Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния исследуемого вопроса 12
1.1 Напряженное состояние верхнего строения пути и земляного полотна в условиях движения поездов с повышенными осевыми нагрузками 13
1.2 Вибродинамическое воздействие поездов на балластный слой 29
1.3 Существующие методы расчёта напряжений в балласте и определения прочности балластного слоя 37
1.4 Выводы по главе 1 49
2 Натурные исследования колебательного процесса в балластном слое при повышенных осевых нагрузках 50
2.1 Условия проведения исследований 51
2.2 Методика проведения испытаний 54
2.2.1 Аппаратура и приборы 54
2.2.2 Методика проведения экспериментов 56
2.2.3 Обработка результатов исследований 57
2.3 Исследование распространения виброускорений в балластном слое при осевых нагрузках до 294 кН 59
2.3.1 Исследование распределения вертикальных и горизонтальных виброускорений на глубине 10 см под подошвой шпалы 62
2.3.2 Исследование распределения вертикальных и горизонтальных виброускорений на глубине 55 см под подошвой шпалы 65
2.3.3 Исследование распространения вертикальных и горизонтальных виброускорений в поперечном сечении балластной призмы 66
2.3.4 Затухание виброускорений в вертикальном и горизонтальном направлениях 68
2.4 Выводы по главе 2 76
3 Напряженное состояние балластной призмы при воздействии подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками 78
3.1 Условия проведения исследований 78
3.2 Методика проведения испытаний 79 3.2.1 Аппаратура и приборы 79
3.2.2 Технология проведения экспериментов 83
3.2.3 Обработка результатов исследований 84
3.3 Распределение вертикальных и горизонтальных напряжений в подшпальном основании железнодорожного пути 85
3.4 Исследование распределения вертикальных напряжений в поперечном сечении балластной призмы 89
3.5 Исследование затухания вертикальных напряжений по глубине балластного слоя 94
3.6 Выводы по главе 3 102
4 Методика расчёта несущей способности подшпального основания при повышенных осевых нагрузках 104
4.1 Общие положения 104
4.2 Решение системы дифференциальных уравнений задачи о несущей способности балластного слоя 105
4.3 Методика определения несущей способности подшпального основания железнодорожного пути при действии повышенных осевых нагрузок от подвижного состава 117
4.3.1 Исходные данные и граничные условия для расчёта несущей способности подшпального основания пути в поперечной плоскости... 119
4.3.2 Исходные данные и граничные условия для расчёта несущей способности подшпального основания пути в продольной полуплоскости 125
4.3.3 Решение нелинейной системы дифференциальных уравнений первого порядка методом конечных разностей 127
4.3.4 Выбор схемы для расчета несущей способности подшпального основания железнодорожного пути с учетом повышенных осевых нагрузок подвижного состава 133
4.4 Анализ влияния различных факторов на несущую способность подшпального основания 137
4.4.1 Зависимость величины несущей способности подшпального основания от прочностных характеристик щебня 137
4.4.2 Зависимость величины несущей способности подшпального основания от толщины балласта 150
4.4.3 Зависимость величины несущей способности подшпального основания от толщины подбалластного защитного слоя из щебеночно песчано-гравийной смеси 152
4.5 Требования к материалу и конструкции балластного слоя железнодорожного пути по условию обеспечения несущей способности на участках обращения поездов с осевыми нагрузками до 300 кН 154
4.6 Выводы по главе 4 156
Библиографический список
- Существующие методы расчёта напряжений в балласте и определения прочности балластного слоя
- Исследование распределения вертикальных и горизонтальных виброускорений на глубине 55 см под подошвой шпалы
- Распределение вертикальных и горизонтальных напряжений в подшпальном основании железнодорожного пути
- Решение системы дифференциальных уравнений задачи о несущей способности балластного слоя
Существующие методы расчёта напряжений в балласте и определения прочности балластного слоя
Движение поездов с повышенными осевыми нагрузками увеличивает силовое воздействие на элементы верхнего строения пути и земляное полотно, а значит, увеличиваются и напряжения в элементах конструкции пути. Этот факт подтверждается, в том числе, приведенными ниже результатами исследований отечественных и зарубежных ученых.
Рассмотрим напряженное состояние рельсов при движении поездов с повышенными осевыми нагрузками.
Рельс является самым нагруженным элементом пути. Он передает нагрузку на шпалы, балласт и нижнее строение пути. Воспринимаемая рельсами колесная нагрузка усугубляется перегрузом и дефектами подвижного состава, состоянием поверхности катания колесных пар и рельсов. При движении поездов с повышенными осевыми нагрузками циклы повышенных изгибающих и контактных напряжений в рельсах обладают большей частотой и скоростью.
