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:


 

ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ


Версия для печати
Обсудить в форуме

Требования к современным путевым системам в отношении обслуживания и экономичности

Создание и расширение строительства железнодорожной инфраструктуры в настоящее время относится, пожалуй, к рынкам с самым динамичным ростом и привлекательными возможностями развития. Не только в интенсивно развивающейся экономике Восточной и Южной Европы, а также Азии. Государства и государственные структуры инвестируют в расширение своей транспортной инфраструктуры в целях укрепления «хребта» для экономического подъема. В «классических» индустриальных странах модернизация и реконструкция существующих сетей автомобильных и железных дорог также причислена к приоритетным задачам планов развития. О необходимых требованиях к современным путевым системам в отношении обслуживания и экономичности мы попросили рассказать Старшего вице-президента по технологии и производственным процессам компании RAIL.ONE GmbH Д-ра Людвига Фридль.

Планы по расширению европейской сети высокоскоростного движения до 2020 года
Бетонные шпалы для давления на ось более 40 тонн
Матрица «Путевые системы» со сферами применения, скоростями и нагрузкой на ось
Высокоскоростная магистраль «Зюйд»
По данным Международной железнодорожной ассоциации (UIC), до 2020 года должны ежегодно строиться в среднем более 1200 км магистралей в рамках нового строительства и расширения, а в Центральной и Восточной Европе магистрали должны ежегодно удлинняться на 500 км. Общая длина Европейской сети высокоскоростного движения к 2020 году увеличится почти вчетверо.

Совершенно новых масштабов достигает расширение инфраструктуры железнодорожного транспорта в Азии, где мировой резонанс вызывают не только «престижные проекты» наподобие скоростной магистрали в Китае. Как в развитых индустриальных экономиках (Корея, Тайвань, Япония), так и в развивающихся экономиках расширение национальной сети железных дорог имеет практически ключевое значение для дальнейшего экономического, социального и экологического развития.

ШПАЛЫ ИЗ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО БЕТОНА ДЛЯ БАЛЛАСТНОГО ВЕРХНЕГО СТРОЕНИЯ ПУТИ И ВАРИАНТЫ ИХ ОПТИМИЗАЦИИ

Бетонная шпала по всему миру считается одним из самых зрелых продуктов для всех участков магистрали и стрелочных переводов железнодорожных путей, которые насчитывают множество вариаций в зависимости от специфических параметров отдельных стран и требований эксплуатации. В значительной части мира бетонная шпала с момента своего развития – почти 50 лет назад – практически полностью вытеснила деревянную шпалу. В техническом отношении бетонная шпала уникальна благодаря своей хорошей геометрии, высокой стабильности положения колеи и сроку службы.

Наряду с оптимизацией рецептур и производственных процессов, а также стандартизацией и хорошо развитой механизацией процессов монтажа и передела, прежде всего при ремонтных работах на магистрали, промышленность доработала продукт даже в части его работоспособности, в первую очередь относительно нагрузочной способности, и оптимизировала посредством рациональных технических дополнений, таких как, например, эластичная подошва.

Замена деревянных шпал на бетонные также вносит вклад в сохранение лесов и имеет большое экологическое значение благодаря отсутствию экологически вредной химической обработки.

Классическое балластное верхнее строение пути со своими подтвержденными практикой достоинствами и в дальнейшем надолго останется наиболее распространенной основой для традиционных сфер применения в железнодорожном транспорте средних скоростей и нагрузок. Потому что бетонная шпала на балласте остается непревзойденной не только благодаря таким качествам, как гибкость и степень механизации монтажа, но и благодаря высокой надежности в эксплуатации. При ремонте и модернизации существующих магистралей отдельными участками или при строительстве временных участков пути эта конструкция также вне конкуренции.

В специальном исполнении и вариантах моноблочная шпала также удовлетворяет особым требованиям грузового и тяжеловесного железнодорожного транспорта с нагрузкой на ось более 35–36 тонн – в таких условиях, например, ее применяют железнодорожные компании в США на соответствующих участках магистралей.

Однако на магистралях метрополитена и городского легкорельсового транспорта, которые преимущественно пролегают в тоннелях и на эстакадах со стоечными опорами, все более значимую роль играет безбалластный путь со своими особыми техническими свойствами, такими как небольшая высота конструкции и непрерывностью при применении на различных основаниях верхнего строения пути.

Пределы работоспособности балластного верхнего строения пути отчетливо проявляются при скоростях выше 200–250 км/ч. Выбрасываемые частицы щебенки приводят к повреждениям поверхности катания рельсов и подвижного состава. Выброс льда зимой может привести к различным рискам при эксплуатации и повреждениям. Необходимая для использования электродинамического тормоза-замедлителя на вихревых токах стабильность положения колеи требует дополнительных мероприятий или применения особо тяжелых конструкций верхнего строения пути.

Вследствие этого безбалластный путь для строительства новых высокоскоростных магистралей за прошедшие 10–15 лет прошел развитие от специальной конструкции для нишевого применения, например, в тоннелях, на мостах или в станционной зоне, до стандартной технологии для верхнего строения пути на магистралях с высокими требованиями и нагрузками.

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ДОСТОИНСТВА ТЕХНОЛОГИИ БЕЗБАЛЛАСТНОГО ПУТИ – АНАЛИЗ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

Аргумент, который в настоящее время еще свидетельствует против применения технологии безбалластного пути, это прежде всего более высокие первичные инвестиционные затраты, которые выше, чем при классических конструкциях верхнего строения пути. Этот аргумент имеет решающее значение преимущественно для «камеральных систем» с годовыми бюджетами или краткосрочным либо среднесрочным финансовым планированием. Но он не учитывает то, что при данных основных условиях безбалластный путь оказывается экономически более целесообразной и привлекательной альтернативой благодаря своим положительным эффектам влияния на общую стоимость проекта нового строительства, не только в долгосрочной перспективе.

Помимо технических достоинств конструкции верхнего строения пути без балласта, значительно улучшились экономически обоснованные рыночные шансы технологии безбалластного пути. Потому что при всеобъемлющем, долгосрочном и полном анализе затрат на новое строительство крупных проектов железнодорожного транспорта безбалластным путевым системам нет равных.

СОПОСТАВЛЕНИЕ ИНВЕСТИЦИОННЫХ ЗАТРАТ С ЗАТРАТАМИ НА ОБСЛУЖИВАНИЕ

Рассмотрение стоимости жизненного цикла в долгосрочной перспективе на протяжении более 60 лет показывает, что на сильно загруженных участках магистралей начальное превышение затрат на новое строительство безбалластного пути с течением времени амортизируется благодаря преимуществам трассирования, большему сроку службы, меньшим затратам на обслуживание/ ремонт и, таким образом, благодаря высокой эксплуатационной готовности.

ВЛИЯНИЕ НА ОБЩУЮ СТОИМОСТЬ ПРОЕКТА НОВОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Доля затрат на верхнее строение пути при новом строительстве высокоскоростной магистрали сегодня по опыту составляет значительно меньше 10% общего объема инвестиций. До двух третьих затрат выпадают на классические земляные и бетонные работы для прокладки трассы, включая возведение мостов и строительство тоннелей. Примерно четверть затрат должна планироваться на электрооборудование и сигнальную технику.

Благодаря безбалластному способу строительства технология безбалластного пути позволяет и для высокоскоростного транспорта прокладывать трассы более прямолинейно и с лучшей адаптацией к рельефу, с меньшими радиусами, большим наклоном и меньшим количеством искусственных сооружений. Более короткие тоннели и мосты меньшей высоты при более низкой высоте конструкций в целом означают в итоге меньшие затраты на инженерные сооружения. Превышение финансовых затрат на строительство безбалластного пути – при относительно малой доле в общих затратах – нейтрализуется, а то и с избытком компенсируется экономией на инженерных сооружениях (например, тоннели и мосты), главном факторе затрат при новом строительстве.

ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОЕ РАССМОТРЕНИЕ ПЕРВИЧНЫХ ИНВЕСТИЦИЙ

Даже выборочное рассмотрение первичных инвестиций показывает при дифференцированном рассмотрении, что на магистралях для высоких скоростей зачастую невозможно применить традиционное стандартное балластное верхнее строение пути, а во многих случаях требуется использовать специальные способы строительства, связанные с существенно более высокими затратами. Так, например, разрешенная для мостов технология строительства пути на балласте при определенных условиях приводит даже к большим затратам, чем на безбалластном пути. Но и в тоннелях и на насыпях часто требуются специальные дорогостоящие мероприятия. При дифференцированном сравнении безбалластного пути и специальных конструкций балластного верхнего строения аргумент затрат уже для первичных инвестиций теряет вес.

КРИТЕРИИ ВЫБОРА ПУТЕВОЙ СИСТЕМЫ

Важнейшие технические критерии выбора альтернативных видов путевых систем должны учитывать следующие требования:

– эксплуатационный концепт скорость/нагрузка должен быть реализуем (например, профиль рельса, тип шпалы и нагрузка на ось должны гармонировать);

– правила и технические стандарты должны быть соблюдены;

– хорошая стабильность положения колеи – условие эксплуатационной готовности;

– возможность проезда дорожных машин в тоннелях;

– вероятность коррекции по положению и высоте должна быть возможной в рамках прогнозируемых деформаций нижнего строения пути;

– шум и вибрация должны соответствовать экологическим требованиям.

