Zadanie 3

Obliczanie naprężeń w nawierzchni kolejowej

Dane:

Nacisk koła P = 110 kN

Liczba osi w wózkach m = 2

Rozstaw osi w wózkach s = 1,85 m

Prędkość pociągów V = 110 km/h (dla poc. pasaż.)
V = 80 km/h (dla poc. towar.)

Rozstaw podkładów l = 0,58 m

Grubość podsypki p = 0,35 m

Syntetyczny wskaźnik

stanu toru J = 1,5

Kategoria linii linia magistralna

(Dla linii magistralnej )

Położenie toru tor na łuku

promień łuku R = 950 m

Typ szyn 60E1

q_m = 60,34 kg

I_x = 3055 10^-8 m⁴

E = 2,1 10⁵ MPa

W_x = 379 10^-6 m³

Rodzaj toru A bezstykowy

Całkowite obciążenie

przeniesione przez tor Q = 10 Tg

Moduł odkształcenia gruntu E_g =105 MPa

Rodzaj podkładów Podkład betonowy PS-93

Wymiary podkładów :

a = 0,30 m – szerokość

b = 2,60 m – długość

Wiek podkładu przyjęto l_t = 3 lata

1. Obliczenie współczynnika zwiększającego :

Przechyłka dla pociągów pasażerskich

Przechyłka dla pociągów towarowych:

Średnia przechyłka:

Przyjęto przechyłkę:

Współczynnik dla pociągów pasażerskich:

Współczynnik dla pociągów towarowych:

2. Obliczenie współczynnika utraty nośności

Dla toru bezstykowego:

3. Obliczenie współczynnika :

4. Obliczenie współczynnika względnej sztywności podłoża i szyny k:

5. Obliczenie największego prawdopodobnego naprężenia w stopce szyny:

Dla pociągu pasażerskiego (V≥100 km/h):

Dla pociągu towarowego (V≤100km/h):

Naprężenia rozciągające w stopce szyny :

Największe prawdopodobne naprężenie w stopce szyny :

6. Obliczenie maksymalnego nacisku na podkład:

Nacisk w warunkach statycznych szyny na podkład :

Nacisk maksymalny na podkład :

7. Obliczenie maksymalnego naprężenia przy ściskaniu podkładu :

, przyjęto

8. Obliczenie naprężenia w podsypce pod podkładem :

Gdzie:

– współczynnik ugięcia podkładów, dla betonowych równy 1

9. Obliczenie naprężenia na powierzchni torowiska :

Nacisk w warunkach statycznych szyny na podkład		42,9 kN
Nacisk maksymalny na podkład - poc. pasażerskie		66,5 kN
Nacisk maksymalny na podkład - poc. towarowe		65,7 kN

Naprężenia rozciągające w stopce szyny		117,1 MPa
Największe prawdopodobne naprężenie w stopce szyny – poc. pasażerskie		247,1 MPa
Największe prawdopodobne naprężenie w stopce szyny – poc. towarowe		237,2 MPa
Naprężenia przy ściskaniu podkładu – poc. pasażerskie		2,955 MPa
Naprężenia przy ściskaniu podkładu – poc. towarowe		2,919 MPa
Naprężenia w podsypce pod podkładem – poc. pasażerskie		170,5 kPa
Naprężenia w podsypce pod podkładem – poc. towarowe		168,4 kPa
Naprężenia na powierzchni torowiska – poc. pasażerskie		7,05 kPa
Naprężenia na powierzchni torowiska – poc. towarowe		6,96 kPa