Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Совершенствование конструкции скоростного пути

Чтобы росли перевозки на основных направлениях и на грузонапряженных участках, все шире вводятся в обращение поезда повышенной массы и длины. Ставится задача увеличения маршрутных скоростей, ускорения оборота грузовых вагонов.

Об одной из связанных с ее решением проблем - совершенствовании конструкции пути для участков пассажирских и тяжеловесных составов, развивающих 140-160 километров в час, - рассказывает заведующий отделением ВНИИЖТ кандидат технических наук Анатолий Юрьевич Абдурашитов.

Совершенствование конструкции скоростного пути
Какие направления развития путевого хозяйства должны стать основными с точки зрения обеспечения безопасности, надежности и эффективности перевозочного процесса?

Расширение сферы применения бесстыкового пути; совершенствование конструкции верхнего строения пути (в частности, разработка конструкции, дифференцированной по условиям эксплуатации - для высокоскоростного, для тяжеловесного движения, для участков с совмещенным движением грузовых и скоростных пассажирских поездов, для различных климатических условий и т.д.) должны вестись на основе функционально-стоимостного анализа, корректировки норм устройства и содержания пути, новых технологий его ремонта и содержания. Типаж путевых машин, техника повышенной производительности и надежности; совершенные средства диагностики и мониторинга состояния пути с системой прогноза остаточного ресурса; оптимизация стоимости жизненного цикла конструкции верхнего строения пути и путевых машин - таков далеко не полный перечень составляющих, вкладывемых сегодня в понятие "обновление".

В целом же предстоит создать и внедрить новую систему ведения путевого хозяйства на базе совершенствования организационной структуры управления, структуры и периодичности ремонтов пути и путевой техники.

Функциональное предназначение железнодорожного пути - создание условий для перемещения подвижного состава, что означает восприятие нагрузки, создаваемой им в вертикальном, боковом, поперечном направлениях, при соблюдении безопасности движения и минимизации расходов в путевом хозяйстве.

Условия работы пути чрезвычайно разнообразны на различных участках железнодорожной сети. Это разнообразие распространяется и на характеристики линий по грузонапряженности, скоростям движения, климатическим особенностям, и на особенности трасс (процент кривых, уклонов), и на типы подвижного состава, на осевые и погонные нагрузки, виды тяги, параметры торможения и т.д. и т.п.

Однако основные характеристики конструкции верхнего строения пути на дорогах ОАО "РЖД" унифицированы (равнопрочный путь) и не учитывают упомянутого нами разнообразия условий по части равнонадежности пути. Другими словами, создается или излишняя, или недостаточная при современной эксплуатации прочность пути.

Как показали расчеты, при изменении радиуса с 850 до 250 метров боковое воздействие на путь увеличивается в 2,9 раза. Конструкция пути нагружается больше, что, естественно, понижает срок ее службы. Одинаковая конструкция, обладая одинаковыми показателями прочности под воздействием разных нагрузок, будет иметь различный уровень надежности. Итак, надежность существующей конструкции пути с уменьшением радиуса кривой снижается.

Правильнее и экономически целесообразнее следовать принципу равной надежности независимо от условий эксплуатации, в частности, от радиуса кривой (в нашем случае для компенсации увеличенной нагруженности конструкция пути должна обладать большей прочностью).

Прочность конструкции пути, устойчивость под воздействием нагрузок обеспечиваются ее элементами - рельсами, узлом скрепления, шпалами и балластом. Принятая классификация не в полной мере учитывает особенности напряженно-деформированного состояния пути в зависимости от влияния факторов. Есть несколько предложений по уточнению этой классификации. Один из вариантов таков.

Главный фактор повышения прочности конструкции пути в боковом направлении - увеличение сопротивления рельсошпальной решетки поперечному сдвигу по балласту и обеспечение стабильности колеи по ширине. Свое решение этой проблемы найдено во ВНИИЖТ: предлагается внедрить шпалы с повышенным сопротивлением поперечному сдвигу (первым делом для кривых радиусом менее 300 м с шириной колеи 1530 мм).

Стабильность ширины колеи определяется прочностью скрепления, поэтому для предотвращения расшивки рельсовые скрепления в крутых кривых должны воспринимать большие боковые нагрузки (в сравнении с прямыми участками и кривыми пологих радиусов).

Повышение сопротивления рельсошпальной решетки поперечному сдвигу по балласту обеспечивается за счет увеличения сопротивления одиночной шпалы сдвигу поперек оси пути и жесткости рамы, образованной рельсами и шпалами, благодаря ужесточению узлов скрепления - большему их сопротивлению повороту рельса относительно вертикальной оси.