Л.С. Блажко выполнен широкий спектр исследований работы железнодорожного пути в условиях движения поездов с осевыми нагрузками до 300 кН [14]. В частности, автором выявлена зависимость напряжений изгиба и кручения в кромках подошвы рельса от осевой нагрузки (рисунок 1.1) для среднеисполненных нагрузок до 264 кН.
Действующими на российских железных дорогах нормами [75] установлены допускаемые напряжения в кромке подошвы рельса в зависимости от грузонапряженности пути. Для особогрузонапряженных линий допускаемые напряжения от локомотива составляют 190 МПа, от вагона - 150 МПа. Для железных дорог I категории с грузонапряженностью 25-50 млн ткм брутто на км в год допускаемые напряжения определены соответственно на уровне 200 и 160 МПа. Данные рисунка 1.1 по средним значениям напряжений не превышают допускаемые, в отличие от максимально вероятных значений. При осевых нагрузках более 220 кН и рельсах типа Р50 отмечается перенапряжение. Для рельсов типа Р65 перенапряжение происходит при осевых нагрузках более 264 кН.
Исследования, проведенные на индийских железных дорогах [123] при разных типах рельсов, скоростях движения и осевых нагрузках, позволили оценить уровень напряжений в рельсах (таблица 1.1).
Установленные на индийских железных дорогах допускаемые напряжения в кромках подошвы рельсов составляют 247,7 МПа. Таким образом, рельсы массой 52 кг/м не подходят для обращения поездов с осевыми нагрузками 250 кН при скорости 75 км/ч, а рельс массой 60 кг не подходит для обращения поездов с осевой нагрузкой 300 кН при скорости 75 км/ч в условиях индийских железных дорог [121, 123].
Результаты исследований на отечественных и зарубежных железных дорогах показали, что повышение осевых нагрузок вызывает рост напряжений в рельсах. Эксплуатация рельсов легких типов (Р50, IRS 52 Kg) при осевых нагрузках более 250 кН и скоростях до 75 км/ч вызывает их перенапряжение. При обращении поездов с нагрузкой более 264 кН по пути с рельсами массой 65 кг/м действующие напряжения в кромках подошвы рельсов превышают допускаемые. Это позволяет сделать вывод, что при осевых нагрузках более 260 кН и скорости движения подвижного состава 75 км/ч и более рекомендуется использовать рельсы тяжелых типов массой более 65 кг/м.
Исследование распределения вертикальных и горизонтальных виброускорений на глубине 55 см под подошвой шпалы
Из данных таблицы 1.5 следует, что вертикальные и продольные виброускорения в балласте снижаются с увеличением глубины при всех рассматриваемых скоростях движения. Увеличение скорости движения также вызывает рост значений виброускорений. Также следует отметить, что значения вертикальных виброускорений превышают значения продольных. Известны исследования колебательного процесса загрязненного балласта, выполненные Х.И. Турсуновым [104]. Им получены характеристики вибродинамического воздействия поездов на балластный слой, засоренный барханными песками. Датчики колебательного процесса были установлены у торца шпалы в уровне подошвы. Скорости движения поездов на исследуемом участке – 55-125 км/ч, осевые нагрузки – до 250 кН. Анализ амплитудно-частотных характеристик колебаний показал, что горизонтальные колебания в направлении вдоль и поперек пути выражены двумя гармониками, основной и наложенной. Для горизонтальных колебаний вдоль оси пути основная гармоника – низкочастотная, представлена частотами в диапазоне 0,9-1,23 Гц и амплитудами в диапазоне 40-113 мкм. Наложенная гармоника имеет частоты 60-170 Гц и амплитуды 0-11 мкм. Горизонтальные колебания поперек оси пути выражаются основной гармоникой с частотой 0,9-1,25 Гц и амплитудой 50-140 мкм. Наложенные колебания имеют частоту 50-200 Гц и амплитуду 0-15 мкм. Вертикальные колебания в балластной призме имеют сложный характер и делятся на три условные гармоники. Низкочастотная гармоника проявляется частотой 1,13-1,48 Гц и амплитудой до 450 мкм при скорости движения 125 км/ч. Период колебаний низкочастотной гармоники практически соответствует времени прохода крайних осей тележки вагона над местом установки датчиков. Автором сделан вывод, что низкочастотные колебания балластной призмы являются функцией прямого силового воздействия тележек подвижного состава. Среднечастотная гармоника имеет частоту 3-13,5 Гц и амплитуды 30-220 мкм в зависимости от скорости движения поездов. С увеличением скоростей движения амплитуда колебаний увеличивается. Среднечастотные колебания, по мнению автора, являются функцией воздействия отдельных тележек на балласт. Третья, высокочастотная, гармоника накладывается на первую и вторую, проявляясь в диапазоне 125-250 Гц с амплитудами 0-21 мкм. Высокочастотная составляющая возникает от колебаний неподрессоренных масс подвижного состава. Кузнецовым В.В. рекомендуется при подготовке пути к вводу в обращение подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками укладывать резиновые прокладки под железобетонные шпалы в зоне стыка. Это мероприятие позволит снизить динамическое воздействие на балласт примерно в 1,4 раза и снизить интенсивность накопления остаточных деформаций подшпального основания почти в 2 раза [60]. Необходимо отметить, что подобный способ снижения жесткости пути уменьшает ударное воздействие рельсошпальной решетки на подшпальное основание, но снижает модуль упругости пути, увеличивает прогиб пути под поездной нагрузкой и ускоряет его повреждаемость [80].
