устойчивости.
Рамной силой Y
р
называется поперечная сила, передаваемая рамой экипажа через колёс-
ную пару на рельсы. Она равна разности боковых сил, передаваемых одной и той же осью
на наружную и внутреннюю рельсовые нити.
Схема действия вил на рельсошпальную решётку при поперечном воздействии рамной
силы Y
р
(кН) от подвижного состава.
Y
p
−
n
°
(
C
o
+2
P
ст
°
f
ш
)
=
n
°
(
C
o
+
P
o
°
f
ш
)
Где Р — вертикальное давление колеса на рельс, кН.
С
о
— сопротивление шпалы поперечному сдвигу в балласте, кН.
F
тр
— сила трения шпалы по балласту, кН, определяемая как F
тр
= 2*Р*f
ш
f
ш
— коэффициент трения шпалы по балласту.
Земляное
полотно
.
Земляное полотно — это инженерное сооружение из грунта, на котором размещается верх-
нее строение железнодорожного пути.
Предназначено:
Воспринять статические нагрузки от верхнего строения пути и динамические от
подвижного состава и упруго передать их на основание.
Выровнять земную поверхность в пределах железнодорожной трассы и придать
пути необходимый план и профиль.
Является:
Несущей конструкцией железнодорожного пути, и от его надёжности зависят тех-
ническая скорость движения поездов и разрешаемая статическая нагрузка подвиж-
ного состава.
Особенность: сооружается из грунта, свойства которого неоднородны по протяжению и из-
меняются во времени, существенно завися от природных условий.
Основные
требования
к
земляному
полотну
.
Должно быть прочным, устойчивым, надёжным и долговечным.
Все поверхности земляного полотна, устройств при нём и полосы отвода должны
быть спланированы и защищены так, чтобы атмосферная вода нигде бы не застаи-
валась, и был бы обеспечен её сток в стороны или водоотводные сооружения, а те-
кущая вода не размывала откосы и основание.
Конструкции земляного полотна должны обеспечивать минимальные расходы на
их устройство, ремонты и содержание при максимальной их механизации и авто-
матизации работ.
Требования
1
группы
.
Прочность грунтов — их способность воспринимать действующие нагрузки без раз-
рушения.
Устойчивость конструкции земляного полотна — его способность сохранять равно-
весие грунтовых масс при воздействии внешних нагрузок и гравитационных сил.
Надёжность земляного полотна — его способность работать без отказов в течение
заданного срока эксплуатации.
Долговечность земляного полотна — его способность сохранять свои эксплуатаци-
онные свойства в течение как можно большего времени.
Свойство прочности относится к материалу — грунту, а все остальные свойства
определяют характеристику конструкции земляного полотна.
Нормы
допустимых
деформаций
.
При строительстве и реконструкции железных дорог должны быть ограничены величины
равномерного морозного пучения и упругих осадок основания на болотах.
Допустимая величина в мм при категории линии
Деформация
Скоростные, осо-
богрузонапряжён-
ные, I и II
III
IV
Равномерное мороз-
ное пучение
20
25
35
содержание .. 8 9 10 11 ..
|
|
|