SU60034A1 - Дерев нна шпала - Google Patents

Description

На железных дорогах Союза ССР в насто щее врем  примен етс  стандарт на дерев нные шпалы (ОСТ 7157), характеризую1цийс  тем, что шпалы изготовл ютс  из цельной древесины, имеют Б основном вид пластин с широкой нижней постелью и несколько меньшей верхней гранью, по бокам ограничены или цилиндрической естественной поверхностью дерева или вертикальным обрезом, примерно , на две трети высоты шпалы.

Основное назначение шпалы заключаетс  в том, чтобы; а) воспринимать давление от рельсов и передавать его на балластный слой и б) держать неизменной ширину колеи.

Дл  того, чтобы шпала могла хорошо выполн ть свое первое назначение, она должна иметь такую форму, при которой наибольшие фактические напр жени  как в самой шпале, так и в балластной постели, на которую опираетс  шпала, при действии внешней нагрузки не превосходили бы допускаемых , т. е. шпала и балласт действительно отвечали бы услови м прочности.

Между тем на практике, при существующих типах шпал, этого не наблюдаетс .

По существующим принципам расчета пути прочность шпал и балласта считаютс  обеспеченными в том случае, если при центральном вертикальном воздействии на шпалу внешних сил, в виде давлени  рельса, получаютс  под подкладкой напр жени  в шпале и под нижней постелью шпалы напр жени  в балласте, не превосход щие допускаемых. Из этого следует, что проверка прочности шпал и балласта основываетс  здесь на средних напр жени х.

Фактически же при существующих типах шпал и способе прикреплени  к ним рельсов прочность шпал и балласта решают не средние напр жени , получаемые по расчету, а наибольшие, которые в действительности имеют место и которые в значительной мере превышают по своей величине средние расчетные напр жени .

Эти наибольшие отличные от средних напр жени  в шпале под подкладкой и в балласте под шпалой  вл ютс  результатом внецентренного воздействи  сил на шпалу. Если при центральном давлении на шпалу под подкладкой возникает среднее напр жение р, то при крайнем внецентренном действии такого давлени  под подкладкой возникают подкромочные напр жени  - с одной стороны 4/J, с другой - 2р.

Таким образом один край подкладки , вызыва  в шпале напр жени  на см тие в четыре раза больше допускаемого (если р считать равным допускаемому напр жению ), в конце концов разрушает волокна шпалы, а второй край, стрем сь оторватьс  от шпалы , действует на костыль и заставл ет его выдергиватьс . Так как давление на шпалу при динамике перемеш,аетс  от одного кра  к другому, подкладка начинает раскачиватьс , разрабатыва  постепенно костыльное гнездо и посто нно поддергива  костыли, что и наблюдаетс  в действительности .

Аналогичное воздействие давлени  на шпалу наблюдаетс  и в отношении балласта с той лишь разницей , что благодар  прин тому в практике отношению ширины подкладки к ширине нижней постели шпалы, равному 0,6, подкромочные напр жени  в балласте имеют minimum равным - 0,8 q и maximum равным-j-2,8 q, где q - среднее расчетное напр жение в балласте под шпалой.

Так как напр жени  р в шпале под подкладкой и (7 в балласте под шпалой  вл ютс  средними расчетными напр жени ми, на которых базируетс  по теории расчета пути прочность элементов верхнего строени , то из приведенных соображений становитс  совершенно очевидным тот разрыв , который наблюдаетс  в действительности между практикой и теорией.

Чтобы устранить этот разрыв, привести практику в полное соответствие с теорией и обеспечить действительную прочность элементов верхнего строени , автор предлагает изменить форму поперечного сечени  шпалы и дать ей такое очертание, при котором наибольшие напр жени  q лишь в очень незначительной мере, практически примен емой и неопасной,, отличались бы от средних расчетных напр жений.

На чертеже представлены тр;; контура поперечного сечени  шпалы , наложенные один на другой. Контур 1 соответствует существуюш ,ему стандарту шпалы. Контур 2 имеет такое криволинейное очертание нижней части шпалы, при котором в любой точке балластной постели под шпалой, при любом положении нагрузки на шпале напр жени  не превышают допускаемых расчетных. Эта форма нижней части поверхности шпалы  вл етс  теоретически наиболее рациональной, но так как ее осуществление вызывает большие трудности, то практически можно прин ть очертани  по контуру 3 в виде ломаной линии, очень близко подход щему к контуру 2.

Боковые поверхности предлагаемой формы шпалы  вл ютс  сопр жением верхней части шпалы с и имеют наклонное положение . Это дает возможность создать большее сопротивление выдергиванию и подъему шпалы из балласта.

Как видно из чертежа, высота 1г предлагаемого сечени  больше высоты АО сечени  шпалы существуюшего стандарта. Дополнительна  площадь сечени , соответствующа  разнице высот h-liQ, компенсируетс  экономией сечени  в углах. Увеличение же высоты сечени  повышает момент инерции и делает шпалу более прочной.

Полученный таким образом контур 3 поперечного сечени  шпалы представл ет собой вполне рациональное и практически приемлемое решение.

Предмет изобретени .

Дерев нна  щпала, отличающа с  тем, что, в цел х устранени  повышенных подкро.мочных напр жений в балласте под шпалой , нижн   часть поперечного сечени  шпалы имеет ломаное

очертание, близко подход щее к кривой равного напр жени  на балласт.