Особенности расчета конструкций монорельсовых транспортных магистралей

В общем случае расчеты элементов конструкций монорельсо­вых дорог не отличаются от используемых при проектировании автотранспортных эстакад и путепроводов. Вместе с тем имеются и специфические расчеты, присущие только рассматриваемым конструкциям. Прежде всего это относится к определению усилий в криволинейном монорельсе. Действительно, при движении со­става по горизонтальной кривой на его вагоны действуют их вес и центробежная сила, передающиеся через упругие подвески на монорельс. Значение усилий зависит от способа подвески и ее упругости.

Рассмотрим криволинейный монорельс в навесной системе эстакады, на который действует движущийся состав (рис. 18.2). Обозначим через Р вес временной нагрузки, воспринимаемый одной осью вагона; через 2 — центробежную силу, воздейству­ющую также на одну ось вагона. Будем полагать, что подвеска состоит из двух несущих и четырех стабилизирующих колес. При

Рис. 18.2. Схема к расчету криволинейного монорельса

этом суммарную податливость одного несущего колеса и его рес­соры примем равной с, а одного стабилизирующего колеса — с_{. Для определения неизвестных усилий, действующих на балку от несущих (М_{ и М₂) и стабилизирующих (М^...^) колес, а также неизвестного угла наклона вагона г„ составим уравнения равнове­сия и совместности деформаций. При этом будем считать, что силы ^...ТУб приложены перпендикулярно граням монорельса. Условия равновесия запишутся следующим образом:

(ЛГ,

„ = Р;

„ = -2; (18.2); = -24,

где Ь_{ и Ь₂ — плечи сил 7Уз--^б относительно центра тяжести мо­норельса; а — расстояние между силами М_{ и М₂; й — расстояние между центрами тяжести монорельса и вагона.

Если считать конструкцию вагона абсолютно жесткой, то угол поворота, определяемый по разности деформаций любых двух упругих подвесок, должен быть одинаковым, можно записать:

(18.3)

Горизонтальное поперечное смещение на уровне центра тяже­сти монорельса также должно быть одинаковым для стабилизиру­ющего колеса слева и справа от него, т. е.

(18.4)

Системы уравнений (18.4) и (18.3) являются нелинейными. Учитывая допустимое значение поперечных уклонов, можно при­нять:

*ё(4 - 4) = *ё*„ - *ё4 = 4 - 4;,, _{0 с}.

(1о.Ь) 1§г„ = 0; с1ёг„ = 1.

Учитывая формулы (18.5), системы уравнений (18.2)...(18.4) становятся линейными, из которых затем определяют неизвест­ные усилия и угол наклона вагона.

Если в результате расчета получается отрицательное усилие в подвеске, то это означает, что соответствующее колесо выключа­ется из работы. Для стабилизирующих колес такое положение до­пустимо, так как выключающееся колесо передает усилие друго­му, расположенному на том же уровне. Избежать отрыва колес возможно путем их установки на монорельс с предварительным обжатием подвески. Отрыв ведущих колес вагона недопустим.

Задача распределения усилий в элементах монорельса от дав­ления колес вагона решается приближенными способами.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается применение метода конечных элементов для рас­
чета криволинейных пролетных строений эстакад?

2. Какие аналитические методы расчета сложных в плане пролетных
строений эстакад могут быть применены для определения усилий и пе­
ремещений?

3. Какую систему уравнений необходимо составить, из решения кото­
рой можно определить усилия и угол наклона в криволинейном моно­
рельсе?

РАЗДЕЛ VI

Дата добавления: 2015-08-17