Приведенный анализ вибродинамического воздействия на балластный слой соответствует осевым нагрузкам до 250 кН. Для случая действия нагрузок до 300 кН/ось такие данные не удалось обнаружить. При этом величины вертикальных ускорений под шпалой в литературе не приводятся. Отсутствуют данные о характере изменения ускорений по глубине балласта и их распределения по подошве шпалы. Также неизвестны сведения в отношении ускорений, возникающих в горизонтальном направлении поперек пути. Эти данные необходимы для исследования несущей способности подшпального основания при повышенных осевых нагрузках, что определяет необходимость проведения натурных исследований колебательного процесса подшпального основания.
ВНИИЖТом разработана математическая модель работы инерционного вязкоупругого грунтового подшпального основания от воздействия вертикальной динамической нагрузки [42]. Она позволяет определить частотные характеристики, статические эпюры и единичные переходные функции напряженно-деформированного состояния грунта. Модель создает теоретическую базу для полученного экспериментально (например, [51]) экспоненциального распределения статических напряжений в подшпальном грунтовом основании. Расчёты по модели показывают, что с увеличением скорости приложения нагрузки на поверхности балласта значения амплитуд динамических волн напряжений и упругих деформаций в балласте также увеличиваются, при этом статические напряжения затухают с глубиной более интенсивно, чем нестационарные динамические. Динамические напряжения на основной площадке могут превышать статические в 1,6-2,7 раза. Скачок давления на поверхности балласта вызывает фронт волны напряжений и упругих вертикальных деформаций в балластном слое. Фронт распространяется с задержкой во времени, которая зависит от глубины и скорости распространения возмущений. Мгновенное напряженное состояние балласта в этот момент является неравновесным [42].
А.В. Гречаником [26] предложена методика оценки напряженно-деформированного состояния пути, включающая в себя статическую и динамическую задачи. В динамической задаче определяется динамическая добавка к статической нагрузке на колесо по формуле: Pdin — жконт(Укол — Упути — ЛІО), (1.4) где жконт - контактная жесткость колеса и рельса, Укол - вертикальное перемещение колеса, упути - вертикальное перемещение пути, r\(t) - функция от времени, описывающая возмущающую неровность на поверхностях катания колеса и рельса.
В статической задаче были выявлены параметры, характеризующие напряженно-деформированное состояние пути: напряжение в рельсе, давление на балласт и основную площадку земляного полотна, упругий прогиб рельса, накопленная осадка, люфт, силовой профиль и текущий модуль упругости. Используемая в расчётах модель пути представляет собой балку на упругом основании. К каждому сечению балки прикладывается сила, представляющая собой сумму статической нагрузки на колесо вагона и динамической добавки, рассчитываемой по динамической модели [26].
С помощью описанной методики произведены расчёты влияния осевой нагрузки на напряженно-деформированное состояние пути. Выполнено сравнение параметров напряженно-деформированного состояния пути при осевых нагрузках 225, 245, 265 кН и скорости 80 км/ч после пропуска 80 млн т брутто (таблица 1.6).
Распределение вертикальных и горизонтальных напряжений в подшпальном основании железнодорожного пути
Как видно из приведенных графиков, с ростом осевой нагрузки подвижного состава значения виброускорений увеличиваются во всех рассматриваемых сечениях.
