автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Методические основы выбора способов текущего содержания пути на участках высокой грузонапряженности

На правах рукописи

ЕРЕМУШКИН Александр Алексеевич

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫБОРА СПОСОБОВ ТЕКУЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ПУТИ НА УЧАСТКАХ ВЫСОКОЙ ГРУЗОНАПРЯЖЕННОСТИ

Специальность 05.22.06 «Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Федеральном Государственном Унитарном предприятии Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ МПС России). Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

Защита состоится «_»

диссертационного совета Д218.002.01 в Федеральном Государственном Унитарном Предприятии Всероссийский Научно-исследовательский институт желетподорожного транспорта по адресу: 129851, г. Москва, 3-я Мытищинская ул., д. 10 Большой конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_»_2004 года

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета института.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор П.Т. Гребенюк

доктор технических наук, профессор ПЕВЗНЕР Виктор Ошерович (ВНИИЖТ)

доктор технических наук ФИЛИППОВ Владимир Михайлович (ВНИИАС)

кандидат технических наук АБДУРАШИТОВ Анатолий Юрьевич (ВНИИЖТ)

Московский Государственный Университет Путей Сообщения (МИИТ)

2004г. в часов на заседании

3 ^ '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

т 37^

2005-4 12607

Актуальность темы: Рост экономики России и связанное с ним

увеличение объемов перевозок по железным дорогам требуют решения вопросов увеличения провозной и пропускной способности железных дорог, в том числе, за счет применения тяжеловесных поездов с повышенными осевыми нагрузками подвижного состава, что в свою очередь, вызывает необходимость методического решения вопросов организации текущего содержания пути на участках с такими условиями эксплуатации. Условия работы Экспериментального кольца, где при грузонапряженности 350-400 млн.т км в год обращаются поезда массой до 11000 т при осевых нагрузках вагонов 27-30 тс позволяют смоделировать перспективные условия эксплуатации и оценить эффективность различных методов текущего содержания пути.

С этих позиций тема диссертационной работы является, безусловно актуальной. Цель исследований: Целью исследований является оценка эффективности различных способов устранения одиночных расстройств пути в вертикальной плоскости в условиях движения тяжеловесных поездов при нагрузке на ось вагонов 27-30 тс и грузонапряженности более 350 млн. т км/ км в год с учетом характеристик трудоемкости работ и показателей стабильности пути после производств работ для использования полученных результатов в системе технического обслуживания пути.

Методика исследований: Поставленная цель исследований достигается: -обобщением и анализом отечественного и зарубежного опыта по оценке интенсивности расстройств пути под воздействием вагонов с повышенной осевой нагрузкой в различных условиях эксплуатации и опыта организации технического обслуживания пути:

-исследованиями по оценке характеристик подрельсового основания; -эксплуатационными наблюдениями за работой пути после устранения отдельных расстройств;

- построением экспериментально-теоретических моделей повторного

развития расстройств пути после их устранений.

и '(ЛИАЛЬПЛМ !

Научная новизна. К числу важных научных результатов, полученных соискателем, относятся:

- впервые полученная оценка эффективности различных методов устранения расстройств пути в вертикальной плоскости при сверхсложных условиях эксплуатации;

- впервые установленные закономерности интенсивности повторного, после устранения различными способами, роста неровностей в описанных выше условиях эксплуатации;

- получение деформативных характеристик подбалластного основания на И-ом пути Экспериментального кольца, использованных при оценке различных способов выправки пути, как предпосылки возможности организации текущего содержания пути в сверхсложных условиях эксплуатации.

Достоверность и обоснованность полученных научных результатов. Выводы и рекомендации диссертации подтверждаются результатами проведенных соискателем эксплуатационных наблюдений при пропуске по пут 100-150 млн. т, что обеспечивает достаточную продолжительность периода между выправками.

Практическая ценность работы. В диссертационной работе изложены научно-обоснованные технологические разработки методических основ выбора способов текущего содержания пути на участках высокой грузонапряженности, обеспечивающие решение важной прикладной народно-хозяйственной задачи -обоснования возможности содержания пути в сверхсложных условиях эксплуатации и выбора технологии устранения отдельных неровностей в этих условиях, а также специализированные формы технического обслуживания пути объединенными предприятиями путевого хозяйства.

Предложения по дальнейшему использованию результатов работы. Полученные в диссертационной работе выводы и оценки эффективности различных методов устранения неровностей пути в вертикальной плоскости, .могут быть учтены при разработке нормативной документации по организации текущего содержания пути в существующих и перспективных условиях эксплантации.

На защиту выносятся:

- результаты исследований, по организации текущего содержания пути в условиях высокой и сверхвысокой грузонапряженнности;

И

установленные закономерности повторного, после выправки различными способами, развития неровностей;

- предложение по совершенствованию структуры управления путевым хозяйством.

Аппробация работы. Основные результаты работы использованы в докладах и одобрены:

- на Техническом Совете Департамента пути и сооружений;

- на Российско-индийском семинаре;

- на научно-техническом совещании отделения Комплексных испытаний и взаимодействия пути и подвижного состава ВНИИЖТа.

- на юбилейной конференции «Современные проблемы путевого комплекса, повышения качества подготовки специалистов и уровня научных исследований» в МИИТе (2004г.).

Публикации. Основные материалы диссертации опубликованы в 7 работах и двух тезисах докладов на международных конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных источников из 100 наименований. Объем диссертации составляет 134 страниц, включая 26 таблиц и 14 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулирована цель исследований.

В первой главе приводится краткий анализ отечественного и зарубежного опыта организации текущего содержания пути, в том числе в условиях движения тяжеловесных поездов, имеющих в составе вагоны с повышенными осевыми нагрузками. Особое внимание уделено результатам испытаний, проводившихся на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа на последовательных этапах исследований по повышению осевых нагрузок вагонов. Большой вклад в решение этих вопросов внесли ученые ВНИИЖТа, МИИТа, ЛИИЖТа и других транспортных вузов: Альбрехт В.Г., Абдурашитов А.Ю., Блажко Л.С., Богданов В.М., Варызгин Е.С., Вериго М.Ф., Воробьев Э.В., Верхотин A.A., Грищенко В.А., Дыдышко П.И., Ермаков В.М., Желнин Г.Г., Золотарский А.Ф., Исаев Н.С., Каменский В.Б., Карпущенко Н.И., Крейнис З.Л., Коваленко Н.И., Коваль В.А., Коган А.Я., Кондаков Н.П., Левинзон М.А., Леманский А.П., Лехно И.Б..

Лысюк B.C., Мишин В.В., Новакович В.И., Певзнер В.О., Полищук И.В., Попов С.Н., Прохоров В.М., Ромен Ю.С., Рыбкин В.В., Стрельников В.Т., Тихомиров В.И., Шульга В.Я., Шахунянц Г.М., Членов М.Т., Федулов В.Ф., Филиппов В.М., Хоменко Д.П., Яковлева Т.Г., Янин В.М. Среди зарубежных ученых, работающих над решением подобных задач известны Baluch Н, Eisenmann J, Es-weld С, Shenton V, Soft J, Ziddel W.

Результаты анализа показывают, что на отечественных железных дорогах в течение многих десятилетий наблюдается четкая тенденция сокращения численности монтеров пути, необходимой для обслуживания одного километра. За период с середины XX века она уменьшилась с 1,5-2,5 чел/км до 0,3-0,7 чел/км. Объективно этому способствовало увеличение мощности верхнего строения пути и насыщение сети путейской техникой. В 2003г. на сети работало 116 комплексов, и ими было оздоровлено 16371 км пути против, например, 8980 км в 1993г.

Проблема заключается в том, что применяемые комплексы путевых машин предназначены для устранения отступлений на широких фронтах работ, а устранение отдельных отступлений по-прежнему проводится вручную. Сокращение численности персонала и отсутствие техники для устранения отдельных отступлений привело к отходу от практики предупреждения развития отступлений и к переходу только на устранение отступлений, достигающих предельно допустимых величин. В результате такого подхода ежемесячно на сети выявляется более двух миллионов отступлений II степени, часть из которых неизбежно перерастает в неисправности III и IV степени.

Это требует нового переосмысления накопленного исторического опыта технического обслуживания пути с использованием лучших достижений на современном этапе. В первую очередь это связано с вновь обострившейся необходимостью повышения провозной и пропускной способности ведущих магистралей сети за счет увеличения осевой и погонной нагрузки вагонов и повышения массы поездов.

Исследования по оценке показателей взаимодействия пути и подвижного состава при повышении осевой нагрузки вагонов были начаты во ВНИИЖТе и транспортных вузах в начале 70-х годов.

Испытания по воздействию на путь вагонов с осевыми нагрузками 20,5, 21, 23, и 25 тс были начаты в 1974г. на третьем пути Экспериментального кольца, где было заложено 22 опытных участка, отличающихся конструкцией пути. В ходе испытаний, в том числе с помощью тензометрических колесных пар, оценивались вертикальные и горизонтальные силы, действующие на путь. Было установлено, что, в общем, рост уровня сил пропорционален росту осевых нагрузок.

Большое внимание в этих исследованиях уделялось оценке показателей расстройства пути и объемов работ по техническому обслуживанию пути.

Анализ интенсивности накопления осадок показал, что повышение осевых нагрузок в первое время эксплуатации вызывает увеличение интенсивности накопления остаточных осадок пути, а по мере роста пропущенного тоннажа и увеличения осадок при любой осевой нагрузке интенсивность их накопления постепенно затухает. В тот период были сделаны выводы, что величина осевых нагрузок не является единственным фактором, определяющим интенсивность накопления осадок пути, которые зависят также от толщины балластного слоя, его загрязненности, плотности и рода грунтов земляного полотна, их влажности и т.д.

Однако численных оценок этих факторов получено не было. Анализ полученных на Экспериментальном кольце данных и других результатов отечественных и зарубежных исследований показывает, что интенсивность роста объемов выправочных работ при повышении осевых нагрузок лежит в пределах

от 1% на 1% роста осевой нагрузки (оптимистический сценарий) до 20/о на 1% роста осевой нагрузки (пессимистический сценарий). На объемах выправочных работ в значительной мере сказывается фактическое состояние пути к моменту начала эксплуатации повышенных нагрузок и характеристики подбалластного основания.

Вторая глава диссертационной работы посвящена определению параметров подбалластного основания на Экспериментальном кольце. Для проведения испытаний был использован нагрузочный комплекс Московской ж. д., проходивший на кольце пуско-наладочные испытания.

В основу оценки деформативности основания положено определение линейной доли упругой деформации под расчетной нагрузкой ЗОтс, определенной по разности перемещений и 32 соответственно при осевых нагрузках Р1 и Р:

у = (в, - / Р,-Ра) -30

В результате обработки полученных данных установлено:

- средняя, упругая осадка пути под расчетной нагрузкой 30 тс для участков испытаний составляет "у =2,4 мм при минимальной попикетной средней Утш=1,8 мм на пк 38 и максимальной ушах =3,4 мм на пикетах 46-47 на деревянных шпалах;

- среднеквадратические отклонения попикетных значений осадки а=035 мм.

По результатам оценки упругих осадок на Экспериментальном кольце и сопоставлении полученных данных с аналогичными данными на линии Санкт-Петербург-Москва возможно заключить:

- рабочая зона земляного полотна II пути Экспериментального кольца имеет, среднюю, упругую осадку 2,4мм; ближайшим аналогом является ряд участков на I пути линии Санкт-Петербург-Москва;

- по этим показателям II путь Экспериментального кольца является сравнительно однородным, поскольку при линейных значениях упругой осадки Утт= 2,0 мм и утах=2.8 мм их разность ути- ут,„<Зо.

В рамках поставленной задачи II путь Экспериментального кольца, возможно, отнести к малодеформативным и однородным участкам, что позволяет считать результаты оценки скорости повторного нарастания неровностей .после их устранения различными методами, зависящими только от технологии производства работ и конструкции верхнего строения пути.

В тоже время, в силу выявленных особенностей основания, существенно отличающихся в лучшую сторону от сетевых данных, для переноса получен-

ных результатов на сеть требуется корректировка с учетом реальных характеристик основания на каждом участке.

В третьей главе рассмотрена эффективность различных методов устранения расстройств пути. В связи с ростом грузонапряженности и концентрации на ограниченной части полигона сети основного объема перевозочной работы, на повестку дня встал вопрос организации текущего содержания пути, позволяющей с минимальными затратами труда устранять отдельные расстройства в период между проведением сплошных выправочных или ремонтных работ. При этом необходимо учитывать два взаимосвязанных фактора:

-устранение только неисправностей IV и частично III степени неизбежно приводит к накоплению в пута значительного количества отступлений II степени;

-современные высокопроизводительные машины предназначены для работы на широких фронтах в «окно» достаточной продолжительности.

Поэтому основное направление поиска более эффективных средств выполнения работ по текущему содержанию пути должно быть сосредоточено на выборе технологий выполнения работ, обеспечивающих длительный эффект от их проведения при минимальных затратах на их производство и минимальных потерях в перевозочной работе.

При выборе технологий выправки пути (устранение просадок и перекосов) в первую очередь необходимо рассмотреть способы, не требующие рыхления постели шпал.

Для оценки эффективности применения этих технологий в сравнении с другими, применяемыми при текущем содержании пути, на Экспериментальном кольце были организованы специальные исследования, в ходе которых рассматривалась скорость повторного роста просадок в стыках на железобетонных шпалах при скреплениях КБ и ЖБР и на деревянных шпалах с, костыльным промежуточным скреплением. Устранение просадок производилось следующими способами:

- вручную торцевыми подбойками;

- электрошпалоподбойками;

- машинизированным способом с помощью ВПРС;

- суфляжом;

- укладкой карточек на деревянных шпалах и подрельсовых прокладок на скреплениях КБ;

- укладкой резиновых полос-прокладок под железобетонные шпалы. Эксперимент проводился при движении, в основном, в режиме выбега

грузового поезда массой 9-11тыс. т, состоявшего из вагонов с нагрузкой на ось 27 тс и частично 30 тс при суточном грузообороте около 1,5 млн.т брутто. Балласт на участках проведения экспериментов - чистый шебень из твердых горных пород, как показано в главе II, с высокой степенью уплотнения. К началу экспериментов пропущенный тоннаж составил около 500 млн. т брутто. В табл. I приведены величины пропущенного по пути тоннажа до повторного развития этих просадок до глубины 12-13мм.

Таблица 1

Способы производства работ Средний тоннаж (млн т) ло повторного нарастания просадки до 12-13мм на конструкции пути

Р65.ж.6..КБ.щ Р65.ж.6 .ЖБР.щ РбЗлер.ДО.щ

Торцевыми подбойками 68 56 34

ЭШП 113 74 73

Суфляжом 121 87 64

Укладкой карточек и подрельсовых прокладок 124 - 94

Укладкой резиновых по-лос-проклалок 128 84 |

ВПРС | 37 1 43

Для сравнительного анализа полученные результаты сопоставили отдельно для каждой конструкции пути: за 100% принят наибольший тоннаж, полученный при самом эффективном способе выправки (табл. 2).

Таблица 2

Способы производства работ Средний процент (%) относительно максимума на конструкции пути

Р65.ж.б.,КБ.ш Р65.ж.б..ЖБР.ш Рбз.дер. ЛО.щ

Торцевыми подбойками 53 64 36 <

ЭШП 88 85 78

Суфляжом 95 100 68

Укладкой карточек и подрельсовых прокладок 98 - 100

Укладкой резиновых полос-прокладок 100 97 -

ВПРС - 43 46

Полученные результаты однозначно показывают, что наибольший эффект при устранении возникающих профильных расстройств пути с минимальными затратами труда достигается при использовании методов производства работ, не связанных с нарушением (разрыхлением) сложившейся опорной постели - т.е. при использовании суфляжа и укладке карточек (подрельсовых прокладок) или резиновых полос прокладок под железобетонными шпалами.

Сравнительно высокие результаты получены при использовании ЭШП, но при этом необходима бригада 8-10 человек и средства её доставки на перегон, что для устранения отдельных разбросанных по длине пут расстройств не рационально.

Низкие результаты, полученные при работе ВПРС, объясняются тем, что машины первых выпусков не обеспечивали достаточного заглубления бойков и обжатия балласта. Кроме того, использование машин такого класса для устранения отдельных расстройств в «окно» так же не рационально.

Полученные результаты позволяют сформулировать ряд предложений по организации текущего содержания на высокогрузонапряженных линиях:

- трудоемкость текущего содержания может быть значительно снижена при устранении отступлений II степени по просадкам и перекосам укладкой регулировочных прокладок на железобетонных шпалах (где это позволяет конструкция скреплений) и карточек на деревянных шпалах при одноразовых выправках; прокладки или карточки должны оставаться в пут до проведения сплошной выправки, но не позже, чем до осени, когда их следует снимая, при подготовке пути к зиме,

- эффективным способом снижения трудоемкости при выправке пути, особенно на железобетонных шпалах, является суфляж, который также позволяет не нарушать целостность постели шпалы. В настоящее время этот способ широко применяется на асбестовом балласте, хотя в нормативной документации последних десятилетий упоминание о нем отсутствует. Сложности с применением суфляжа могут возникнуть при некачественном производстве работ.

Поскольку в последнее время в значительной степени утрачен практический опыт проведения суфляжных работ, одной из первоочередных задач является создание машины для пневмосуфляжа, автоматически обеспечивающий равномерное распределение суфляжного материала по постели шпалы.

В четвертой главе диссертации проанализированы результаты наблюдений за интенсивностью нарастания неровностей в стыках, выправленных вышеуказанными способами на трех рассмотренных конструкциях пути.

Данный эксперимент имел следующие особенности:

- наличие, как показано в главе И, высокоуплотненного мощного слоя балласта и подбалластных материалов;

- достаточное количество времени для устранения расстройств (днем движение опытного поезда по кольцу прекращается);

-наличие квалифицированного персонала.

Поэтому полученные результаты следует рассматривать как информацию, позволяющую оценить интенсивность повторного роста ранее устраненных расстройств в данных условиях эксплуатации.

