Расчет выправки железнодорожной кривой
В кривых участках путь работает более напряженно, чем в прямых. Объясняется это тем, что при движении состава по кривой на рельсы передаются дополнительные силы: неуравновешенная часть центробежной силы и силы рамного давления от вписывания жесткой базы подвижного состава в колею.
Влияние этих дополнительных сил на работу пути и экипажа во многом зависят от состояния кривых в плане. При непостоянной кривизне круговой кривой и неплавном изменении кривизны в переходных кривых возникают большие горизонтальные неуравновешенные силы, вызывающие резкие боковые толчки подвижного состава, дополнительные напряжения в элементах пути, а следовательно, и большие его расстройства.
Положение рельсовой колеи в плане в кривой характеризуется стрелами изгиба кривой, измеряемыми от хорды определенной длины. Идеально поставленная круговая кривая на всем своем протяжении в любой точке должна иметь одну и ту же стрелу изгиба, мм,
f = 1000 x a2 / 8 x R
где а - хорда , м;
R - радиус, м
При текущем содержании состояние кривых участков главных и приемо-отправочных путей признается удовлетворительным, если разность стрел изгиба рельсовых нитей в соседних точках, отстоящих друг от друга на расстояние 10 м , при хорде 20 м не привышает следующих значений ( при скоростях движения поездов 120 км/час и менее ); при радиусе более 650 м -8 мм; 650 - 401 м - 10мм; 400м и менее - 12 мм. Отклонение от равномерного нарастания стрел на переходных кривых должно быть не более 6 мм .
Правильное содержание кривых в плане заключается в пеиодической проверке кривизны измерением стрел , в сравнении полученных стрел с паспортными и в случае расхождения, с учетом допусков , в приведении стрел к паспортным выправкой (рихтовкой) кривых.
Допуски в содержании пути в плане установлены из совокупного рассмотрения прочности и стабильности как колеи, так и пути в целом. Каждому отступлению в плане соответствует определенная величина дополнительного поперечного ускорения Daнп ; оно должно быть не более 0,15 - 0,17 м/сек2.
Отсюда оценивать отступления в плане ( при измерении стрел изгиба от хорды длиной 20 м в точках через 10 м ) можно по величине дополнительных поперечных ускорений по формуле :
Daнп = ±0.0000015 x v2 x Df £ [0.15 - 0.17].
Выправка кривых осуществляется по предварительному расчету. Все существующие расчеты выправки основаны на предположении, что сдвижка кривой из некоторого первоначального положения в другое, проектное, происходит по траектории эвольвенты или развертки. Поэтому сдвижка е из старого “сбитого” (натурального) полжения данной точки кривой в новое , проектное, положение представляет собой разность эвольвент натурной Ен и проектной Еп кривых, или е = Ен - Еп .
Величина эвольвенты Еп с достаточной для практических целей точностью может быть определена через стрелы изгиба f. Например, эвольвента точки 4
E4 = 8f0 + 6f1 + 4f2 + 2f3 = 2 x (4f0 + 3f1 + 2f2 + 1f3 ) = 2 х å03 å03 fi
В общем виде длина эвольвенты любой точки кривой
En = 2 x ån-10ån-10 x fi
Чтобы найти велечину сдвижки в точке n, достаточно определить разность эвольвент натурной и проектной кривых:
en = Eн - Eп = 2 x ån-10 ån-10 fi - 2 x ån-10ån-10Fi =2 x ån-10ån-10(fi - Fi ),
где Fi - стрелы изгиба соответствующих точек проектной кривой.