автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Обеспечение надежности и эффективности бесстыкового пути в сложных условиях эксплуатации

РГ6 од

ВСЕРОССИЙСКИЙ! НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ | )^Й1ЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи

ГРИЩЕНКО Валерий Александрович

УДК 625.143.482

ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Специальность 05.22.06 — Железнодорожный путь

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА 1993

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта.

Доктор технических наук, профессор С. И. Кланов (МИИТ);

Доктор технических наук, профессор 3. Л. Крейнис (ВЗИИТ);

Доктор технических наук, профессор С. И. Морозов (АЛТИ)

Ведущая организация: Главное управление пути МПС РФ.

на заседании специализированного совета Д.114.01.03 при Всероссийском научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта, в конференц-зале отделения организации и механизации путевых работ по адресу:

129327, г.Москва, проезд Русанова, 2, (метро «Свиблово»).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке научно-исследовательского института транспортного строительства по адресу: 129344, Москва Игарский проезд, 2.

Автореферат разослан »_ 0Г 1993 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 129851, Москва, 3-я Мытищинская, 10, ученому секретарю.

Научный консультант: Доктор технических наук, профессор А. Я. Коган Официальные оппоненты:

Защита состоится

1993 г. в

час.

Ученый секретарь специализированного сове канд. техн. наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.. Успешное решение стоящих пс-ед железнодорожным транспортом задач по своевременному качественному удовлетворению потребностей народного хо-лйства и населения в перевозках связано с интенсификацией еревозочного процесса на основе прогрессивных технологий повышения надежности технических средств.

Одним из основных направлений повышения надежности эффективности железнодорожного пути является расшире-не сферы применения бесстыкового пути, который в пер-пективе должен стать ведущей конструкцией верхнего строс-ия железных дорог.

Опыт эксплуатации показал, что наряду с известными реимуществами (сокращение выхода рельсов, снижение рас-одов на содержание пути и тягу поездов, улучшение ком-юртабельности езды пассажиров) в бесстыковом пути воз-икают как технические (физнко-механнческие), так и про-зводственные и эксплуатационные (технологические) огка-ы, существенно снижающие надежность и эффективность |ункционирования железных дорог. Ряд отказов имеет спс-нфический для бесстыкового пути характер, определяемый собенностями его конструкции. Возникновение физико-меха-нческих и технологических отказов, их устранение влияют а пропускную и провозную способность участков железных орог, особенно в сложных климатических и эксплуатацион-ых условиях Урала, Сибири и Казахстана, характеризуго-шхея высоким уровнем отказов бесстыкового пути. Решение роблемы обеспечения надежности и эффективности бессты-ового пути в сложных условиях эксплуатации возможно на снове комплексного рассмотрения как физнко-мсхапнческих, ак и технологических его отказов, разработки технических ешений и соответствующих технологий по их устранению и окращению влияния на перевозочный процесс.

В связи с этим, проведение комплекса теоретических и кспериментальных исследований закономерностей формиро-ани"я физико-механических и технологических отказов бес-гыкового пути с разработкой методов оценки его надежно-

cru, a также разработка технологий и технических средст для их устранения являются весьма актуальными,

Тема диссертационной работы тесно связана с планам научно-исследовательских работ Министерства путей сооС щеппя, ВНИИЖТа и НИИЖТа, с отраслевыми научно-то нпческими программами по путевому хозяйству.

Целыо работы является создание методологии и пнжсие| них методов расчета п прогнозирования надежности фупкщ опнровання бесстыкового пути в сложных условиях эксплуг тации, а также разработка комплекса технологий и техничс ских средств, направленных на повышение качества фупкщ оннрованпя и эффективности применения бесстыкового пут1 К основным задачам исследования относятся: разработка общих методов исследования надежности фу1 кционирования участка бесстыкового пути;

разработка методов оценки и прогнозирования надежис стн рельсов на участке железнодорожного пути;

исследования закономерностей формирования отказов прг дольных связей рельсов с основанием с построением матемг тнческих моделей и выполнением расчетов по оценке их иг дежностн;

исследование влияния условий эксплуатации на падея' ность рельсов и продольных связей рельсов с основанием;

разработка метода оценки критических параметров m чальных неровностей и их влияния на устойчивость бсссть нового пути;

теоретические н экспериментальные исследования нзмеш ппя напряженно-деформированного состояния рельсовых пл( тей в процессе их продольного механического иагружения;

разработка комплекса технических решений, технологий технических средств для ввода рельсовых плетей' в расче* пып режим как при укладке, так и в процессе эксплуатацп бесстыкового пути.

Научная новизна. В диссертационной работе дан новы методологический подход к решению проблемы обсспеченп надежности и эффективности бесстыкового пути, основании на учете влияния физико-механических и технологических ег отказов на перевозочный процесс;

разработана модель функционирования участка бесстык! го пути как сложной восстанавливаемой системы, позволял щая получить оценки надежности н эффективности бсссп кового пути; 2

созданы технологии п технические средства, обеспечипа-ющнс повышение качества функционирования п эффективности применения бссстыкового пути.

Наряду с указанным автором получены следующие новые результаты:

разработан метод оценки и прогнозирования надежности рельсов на участке бесстыкового пути, основанный на использовании теории восстановления простых систем и асимптотических свойств потока отказов;

разработана методика оценки влияния стохастической неэквивалентности рельсов по длине бесстыкового пути на его надежность;

создана имитационная стохастическая модель изменения во времени продольных связей рельсов с основанием;

разработаны методы определения критических параметров устойчивости бесстыкового пути;

определены закономерности напряженно-деформпрован-ного состояния рельсовых плетей в процессе их продольного механического нагруження;

установлены закономерности формирования ударного импульса и прохождения его по рельсовой плети;

предложен метод расчета напряженно-деформированного состояния рельсовой плети при восстановлении ее сваркой с применением способа предварительного изгиба, учитывающий геометрическую и конструктивную нелинейность расчетной схемы.

Выполненные технологические и конструктивные разработки (а. с. СССР № 1527357, 1439166, 1454682, 1439167, 1562376, 1576614) по вводу рельсовых плетен п расчетный режим как при укладке, так н в процессе эксплуатации бесстыкового пути направлены на обеспечение надежности и эффективности бесстыкового пути в сложных условиях эксплуатации.

Практическая ценность. Использование1 разработанных в диссертационной работе методов, моделей позволяет дать оценку надежности н эффективности функционирования бссстыкового пути в различных условиях эксплуатации, в том числе при изменении уровня воздействия на путь, качества текущего содержания пути и разном техническом и технологическом оснащении. Внедрение разработанных конструктивных и технологических решений обеспечивает существенное снижение затрат труда, денежных средств и количества «окон» на выполнение работ по укладке, сварке в пути и со-

держанию рельсовых плетей. Использование разработанные методов позволит иметь оперативную оценку надежности 1 эффективности функционирования участков бесстыкового ну 1и и принимать необходимые организационные и технически; решения по планированию текущего содержания и ремонто! . пути. Расширение внедрения разработок приведет к повыше пню надежности и эффективности путевого хозяйства в цс лом, что имеет важное народнохозяйственное значение.

Реализация работы. Результаты исследований реалпзова пы во «Временных технических указаниях на укладку, со держание и ремонт опытных участков бесстыкового пути < рельсовыми плетями длиной до блок-участка», «Технологнче скнх процессах разрядки температурных напряжении в рель совых плетях бесстыкового пути с постановкой их на аптп фрикционные пластины», «Технических указаниях на уклад ку, содержание и ремонт участков бесстыкового пути с рель совыми плетями сверхнормативной длины», «Временных тех пичеекпх указаниях на укладку и эксплуатацию опытны: участков бесстыкового пути в тоннелях метрополитенов с рельсовыми плетями, равными длине участков между каме рами съездов», «Технических указаниях но устройству, уклад кс и содержанию бссстыкового пути».

Экономический эффект от внедрения методов оценки на дежности и эффективности бесстыкового пути, конструктив пых и технологических разработок на Целинной и Алма Атннской железных дорогах составил 1560 тыс. р. в цепа: 1991 г. •

Апробация работы. Материалы диссертационной работь докладывались и были одобрены:

на секции путевого хозяйства научно-технического совет; ' .МПС (Москва, '1987 г.);

на секции путевого хозяйства ученого совета ВНИИ/КТ; (Москва, 1989, 1990." 1991 гг.);

' на научно-технических совещаниях отделения Комплекс пых испытаний и взаимодействия пути и подвижного состав; ВИИИЖТа (Москва, ¡989, 1990, 1991 гг.).:

па совместном научно-техническом совещании отделепш Путевого хозяйства и отделения Комичекг.ных испытаний I взаимодействия пути и подвижного состава ВННИЖТа (Мо сква, 1993 г.);

на Всесоюзной научно-технической конференции «Методь

и средства диагностирования технических средств железно дорожного транспорта» (Омск, 1989 г.); , 4

на паучно-техппчсекнх конференциях НИИЖТа п ДорНТО Западно-Сибирской железной дороги (Новосибирск, 1975— 1001 г..);

па техническом совете службы пути Западно-Сибирской железной дороги (Новосибирск, 1980, 1981, 1982 г..);

на техническом совете службы пути Целинной железком тороги (Целиноград, 1985—1991 гг.);

па техническом совете службы пути Алма-Атинской железной дороги (Алма-Ата, 1990, 1991 гг.);

па техническом совете Новосибирского метрополитена (Новосибирск, 1990, 1991 гг.);

па заседаниях кафедры «Путь и путевое хозяйство» НИИЖТа (1980—1991 гг.).

Публикации. По результатам выполненных исследовании опубликовано 60 статей в научно-технических журналах и п'орниках трудов.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных нсточ-Iнков. Работа изложена на 555 страницах машинописного текста, иллюстрированного 122 графиками, схемами и фотографиями, а также 82 таблицами. Список литературы включает 47-1 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы, формулированы цель и задачи работы, а также излагаются основные положения диссертации, которые выносятся на защиту.

Л первой главе на основе анализа результатов исследований закономерностей формирования отказов бесстыкового тути, технических и технологических решений по их устра-1ению рассмотрены проблемы п перспективы обеспечения ьчдежностн н эффективности бсостыкового пути.

Основой широкого применения па отечественных железных дорогах бсссгыкового пути, а также методов его расчета, укладки и содержания являются теоретические и экспериментальные исследования В. Г. Альбрехта, В. Ф. Барабо-иина, М. С. Бочепкова, I:. М. Бромберга, М. Ф. Верпго, II. П. Вппогорова, Э. В. Воробьева, И. Я- Возпенко, Л. И. Рязанова, II. Б. Зверева, С. Й. Клннова, А. Я- Когана, 3. Л. Крейннса, В. А. Лаптева, С. И. Морозова, В. И. Новаковпча, ^. П. Першппа, 10. С. Ромена, В. Ф. Сушкоса, Ю. Ф. Шварта, В. Я- Шульгп, II. С. Чиркова, Г. С. Хвостик и др.

Вызываемые интенсификацией перевозочного процесса проблемы эксплуатации железнодорожного пути явились'одной из причин повышения объема и уровня исследований его надежности. В разрабатываемом в настоящее время комплексе методических и нормативно-технических документов по управлению надежностью железнодорожного пути заложены предпосылки, в соответствии с которыми железнодорожный путь рассматривается как восстанавливаемый ремонтируемый объект. На основе стандартов «Надежность в технике» разработана система терминов и определений по надежности железнодорожного пути, с позиций классической теории надежности описаны возможные состояния пути, выполнена классификация отказов пути, рассмотрены оценочные показатели его надежности.

