(32)
lмв - расстояние между наружными плоскостями внутренних торцовых дверей сцепленных полувагонов (равное для четырехосных полувагонов 1750 мм).
§ 35. Поперечная устойчивость вагонов проверяется в случаях, когда центр тяжести вагона с грузом (ЦТо) находится на расстоянии от УГР более 2300 мм или наветренная поверхность четырехосного вагона с грузом превышает 50 м2, а на сцеп с опорой длинномерного груза на два вагона - 80 м2.
Высота общего центра тяжести вагона с грузом (ЦТо) (рис. 1.11)
(33)
где - вес единицы груза, кг; Qт - тара вагона, кг; - высота центра тяжести единицы груза (ЦТгр) над уровнем верха головки рельсов, мм; - высота центра тяжести (ЦТв) порожнего вагона, мм (табл. 1.26).
Рис. 1.11
Поперечная устойчивость груженого вагона или сцепа обеспечивается, если удовлетворяется неравенство
(Рц + Рв)/Рст 0,5, (34)
где Рст - статическая нагрузка от колеса на рельс, т:
(35)
пк - число колес грузонесущих вагонов; пв - число грузонесущих вагонов; b - поперечное смещение общего центра тяжести груза (ЦТгр) от вертикальной плоскости, в которой лежит продольная ось вагона, м; bо - дополнительное поперечное смещение общего центра тяжести длинномерного груза (ЦТ) на сцепе при прохождении кривых, м:
(36)
знак (+) принимается при смещении опор наружу сцепа от середины грузонесущих вагонов; знак (-) - внутрь; lс - расстояние между серединами грузонесущих вагонов сцепа, м; lo - расстояние от опоры до середины грузонесущего вагона, м; Rp - расчетный радиус кривой, принимаемый при максимальной скорости движения поездов 90 км/ч - 840 м, при 100 км/ч - 1000 м; 2S = 1,580 м - расстояние между кругами катания колесной пары; fок - увеличение ширины опорного контура вагонов сцепа при прохождении кривых расчетного радиуса:
(37)
lнш - расстояние между осями шкворней наружных тележек сцепа вагонов, м; lвш - расстояние между осями шкворней внутренних тележек грузонесущих вагонов сцепа, м.
Таблица 1.26
|
Тип вагона |
Высота ЦТ порожнего вагона над уровнем головки рельса, м |
Значения коэффициентов |
|
|
|
|
р |
q |
|
Четырехосный полувагон |
1,13 |
5,61 |
0,11 |
|
Шестиосный » |
1,13 |
8,36 |
0,15 |
|
Четырехосная платформа |
0,80 |
3,34 |
0,10 |
Статическая нагрузка Рст при несимметричном размещении груза в вагоне определяется для менее нагруженной тележки вагона по формулам:
при смещении груза вдоль вагона
(38)
при одновременном смещении груза вдоль и поперек вагона
(39)
где - число колес тележки вагона; - общий вес груза в вагоне, т; lсм - продольное смещение, мм, общего центра тяжести грузов (ЦТ) от вертикальной плоскости, в которой находится поперечная ось вагона.
Дополнительная вертикальная нагрузка на колесо от действия центробежных сил Рц и ветровой нагрузки Рв:
(40)
где W - равнодействующая ветровой нагрузки, действующей на части груза, выступающие за пределы кузова вагона, тс; h - высота приложения равнодействующей сил ветра над уровнем головки рельса, м; р - коэффициент, учитывающий ветровую нагрузку на кузов и тележки грузонесущих вагонов и поперечное смещение общего центра тяжести грунт (ЦТ) за счет деформации рессор; q - коэффициент, учитывающий увеличение ширины опорного контура вагонов сцепа и смещение ЦТ длинномерного груза при прохождении кривых участков пути.
Значения р и q приведены в табл. 1.26.
