DopravnÃƒÂ stavby - Fakulta stavebnÃƒÂ - VysokÃƒÂ© uÃ„ÂenÃƒÂ technickÃƒÂ© v BrnÃ„Â›

More documents

Recommendations

Info

12th International Scientific Conference, April 20-22, 2009 Brno, Czech Republic 97Teoretická analýza kolejové jízdní dráhy zatížené pohyblivou silouV modelu na obr. 3 se předpokládá, že kolová síla Q se pohybuje rychlostí v. Analýzu souvislepružně podepřené koleje se zanedbáním tlumení popsal Timošenko [1]. Řešení pro model s tlumenímpředložil později Frýba [2], celé řešení včetně příkladů řešení je uvedeno v [3].Q(x-v.t)vkk,czw(x,t)Obr. 3 – Prutový model s pohyblivým zatíženímDiferenciální rovnice popisující tento problém je analogická pro prut podepřený pružně po své délce,funkce pro svislý průhyb w(x,t) je funkcí souřadnice a času:42∂ w( x,t) ∂ w( x,t) ∂w( x,t)EIx+ m + c + k w( x,t) = 042z∂x∂t∂t( 1 )kde k z [N.m -2 ] vyjadřuje spojitou svislou tuhost kolejové jízdní dráhy, c [N.s.m -2 ] tlumení, EI x ohybovoutuhost kolejnice (k ose x lokálního souřadného systému průřezu). Pro řešení se zavádí bezrozměrnáveličina ξ d , přitom L [m] je charakteristická délka kolejového roštu a Λ je její převrácená hodnota:x − v ⋅ t1 kzξd= = Λ ⋅ ( x − v ⋅ t) ; Λ = = 4LL 4 EIx( 2 )Vyjadřuje-li m [kg.m -1 ] hmotnost koleje pak poměr ke kritické rychlosti a ke kritickému tlumení je:v v m c mα = = ; β =( 3 )vkrit 2ΛEI x2mk zPro typické vozy s dvounápravovými podvozky zavedeme relativní rozvor podvozku:d∂d= = Λ ⋅ dL( 4 )Výsledkem výpočtu jsou relativní průhyby η d (ξ d ), které pokud uvažujeme x = 0, odpovídajíčasovým průběhům zatlačení. Tvar časového průběhu je dán hodnotami parametrů L, α a β. Nejprvetransformujeme změřený časový průběh do relativních souřadnic ξ d ,η d . Koeficienty L, α a β hledámeiteračními metodami optimalizace tak, aby funkce teoretického průběhu η d,t co nejlépe odpovídalatransformovanému časovému průběhu zatlačení η d,m . Celou úlohu lze matematicky formalizovat tak, žehledáme L, α, β, w max,2 a t 2 takové, aby druhá mocnina normyη22 2( ξ ) −η( ) ; f ( x)= ∫ f ( x)⋅d , t d d , mξda( 5 )byla co nejmenší, přitom w max,2 [m] je největší zatlačení kolejnice pro průjezd druhé nápravy a t 2 [s]časprůjezdu druhé nápravy. K optimalizaci parametrů je využívána Newtonova iterační metoda.Vyhodnocení časových záznamů svislých zatlačení kolejové jízdní dráhyVýše uvedený způsob vyčíslení vektoru L, α, β. w max,2 a t 2 byl použit pro změřené časové průběhysvislých zatlačení v uvedených zkušebních úsecích. Ze záznamů byly vybrány průjezdy soupravrychlíků, hodnocen byl průjezd posledního podvozku soupravy. Ukázka hodnocení časového průběhuzatlačení je na obr. 4.bdx
9812th International Scientific Conference, April 20-22, 2009 Brno, Czech Republica) b)Relativní souřadnice ξ dRelativní souřadnice ξ d-0,26,283,140,00-3,14-6,28-0,26,283,140,00-3,14-6,2800Relativní pokles η d0,20,40,60,8Relativní pokles η d0,20,40,60,8111,21,2MěřeníVýpočetObr. 4 – Ukázka vyhodnocení časového záznamu svislého zatlačení pro kolej s pružnou ložnou plochoupražců a) Havlíčkův Brod – Okrouhlice b) žst. Planá nad LužnicíMěřeníVýpočetZávěrPřehled výsledků pro různé konstrukce kolejové jízdní dráhyKonstrukce k z 10 6[N.mm -3 ]L[m]w max[mm]α[-]β[-]V krit[km.h -1 ]Vossloh E 14 2,3 1,62 0,45 0,05 14,0 1053USP Havlíčkův Brod 3,5 1,46 0,37 0,09 14,0 561USP Planá n. L. 71,4 0,77 0,42 0,06 7,0 1132Běžná kolej Planá n. L. 110,7 0,70 0,24 0,05 7,3 1540K výpočtu základních parametrů pražcového podloží je možné použít metodu optimalizace tvaruteoretického průběhu zatlačení pražce vzhledem k naměřenému časovému průběhu.Z uvedeného hodnocení vyplývá, že v úseku Havlíčkův Brod – Okrouhlice je kvalita pražcovéhopodloží z hlediska jeho tuhosti velmi špatná bez ohledu na uskutečněnou obnovu železničního svršku.V železniční stanici Planá nad Lužnicí bylo ve sledované koleji nově vybudováno drážní těleso.Z hlediska vyhodnocení svislé tuhosti je možné označit pražcové podloží jako velmi tuhé. Je zřejmé, žepropastný rozdíl mezi kvalitou železničního spodku v obou úsecích se projeví na velikosti sedání kolejea na rychlosti rozpadu geometrických parametrů koleje.PoděkováníPublikované výsledky byly dosaženy s podporu společností DT – Výhybkárna a strojírna, a.s.,ŽPSV a.s. a Správa železniční dopravní cesty, s.o. a dále s podporou výzkumného záměru Ministerstvaškolství, mládeže a tělovýchovy číslo MS12701918 a a projektu GACR 103/07/0183.Literatura[1] TIMOŠENKO, S. P. Method of analysis statistical and dynamical stresse in rails, In Proceedingsof the Second International Congress of Applied Mechanics, Zurich, Switzerland, 1927, pp 407 –420[2] FRÝBA, L. Vibration of Solids and Structures under Moving Loads. Noordhoff InternationalPublishing, Groningen, 1972.[3] ESVELD, C., Modern Railway Track. Second Edition. Delft, MRT – Production, 2001, 2nd ed.654 p. ISBN 90-800324-3-3
Page 2 and 3:
Faculty of Civil EngineeringBrno Un
Page 4 and 5:
12th International Scientific Confe
Page 6 and 7:
Page 8 and 9:
Page 10 and 11:
Page 12 and 13:
Page 14 and 15:
Page 16 and 17:
Page 18 and 19:
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Page 24 and 25:
Page 26 and 27:
Page 28 and 29:
Page 30 and 31:
Page 32 and 33:
Page 34 and 35:
Page 36 and 37:
Page 38 and 39:
Page 40 and 41:
Page 42 and 43:
Page 44 and 45:
Page 46 and 47:
Page 48 and 49: 12th International Scientific Confe
Page 132: 12th International Scientific Confe
show all

DopravnÃƒÂ­ stavby - Fakulta stavebnÃƒÂ­ - VysokÃƒÂ© uÃ„ÂenÃƒÂ­ technickÃƒÂ© v BrnÃ„Â›

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

DopravnÃƒÂ stavby - Fakulta stavebnÃƒÂ - VysokÃƒÂ© uÃ„ÂenÃƒÂ technickÃƒÂ© v BrnÃ„Â›