Метод оценки усталостной долговечности шпал из предварительно напряженного бетона
Бетонные шпалы (шпалы купить железобетонные) являются одним из наиболее важных применений системы железнодорожных путей. Исследователи ранее изучали характеристики ударной нагрузки и предельную грузоподъемность предварительно напряженной шпалы, но исследования усталостной долговечности шпалы из предварительно напряженного бетона ограничены.
Усталостное разрушение предварительно напряженной железобетонной шпалы в основном связано с накоплением дефектов, вызванных многократной нагрузкой от взаимодействия колеса с рельсом. Усталостная нагрузка, усталостные характеристики и существующие методы проектирования предварительно напряженной железобетонной шпалы обобщены в этой статье.
Также оцениваются обычно используемые методы оценки усталости бетонных конструкций. Основываясь на результатах предыдущих исследований, в этой статье представлен удобный метод оценки усталостной долговечности предварительно напряженной бетонной шпалы, который противопоставляется результатам испытаний.
Полученную информацию можно использовать для оценки эксплуатационных характеристик и прогнозирования усталостной долговечности бетонной шпалы, а также для обеспечения гибкости проектирования и расширения принципа проектирования. Результаты этого исследования могут также улучшить критерии технического обслуживания и осмотра железнодорожных путей, чтобы на практике создать соответствующую сеть мониторинга состояния пути.
Введение
Железнодорожная шпала является жизненно важным компонентом железной дороги, который находится между рельсом и балластом . К важным функциям шпал относятся следующие: равномерная передача и распределение нагрузки от подошвы рельса к балластному основанию, обеспечение крепления для системы крепления и сдерживание поперечного, продольного и вертикального смещения рельсов . Шпалы могут быть изготовлены из дерева, бетона, стали или других конструкционных материалов, и бетон широко используется во всем мире.
Поскольку железные дороги играют все более важную роль в транспортной системе, спрос на шпалы со временем увеличивается. Международная федерация конструкционного бетона (2006 г.) провела всемирное исследование ежегодного спроса на различные типы шпал в железнодорожных сетях, и результаты представлены в таблице .
Таблица 1 показывает, что бетон является доминирующим материалом для шпал во всем мире. Она составляет более 50% всего спроса на шпалы. Долгий срок службы, гибкая острая конструкция и простота изготовления являются особыми преимуществами бетонных шпал . Типичная железнодорожная укладка бетонной шпалы показана на рисунке .
В настоящее время метод допустимого напряжения (или допустимого напряжения) принят во многих странах при изготовлении железобетонных шпал . Этот метод основан на допустимом напряжении материалов и использует коэффициент нагрузки для увеличения статической нагрузки на ось для учета динамических эффектов .
Поскольку метод допускаемого напряжения не учитывает точно динамическую нагрузку, а также недооценивает прочность материала, было проведено много исследований для разработки подхода к расчету предельных состояний для бетонной шпалы . Концепция расчета предельных состояний основана на вероятностной модели факторов сопротивления и нагрузки и учитывает надежную статистику распределения нагрузок и сопротивления .
Чтобы определить способность удерживать геометрию железнодорожной линии, большинство железнодорожных организаций используют критерий, позволяющий судить о том, является ли шпала допустимой или нет. Следовательно, любое растрескивание, приводящее к неспособности шпалы сохранять геометрию железнодорожного пути, должно рассматриваться как несоответствующее этому критерию. Состояния бетонной шпалы можно разделить на следующие предельные состояния .