Таблица 1.27
|
Грузы |
Перемещения |
Крепления |
|
Штучные и тяжеловесные с плоскими опорами |
Поступательные перемещения вдоль и поперек |
Торцовые и боковые стойки, бруски, растяжки и обвязки |
|
|
Опрокидывание вдоль и поперек вагона |
Растяжки и обвязки, подкосы, каркасы, пирамиды |
|
Цилиндрические формы |
Поступательные перемещения вдоль и поперек вагона |
Торцовые и боковые стойки, растяжки и обвязки |
|
|
Перекатывание вдоль и поперек вагона |
Бруски, обвязки, растяжки |
|
На колесах |
То же |
Бруски, растяжки |
|
|
Поступательные перемещения вдоль и поперек вагона |
То же |
|
Однородные, уложенные штабелями |
Продольные перемещения вдоль вагона и поперечный развал штабеля |
Боковые стойки, обвязки, щиты, прижимы |
|
Длинномерные |
Продольные и поперечные перемещения, опрокидывание поперек вагона |
Обвязки, растяжки, прижимы, подкосы, упоры |
§ 36. Крепление груза устанавливается в зависимости от его конфигурации на основании данных, приведенных в табл. 1.27.
§ 37. Груз от поступательных перемещений закрепляют растяжками, упорными и распорными брусками, обвязками и другими приспособлениями.
Продольное Fпр и поперечное Fп усилия, которые должны восприниматься креплением, определяются по формулам:
Fпр = Fпр - (41)
Fп = n(Fп +W) - (42)
где п - коэффициент, значения которого принимаются равными 1,0 при разработке способов размещения и крепления грузов, включаемых в сетевые или местные технические условия, и 1,25 для способов перевозки грузов, утверждаемых отделениями дорог.
Эти усилия могут восприниматься как одним видом крепления, так и сочетанием нескольких видов:
(43)
(44)
где - доли продольного или поперечного усилия, воспринимаемые соответственно растяжками, брусками, обвязками и др.
§ 38. При разработке способов крепления грузов целесообразно обеспечивать их продольную устойчивость одним видом крепления.
Усилие в растяжках при расчете крепления грузов на одиночных вагонах и сцепах с учетом увеличения сил трения от вертикальных составляющих усилия в креплении определяется по формулам (рис. 1.12):
для первого сочетания сил
(45)
для второго сочетания сил
(46)
где , - усилия в растяжке; , - количество растяжек, работающих одновременно в одном направлении; a - угол наклона растяжки к полу вагона; пр, bп - углы между проекцией растяжки на горизонтальную плоскость и продольной и поперечной осями вагона.
Рис. 1.12
Количество нитей проволоки в растяжке или ее сечении определяется по большему усилию или . В случаях применения растяжек, предназначенных для работы только в одном направлении (продольном или поперечном), расчет растяжек производится от действия сил только первого или только второго сочетания.
§ 39. Бруски к вагону могут крепиться гвоздями, болтами и др. Число гвоздей для крепления бруска определяется по формулам:
вдоль вагона
(47)
поперек вагона
(48)
где , - число упорных или распорных брусков, одновременно работающих в одном направлении; Rгв - допускаемая нагрузка на один гвоздь (принимается по табл. 1.31).
§ 40. Усилие в обвязке для крепления груза, размещаемого на одиночных вагонах или сцепах, от продольного или поперечного смещения
(49)
где nоб - число обвязок.
§ 41. Кроме поступательных перемещений, грузы в процессе перевозки могут подвергаться опрокидыванию. Коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания определяется по формулам:
вдоль вагона (рис. 1.13)
(50)
поперек вагона (рис. 1.14)
(51)
где , - кратчайшее расстояние от проекции центра тяжести груза (ЦТгр) на горизонтальную плоскость до ребра опрокидывания соответственно вдоль и поперек вагона, мм; hцт - высота центра тяжести груза (ЦТгр) над полом вагона или плоскостью подкладок, мм; , - высота соответственно продольного и поперечного упора от пола вагона или плоскости подкладок, мм; - высота центра проекции боковой поверхности груза от пола вагона или плоскости подкладок.
