Экспериментальное определение модулей упругости подрельсового основания при перемещениях в вертикальной плоскости

С использованием предложенных показателей была поведена оценка инновационного потенциала 87 Субъектов РФ, результаты которой позволили выявить его зависимость от наличия и качества программ инновационного развития регионов. На рисунке 2 приведена лепестковая диаграмма инновационного профиля субъектов Центрального федерального округа.

Как представляется, рассмотренный метод выбора региональной двухуровневой инновационной стратегии позволяет на основе анализа лепестковых диаграмм инновационного профиля РПК по-

зволит повысить обоснованность комплексных стратегических решений по управлению инновационной деятельностью в рамках регионального промышленного комплекса.

Литература:

1. Какатунова Т.В. Стратегическое управление региональными инновационными процессами // Путеводитель предпринимателя -2011 - Вып. X - С.66-71

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЕЙ УПРУГОСТИ ПОДРЕЛЬСОВОГО ОСНОВАНИЯ ПРИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯХ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ

Манюгина Е.А., ассистент каф. «Путь и путевое хозяйство» Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения»

В статье приведены результаты эксперимента по определению модулей упругости рельсошпальной решетки при подъеме ее в вертикальной плоскости.

Ключевые слова: железнодорожный путь; устойчивость; модули упругости.

EXPERIMENTAL DETERMINATION OF ELASTIC MODULI UNDER-RAIL BASE WITH THE MOVEMENTS IN THE VERTICAL PLANE

Manyugina E., Assistant of the Road and track facilities chair, Federal State budget institution of higher education “Moscow State University

of Railway Transport”

The results of experiment to determine the elastic moduli of the track panel when lifting it vertically.

Keywords: Railway track, stability, modulus of elasticity; railway track; stability; the elasticity modules.

Если сжимать продольной силой бесстыковой путь, имеющий начальные горизонтальные неровности, то происходит силовое искривление оси пути, а при определенных условиях и потеря устойчивости с образованием катастрофических поперечных деформаций. Именно поэтому все методы расчета устойчивости пути базируются на расчетной схеме продольно- поперечного изгиба пути.

Если же обратиться к истории исследований этого вопроса, то обнаруживается, что на заре этих исследований специалисты интересовались и «вертикальной» устойчивостью пути. Это было связано, в частности, с мощностью конструкции пути, которая эксплуатировалась в те, достаточно далекие от нас, годы.

В дальнейшем путейская наука сосредоточилась главным образом на поперечной температурной устойчивости пути, базируясь на том факте, что современные рельсы имеют поперечную жесткость во много раз меньшую, нежели жесткость в вертикальной плоскости, а также на многочисленных наблюдениях, которые свидетельствовали о том, что в конечном итоге деформация выброса всегда происходит в поперечной плоскости пути.

Тем не менее, понимание, что при действии продольной сжимающей силы на рельс рельсошпальная решетка может деформироваться с изгибом в вертикальной плоскости, что может привести к ослаблению связи шпал с балластной призмой, у российских специалистов в области бесстыкового пути существовала давно. Однако влияние этого феномена на устойчивость

бесстыкового пути ни экспериментально, ни теоретически до сих пор не было изучено.

Было сделано предположение, что обезгруживание рельсошпальной решетки под воздействием температурной силы может привести к уменьшению сопротивления шпал в балласте и к последующей потере ее устойчивости. Кроме того дополнительно предположили, что на процесс обезгруживания шпал влияет то, что сопротивляемость деформациям пути вниз и вверх различна.

Для теоретического обоснования этих гипотез необходимо иметь данные по величине модуля упругости подрельсового основания при малых деформациях в вертикальной плоскости как при деформировании вниз, так и вверх.

В качестве расчетной модели принята модель балки на упругом основании, нагруженной распределенной нагрузкой, отражающей вес верхнего строения пути:

Е1у" + и (у) у = д

где Е1 - изгибная жесткость рельса;

у - деформация изгиба рельсошпальной решетки; при у>0 -изгиб рельса вниз,

у<0 - изгиб рельса верх;

и(у) - модули упругости рельсошпальной решетки;

при этом и(у)=и1 при у>0 и и(у)=и3 при у<0

Рис. 1. Конструкция подъемного механизма

прогибомеры

п y п п у у г7

rh о мкрат

ü и У У У У У У У

Рис.2 Схема расположения прогибомеров

сечение

Рис. 3

и1 - модуль при изгибе рельса вниз, и3 - при изгибе рельса

верх

q - распределенный вес ВСП.

С целью определения модуля упругости на одном из участков эксплуатируемого пути был проведен эксперимент по подъему рельсошпальной решетки в вертикальной плоскости.

Конструкция верхнего строения пути на участке измерения состояла из рельсов типа Р65, скрепления КБ, шпалы железобетонные 1840 шт/км, щебень слежавшийся фракции 25-60 мм, шпальные ящики не везде были заполнены до нормы. Перед началом работ клеммные болты скрепления КБ были закреплены до нормы.

Для проведения работ применили подъемный механизм (рис.1), который включал в себя: домкрат грузоподъемностью 15тс, силоизмеритель, 2 стропы грузовые цепные класса 8, позволяющие выдержать нагрузку до 10 т, 2 соединительных кольца.

Силоизмеритель предварительно протарирован на гидравлической испытательной машине.

На домкрате размещали силоизмеритель. Цепные стропы одинаковой длины закреплялись вокруг каждой рельсовой нити и с помощью соединительных колец прикреплялись к сварной конструкции, в которой размещался силоизмеритель. В каждом шпальном ящике по обеим нитям устанавливали прогибомеры, которые измеряли перемещение рельсошпальной решетки вверх. Для уменьшения лишних вибраций, прогибомеры были прикреплены к свайкам, которые забивались на 1,5 м в земляное полотно. Всего на участке располагалось 18 прогибомеров по 9 на каждую нить, соответственно длина измерительного участка составляла 4 пм пути. Для уменьшения погрешностей при измерении, связанных с дополнительным давлением щебня под домкратом на шпалы домкрат устанавливался относительно экспериментального отрезка пути в крайнем первом межшпальном пространстве (рис.2).

Для повышения точности были рассчитаны средние значения для каждой пары прогибомеров по обеим ниткам пути и построены линия влияния. В качестве примера на рис. 3 приведены линии влияния, построенные при нагрузках 900, 1800, 2700 и 3600 кг.

Рис. 4

Таблица 1.

Нагрузка, Модуль упругости при кгс положительном прогибе щ, кгс/см2

Модуль упругости при отрицательном прогибе и2, кгс/см2 10 30 30

Методом наименьших квадратов определялась сходимость графиков линии влияния, полученных при проведении полевого эксперимента с результатами, получаемыми по расчетной модели (рис. 4). Были определены модули упругости вверх и вниз при фиксированной распределенной нагрузке от веса ВСП равной 32, 5 кг в узле по одной нити. Результаты расчетов представлены в табл. 1.

1800 600

2700 500

3600 400