На сопротивление рельсошпальной решетки сдвигу по балласту влияет его материал и состояние, размеры балластной призмы.

Исследования, проведенные в нашем институте, позволили разработать технические требования к параметрам конструкции верхнего строения пути.

Основная конструкция (как на главных, так и на второстепенных линиях) - бесстыковой путь. Объясняется это его преимуществами перед "классическим" звеньевым путем. На некоторых дорогах РЖД протяженность бесстыкового пути превысила 70 процентов общей длины главных путей (в целом по сети этот показатель достиг примерно 50). Рост его доли до недавних пор сдерживался из-за сложных климатических и геологических условий на ceвеpe и востоке страны. Недостаточно изучены особенности устройства и содержания такой конструкции в экстремальных условиях вечной мерзлоты, в сейсмоопасных районах; слабо развита специальная производственная база для сварки рельсов и изготовления железобетонных шпал.

Во ВНИИЖТ сформированы новые технические требования к рельсовым промежуточным скреплениям.

Предложена их конструкция с упругой клеммой консольного типа, обеспечивающая нормативное прижатие рельса к подкладке. Это позволяет применять бесстыковой путь в суровых климатических условиях.

Важное направление - обеспечения несущей способности пути в зависимости от эксплуатационных условий. Особую актуальность оно приобрело в связи с расширением полигона обращения длинносоставных и тяжеловесных поездов. Несущая способность в основном будет определяться подшпальным основанием, его прочностью и стабильностью.

Повышение скоростей пассажирских поездов до 140-160 км/ч на участках обращения тяжеловесных составов выдвигает новые задачи. В том числе по разработке конструкции пути с повышенной вибростойкостью и оптимальной жесткостью, по улучшению качества рельсов.

Рельсы

В связи с планомерным "продвижением" бесстыкового пути в Сибирь и на Дальний Восток, где зимой случается до минус 55, а годовая амплитуда температуры воздуха составляет 112 градусов, злободневной задачей становится насыщение этих регионов рельсами низкотемпературной надежности.

Особую тревогу вызывает тот факт, что пока не в полной мере отработана технология сварки именно таких рельсов и рельсов из электростали. Именно дефекты сварки и ранее были одной из основных причин одиночного изъятия и изломов рельсов в пути. Вот почему совершенствование сварочных технологий - в числе бесспорных приоритетов.

Для расширения сферы бесстыкового пути предусмотрена также поставка рельсов из стали повышенной чистоты с регламентированным содержанием кислорода.

На участках совмещенного движения грузовых тяжеловесных и скоростных пассажирских поездов необходимо применять рельсы с улучшенными геометрическими параметрами (ТУ-0921-076-01124328-2001) по сравнению с рельсами категории Т1 ГОСТ Р51685. Необходимо ускорить выпуск рельсов длиной 50 и 100 метров с последующей их сваркой в плети бесстыкового пути.

Стрелочные переводы

Сейчас на участках с высокой грузонапряженностью применяются стрелочные переводы для путей 1-2 классов проекта ПТКБ ЦП 2726.00.000. Их слабое место - "жесткая" крестовина и устаревшая система контроля безопасного положения остряков. В течение срока службы перевода приходится заменять 2-3 крестовины. Наибольшая скорость пассажирских поездов по прямому пути перевода - 140 км/ч.

В 2007-2008 годах намечено создать стрелочный перевод с непрерывной поверхностью катания (крестовина с поворотным сердечником) и современной конструкцией внешних замыкателей стрелки и крестовины. Такой перевод будет равноресурсным (все основные его элементы не будут требовать замены в процессе эксплуатации). Планируемая скорость движения по прямому пути перевода - до 160 км/ч.

Для линий совмещенного движения важно обеспечить максимальную реализацию тяговых возможностей локомотивов. На участках пути с большими руководящими уклонами это уже сегодня требует выхода грузовых поездов с горловин станций с повышенными скоростями.

Решение вопроса невозможно без разработки стрелочных переводов марок 1/12-1/14 со скоростями движения по ответвленному пути до 60 км/ч и с системой основных размеров, обеспечивающих их укладку в горловины станций без существенной реконструкции.

Земляное полотно

Подготовку линий для смешанного движения надо осуществлять при реконструкции, проводимой на основе данных, которые получены при инженерно-геологических, инженерно-геодезических и других видах изысканий.

