Changing the Stress State of the Track Superstructure while Strengthening the Subgrade

Abstract

EN: Strengthening the subgrade with the help of various technologies significantly affects the stress state of the track superstructure. The strengthening of the subgrade with piles, leads to an abrupt stiffening of the track superstructure, which is problematic for its normal operation. Two finite element models were created to determine the change in the stress state of the track superstructure when strengthening the subgrade. They fully reflect the geometric, deformation and power characteristics of a real subgrade, which is strengthened by piles. Individual finite elements of the models are provided with the deformation characteristics of the steel rails, reinforced concrete sleepers, soil subgrade, ballast and soil-cement material of piles. The authors carried out the calculation of stress state of the track superstructure for two finite element models. Results are obtained and analyzed to help in choosing the most effective option for strengthening the subgrade.

UK: Підсилення земляного полотна за допомогою різних технологій значно впливає на напружений стан верхньої будови колії. Це викликано загальною зміною деформаційних властивостей частин системи «верхня будова колії – земляне полотно». Для визначення зміни напруженого стану верхньої будови колії при підсиленні земляного полотна створені дві скінченно-елементні моделі. В них максимально повно відображено геометричні, деформаційні та силові характеристики реального земляного полотна, підсиленого палями. Окремим скінченним елементам моделей надані деформаційні характеристики сталі рейок, залізобетону шпал, ґрунту земляного полотна, щебеню баласту та ґрунтоцементному матеріалу паль. Автори провели розрахунок напруженого стану верхньої будови колії для двох скінченно-елементних моделей. Отримані результати дають змогу обрати найбільш ефективний варіант підсилення верхньої будови колії.