В то же время полученные данные позволяют судить о применимости теч или иных технологий устранения отступлений в условиях движения поездов массой 9-11 гыс. т, состоящих из вагонов с повышенной до 27-30 тс осевой нагрузкой при сверхвысокой грузонапряженности.

Уравнения зависимости повторного, после устранения, роста отступлений от пропущенного тоннажа при различных способах выправки приведены в табл. 3

Таблица 3

Уравнение зависимости повторного роста отст\ плений о г пропущенного тоннажа

Конструк- 1 Уравнения регрессии при способах выправки

' шш ' Щ-ТИ | Торцевые | подбойки ЭШП ВПРС Суфляж Резиновые прокладки пол шпалой Полрельсо-вые просадки Карточы

1 Р65 } дер шп, ! щебень ! у =0.4496Т , 22.165 1 Я;=0 984 > -0 1853Т-10.62 Я:»0 9837 ' ч *0 2906Т- 15 727 Я:-0.°679 у -0 1736Т- 10.87 Я:=0,9841 1 > -0 0965Т 127

; ж о шп щебень. : КБ , Ч-0.225Т-! 10.93 Г-О 9963 у=0.1052Т- 5 15 Л:=0.9882 >'0.1221Т- 7 02 К:=0,9'784 «=0.0966 Г- 15,7 Я"=0.9926 у-0.0939- 14 13 ^•'0.9861 у=0.1052Т- ,5,15 Я'=0,9882

, Р65. I /К б шп . 1 щебень. ЖБР , у»0.1983Т-1 ' 8.59 | Я~~0.9603 \=0,1441Т- 8.3 К-0.9954 ;.=0,28!4Т- 15.4 1Г--0.9896 У-0.2293Т- 38,65 Я:=0.9897 у=0.1421Т- 21.4 Я-=0.9897

Угол наклона линии характеризует скорость повторного нарастания отступлений, а расстояние по оси абсцисс - тоннаж, за время пропуска которого произошло повторное нарастание амплитуды.

i3

Приведенные данные показывают, что на начальной стадии повторного после устранения роста неровностей до достижения амплитуд 12-15мм зависимость амплитуд от прошедшего тоннажа носит линейный характер.

Угловые коэффициенты в уравнениях регрессии достаточно полно характеризуют эффективность того или иного способа выправки - самые высокие значения имеют место при выправке торцевыми подбойками,- самые низкие -при выправке прокладками.

Начало повторного роста неровностей так же тесно связано со способом производства выправки. Так на деревянных шпалах при выправке торцевыми подбойками ЭШГТ и ВПРС повторный рост просадок начался после пропуска 50-60 млн.т, при выправке суфляжом - после 75-80 млн.т, а после выправки на карточки - после пропуска 140 млн.т. Аналогичная картина имеет место и на железобетонных шпалах.

Анализ результатов повторных выправок, в одних и тех же сечениях с помощью торцевых подбоек показал, что характер накопления расстройств идентичен (рис. 1)

Приведенные данные свидетельствуют о низкой эффективности этого способа выправки и об отсутствии стабилизации пути при выполнении работ по такой технологии.

Анализ характера расстройств пути при выправке без нарушения постели шпал методом суфляжа показал, что до повторного нарастания амплитуд до величины 12-15 мм по пути происходит от 60 до 108 млн.т (рис.2), что свидетельствует о высокой эффективности данного метода.

Аналогичная картина имеет место при укладке карточек и подрельсовых прокладок (рис. 3) и резиновых полос-прокладок под железобетонные шпалы (рис 4).

50 70 90 110 130 150 170 190 210 Пропущенный тоннаж, млн т Ор

у = 0.2184х-10,282 А

R2 = 0,9963 У

jS

/

у/ У

* v = 0.1786х- 17.463

50 70 90 110 130 150 1 70 190

Пропущенный тоннаж, или т бр

Рис

1 Характер повторных расстройств пути при выправке пути торцевыми _подбойками_

ДО

О 10 20 30 40 50 60 70

Пропущенный тоннаж с начала деформаций, млн т бр

У Д 1),0993Х + 0,866 И2 = 0,9671

6)

КБ

20 40 60 80 100

Пропущенный тоннаж с начала деформаций, млн т бр

ЖБР

20 40 60 80

Пропущенный тоннаж с начала деформаций, млн т Ор

100

Рис 2 Повторный рост отступлений после применения суфляжа на различных конструкциях

и

Рис 3 Эффективность применения выправки на карточки и прокладки для различных конструкций

1 16

I о

у = 0.131*-19,846 •

Я2 = 0,9915

_____ У • 0,0939х -14,129

Н2 = 0,9861

150

170

190

210

230

250 270 290

Пропущенный тоннаж, млн т

-КБ — - ЖБР

Рис. 4. Эффективность укладки резиновых полос под железобетонные шпалы

В ходе исследований было также проанализировано влияние технологии выправки в осенний период на последующую работу пути зимой. В табл. 4 приведены зависимости скорости роста просадок в зимнее время от прошедшего тоннажа после выправки осенью различными способами на рассмотренных конструкциях пути. Характерным является тот факт, что в зимний период угловые коэффициенты в уравнениях регрессии на порядок ниже, чем в летний период, а при выправке осенью на карточки и суфляжом - в 2-3 раза ниже, чем при ручном инструменте.

/?

Таблица 4

Рост ослдок на различных конструкциях верхнего строения пути в зимних условиях пути

Конструкция Уравнение I к ! I регрессии ! Тоннаж

Дер ДО выправка ВПРС (378/379) Y = 0,0586х - 5 9149 R2 = 0 9255 150-250

Дер ДО выправка ВПРС (376/377) у = 0,0417х-1,7061 R2 = 0 8704 150-250

Дер ДО выправка ломики (388/389) Y = 0,0724х-11.274 R2 = 0,8193 150-250

¡Дер ДО выправка ЭШП (380/381) V = 0 0302Х - 2,9272 Ь2 = 0 8745 200-300

Дер ДО, выправка ЭШП (382/383) Y = 0.0328Х - 4,7489 lR2 = 0 8664 200-300

Дер ДО выправка карточки (384/385) У = 0 0225Х ♦ 1 259 r2 = 0 7411 250-350

Дер ДО выправка карточки (386/387) V = 0.0233Х + 0.2065 r2 = 0,7944 250-350

Дер ДО выправка суфляж (390/391) Y = 0,0275х+7,011 'r2 = 0,8734 150-250

)К1Б ЖБР выправка ЭШП (418/419) Y = 0 0233х - 2 9707 r2 = 0 7944 200-300

Ж/Б . ЖБР, выправка ЭШП (416/417) У = 0.0225х -2,9805 !r2 = 0,7411 200-300

?К /Б ЖБР выправка ВПРС (402/403) У = 0.0293х-2,9813 ir2 = 0 7701 200-300

!ж/Б ЖБР выправка ВПРС (404/405) V = 0,0325х-4 1301 R2 = 0 7806 200-300

!ж/Б ЖБР. выправка ломики (414/415) у = 0,025х +3,9186 'r2 = 0 8226 200-250

Ж/Б ЖБР выправка ломики (412/413) у = 0 0364х -1 1959 !r2 = 0 9144 200-250

Ж/Б ЖБР выправка суфляж (424/425) у = 0 0179х +2,9096 W = 0 6624 120-200

Ж /Б ЖБР выправка резин (422/423) у = 0 ОЗх - 2,4586 R2 = 0 845 300-350

Ж /Б КБ выправка ломиками (14/15) у = 0 0527х - 5 593 b2 = 0 9432 200-250

Ж/Б КБ выправка ломиками (12/13) У = 0 0374х - 1.44 'r2 = 0,8795 200-250

Ж15 КБ выправка ВПРС (18/19) V = 0 0153х ♦ 1 8822 'r2 = 0 7 505 200-270

Ж/6 КБ выправка ВПРС (16/17) у = 0,0154х + 0,8697 r2 = 0.6793 200-270

Ж/Б КБ выправка ЭШП (6/7) у = 0.0184Х -1 6846 'r2 = 0 8071 200-250

W/Б КБ выправка ЭШП (4/5) Y =2 >r2 = 1 200-250

Ж /Б КБ, выправка резин (8/9) Y = 0.0105х-0 6094 'r2 = 0 3627 310-360

Ж /Б КБ выправка резин (10/11) У = 0 0146х - 2 6851 'r2 = 0 4682 310-360

Ж/Б КБ, выправка суфляж (20/21) V = 0 0185х +0,4796 P2 = 0 7097 130-190

Наименьшая деформация пути в зимний период имеет место после выправки пути осенью суфляжом или с \ кладкой карточек и прокладок.

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы: 1 На основе проведенных экспериментальных исследований впервые установлены численные закономерности величин и скорости повторного роста амплитуд просадок от пропущенного тоннажа после их устранения различными Способами при теку щем содержании пути.

2. Сравнение различных способов выправки пути при устранении возникших расстройств показало, что наиболее эффективными являются способы, не на-

рушающие сложившуюся уплотненную постель шпалы: суфляж, применение карточек и подрельсовых прокладок, укладка подшпальной резины.