Рис. 1.13
Рис. 1.14
Грузы (панели, фермы и др.), которые при размещении в вагонах без дополнительных приспособлений подвержены опрокидыванию и при этом повреждают вагоны, следует перевозить на открытом подвижном составе с использованием специальных металлических кассет, каркасов и пирамид, параметры и конструкция которых должны быть обоснованы расчетами. Без этих устройств указанные грузы могут перевозиться только после соединения в монолитный блок, который не подвержен опрокидыванию. Для скрепления грузов в блок следует использовать уголки, швеллеры и другие профили сталей, болтовые и сварные соединения.
Если коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания в одном из направлений (продольном или поперечном) находится в пределах 0,8 - 1,0, то от поступательных перемещений груз рекомендуется удерживать одним типом крепления, например брусками, а от опрокидывания - другим креплением, в качестве которого могут применяться растяжки. При перевозке грузов, подверженных опрокидыванию поперек вагона, следует стремиться к установке растяжек таким образом, чтобы проекция растяжки на пол вагона была перпендикулярна к его продольной оси, а место закрепления растяжек на грузе находилось в верхней части груза.
Усилие в растяжках определяется с учетом действия только поперечной горизонтальной инерционной силы и ветровой нагрузки.
Если коэффициент запаса устойчивости груза от опрокидывания вдоль или поперек вагона равен 1,01 - 1,25, то груз может закрепляться растяжками, одновременно воспринимающими продольные и поперечные нагрузки. Число нитей проволоки в растяжке или ее сечение должно определяться по наибольшему суммарному усилию, возникающему в растяжке от поступательных перемещений и опрокидываний вдоль или поперек вагона.
В этом случае усилие в растяжке от поступательных перемещений подсчитывается по формулам (45) и (46), а от опрокидывания - по формулам (52) и (53).
Перевозка грузов, подверженных опрокидыванию одновременно вдоль и поперек вагона, должна осуществляться только с использованием специальных устройств (каркасов, пирамид, рам и др.), полностью предотвращающих их опрокидывание.
Усилие в креплении грузов, подверженных опрокидыванию (растяжках), определяется по формулам:
в продольном направлении
(52)
в поперечном направлении
(53)
где g - угол между проекцией растяжки на продольную вертикальную плоскость и растяжкой; - угол между проекцией растяжки на поперечную вертикальную плоскость и растяжкой; lпер, bпер - проекции кратчайшего расстояния от ребра опрокидывания до растяжки соответственно на продольную и поперечную вертикальные плоскости; , - число растяжек; п - коэффициент, значения которого принимаются равными: 1,0, если запас устойчивости груза от опрокидывания 1,0 и более; 1,25, если запас устойчивости груза от опрокидывания менее 1,0.
Рис. 1.15
§ 42. Грузы цилиндрической формы и на колесном ходу закрепляются от перекатывания упорными брусками совместно с обвязками или растяжками (рис. 1.15 и 1.16). В этом случае число гвоздей для крепления одного упорного бруска определяется по формулам:
вдоль вагона
(54)
поперек вагона
(55)
Усилие в обвязке
(56)
где - число обвязок; D - диаметр груза.
Рис. 1.16
§ 43. Площадь сечения растяжек (обвязок)
(57)
где R - усилие в растяжке (обвязке), кгс; [s] - допускаемые напряжения (принимаются в зависимости от марки стали по табл. 1.29).
§ 44. Расчет подкладок и досок пола вагона на допускаемые напряжения изгиба, сжатия (смятия) производится по формулам:
(58)
(59)
где - нагрузка на подкладку от веса груза и вертикальной составляющей усилия в креплении, кгс; - вертикальная инерционная сила, действующая на подкладку, кгс; So - проекция площади опирания груза на одну подкладку на горизонтальную плоскость, см2; М - изгибающий момент, кгс · м; W = bh2/6 - момент сопротивления изгибу бруска прямоугольного сечения, см3; b - ширина бруска, см; h - высота бруска, см.
Для настила пола платформы применяются сосновые или еловые доски первого сорта толщиной 48 - 55 мм, шириной 150 мм.
§ 45. При перевозке длинномерных грузов высота подкладок или турникетных опор определяется по формулам:
для рис. 1.17, а и б
ho = aпtgg + hп + fгр + hз + hб; (60)