Глубину сезонного промерзания-оттаивания земляного полотна из глинистых грунтов следует прогнозировать теплотехническим расчетом в зависимости от общей толщины слоя балластных материалов и дренирующих грунтов по оси пути.

При проектировании реконструкции следует применять в основном групповые решения. В состав объектов индивидуального проектирования входят участки с деформациями и дефектами, а также со сложными инженерно-геологическими условиями (насыпи на болотах, оттаивающих вечномерзлых грунтах, карстах и т.п.).

При индивидуальном проектировании нагрузка от подвижного состава и верхнего строения пути принимается с учетом перспективных условий эксплуатации. Нужно определять устойчивость откосов и несущую способность глинистых грунтов в подшпальном основании на границе раздела с накопленными балластными и дренирующими материалами.

Разработаны технические решения по обеспечению стабильности земляного полотна в местах сдвижек пути для оптимизации плана линии.

Необходимо предусматривать и осуществлять мероприятия по устранению и предупреждению таких видов деформаций и дефектов земляного полотна, как просадки пути, пучины высотой более 15 мм, сплывы и оползания откосов насыпей, осадки насыпей на болотах, слабых основаниях и оттаивающих вечномерзлых грунтах и т.д.

Искусственные сооружения

При выборе вариантов реконструкции назначенных транспортных коридоров для введения скоростного и тяжеловесного движения оценку имеющихся сооружений необходимо начинать с анализа их паспортов и выделения мостов, рассчитанных под нагрузки С14, Н8 и Н7, не имеющих механических повреждений, коррозионных ослаблений и ограничений скорости по другим причинам. Такие мосты смогут пропускать осевые нагрузки не менее 25 тс/ось с заданной скоростью. Не потребуется проводить на них специальные мероприятия по улучшению условий эксплуатации. Следует рассмотреть возможность укладки на них бесстыкового пути и улучшения пути на подходах.

Мосты, не отвечающие названным требованиям, желательно подвергнуть капитальному ремонту, усилить или реконструировать. Предпочтение целесообразно отдавать переустройству мостового полотна на езду по балласту с одновременной укладкой бесстыкового пути.

Как перспективные в плане научных исследований можно выделить ряд задач:

- разработку и внедрение комплексной программы по оптимизации стоимости жизненного цикла объектов ИССО, в том числе повышение надежности и стабильности пути на мосту и подходах, внедрение атмосферостойкой стали марки 14ХГНДЦ, не требующей окраски;

- рациональный переход на ремонт объектов ИССО по фактическому состоянию на основании автоматизированной системы АСУ ИССО с разработкой технических требований по обеспечению заданных режимов эксплуатации и определению экономических критериев допустимости принимаемых решений;

- развитие средств технического мониторинга и диагностики объектов ИССО в автоматизированном непрерывном режиме, в первую очередь по состоянию пути на мосту и подходах и элементов проезжей части;

- разработку и реализацию передовых методов ремонтов пути на мостах и подходах.

Даже краткое изложение стоящих перед нами задач убеждает: ради скорейшего и наиболее эффективного их решения необходимо объединить творческий потенциал ученых, путейцев-практиков, работников промышленного комплекса

© Евразия Вести VIII 2007







VIII 2007

Евразия Вести VIII 2007

Комплексные задачи инфраструктуры

Диагностика и оценка состояния пути

Новое в ремонте и реконструкции инженерных сооружений

Путевое хозяйство: как расшивать узкие места

Наука и практика: ощутимые результаты взаимообогащения

Прогресс путевого хозяйства: реализация начинается здесь

Эксплуатационные параметры улучшились... в десятки раз!

Оптимизация производства и эксплуатации сложной технической системы

Вчера, сегодня и завтра флагмана путевого машиностроения

Ясные перспективы завода-ветерана

Качество и оперативность - тенденция будущего

У завода есть будущее

Людиновскому машиностроительному заводу - 40 лет

Главная задача – обеспечить высокое качество путевой техники

Путевые машины европейского уровня

"Калугапутьмаш" - совершенству нет предела

"Кубаньжелдормаш" - завод высоких технологий

Кировский машзавод - продукция высокого класса

Технические объекты инфраструктуры под контролем

ТВЕМА: "Наш профессионализм - гарантия вашей безопасности"

Хорошее начало - половина успеха

Новейшее поколение путевой техники

Перспективы развития машиностроения

Международный железнодорожный салон техники и технологий ЭКСПО 1520

Железным дорогам России - 170 лет!

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести