Способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути

 

Использование: при текущем содержании бесстыкового железнодорожного пути. Сущность изобретения: способ заключается в том, что выявляют участок рельсовой плети с отклонениями ее напряженного состояния от расчетных значений для данной температуры рельсов, определяют на этом участке зоны с напряжениями больше и меньше расчетных значений, освобождают рельсовую плеть от связи с основанием на протяжении зоны, где фактические напряжения больше расчетных значений, устраняют стрелу изгиба рельсовой плети в пределах этой зоны и восстанавливают ранее освобожденные связи рельсов с основанием, при этом ослабляют связи рельсовой плети с основанием на протяжении зоны, где фактические напряжения меньше расчетных значений, создают стрелу изгиба в пределах зоны, где фактические напряжения больше расчетных значений и закрепляют ранее ослабленные связи. Способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути позволит повысить эффективность за счет снижения трудозатрат на освобождение рельсовой плети от связей с основанием и восстановление этих связей. 5 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при текущем содержании и ремонте бесстыковой конструкции пути.

Известен способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути, заключающийся в том, что выявляют участок рельсовой плети бесстыкового пути с отклонением фактических напряжений от расчетных значений, выявляют на этом участке зоны с напряжениями больше и меньше расчетных значений, освобождают рельсовую плеть этого участка от связи с основанием, изгибают рельсовую плеть в начале участка, где фактические напряжения менее расчетных значений, перемещают стрелу изгиба в конец участка, где фактические напряжения более расчетных значений, увеличивают стрелу изгиба в процессе ее перемещения по участку, где фактические напряжения менее расчетных значений, и уменьшают стрелу изгиба в процессе ее перемещения по участку, где фактические напряжения более расчетных значений на величины, пропорциональные фактическому отклонению напряжений от расчетных значений, и закрепляют на подрельсовом основании ранее освобожденный от связей с основанием участок рельсовой плети [1].

Данное техническое решение взято автором в качестве прототипа.

Недостатком данного способа восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути является большие трудозатраты, необходимые для освобождения от связей с основанием участка рельсовой плети и последующего восстановления этих связей.

Целью изобретения является повышение эффективности за счет сокращения трудозатрат. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе ослабляют связи рельсовой плети с основанием на протяжении участка где фактические напряжения менее расчетных значений, изгибают участок рельсовой плети, где фактические напряжения больше расчетных значений и закрепляют ранее ослабленные связи.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что связи на участке рельсовой плети, где фактические напряжения меньше расчетных значений, ослабляют, изгиб создают на протяжении участка рельсовой плети, где фактические напряжения больше расчетных значений, и закрепляют ранее ослабленные связи. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявленного способа с другими техническими решениями показывает, что действия по созданию стрелы изгиба в пределах участка рельсовой плети, где фактические напряжения больше расчетных значений, для восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети, не известны. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 показана эпюра напряжений в рельсовой плети, возникших при ее эксплуатации; на фиг. 2 - места ослабления и удаления скреплений в пределах плети; на фиг. 3 - место создания изгиба участка рельсовой плети; на фиг. 4 - восстановление расчетного напряженного состояния в пределах участка с ослабленными скреплениями после создания на соседнем участке стрелы изгиба; на фиг. 5 - восстановление расчетного напряженного состояния в пределах участка с удаленными скреплениями после устранения стрелы изгиба.

Предлагаемый способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути осуществляется следующим образом.

Рельсовая плеть бесстыкового пути закреплена на постоянный режим эксплуатации при температуре рельсов, например, равной +20^oC ( t_закр = +20^oC).

Изменение напряженного состояния рельсовой плети контролируется, например, по перемещению контрольных сечений 1 - 5 рельса относительно неподвижных реперов. Расстояние между реперами может выбираться с определенным шагом, например 50 м. Неравномерность распределения напряжений по отдельным контрольным сечениям не должна превышать 10,0 МПа. При очередном контроле за состоянием рельсовой плети обнаружено перемещение контрольного сечения 3 в сторону сечения 2 на величину 10 мм ( Δl = 10 мм) при сохранении положения остальных сечений. Температура рельсов в это время равнялась, например, +30^oC (t_p = +З0^oC).

Расчетное значение напряжений определяется по формуле: σ_p = 2,5·(t_закр - t_р) = 2,5·(-10) = - 25 МПа В связи с тем, что расстояние между контрольными сечениями 2 и 3 уменьшилось на Δl = -10 мм, а между контрольными сечениями 3 и 4 увеличилось на Δl = +10 мм, то, следовательно, изменилась и температура закрепления рельсовой плети на этих участках, при которой напряжения в рельсах будут равны нулю: t_из= t_закр± Δt, где Δt - величина отклонения от температуры закрепления участка рельсовой плети, ^oC.

где Δl - измеренное фактическое удлинение (с "+") или укорочение (с "-") плети, мм; l - расстояние между контрольными сечениями (реперами), м.

Температура закрепления участка рельсовой плети между контрольными сечениями 2 и 3 станет равна t^2-_из³ = t_закр- Δt = 20°- 17°= 3°C,
а фактическая средняя величина сжимающих напряжений между контрольными сечениями 2-3 будет равна:

Температура закрепления участка рельсовой плети между контрольными сечениями 3 и 4 станет равна:
t^3-_из⁴ = t_закр+ Δt = 20°+ 17°= +37°C,
а фактическая средняя величина напряжений между контрольными сечениями 3-4 будет равна:

т.е. на этом участке в рельсе будут растягивающие напряжения.

Фактическая величина напряжений между контрольными сечениями 2 и 3 будет меньше расчетных значений ( σ_p = -25 МПа, а σ_2-3 = -67,5 МПа), а фактическая величина напряжений между контрольными сечениями 3 и 4 будет больше расчетных значений ( σ_p = -25 МПа, а σ_3-4 = +17,5 МПа).

После выявления по перемещению контрольного сечения участка рельсовой плети с фактическими напряжениями, отличными от расчетных значений, и определения на этом участке двух зон с напряжениями меньше и больше расчетных значений, ослабляют связи рельсов с основанием между контрольными сечениями 2 и 3 и освобождают от связей с основанием рельсы между контрольными сечениями 3 и 4, создают стрелу изгиба между контрольными сечениями 3 и 4, тем самым принудительно удлиняя расстояние между контрольными сечениями 3 и 4 (дуга всегда длиннее стягивающей ее хорды) и, следовательно, увеличивая величину растягивающих напряжении, что будет способствовать возврату контрольного сечения в исходное положение. Как только сечение 3 вернется в исходное положение, закрепляют связи рельсов с основанием между контрольными сечениями 2 и 3, устраняют стрелу изгиба и восстанавливают связи рельсов с основанием между контрольными сечениями 3 и 4.

На этом работы по восстановлению расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути заканчиваются.

Предлагаемый способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути позволит повысить эффективность за счет снижения трудозатрат по освобождению рельсов от связей с основанием и восстановлению этих связей.

Формула изобретения

Способ восстановления расчетного напряженного состояния рельсовой плети бесстыкового пути, заключающийся в том, что выявляют участок рельсовой плети с отклонениями ее напряженного состояния от расчетных значений для данной температуры рельсов, определяют на этом участке зоны с напряжениями больше и меньше расчетных значений, освобождают рельсовую плеть от связей с основанием на протяжении зоны, где фактические напряжения больше расчетных значений, устраняют стрелу изгиба рельсовой плети в пределах этой зоны и затем восстанавливают связи рельсовой плети с основанием, отличающийся тем, что перед упомянутым освобождением рельсовой плети от связей с основанием ослабляют связи ее с основанием на протяжении зоны, где фактические напряжения меньше расчетных значений, после упомянутого освобождения рельсовой плети от связей с основанием создают стрелу изгиба рельсовой плети в пределах зоны, где фактические напряжения больше расчетных значений, а затем закрепляют упомянутые ослабленные связи рельсовой плети с основанием и устраняют упомянутую стрелу изгиба рельсовой плети.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5