Максимальные значения вертикальных виброускорений под подошвой шпалы зафиксированы в подрельсовом сечении. При осевой нагрузке 225 кН они составили 3,8g, при 294 кН – 9,5g. У торца шпалы в рассматриваемом диапазоне осевых нагрузок вертикальные виброускорения в среднем на 15% ниже, чем по оси рельса, и составили 2,7g при осевой нагрузке 225 кН и 9g при нагрузке 294 кН. Наименьшие величины вертикальных ускорений зафиксированы в сечении на расстоянии 0,55 м от оси рельса в сторону оси пути и равны 2,5g при нагрузке 225 кН и 5,7g при нагрузке 294 кН.
В сечениях у торца шпалы и в подрельсовой зоне интенсивность роста вертикальных виброускорений практически одинакова и составляет 0,85g на каждые 10 кН/ось. При увеличении осевой нагрузки от 225 до 294 кН в сечении у торца шпалы и по оси рельса ускорения увеличиваются от 2,8g до 9,0g и от 3,9g до 9,5g соответственно или в среднем в 3 раза.
Вертикальные виброускорения в сечении на расстоянии 0,55 м от оси рельса в сторону оси пути имеют меньшую величину и интенсивность роста. Так, при изменении осевой нагрузки от 225 до 294 кН их значения увеличились от 2,5g до 5,7g или в 2,3 раза. Таким образом, интенсивность роста вертикальных виброускорений в рассматриваемом сечении составила 0,46g на 10 кН/ось, что в 1,85 раза меньше, чем в сечениях у торца шпалы и по оси пути.
Распределение горизонтальных виброускорений в направлении, перпендикулярном оси пути, носит иной характер в сравнении с вертикальными виброускорениями. Как видно из рисунка 2.7, максимальные значения горизонтальных виброускорений зафиксированы в сечении на расстоянии 0,55 м от оси рельса в сторону оси пути. Они составили при нагрузке 225 кН/ось 8,1g, при 294 кН/ось – 13,3g. По мере удаления от сечения на расстоянии 0,55 м от оси рельса в сторону оси пути в направлении к торцу шпалы горизонтальные виброускорения убывают: в подрельсовом сечении зарегистрированы промежуточные значения виброускорений, в сечении у торца шпалы – минимальные. При этом разница значений в подрельсовом сечении и у торца шпалы составляет в среднем 10%. Так, при осевой нагрузке 225 кН горизонтальные виброускорения в подрельсовом сечении составили 3,7g, в сечении у торца шпалы – 3,5g. При осевой нагрузке 294 кН горизонтальные виброускорения увеличились и их значения в подрельсовом сечении достигли 7,5g, в сечении у торца шпалы - 7g.
Распределение горизонтальных виброускорений под подошвой шпалы при движении подвижного состава со скоростью 70 км/ч: 1 – виброускорения в подрельсовом сечении, 2 – виброускорения в сечении у торца шпалы, 3 – виброускорения в сечении на расстоянии 0,55 м от оси рельса в сторону оси пути
В подрельсовом сечении горизонтальные виброускорения увеличиваются на 0,54g на 10 кН/ось. Это на 36% меньше по сравнению с вертикальными виброускорениями.
При осевой нагрузке 294 кН максимум горизонтальных ускорений составил 13,3g, что в 2,35 раза больше максимальных вертикальных ускорений при этой нагрузке. 2.3.2 Исследование распределения вертикальных и горизонтальных виброускорений на глубине 55 см под подошвой шпалы
Значения вертикальных и горизонтальных виброускорений на глубине 0,55 м под подошвой шпалы при осевой нагрузке подвижного состава от 225 до 294 кН приведены на рисунке 2.8.
Виброускорения на глубине 0,55 м под подошвой шпалы в сечении у торца шпалы при осевой нагрузке от 225 до 294 кН и скорости подвижного состава 70 км/ч: 1- вертикальные виброускорения, 2 – горизонтальные виброускорения
Вертикальные виброускорения в сечении у торца шпалы на глубине 0,55 м под подошвой шпалы при нагрузках 225-294 кН/ось превышают горизонтальные. Так, при осевой нагрузке 225 кН вертикальные виброускорения составили 1,5g, горизонтальные – 0,8g. С ростом осевой нагрузки до 294 кН значения вертикальных виброускорений возросли до 5,3g, горизонтальных – до 3,2g. В рассматриваемом диапазоне осевых нагрузок вертикальные виброускорения превышают горизонтальные в среднем на 49,5%. С изменением нагрузки на ось с 225 до 294 кН вертикальные виброускорения увеличиваются со скоростью 0,58g на 10 кН/ось, горизонтальные – 0,23g на 10 кН/ось.
На основании экспериментальных данных получено распределение вертикальных и горизонтальных виброускорений на глубине 10 см под шпалой при различных осевых нагрузках (рисунки 2.9-2.10).
Рисунок 2.9 – Распределение вертикальных ускорений в балластной призме на глубине 10 см под шпалой при движении подвижного состава со скоростью 70 км/ч и осевыми нагрузками: 1 – 225 кН, 2 – 245 кН, 3 - 265 кН, 4 – 294 кН
Как следует из рисунка 2.9, с ростом осевой нагрузки меняется количественное соотношение между вертикальными виброускорениями в рассматриваемых сечениях, при этом качественное соотношение сохраняется: наибольшие виброускорения зафиксированы в сечении по оси рельса, наименьшие – в сечении на расстоянии 0,21 м от оси пути (0,55 м от оси рельса в сторону оси пути). Вертикальные виброускорения в сечении у торца шпалы имеют промежуточное значение. При осевой нагрузке 225 кН вертикальные виброускорения составили: в сечении на расстоянии 0,55 м от оси рельса в сторону оси пути – 2,5g, в подрельсовом сечении – 3,8g, в сечении у торца шпалы – 2,7g; при нагрузке 294 кН в тех же сечениях соответственно 5,7g; 9,5g; 9g.
С ростом осевой нагрузки вертикальные виброускорения в сечении у торца шпалы увеличиваются наиболее интенсивно – на 0,9g на каждые 10 кН/ось. В подрельсовом сечении виброускорения растут на 0,81g на каждые 10 кН/ось. В сечении у торца шпалы зафиксирован наименьший темп роста вертикальных виброускорений – на 0,46g на каждые 10 кН/ось.
Распределение горизонтальных виброускорений под шпалой показано на рисунке 2.10. По рисунку 2.10 видно, что увеличение осевой нагрузки не влияет на вид распределения виброускорений. Максимальные горизонтальные виброускорения при нагрузках от 225 до 294 кН зарегистрированы в сечении на расстоянии 0,21 м от оси пути (0,55 м от оси рельса в сторону оси пути) и изменяются от 8,1g до 13,3g в указанном диапазоне осевых нагрузок. Промежуточные по величине значения были зафиксированы в подрельсовом сечении и составили 3,7g при осевой нагрузке 225 кН и 7,5g при нагрузке 294 кН. Минимальные значения горизонтальных виброускорений зарегистрированы в сечении у торца шпалы на расстоянии 1,35 м от оси пути. При увеличении осевой нагрузки с 225 кН до 294 кН они выросли соответственно с 3,5g до 7g. Рисунок 2.10 – Распределение горизонтальных ускорений в балластной призме на глубине 10 см под щпалой при движении подвижного состава со скоростью 70 км/ч и осевыми нагрузками: 1 – 225 кН, 2 – 245 кН, 3 - 265 кН, 4 – 294 кН
С увеличением осевой нагрузки горизонтальные виброускорения наиболее интенсивно растут в сечении на расстоянии 0,21 м от оси пути (0,55 м от оси рельса в сторону оси пути) – в среднем на 0,74g на каждые 10 кН/ось. В сечениях по оси рельса и у торца шпалы горизонтальные ускорения увеличиваются с одинаковой скоростью с ростом осевой нагрузки – в среднем на 0,52g на каждые 10 кН/ось.
Решение системы дифференциальных уравнений задачи о несущей способности балластного слоя
Также к датчикам предъявляются следующие общие требования: стабильность характеристики во времени; достаточно высокая чувствительность системы измерения для регистрации сигнала с требуемой точностью; минимальная чувствительность к внешним факторам (температурные условия, вибрация, наводки от внешних электромагнитных полей, влажность воздуха, атмосферное давление); стойкость к кратковременным перегрузкам; простота и удобство конструкции датчика; надежность в эксплуатации и др.