3 Рост повторных осадок пути после выправки до достижения амплитуд 1213 мм носит линейный характер.

4. В условиях кольца повторный рост амплитуд начинается: в пути на деревянных шпалах

-после выправки торцевыми подбойками, ЭШП и ВПРС - после 50-60 млн.т, -после выправки суфляжом - через 75-80 млн.т; -после выправки на карточки - после пропуска 140 млн.т в пути на железобетонных шпалах

-после выправки торцевыми подбойками, ЭШП и ВПРС - после пропуска 60-70 млн. т;

-при укладке подрельсовых прокладок - после 100 млн.т; -при выправке суфляжом и укладки подшпальных резиновых прокладок -после пропуска 140-150 млн.т.

5. Угловые коэффициенты в уравнениях регрессии, характеризующие скорость повторного роста отступлений для процессов без нарушения постели шпал в 1,5-2 раза ниже, чем при выправке торцевыми подбойками и ВПРС.

6. Применение методов выправки, не нарушающих постели шпалы, позволяет обеспечить более стабильную работу пути в зимний период.

В пятой главе рассмотрены вопросы применения полученных результатов текущем содержании пути.

На каждом конкретном участке при текущем содержании пути могут решаться в зависимости от фактического состояния и имеющихся ресурсов три группы задач:

- постепенного плавного улучшения состояния пути;

- подержания состояния пути на существующем уровне;

- устранение отдельных грубых расстройств рельсовой колеи в ожидании ремонтных работ или сплошной планово-предупредительной выправки.

■гз

Во всех трех случаях определенный объем работ выполняется бригадами по текущему содержанию пути вручную или с помощью средств малой механизации в перерыве различной продолжительности между поездами, поэтому выбор наиболее технологичных вариантов производства работ, позволяющих получить долговременные результаты с минимальными затратами сил и средств являются актуальнейшей задачей.

В этой связи необходимо определить рациональные сферы применения рассмотренных выше способов устранения расстройств рельсовой колеи при различных формах организации текущего содержания пути.

При всех вариантах организации текущего содержания пути ряд работ приходится выполнять малочисленными бригадами из 3-4 человек.

На основе полученных в работе результатов устранение отдельных отступлений по просадкам, перекосам и уровню целесообразно осуществлять суфляжом и укладкой регулировочных прокладок или карточек. Такая работа может быть выполнена бригадой в составе 3-4 человек даже в короткие интервалы между поездами.

По мере накопления таких мест на пути должна назначаться планово-предупредительная выправка со сплошной пробивкой всего пути. Количество регулировочных прокладок и карточек в пути может служить критерием назначения планово-предупредительных работ.

К выправке методом суфляжа тесно примыкает укладка резиновых амортизирующих полос-прокладок под железобетонные шпалы. В работах И.В. Шер-стянниковой и В.В. Кузнецова было показано, что прикрепление к подошве шпалы резиновых полос в значительной мере снижает силы взаимодействия пути и подвижного состава, уровень вибраций и стабилизирует работу пути.

Укладка при выправке полос-прокладок под железобетонную шпалу по технологичности имеет преимущества перед суфляжом и поэтому вполне может быть рекомендована для устранения отдельных отступлений малочисленными бригадами.

Метод выправки на карточки и регулировочные подрельсовые прокладки широко применяется на практике. Нужно только на уровне нормативной документации разрешить держать карточки и прокладки в пути до проведения сплошной выправки, а не снимать их весной с выправкой пути торцевыми подбойками.

В таблице 5 приведена сравнительная оценка способов выправки для каждой конструкции, а данные по затратам на выправку пути различными способами в таблице 6.

Таблица 5

Сравнительная оценка затрат на выправку на различных конструкциях пути

Наименование работ Наименование конст) эукций !

КБ ЖБР до

Выправка ггути машиной ВПРС - 2,33 2,17 1

Исправление просадок подбивкой шпал торцевыми подбойками 1,88 1,56 2,78 1

Исправление просадок на щебеночном балласте подбивкой шпал ЭШП 1,14 1,17 1,28 ; 1 1

Выправка пути с укладкой или заменой на регулировочные карточки 1 1,03 1 I

Исправление просадок пути на балласте подсыпкой 1,05 1 1,47 | !

Таким образом, технико-экономическая оценка различных способов выправки однозначно показывает неоспоримые преимущества технологий, не связанных с нарушением слежавшейся постели шпалы.

Качественное выполнение комплекса работ по техническому обслуживанию пути требует соответствующей структурной организации предприятий путевого хозяйства. В настоящее время в путевом хозяйстве принята трехэлементная система организации технического обслуживания пути:

- дистанции пути, осуществляющие текущее содержание;

Таблица Ь

Стоимость работ по выправке пути различными способами

№ Тип НШШ1 Тип скре-пеиня Наименование работ Обоснование Измеритель Кол -во Норма времени, чел -час Трудовые затраты, чел -час Материальные затра1ы, руб Всс! о затрат на одну выправку, руб Всею за 1 ра 1 на выправку на 120 млн г бр

1 дерево ДО-65 Выправка пути машиной ВПРС-500 Тнв№1 100 шп. 10 шп (20концов) 25,11 164,47 254,35 418,82 908,84

2 дерево ДО-65 Исправление просадок подбивкой шпал торцевыми подбойками Тнв№6 10 шп. 10 шп (20концоа) 4,14 271,12 - 271,12 753,71

3 дерево ДО-65 Исправление просадок на щебеночном балласте подбивкой шпал Г)Ш|1 Тна№3 10 шп. 10 шп (20концоы) 3,4 222,66 31,26 253,92 325,06

4 дерево ДО-65 Выправка пути с укладкой или заменой регулировочных прокладок Тив№43 10 копц 16К0Ш10В 1,1 115,26 87,52 202,78 202,78

5 Г 2 з""" дерево ДО-65 Исправление просадок пути на бал-лас ГЦ подсыпкой Гии№5 10 коиц 1бкоицов 0,752 75,96 - 75,96 116,67

бетон беюп ЖЬР-65 Выправка пути машиной ВПРС-500 Т»в№1 ТишЧ«(Г 100 шп. 10 шп (20коинов> 25,11 164,47 254,35 418,82 975,85

ЖЬР-65 Исправление просадок подбивкой шпал торцевыми иодбоиками 10 шп 10 шп (20ко|щов) 4,14 271,12 - 271,12 422,94

бе гон ЖБР-65 Исправление просадок на щебеночном балласте подбивкой шпал 011111 1 пв№3 10 шп. 10 иш (20ко|1цов) 4,13 270,47 31,26 301,73 353,02

4 бегон ЖБР-65 Выправка пути с укладкой или заменой регулировочных прокладок Тнв№52 10 копц. 1бхонцов 1,03 107,92 187,0 294,92 303,76

5 бетон ЖБР-65 Исправление просадок пути на бал-лас 1е подсыпкой Тнв№5 10 конц 16конц 0,725 75,96 - 75,96 75,96

1 2 _ бетон КБ-65 Выправка пути машиной ВПРС-500 1нв№1 Гн.^(Г 100 шп 1(Гп ш ~ 10 иш (20конно||) 25,11 164,47 254,35 418,82 271,12 ~ 509,70

бс 1 он К1> 65 Исправление щкк.щок подбннмш шпал торцевыми подбойками 10 шп 120коииов) ^ 4,14 271,12 -

3 бегон КБ-65 Исправление просадок па щебеночном балласте подбивкой шпал ЭШ11 ТПВКуЗ 10 пш 10 шп (20кинцои) 4,13 270,47 31,26 301,73 353,02

4 бегон КБ-65 Выплавка пути с укладкой или заме нон регулировочных прокладок Тнв№52 10 конц. 16К01Щ0В 1,03 134,91 129,0 263,91 ~ 75/)6 263,91 " 79,75

> ос гон КБ-65 Исправление просадок п> 1и па бал лас 1С почсыпкон 1 пи№5 10 копц 16конпии 0,725 75,96 -

-механизированные дистанции или базовые ПМС, в которых сосредоточена путевая техника для выполнения планово-предупредительной выправки и «легких» видов ремонтных работ;

- путевые машинные станции, выполняющие все виды капитального и среднего ремонта.

Варианты распределения техники между механизированными дистанциями и ПМС и, соответственно, распределение ремонтных работ между ними варьируются на разных дорогах. Известен опыт работы передовых предприятий, например, ПЧМ TOCHO Октябрьской ж.д., ПЧМ Приволжской ж.д. и т.д.

В тоже время оценка накопленного опыта организации выправочных работ указывает на ряд отрицательных моментов:

- если ранее практически полное отсутствие специальной путевой техники для работ на участках небольшого протяжения частично компенсировалось использованием путевых машин типа ВПР и ВПРС, находящихся на балансе дистанции, то после передачи техники в ПЧМ этот резерв исчез, а брать технику в аренду для работы на таких участках экономически невыгодно;

- в результате ухода техники из дистанций, увеличилась нагрузка на малочисленные бригады текущего содержания, которые в большинстве случаев не справляются с устранением возникающих расстройств в период между сплошными планово-предупредительными выправками, что привело к значительному росту числа отступлений II степени. Очевидно, что сложившаяся система не полностью отвечает потребностям и корпоративным интересам ОЛО «РЖД» и ближайшее время потребуется внесение в нее определенных изменений: техника, предназначенная для работы на широких фронтах должна быть сосредоточена в ПМС или ПЧМ, а техника для работы на локальных участках и устранения отдельных отступлений - в дистанциях пути.

В этой связи целесообразно вновь рассмотреть предложенную и реализованную автором в 80-х годах прошлого века альтернативную форму организационного построения предприятий путевого хозяйства, получившую название 0111IX - объединенное предприятие путевого хозяйства.

В марте 1989 года Приказом Начальника Московской ж.д. было создано ОППХ в составе Московско-Павелецкой дистанции пути, Жилевской дистанции пути и ПМС-32. Объединенное предприятие стало обслуживать 531 километр главного хода, 219 км станционных и 63 км подъездных путей, 964 стрелочных перевода и т.д. В состав дистанции вошли 8 участков, 26 околотков, 81 рабочее отделение, цех капитального ремонта, (бывшая ПМС-32), два цеха искусственных сооружений. Была разработана и внедрена система оплаты труда при участковой структуре.

Анализ практики работы объединенного предприятия за три года показал, что после объединения, улучшилось техническое состояние пути, увеличились объемы его оздоровления всеми видами ремонтов при снижении штата управленческого аппарата.

В начале 90-х годов такие ОППХ были созданы в Ташкенте, на Украине.

Весьма близкая структура с укрупненными дистанциями действует в настоящее время на Латвийских железных дорогах.

Создание таких предприятий требует перехода на отраслевую систему управления с приданием этим предприятиям определенной экономической самостоятельности.

В настоящее время этот опыт должен быть внимательно изучен для применения в современных условиях лучшего из накопленного.

2к

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Основным принципом организации текущего содержания пути на участках с высокой интенсивностью движения поездов, в условиях высокой грузонапряженности, недостатка техники для устранения отдельных отступлений, при отсутствии или недостаточности технологических «окон», и ограниченном контингенте монтеров пути, является профилактическое устранение расстройств рельсовой колеи на начальной стадии их развития с применением технологий, не нарушающих сложившейся постели шпал.

2. Важнейшей предпосылкой организации текущего содержания в условиях высокой грузонапряженности является наличие подбалластного основания с низкими показателями упругой осадки, что существенно повышает эффективность работ по устранению расстройств различными способами.

3. В качестве полигона для отработки технологий текущего содержания пути при высокой грузонапряженности и высоких осевых нагрузках подвижного со*

става целесообразно использовались кольцевые пути Экспериментального кольца ВНИИЖТ, где годовая наработка превышает 350 млн. т км бр. на км при весе поезда 11 тыс. т и осевой нагрузке 27-30 тс.

4. Сравнение различных способов выправки при устранении возникших расстройств показало, что способы выправки, не нарушающие уплотненную постель шпалы - укладка прокладок и карточек, а также суфляж позволяют получить более долговременный эффект по сравнению с использованием ручного или электроинструмента при меньшей трудоемкости.

Начало расстройств пути после выправки этими способами наступает после пропуска в условиях кольца 80-120 млн.т против 30-60 млн.т при выправке ручными подбойками, ЭШП и ВПРС.

Продолжительность работы пути после выправки до необходимости псС-вторного выполнения работ составляет:

- при выправке торцевыми под бойками

- при выправке элекгрошпалоподбойками при выправке ВПРС

КБ 68 113

ЖБР 56 74 37

Дерево

34 73 43

- при укладке карточек и прокладок

- при выправке суфляжом

-привыправкеподшпальными резиновыми прокладками

124 121 128

87 84

94 64

5. Предлагаемая по результатам выполнения настоящей работы технология текущего содержания пути позволила обеспечить на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ годовую наработку более 350 млн. т км брутто, в условиях обращения поездов массой до 11 тыс. т и осевой нагрузке вагонов 27-30 тс, при средней величине осадки подбалластного основания 2,4 мм.

Общая интенсивность расстройств пути после осенней выправки без нарушения постели шпал за зимний период в 6-10 раз ниже чем на незамерзшем балластном слое; способы выправки, не нарушающие постель шпалы обеспечивают большую стабильность пути в зимнее время.

6. При применении технологии текущего содержания пути с использованием методов не нарушающих сложившуюся постель шпал. Потребность в проведении планово-предупредительных выправок может определяться по количеству уложенных в путь карточек и прокладок.

Снятие уложенных карточек и прокладок должно производиться при подготовке к проведению сплошных планово-предупредительных выправок.

7. Полученные результаты показывают, что методы выправки, не нарушающие сложившуюся постель шпалы, благодаря их эффективности и малой трудоемкости, могут быть рекомендованы к применению на сети дорог, в первую очередь, на участках с малочисленными бригадами для текущего содержания пути, для работы бригад по неотложному устранению отступлений при участковой структуре содержания пути и при малых интервалах между поездами в условиях высокой напряженности.

8 Разработанные методы организации содержания пути при переход; на участковую структуру в рамках создания объединенных предприятий путевою хозяйства могут быть использованы на современном этапе.

9. Проведенная технико-экономическая оценка различных способов выправки показала, что применение технологий работ, не нарушающих сложившую-

ся постель шпалы позволяет снизить стоимость работ в 6-9 раз rio сравнению с существующими методами выправки.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Еремушкин A.A. Укрупненные производственные участки. Путь и путевое хозяйство. №1,1989 г.,- с.5-8.

2. Лысюк B.C., Желнин Г.Г., Еремушкин A.A., Кузнецов В.В. Испытания при повышенных осевых нагрузках. /Путь и путевое хозяйство.2002г., - с. 11-13.

3 Желнин Г.Г., Еремушкин A.A. и др. Важные эксперименты на кольце. /Путь и путевое хозяйство.2002 г., №12, -с.8-9.

4. Матвеев С.И., Еремушкин A.A. и др. В будущее - по Экспериментальному кольцу. /ГЕОДЕЗИСТЪ. 2002г., №5-6.-с. 18-20.

5. Лысюк B.C., Еремушкин A.A. и др. «Позитивное отличие зарубежных конструкций пути от отечественных». Железнодорожный транспорт № 2.2003г. -с.73-76.

6. Певзнер В.О. Прохоров В.М., Еремушкин A.A. Эффективность различных технологий работ по выправке пути.

Материалы конференции «Современные технологии на железнодорожном транспорте России». Дели, 2003,-с.17-18.

7. Певзнер В.О., Прохоров В.М., Еремушкин A.A. Текущее содержание пути на линиях с высокой грузонапряженностью. /Путь и путевое хозяйство. № 5 2004г.-с. 17-18.

8. Еремушкин A.A., Пешков П.Г. О нагрузочных испытаниях пути Экспериментального кольца ВНИИЖТ. Сб. трудов юбилейной конференции МИ-ИТ.М.2004.

«Современные проблемы путевого комплекса, повышения качества подготовки специалистов и уровня научных исследований» М..2004г., -с. 13-15.

9. Певзнер В.О.. Прохоров В.М., Еремушкин A.A. Совершенствование технического обслуживания пути в рамках программ развития ОАО «РЖД». Сб. тр;- -дов юбилейной конференции МИИТ.М.2004.

«Современные проблемы путевого комплекса, повышения качества подготовки специалистов и уровня научных исследований» М..2004г., -с.11-13.

Подписано к печати 25.10. 2004 г. Формат бумаги 60x90. 1/16 Объем 1,6 п.л. Заказ 143 Тираж 100 экз. Типография ВНИИЖТ, 3-я Мытищинская ул., д. 10

»819 4 33

РНБ Русский фонд

2005-4 12607

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I АНАЛИЗ ПРАКТИКИ РАБОТЫ ПУТИ И ОРГАНИЗАЦИИ ЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ НА УЧАСТКАХ С ПОВЫШЕННЫМИ ОСЕВЫМИ НАГРУЗКАМИ И УРОВНЕМ ГРУЗОНАПРЯЖЕННОСТИ.

1.1. Опыт организации текущего содержания пути на отечественных железных дорогах.

1.2. Силовая нагруженность пути при повышенных осевых нагрузках.

1.3. Результаты исследований по накоплению деформаций пути при повышенных осевых нагрузках.

1.3.1.Обзор ранее проведенных исследований.

1.3.2.Накопление остаточных осадок пути и его элементов в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

1.3.3.Объемы выправочных работ при текущем содержании пути.

Выводы по главе.

ГЛАВА II НАГРУЗОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НА ПУТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО

КОЛЬЦА.

2.1. Назначение нагрузочных испытаний.

2.2. Технология нагрузочных испытаний.

2.3. Результаты испытаний и выводы.

Выводы по главе.

ГЛАВА III ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ УСТРАНЕНИЯ

РАССТРОЙСТВ ПУТИ.

Выводы по главе.

ГЛАВА IV ИНТЕНСИВНОСТЬ РОСТА ОТДЕЛЬНЫХ ОТСТУПЛЕНИЙ И

ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ.

4.1. Обзор исследований по развитию в пути неровностей и планированию выправочных работ.

4.2. Оценка интенсивности роста неровностей.

4.3. Эффективность различных методов устранения расстройств пути в условиях высокой грузонапряженности.

Выводы по главе.

ГЛАВА Y ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ В

СИСТЕМЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ПУТИ.

Выводы по главе.

Развитие экономики России в последние годы повлекло за .собой увеличение объемов грузов, перевозимых по железным дорогам. На ряде участков грузонапряженность достигает 100 млн ткм/км пути в год. Все большее распространение получает вождение грузовых поездов массой 6000-8000т и более. На повестку дня вновь поставлены вопросы увеличения осевой или погонной нагрузки для повышения массы поездов без увеличения длины приемо-отправочных путей.

Стратегией развития железных дорог РФ на период до 2010 г. в частности, относящейся к путевому хозяйству, предусматривается:

Внедрение современных технологий в путевом хозяйстве, позволяющих сократить удельные издержки на единицу работы, обеспечить пропуск по основным направлениям сети тяжеловесных поездов, эксплуатацию грузового подвижного состава с повышенными осевыми нагрузками».

При этом предусматривается рост по сравнению с 2003г. грузооборота к 2007г. на величину от 13,9 до 25%, и к 2010г. от 19,8 до 50%, а производительности труда к 2007г. от 17 до 27% и к 2010г. от 28 до 56%.

Грузооборот к 2010г. может достичь уровня 2500 млрд. т км.

Первоочередными задачами по путевому комплексу признаны:

- ликвидация просроченности капитального ремонта пути;

- оснащение сети железных дорог путевой техникой нового поколения для снижения удельной стоимости обслуживания и ремонта пути;

- концентрация размещения и обслуживания путевой техники;

- реконструкция искусственных сооружений старых расчетных норм и выработавших свой ресурс по несущей способности; оборудование цехов по сборке путевой решетки на железобетонных шпалах;

- совершенствование системы мониторинга состояния пути на базе современных мобильных средств контроля.

Стратегией также предусматривается концентрация и эффективное использование средств на усиление и содержание инфраструктуры, обеспечивающей формирование и пропуск тяжеловесных поездов.

На долю основных направлений сети протяженностью около 30 тыс. км будет приходиться более 75% общего грузооборота.

Одним из решающих факторов обеспечения бесперебойного движения тяжеловесных поездов при наличии в их составе вагонов с повышенными осевыми нагрузками является создание системы технического обслуживания пути, соответствующей современным условиям эксплуатации. Как известно, система технического обслуживания пути в период между капитальными ремонтами предусматривает проведение работ по текущему содержанию пути, выполняемых в основном, вручную; планово-предупредительные выправки пути, выполняемые комплексами машин, включая, например, Duomatic, динамический стабилизатор и ПМГ.

Одним из важнейших элементов такой системы является применение высокомеханизированных комплексов с современными выправочными машинами, позволяющих проводить высококачественные выправочно-рихтовочные работы на широком фронте. Однако рост грузонапряженности влечет за собой уменьшение межпоездных интервалов и возрастающие трудности с предоставлением перерывов в движении поездов для производства работ. Как показала практика, на линии с высокой грузонапряженностью при периоде между капитальными ремонтами 5-6 лет промежуточные ремонты не выполнялись и основная ставка в тот период была сделана на применение машин для выправки пути, которые должны работать в предусмотренные графиком технологические «окна». Однако ни для кого не является секретом, что продолжительность этих «окон» почти никогда не достигала предусмотренных нормативной документацией двух часов. Кроме того, подбивка загрязненного балласта машинами не дает улучшения состояния пути даже на месячный срок.

Закрытие нерентабельных малодеятельных станций, повлекло за собой, увеличение длины перегонов, что усложняет условия производства работ. В этих условиях возрастает роль работ по текущему содержанию пути, выполняемых специализированными бригадами в интервалах между поездами. При этом необходимо учитывать постоянное сокращение численности монтеров пути. В результате основная тяжесть содержания пути, в этих условиях ложится на малочисленные бригады по текущему содержанию пути, оснащенные весьма тяжелым электроисполнительным инструментом, или ручной техникой времен начала существования железных дорог типа торцевых или маховых подбоек.

Бытовавшая у ряда специалистов идеология, что от текущего содержания пути нужно вообще отказаться, устраняя все отступления, только при работе комплексов машин явилась, по сути псевдореволюционным «большим скачком», приведшим только к сокращению численности монтеров пути за счет нарисованного на бумаге «уровня механизации» работ.

Основными направлениями развития путевого комплекса ОАО «Российские железные дороги» на период до 2007г., предусмотрено изменение подходов к системе текущего содержания пути. На подразделения текущего содержания пути на основных направлениях сети должен быть возложен надзор за его состоянием и устранение неисправностей, которые препятствуют пропуску поездов с установленными скоростями. Остальные работы по восстановлению стабильности пути должны выполнятся машинизированными комплексами при сплошной выправке пути.

По расчетам, на пути с железобетонными шпалами дистанции пути будут выполнять 45% сегодняшнего объема работ, а на пути с деревянными шпалами - 65%.

В соответствии с поставленными задачами должны быть внесены изменения в технологию содержания пути, обеспечивающие минимизацию затрат труда и получение наибольшего эффекта от используемой техники.

В тоже время нельзя полностью отбрасывать накопленный опыт и подходы к текущему содержанию пути. Еще в 1945 г. проф. Г.М. Шахунянц писал [ ] «Важнейшими определяющими в текущем содержании пути являются работы по предупреждению появления неисправностей рельсовой колеи. Именно предупреждение появлению неисправностей, а не ликвидация (хотя бы и своевременно) уже появившихся неисправностей является главнейшей задачей текущего содержания пути. Конечно, каждая появляющаяся неисправность в состоянии рельсовой колеи должна быть немедленно по ее обнаружению ликвидирована. Но этого мало. Одновременно должны быть тщательно изучены и немедленно устранены и сами причины, которые вызывают появление таких неисправностей».

Забвение этих положений привело к тому, что у нас ежемесячно обнаруживается на сети более 2млн. отступлений II степени, часть которых переходит в отступления III и IV степени.

Условия работы Экспериментального кольца ВНИИЖТа, на котором реализуется годовой грузооборот более 350 млн.т при осевых нагрузках вагонов 27-30 тс и весах поездов 9-11 тыс.т, позволяют смоделировать будущие условия работы пути на основных направлениях сети железных дорог и аппробировать различные элементы системы технического обслуживания для получения ответов на основные кординальные вопросы:

- можно ли обеспечить устойчивую систему технического обслуживания пути в таких условиях? s

- каковы наиболее эффективные методы устранения отдельных расстройств пути, позволяющие с минимальными затратами труда обеспечить длительную его стабильность в период между проведением сплошных выправочных или ремонтных работ.

Для решения этих вопросов были обобщены результаты ранее проведенных на Экспериментальном кольце и на сети научных работ и организованы специальные исследования по оценке эффективности применения различных методов устранения отступлений, основные результаты которых изложены в данной диссертационной работе.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Основным принципом организации текущего содержания пути на участках с высокой интенсивностью движения поездов, в условиях высокой грузонапряженности, недостатка техники для устранения отдельных отступлений, при отсутствии или недостаточности технологических «окон», и ограниченном контингенте монтеров пути, является профилактическое устранение расстройств рельсовой колеи на начальной стадии их развития с применением технологий, не нарушающих сложившейся постели шпал.

2. Важнейшей предпосылкой организации текущего содержания в условиях высокой грузонапряженности является наличие подбалластного основания с низкими показателями упругой осадки, что существенно повышает эффективность работ по устранению расстройств различными способами.

3. В качестве полигона для отработки технологий текущего содержания пути при высокой грузонапряженности и высоких осевых нагрузках подвижного состава целесообразно использовались кольцевые пути Экспериментального кольца ВНИИЖТ, где годовая наработка превышает 350 млн. т км бр. на км при весе поезда 11 тыс. т и осевой нагрузке 27-30 тс.

4. Сравнение различных способов выправки при устранении возникших расстройств показало, что способы выправки, не нарушающие уплотненную постель шпалы - укладка прокладок и карточек, а также суфляж позволяют получить более долговременный эффект по сравнению с использованием ручного или электроинструмента при меньшей трудоемкости.

Начало расстройств пути после выправки этими способами наступает после пропуска в условиях кольца 80-120 млн.т против 30-60 млн.т при выправке ручными подбойками, ЭШП и ВПРС.

Продолжительность работы пути после выправки до необходимости повторного выполнения работ составляет:

КБ ЖБР Дерево

- при выправке торцевыми подбойками 68 56 34

- при выправке электрошпалоподбойками 113 74 73 iZ3

- при выправке ВПРС

- при укладке карточек и прокладок

- при выправке суфляжом

- при выправке подшпальными резиновыми прокладками

124 121 128

87 84

43 94 64

5. Предлагаемая по результатам выполнения настоящей работы технология текущего содержания пути позволила обеспечить на Экспериментальном кольце ВНИИЖТ годовую наработку более 350 млн. т км брутто, в условиях обращения поездов массой до 11 тыс. т и осевой нагрузке вагонов 27-30 тс, при средней величине осадки подбалластного основания 2,4 мм.

Общая интенсивность расстройств пути после осенней выправки без нарушения постели шпал за зимний период в 6-10 раз ниже чем на незамерзшем балластном слое; способы выправки, не нарушающие постель шпалы обеспечивают большую стабильность пути в зимнее время.

6. При применении технологии текущего содержания пути с использованием методов не нарушающих сложившуюся постель шпал. Потребность в проведении планово-предупредительных выправок может определяться по количеству уложенных в путь карточек и прокладок.

Снятие уложенных карточек и прокладок должно производиться при подготовке к проведению сплошных планово-предупредительных выправок.

7. Полученные результаты показывают, что методы выправки, не нарушающие сложившуюся постель шпалы, благодаря их эффективности и малой трудоемкости, могут быть рекомендованы к применению на сети дорог, в первую очередь, на участках с малочисленными бригадами для текущего содержания пути, для работы бригад по неотложному устранению отступлений при участковой структуре содержания пути и при малых интервалах между поездами в условиях высокой напряженности.

8. Разработанные методы организации содержания пути при переходе на участковую структуру в рамках создания объединенных предприятий путевого хозяйства могут быть использованы на современном этапе.

9. Проведенная технико-экономическая оценка различных способов выправки показала, что применение технологий работ, не нарушающих сложившуюся постель шпалы позволяет снизить стоимость работ в 6-9 раз по сравнению с существующими методами выправки.

1.Реформа проводится для общества. Доклад министра путей сообщения Г.М. Фадеева (4 апреля 2002 г.). «Гудок», № 59 (22602) с.2-3

2. Г.М. Шахунянц «Текущее содержание пути»-М., Трансжелдориздат, 1945,-с.48.

3. Каменский В.Б., Ермаков В.М., Усиление пути с деревянными шпалами. Путь и путевое хозхяйство.2001, № 1,-с.24-27

4. Крейнис 3.JI. Использование имитационного моделирования для определения объемов работ по текущему содержанию пути. Вестник ВНИИЖТа, №8, 1982,- с.42-47.

5. Стрельников В.Т. Экономические возможности для улучшения текущего содержания пути. Путь и путевое хозяйство. 1995, № 12, с.9-15.

6. Смирнова М.Б. К вопросу о планировании текущего содержания пути. Тр. МИИТ. Вып. 760. Москва, 1985 -с.99-108.

7. Стельмашов В.Н., Антонов Ф.И. Затраты на содержание пути. Тр. ЦНИИ МПС, вып.357,М.: Транспорт, 1968, с. 73.

8. Концепция текущего содержания. Путь и путевое хозяйство 2004г. № 3- с.8-11.

9. Eisenmann J, Auswirkung des Sohienenprofils und der Unterschwellung aut die Gleislagebestandigkeiten //ETR: Eisenbahn technische Rundschou.-1990.-№ 10,-c. 619-622.

10. Экспресс-информация Путь и строительство железных дорог 1991. реф.34.

11. Динамические (ходовые) испытания полувагонов с осевыми нагрузками 25тс при увеличенном пробеге вагонов по экспериментальному кольцу: Отчет о НИР/ВНИИЖТ.; ЖИ-322-78,-1978. c.33,37,51,54,67.-otb. Исполнитель Коваль В.А., Скалов А.Д.

12. Zarembski Dynamic loading of the track structure // Railway Track and Stract.-l 989.-85.-c.8-9.

13. Экспресс-Информация. Путь и строительство железных дорог 1990.37.

14. HefVy axle loads make economic to BN// «Reilway Track and Strukct»,l990 № 4-31-43.

15. Shenton. V/ Deformation of Railway ballast under repeated loading conditions /«Reilrood Track Mech and Technol. Pros/ Symp. Prinston, 1975».-Oxford, 1978,-405-425.

16. Neuman R.R., Zarembsky A.M. «Burlington Norten assevent of the economics of high «//Bull. Amer. Railway Eng. Assoc. 1991.-91, № 706, 136139.

17. Wolfgang Henn. «Oberbau und Erdbau in gemeinsamer Verantwortung fur die Fahrwegerhaltung. ETR 1-2, 1988, S. 55-59.

18. Paterson F. «Matching the track to the load», «Railway Gaz. Inf» 1972., № 2, 53-56.

19. Предварительные результаты испытаний воздействий на путь вагонов грузоподъемностью 113.4 т»//Железные дороги мира № 11 1990. -е. 60-61.

20. Track substructure. «Reilway Track and Strukct», 1987. 83. № 7 c.62

21. Цуканов П.П. « Исследования упругих и остаточных осадок шпал». -М., Трансжелдориздат, 1957 г., с. 133.

22. Вериго М.Ф. «К вопросу о процессе уплотнения балластного слоя железнодорожного пути повторной нагрузкой» «Вестник ВНИИЖТ» 1959. -№2-с. 51-53.23 .Чирков Н.С., Кустов Ф.Н. «Учитывать осевые нагрузки» Путь и путевое хозяйство № 1 - 1991г.- с.20.

23. Волошко Ю.Д., Рыбин В.В., Патласов A.M. «Осевые нагрузки. Где предел?» Путь и путевое хозяйство № 2 - 1990г., - с. 12.

24. Гасанов А.И. «Влияние неравноупругости подрельсового основания на напряженно-деформированное состояние пути при статическом нагружении» //Тр. МИИТа, Вып. 383. Транспорт, 1972г.-с.85-94.

25. Амелин С.А., Смирнов М.П., Блажко JI.C. Смирнов В.И. Работа пути с рельсами типа Р65 при воздействии вагонной нагрузки 250 кН/ось/ЛИИЖТ.-1981.

26. Протасов А.Е. Влияние повышенных осевых нагрузок на боковой износ рельсов в кривых /ЛИИЖТ.

27. Блажко JI.C. Исследование работы деревянных шпал на участках обращения вагонов с повышенными осевыми нагрузками /ЛИИЖТ. 1989.

28. Соловьев В.В. Исследование напряженно-деформированного состояния балластной призмы и основной площадки земляного полотна под воздействием вагонов с осевыми нагрузками 250-300кН/ЛИИЖТ.iZ8

29. Лапидус T.A., Войцеховская Н.В., Протасов Е.А. Влияние повышенных осевых нагрузок //Путь и путевое хозяйство. 1990. — № 2.

30. Скворцов О.С. Конструкция железнодорожного пути под нагрузки от колес на рельсы 350кН://Сб. Исследование надежности и долговечности верхнего строения путей промышленного железнодорожного транспорта.-М.-с.127-135.

31. Видгорчин М.Б. и др. Оптимизация перевозочного процесса на направлении Москва-Свердловск,//Железнодорожный транспорт 1991. -№4.- с.13-16.

32. Eisenbahntechnische Rundschau. 1986, №1/2 s.65-72.

33. Roney M.D. «How North Americal learmed to live with 30 tonn axleloals», Railway Gaz, Inf» 1988. 144, № 6,- s.385-387.

34. E.Kilb «Achslast und Radduckmesser unter dem Gesichtpunkt der Werkstoffbeanspruchung von Rand und Schiene».Deutsche Eisenbahntechnick.,1996.-№ 11- s.62-65.

35. Першин С.П. Вертикальная жесткость пути и его надежность, «Путь и путевое хозяйство» № 8. 1996г.- с.8-10.

36. Технические указания по инструментальной диагностике земляного полотна. М.,ИПП «Куна» 2000г. с.61.

37. Еремушкин А.А., Пешков П.Г. О нагрузочных испытаниях пути Экспериментального кольца ВНИИЖТ. Сб. трудов юбилейной конференции МИИТ. М. 2004.

38. Певзнер В.О., Прохоров В.М., Еремушкин А.А. Совершенствование технического обслуживания пути в рамках программ развития ОАО «РЖД». Сб. трудов юбилейной конференции МИИТ. М.2004.

39. Б.А. Щербина «Выправка толчков и просадок пути суфляжом». М.Научно-исследовательский институт пути и строительства НКПС. 1938г. Трансжелдориздат,- с.44.

40. Б.А. Щербина «Суфляж при текущем содержании пути и реконструкции» Трансжелдориздат.-1939. -с.88.46. «Железнодорожный путь на железобетонных шпалах» (под редакцией А.Ф. Золотарского) М. «Транспорт» 1967г., с.292-298.

41. Вериго М.Ф. Исследование остаточных деформаций балластного слоя под шпалой при действии на нее повторных нагрузок. Вестник ВНИИЖТ.-1958.-№4.-с.9-16.

42. Вериго М.Ф., Альбрехт В.Г., Исаев К.С. Улучшение содержания пути и усиление путевого хозяйства. Железнодорожный транспорт.-1974.-№ 2.-С.41-54.

43. Альбрехт В.Г., Дановский JI.M., Колесников П.И., Лидере Г.В., Туровский И.Е. Путевые работы и машины.М. «Транспорт». 1969, -с.286.

44. Альбрехт В.Г., Лидере Г.В., Никифоров П.А., Уланов М.Т., Чернышов М.А. Путевое хозяйство //М.: 1959. -с. 435.

45. Альбрехт В.Г., Дубицкий М.Н., Исаков Л.М., Кондаков Н.П. Проектирование организации путевых работ //М.: 1963.-е. 185.

46. Варызгин Е.С. Исследование неравномерности остаточных осадок щебеночного слоя.- Вестник ВНИИЖТ.- №%.- 1968. с.43-46.

47. Варызгин Е.С. Изыскание ресурсов тяжелого балласта //Железнодорожный транспорт, 1973. - № 3. - с.58-62.

48. Варызгин Е.С. Содержание балластной призмы железнодорожного пути. -М.: Транспорт, 1978.-е. 14.

49. Антонов Ф.И., Закаталов А.И., Стельмашов В.Н., Федулов В.Ф., Уланов М.Т. Организация механизированного текущего содержания пути //Трубы ВНИИЖТ. Вып.303.-М.:Транспорт.-1966.-с.78-88.

50. Исаев К.Ф., Федулов В.Ф., Щекотив Ю.М. Машинизация текущего содержания пути.- М. Транспорт. 1990. - с.310.

51. Голованчиков В.М. Вертикальные нормальные напряжения в балластной призме железнодорожного пути.//Трубы ЦНИИ МПС. Вып.387.-М.: Транспорт, 1970. — с.81-112.

52. Лысюк B.C. Накопление остаточных деформаций пути.- Путь и путевое хозяйство.- 1973. №10.- с.44.

53. Вериго М.Ф., Лысюк B.C., Основы методики статистической оценки прочности пути с учетом грузонапряженности //Труды ЦНИИ МПС. Вып.466.- М.: Транспорт, 1972. с.51-82.

54. Евдокимов Б. А. О неравномерности накопления остаточных деформаций пути. Транспортное строительство.-1970.- №10. - с.4-5.

55. Барабошин В.Ф.Неровности на рельсе и деформации в балласте — Путь и путевое хозяйство. — 1967. №?. - с.34-35.

56. Попов С.Н. Балластный слой железнодорожного пути. М.-Транспорт, 1965. - с. 183.

57. Попов С.Н., Голованчиков В.М., Гончаров Г .И., Лысенко Т.М. Новые поперечные профили балластной призмы. М.: Всесоюзное издательство - полиграфическое объединение МПС, 1963. - с.32.

58. Гасанов В.И. Влияние конструкции верхнего строения пути и осевых нагрузок на остаточные деформации пути //Железнодорожный путь и его содержание: Труды МИИТа. Вып.698.-М.: Транспорт 1982. с.34-41.

59. Попов С.Н. О допускаемом напряжении на балласт // Труды ЦНИИ МПС. Вып.97.- М.,Трансжелдориздат.1955. с.353-385.

60. Шахунянц Г. М. Железнодорожный путь. — М. Трансжелдориздат, 1961.-c.596.

61. Филиппов В.М. Управление состоянием технических средств. -Железнодорожный транспорт.- 1986. №10.- с.40-41.

62. Филиппов В.М. К методике определения аналитической зависимости остаточных деформаций пути от срока службы //Вопросы пути и путевого хозяйства: Труды МИИТ. Вып.646.-М., 1979.-е. 112-117.

63. Ильяшенко В.А. Осевые нагрузки и их связь с осадками железнодорожного пути //Вопросы взаимодействия пути и подвижного состава: Межвузовой сб. научн. трудов.-Днепропетровск,1989. с.47-52.

64. Коваленко Н.И. Совершенствовать систему содержания пути. // Путь и путевое хозяйство. 2001, № 1,- с. 24-27.

65. Кульматицкий Б.Е. Повышаем качество выправки пути. Путь и путевой хозяйство. - 1984 - №6. - с.8-11.

66. Каменский В.Б. Внедрение механизированного способа текущего содержания пути на Московской ж.д. //Проблемы повышения эффективности работы железных дорог: Труды МИИТ. Вып.740. - М.: 1983.-С.78-84.аъо.

67. Корн Р.И., Трухачев А.Э., Щепотин Г.К. Исследование остаточных деформаций асбестового балласта //Повышение эффективности работы железнодорожного пути в условиях Сибири и Казахстана: Межвузовой сб. научн. трудов. НИИЖТ. Новосибирск, 1983. - с.64-67.

68. Тихомиров В.И., Петропавловская Г.В. К вопросу прогнозирования сроков назначения ремонтов пути. //Исследования вопросов совершенствования норм устройства и содержания рельсовой колеи; сб. трудов ВЗИИТ. Вып.99 -М. 1979. с.5-13.

69. Тихомиров В.И. Система организации ремонтов пути и методы ее оптимизации //Железнодорожный транспорт — пути развития и совершенствования его работы: сб. трудов ВЗИИТ. Вып. 130. М., 1985. -с.91-96.

70. Крейнис 3.JL, Майоров Э.Г., Горшкова JI.B. Прогнозирование работ по обслуживанию железнодорожного пути.// Труды ВЗИИТ, Вып.118, -М.,1983. с.28-36.

71. Sato Y, Komiura М. Growth of track irregularily of ballasted track improved for notionwide Shinkansen network //Qudrf. Repts Bailw Tehn. Res.Jnst -1982.-23.-№2.-s.88.

72. Экспресс-информация «Путь и строительство железных дорог».-1982.-Реф.50.81 .Nagafuzi N, Noguchi N Test in characterises of ballast track laid on sail Roadfed. Quart.Rehts.Railway Techn.Res. Jnet.-1978 - - №4 - s. 174-177.

73. Экспресс-информация «Путь и строительство железных дорог».- 1979.-Реф.232.

74. Hirano М.,Calculations on subsidence of track by «New thory on track deformation» Quart Reptc. Railway Techn. Res. Jnet-1979 20- №2 - s.84.

75. Экспресс-информация «Путь и строительство железных дорог» 1980. - №10. - с.5-6.аъъ

76. Sugiyama N. Survey and analisis on growth of trach irregularity «Quart.Repfs. Railway Techn. Rec. Jnet»,- 1979. 20.-№ 3. -s. 128-129.

77. Экспресс-информация «Путь и строительство железных дорог».1979.-№8. реф. 100.

78. Eisenmann J.Verformungsverhalten des Schienenauswirkungen auf die oberbaubeanspruchung. Lagestabilitat und Storangsfuktion.- Clasers Annalen.1980.-104.-№2.- s. 37-41.

79. Hettler A. Bleibende Setzangen des Schotteroberbahnes, «ETR -Eisenbahntechnische Randschau».- 1984.-33.-VII-s.847-852,854.

80. Певзнер B.O. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук М. ВНИИЖТ.- 1992.

81. Певзнер В.О., Еремушкин А.А. Текущее содержание пути на высокогрузонапряженных линиях. /Путь и путевое хозяйство. №5.-2004.-с.17-18.

82. Шерстянникова И.В. Эксплуатационные испытания пути в зоне стыка измененной конструкции. /Путь и путевое хозяйство. 2002г. №3.-с.8-11.

83. Желнин Г.Г., Кузнецов В.В. Влияние осевых нагрузок на путь. /Путь и путевое хозяйство. 2001г., №5,- с.26-27.

84. Васильченко Г.М. Деформативность пути при различных способах выправки. /Путь и путевое хозяйство.2004г., №6.-с.11-12.

85. Троицкий М.Д. Вопросы продления срока службы деревянных шпал. Труды ВНИИЖТ. Вып. №150. М. Трансжелдориздат. 1958,-с.88.

86. Еремушкин А.А. Укрупненные производственные участки. Путь и путевое хозяйство №1, 1989г., с.5-8.

87. Лысюк B.C., Желнин Г.Г., Еремушкин А.А., Кузнецов В.В. Испытания при повышенных осевых нагрузках. /Путь и путевое хозяйство.2002, с. 11-13.

88. Желнин Г.Г. Еремушкин А.А. и др. Важные эксперименты на кольце. /Путь и путевое хозяйство. 2002г., №12.- с.8-9.95 .Матвеев С.И., Еремушкин А.А. и др. В будущее по Экспериментальному кольцу./ГЕОДЕЗИСТЪ.2002г., №5-6, с. 18-20.

89. Лысюк B.C., Еремушкин А.А. и др. Позитивные отличия зарубежных конструкций пути от отечественных. Железнодорожный транспорт.2003г. №2. с.73-76.

90. Еремушкин А.А. Желнин Г.Г. Конструкция отечественного пути находится на мировом уровне. Путь и путевое хозяйство 2003, №4. —с. 16-17.

91. Певзнер В.О., Прохоров В.М., Еремушкин А.А. Эффективность различных технологий работ по выправке пути.

92. Материалы конференции «Современные технологии на железнодорожном транспорте России». Дели, 2003,- с. 17-18.

93. Певзнер В.О., Прохоров В.М., Еремушкин А.А. Текущее содержание пути на линиях с высокой грузонапряженностью.

94. Материалы конференции «Современные технологии на железнодорожном транспорте России». Дели,2003,-с.24-25.

95. ЮО.Бесстыковой путь под редакцией В.Г. Альбрехта, А .Я. Когана М., Транспорт, 2000г. -с.97.