Если эти технические требования выполняются, решение в пользу «правильной путевой системы» принимается относительно экономических параметров.

Влияние стоимости путевой системы на общие затраты проекта зависит от случаев применения:

– новое строительство магистрали или существенное расширение (например, улучшение трассировки);

– обслуживание и обновление сооружений верхнего строения пути существующих магистралей;

– повышение скорости движения и нагрузки на существующих магистралях.

Основой для оценки экономичности варианта путевой системы является результат соответстующего анализа стоимости жизненного цикла. Анализируемым периодом при этом всегда должен быть полный жизненный цикл анализируемых компонентов. Этот цикл начинается, например, уже при проектировании магистрали. Безбалластный путь, благодаря своему высокому геометрическому качеству изготовления и отличной стабильности положения колеи в течение всего срока службы, позволяет использовать значительно меньшие радиусы, чем при балластном верхнем строении. Вследствие этого при своевременном учете в проектировании могут быть сокращены количество и масштабы тоннелей и мостов и отчасти значительно снижены общие затраты на новое строительство – даже при первоначально кажущейся дороговизне вида путевой системы. В особых случаях только правильный выбор путевой системы может сделать проект осуществимым, поскольку названные достоинства для выбора трассы позволяют адаптировать ее к уже существующим транспортным путям или обойти критические населенные районы.

Однако анализ стоимости жизненного цикла должен также рассматривать затраты на обслуживание в период эксплуатации верхнего строения пути. Эти затраты зависят от нагрузки, результирующей из скорости и нагрузки на ось, и от правильности выбора размеров путевой системы с учетом профиля рельсов, формы шпал и эпюры, а также достаточно рассчитанной толщины балластной постели или безбалластного пути.

Особое влияние на затраты на обслуживание имеют в основном названный выше правильный выбор размеров и вероятную коррекцию пути. Оно определяется, с одной стороны, примененными компонентами, а с другой стороны, эксплуатационными нагрузками и выбором технологии обслуживания. Из этих параметров в итоге проистекает потребность в периодах остановки движения для производства работ на верхнем строении пути и как вывод от противного – эксплуатационная готовность верхнего строения пути.

Все большее значение для жизненного цикла приобретает демонтаж и утилизация компонентов в конце их срока службы. По-прежнему часто применяемая по всему миру деревянная шпала имеет здесь серьезные недостатки ввиду необходимой для ее эксплуатации химической консервации, применяемой при изготовлении. Если раньше демонтированные деревянные шпалы представляли какую-то ценность, то теперь они всего лишь нагрузка для окружающей среды и должны утилизироваться как особый вид отходов, нередко с большими затратами.

БЕЗБАЛЛАСТНАЯ ПУТЕВАЯ СИСТЕМА RHEDA 2000®

На основе конструкции RHEDA-Berlin HGV при последовательном учете базы расчетов для конструкции Rheda к концу 90-х годов была разработана система RHEDA 2000®, которую Группа компаний «RAIL.ONE GmbH» довела до готовности и получила патент. Характерным признаком системы является безжелобковая конструкция бетонной несущей плиты и применение модифицированной двухблочной шпалы с решетчатой балкой.

Благодаря монолитной структуре плиты путевого полотна и небольшой высоте конструкции система особенно хорошо подходит для насыпей, стрелочных переходов, тоннелей и мостов со скоростями движения более 300 км/ч. Большим достоинством разработанных для системы RHEDA 2000® двухблочных шпал до сих пор является их небольшой, по сравнению с моноблочной шпалой, вес, который положительно сказывается на транспортировке и на всей цепочке логистики. Кроме того, возможность применения всех подходящих для безбалластного пути скреплений рельсов подчеркивает универсальность системы. Помимо этого, в районах, чувствительных к вибрации, система RHEDA 2000® может быть выполнена в комбинации с массо-пружинной системой.

Безбалластный путь типа RHEDA 2000® был впервые применен в Германии в 2001 году как пилотный проект на новой магистрали Эрфурт – Халле – Лейпциг общей длиной 1000 м, а впоследствии смонтированный на дополнительных 3 км. Ввиду положительного опыта при проектировании, монтаже и эксплуатации Немецкая железная дорога приняла решение применить при новом строительстве высокоскоростной магистрали Кельн – Франкфурт – Рейн-Майн с ее высокими техническими требованиям более 180 000 патентованных двухблочных шпал на базе технологии RHEDA. И как раз к Чемпионату мира по футболу 2006г. было закончено строительство участка Нюрнберг – Ингольштадт междугородной магистрали Нюрнберг – Мюнхен. На участке общей длиной около 75 км была также применена безбалластная путевая система RHEDA 2000® компании «RAIL.ONE GmbH».