Таким требованиям соответствуют тензорезисторные мессдозы. В ходе испытаний для измерения напряжений в подшпальном основании использовались мессдозы конструкции ЦНИИСК с гидропреобразователем типа М-70/11-4. Конструктивно мессдоза представляет собой цилиндр диаметром 70 мм и высотой 10,5 мм (рисунок 3.1). Приемный поршень 1 и кольцевая мембрана 3, расположенные в корпусе 2, воспринимают давление балласта и передают его через слой жидкости 5 на тонкую измерительную мембрану 4. Деформации мембраны 4 воспринимаются фольговым тензорезистором 8, и по кабельному вводу 6 электрические сигналы поступают в измерительную систему. Измерительная мембрана 4 и тензодатчик 8 герметично закрыты крышкой 7. Кольцевая проточка заполнена герметиком для предохранения мембраны от коррозии. Рисунок 3.1 – Мессдоза М-70/11-4 конструкции ЦНИИСК
До начала работ и после их окончания мессдозы тарировались в лаборатории кафедры «Строительство дорог транспортного комплекса» ПГУПС. Для этого подключенные к измерительной установке мессдозы помещались в камеру стабилометра. За каждой мессдозой закреплялся соответствующий канал тензостанции. Камера стабилометра заполнялась водой, в ней создавалось боковое давление от 0 до 0,45 МПа с шагом 0,05 МПа. Запись производилась в процессе нагружения и разгрузки мессдозы. По данным записей строились графики зависимостей изменения силы тока (по показаниям тензостанции) от бокового давления в камере стабилометра. Типичный график приведен на рисунке 3.2. По графикам был определён тарировочный коэффициент для каждой мессдозы.
Схема установки мессдоз в подшпальном основании железнодорожного пути Мессдозы устанавливались под шпалу и по глубине балластной призмы. По длине шпалы датчики устанавливались в сечении у торца шпалы, в подрельсовом сечении и в сечении на расстоянии 0,55 м от оси рельса в сторону оси пути, а также на глубину до 0,55 м.
Порядок и последовательность установки датчиков аналогичен порядку установки мессдоз и заключается в следующем:
В стыковом сечении пути щебень удалялся из шпального ящика, принимающая шпала смещалась к отдающей.
В балластном слое разрабатывался шурф на глубину 55 см (до основной площадки земляного полотна). Крепление стенок шурфа не требовалось, так как на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ в дневное время движение поездов не осуществлялось.
На уровне основной площадки мессдозы устанавливались с подсыпкой из песка. 12. Подготовленный датчик засыпался 15-сантиметровым слоем балласта. Засыпанный балласт уплотнялся с помощью ручной трамбовки.
Последующие мессдозы помещались на выровненный и уплотненный слой балласта и засыпались балластом с ручным уплотнением.
Регистрация напряжений в подшпальном основании осуществлялась при проходе опытного поезда с локомотивом ВЛ-80 со средней скоростью 70 км/ч. При подходе состава к измерительному сечению система регистрации приводилась в режим записи, в журнале фиксировался порядковый номер записи, время прохода поезда и скорость движения.
Напряжения в местах установки мессдоз определялись по записям, сделанным при проходе поезда. На них выделялись оси локомотива и вагонов с нагрузкой 225, 245, 265, 294 кН/ось. С каждой записи отбирались не более 5 максимальных реализаций для каждой величины осевой нагрузки, с помощью коэффициентов тарировки определялись их реальные значения, и проводилась статистическая обработка результатов.
Для каждой величины осевой нагрузки вычислялись: средняя величина напряжений, среднеквадратическое отклонение от средней величины, максимально вероятное значение и коэффициент вариации. Уровень вероятности составлял 0,994. Максимально вероятные напряжения вычислялись по формуле: max — cp + 2,55, (3.1) где S - среднеквадратическое отклонение. Дальнейший порядок расчета статистических показателей при обработке результатов измерения напряжений аналогичен расчёту при обработке результатов измерения виброускорений в подшпальном основании, приведенному в разделе 2.2.3 настоящей работы.
Распределение вертикальных и горизонтальных напряжений в подшпальном основании железнодорожного пути
Экспериментальные исследования напряженного состояния элементов железнодорожного пути при проходе поездов проводились многими отечественными [14, 18, 40, 53, 55, 69, 85, 88 и др.] и зарубежными [48, 91, 118] исследователями. Сравнение результатов этих исследований не позволяет сформировать однозначное представление о величинах напряжений, возникающих в конструкциях пути при различных условиях. Расхождение результатов можно объяснить использованием измерительной аппаратуры с различными погрешностями измеряемых величин, а также применение различных методик регистрации и обработки полученных данных.
Исследование значений и распределения вертикальных напряжений в подшпальном основании пути проводилось по записям сигналов мессдоз при проходе подвижного состава с осевыми нагрузками 225 - 294 кН со скоростью 70 км/ч. Фрагмент записи вертикальных напряжений приведен на рисунке 3.5.
