Расчеты пути на прочность и устойчивость

Ж.-д. путь подвергается воздействию подвижного состава, природно-климатических факторов, а также собственных напряжений, возникающих в элементах верхнего строения пути, главным образом в рельсах при их изготовлении, укладке и эксплуатации. Статическое воздействие на путь стоящего экипажа определяется его массой и числом осей. При движении по неровностям пути колес экипажей, имеющих отступления от соответствующих норм, взаимодействие с путем становится более сложным, приобретая динамический характер.

Задачей расчетов пути на прочность и устойчивость является определение напряжений и деформаций в его элементах под нагрузкой с учетом динамического характера взаимодействия. Основными эксплуатационными факторами, используемыми в таких расчетах, являются: нагрузки на оси локомотивов и вагонов; скорости движения поездов; грузонапряженность ж.-д. линии; прошедший тоннаж. Результаты расчетов пути используются для: оценки напряженно-деформированного состояния конструкции пути при заданных условиях эксплуатации; определения таких нагрузок и скоростей движения поездов с учетом грузонапряженности и прошедшего по пути тоннажа, при которых напряжения и деформации, возникающие в пути, не превосходят допустимые значения, а устойчивость пути надежно обеспечена; проектирования новых конструкций пути. Кроме того, расчеты пути на прочность и устойчивость приходится выполнять при решении задач о возможности укладки звеньевого или бесстыкового пути на заданном перегоне; увеличения скоростей движения и нагрузок на оси подвижного состава на эксплуатируемой линии, а также при анализе причин нарушений прочности (излом рельса) или устойчивости (выброс) пути на эксплуатируемой линии; анализе причин схода подвижного состава; определении предельно допустимого тоннажа, после пропуска которого необходимо назначить капитальный ремонт пути и др.

Расчеты верхнего строения пути базируются на законах теоретической и строительной механики. Поскольку воздействия на ж.-д. путь (как и его сопротивляемость этим воздействиям) переменны и случайны, напряженно-деформированное состояние пути, определяемое такими расчетами, имеет вероятностный характер. В результате фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований, проведенных во ВНИИЖТ в сер. 1950-х гг., был разработан практический метод расчета пути на прочность, который принят на ж. д. России как официальный. В основу этого метода положены теоретические работы проф. М.Ф.Вериго. В настоящее время расчеты пути выполняются в соответствии с Правилами производства расчетов верхнего строения железнодорожного пути на прочность.