МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ ЗАЗОРА РЕЛЬСОВОЙ ПЛЕТИ ПРИ ЕЕ РАЗРЫВЕ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЖЕСТКОСТИ ПОДРЕЛЬСОВОГО ОСНОВАНИЯ

Предмет исследования.Рассмотрены вопросы безопасности эксплуатации бесстыкового рельсового пути в условиях динамических нагрузок. Исследована величина зазора, образующегося в рельсовой плети при ее возможном разрыве в условиях динамических нагрузок от движущегося поезда и при изменяющейся температуре. Возникающие деформации увязаны с переменной жесткостью основания рельсового пути (балласта). Методы. Исследованы продольные колебания в полубесконечном стержне в условиях динамических нагрузок и в процессе температурного расширения стержня конечной длины на упруго-демпфированном основании. Колебательный процесс в полубесконечном стержне на упругом основании смоделирован при помощи расширенного уравнения продольных колебаний, учитывающего реакцию основания, выполняющего роль демпфера. Для определения состояния модели после затухания колебаний использован предельный переход по времени. При решении задачи о температурном расширении стержня конечной длины на упругом основании использовано уравнение равновесия для малого фрагмента, учитывающее температурную нагрузку и силы упругости как самого стержня, так и основания. Основные результаты. Рассчитана максимальная величина динамического смещения конца стержня при различных значениях параметров. Получены распределения смещений и напряжений по длине стержня для различных вариантов распределения жесткости в упругом основании. При возникновении случайного разрыва в рельсе величина его зазора после затухания колебаний устанавливается на уровне 5–7 см. Показано, что амплитуда этих колебаний может достигать 10–12 см. Наличие ограниченной зоны изменения жесткости подрельсового основания не вызывает существенной деформации рельсовых плетей, но может приводить к росту зазора при ее разрыве. Практическая значимость. Предложенные модели могут быть использованы при расчете и проектировании бесстыковых рельсовых путей.

 1. Боченков М.С. Зазоры при изломе рельсовой плети // Труды ЦНИИ МПС. 1962. Вып. 244. С. 164–172.
2. Першин С.П. О напряженно-деформированном состоянии рельсов при изменении температуры // Вестник ЦНИИ МПС. 1967. №5. С. 25–28.
3. Панькин И.А. Температурные перемещения и напряжения в рельсах // Труды НИИТа. 1972. Вып. 413. С. 21–35.
4. Андреев Г.Г. Температурные напряжения в бесстыковом пути на мостах // Путь и путевое хозяйство. 1977. №12. С. 34–35.
5. Воробьев Э.В., Новакович В.И. Особенности устройства и работы бесстыкового пути // Путь и путе-вое хозяйство. 2003. № 4. C.15–19.
6. Крюков Е.П. Брус в упругой среде, сопротивляющийся продольным смещениям // Сообщение ЦНИИСа №137. М., 1958. C. 86.
7. Анисимов В.М. Бесстыковой путь на мостах // Путь и путевое хозяйство. 1964. №8. С. 32.
8. Новакович М.В. Зазор при учете времени эксплуатации // Путь и путевое хозяйство. 2000. №11. С. 15.
9. Лалин В.В., Денисов Г.В. Динамическое поведение бесконечных стержневых элементов на упруго-вязком основании под действием точечного источника возмущения // Научный вестник Воронежского ГАСУ. Строительство и архитектура. 2013. №2. С. 105–113.
10. Новакович В.И., Григорьева И.А. Рельсы для бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство. 2001. №9. С. 28–32.
11. Takagi R. High - speed railways. The last 10 years // Japan Railways & Transport Review. 2005. N 3. P. 4–7.
12. Перегудова М.В., Виногоров Н.П. Бесстыковой путь на мостах // Путь и путевое хозяйство. 2009. №3. C. 26–28.
13. Бешлиу В.А. Оценка допустимой величины зазора при разрыве рельсовой плети с точки зрения безо-пасности движения поездов // Природные и техногенные риски. Безопасность сооружений. 2012. №3. С. 56–57.
14. Zhanga G.-D., Guo B.-Z.. On the spectrum of Euler-Bernoulli beam equation with Kelvin – Voigt damping // Journal of Mathematical Analysis and Applications. 2011. V. 374. N 1. P. 210–229. doi: 10.1016/j.jmaa.2010.08.070
15. Зайцева Т.И., Уздин А.М. Влияние изменения жесткости подрельсового основания на напряженно-деформированное состояние рельсовой плети // Природные и техногенные риски. Безопасность со-оружений. 2012. № 3. С. 53–55.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License