За национальными проектами довольно скоро последовало продвижение монолитной путевой системы RHEDA 2000® на международный рынок железнодорожного транспорта. В крупнейшем на сей день проекте железнодорожной инфраструктуры в Европе, строительстве новой нидерландской высокоскоростной магистрали «Зюйд» от Амстердама через Роттердам к нидерландско-бельгийской границе, на всей магистрали общей длиной около 88 км, за исключением одного короткого участка, была применена безбалластная путевая система типа RHEDA 2000®.

Выход безбалластного пути для высокоскоростного транспорта на азиатский рынок состоялся в 2004 году с применением системы RHEDA 2000® при строительстве новой высокоскоростной магистрали Тайбей – Гаоцин в Тайване. Наряду с монтажом японской системы монолитного пути на открытых участках, сложные станционные зоны и стрелочные переходы были выполнены по системе RHEDA 2000®. Помимо этого, Группа компаний «РЭЙЛ.УАН» участвовала в строительстве двухколейной пассажирской магистрали Ухань – Гуанчжоу на юго-востоке Китая. Почти вся магистраль длиной около 1000 км была выполнена по системе RHEDA 2000®.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разнообразие системных вариантов технологии безбалластного пути и примеры оптимизации классической бетонной шпалы для балластного верхнего строения пути доказывают инновационную силу и конструкторскую волю промышленности развивать технологии и разрабатывать продукты и системы для мировой железнодорожной инфраструктуры. При этом разработка и апробация инноваций в технологиях и системах постоянно идет рука об руку с академическими исследованиями.

В этом процессе на долю высокоразвитой промышленной и исследовательской площадки в Европе выпадает особая роль лидера, которая открывает значительные шансы участия в освоении глобального потенциала роста международной динамики развития инфраструктуры железнодорожного транспорта.


БИБЛИОГРАФИЯ

[1] SCI Verkehrs GmbH: Объемы рынка и инвестиций в железнодорожной технике Центральной и Восточной Европы, 2004, 6 p.

[2] Huesmann, Heiner; Lay, Ekkehard; Bente, Heiner; Levkov, Ivan: Безбалластный путь и балластное верхнее строение – Разработка методики оценки для строящихся магистралей, Техническое обозрение железной дороги, издание 3/2003, с. 123-129.

[3] Huesmann, Heiner: Безбалластный путь в Германии, Техническое обозрение железной дороги, издание 3/ 2005, S. 13-19.

[4] Hartmann, Jens; Lay, Ekkehard; Beck, Andreas: Высокоскоростная магистраль Кельн-Рейн/Майн, Техническое обозрение железной дороги, Ausgabe 6/2006, с. 372–378.

[5] Bachmann, Hans: Безбалластный путь на рынке железнодорожной инфраструктуры, презентация на симпозиуме IFV «Безбалластный путь», 2006.

По вопросам обращаться:

RAIL.ONE GmbH

Хедвиг Бломайер

Ingolstadter Strabe

5192318 Neumarkt, Germany

Тел. +49 9181 28-693

Факс +49 9181 28-646

info@railone.com

www.railone.com





© Евразия Вести IV 2010







IV 2010

Евразия Вести IV 2010

Железнодорожники России готовы к интернациональному партнерству

Итоги, ответственность, исполнение

Железнодорожники собрались в «железном городе»

Транспортный коридор: восток-запад

Развитие с осторожным оптимизмом

«Стратегическое партнерство 1520: Балтийский регион» (Эстония)

Eesti Raudtee (эстонская железная дорога) - надежный партнер в изменяющихся экономических условиях

Таллиннский порт - большие возможности для взаимодействия

Логистические решения мирового уровня и расширение глобальной сети терминалов

Железные дороги Финляндии - 140 лет вместе!

АО «Летувос гяляжинкяляй» («Литовские железные дороги») - достижения в 2009 году и планы на 2010 год

«Азербайджанские железные дороги» на подъеме

Слагаемые успеха Южно-Кавказской железной дороги

Узбекские железные дороги - надежный и стабильный партнер на транспортном рынке

Вчера, сегодня и завтра туркменской стальной магистрали

Неиспользуемый резерв

Комплексные ресурсосберегающие системы и технологии диагностики инфраструктуры железных дорог

Тепловозы GE Transportation серии Evolution® готовы к выходу на российский рынок и другие рынки пространства 1520

Балтийский испытательный центр: к безопасности через компетенцию

Производство оживляется

«Рефсервис»: по пути развития

Страхование ответственности или страхование грузов - что выбрать транспортной компании?

PDF-формат



 

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

Евразия Вести