Обобщение опыта эксплуатации бесстыкового пути и проведенных исследований позволило сделать вывод о том, что назрела необходимость разработки методов оценки надежности бесстыкового пути, рассматриваемого как восстанавливаемая техническая система. Подобный системный подход применительно к функционированию транспортной системы, вагонов и устройств железнодорожной автоматики и телемеханики реализован в работах Л. Д. .Шишкова, К. И. Войпо-ва и Р. Ш. Ягодина.

Актуальность исследования вопросов обеспечения надежности и эффективности бесстыкового пути обусловлена также интенсификацией перевозочного процесса, приводящей, как показывают исследования Ю. Д. Волошко, Э. В. Воробьева, Э. П. Исаенко, А. К. Уразбекова и др., к сокращению срока службы элементов пути. При этом, по данным Н. П. Впного-рова, С. И. Клинова, наблюдается значительный уровень такого технологического отказа, как необходимость ввода рельсовых плетей в расчетный режим эксплуатации.

Исследования, посвященные оценке надежности наиболее важного элемента железнодорожного пути — рельсов, велись н ведутся по нескольким направлениям. Исследованию эмпирических зависимостей выхода рельсов от пропущенного тоннажа, получаемых аппрокспмацней данных об их отказах, посвящены работы В. С. Лысюка, Л. П. Мелентьева, В. Л. Порошнна, X. Балуха, Л. Г. Крысапова, Н. И. Карпущенко. В работах Г. И. 'Гарнопольского, П. П. Цуканова, М. Б. Смирнова, О. С. Скворцова, Ю. Ф. Шварца, Л. Ф. Грачевой, В. М. Филиппова и др. рассматривается надежность рельса как отдельного элемента и разработаны методы определе-

ния характеристик случайной наработки на отказй рельсов. С. П. Перший для оценки уровня надежности рельсовых плетей предложил использовать степень опасности превышения предела ползучести и применять статистические методы строительной механики. Разработке статистических теории, отражающих сущность физического процесса контактно-усталостного повреждения рельсов, посвящены работы О. С. Сквор-иова, Л. Я- Когана, В. Н. Гаврнлова, Р.,К. Стеле, А. В. Перл-мана, Г. Д. Кеслинга. '

Существующие методы оценки отказов рельсов основаны в основном на исследованиях надежности рельса как отдельного элемента. Для оценки надежности участка железнодорожного пути, рассматриваемого как восстанавливаемая' техническая система, необходимо исследовать надежность подсистемы, предоставляющей собой совокупность рельсов на данном, участке.

Существующее техническое и технологическое обеспечение восстановления^ целостности рельсовых плетей сваркой с применением способа предварительного изгиба связано с работами В. И. Новаковпча, С. И. Клинова, Н. П. Внногоро-ва, И. Я- Возненко, В. Ф. Сушкова и др. Дальнейшее совершенствование данного обеспечения связано с созданием моделей, учитывающих нелинейность расчетных схем, и разработкой эффективных технологии п технических средств.

Отечественными п зарубежными учеными уделяется большое внимание разработке технических и технологических решений по эффективному устранению такого технологического отказа бесстыкового пути, как укладка рельсовых плетей вне расчетного интервала температур. Так, комплекс исследовании С. И. Клннова направлен на совершенствование технологии путевых работ и разработку методик оптимального планирования работ по укладке рельсовых плетей. Исследования и экспериментальные разработки В. И. Матвецова, М. В. Липского, В. И. Зубова, К. С. Исаева, М. Сьбева, П. Пенсва, Л. Корса, Г. Г. Жулева и др. направлены па создание технологий и технических средств для ввода рельсовых плетей в расчетный режим эксплуатации.

Теоретическим и экспериментальным исследованиям ввода рельсовых плетей в расчетный режим в процессе эксплуатации бесстыкового пути посвящен ряд работ М. С. Боченко-ва, С. И. Клннова, В. И. Новаковича, Н. П. Виногорова, А. С. Четверикова и др.

Однако, несмотря на многочисленные исследования и йме-■ ющнеся разработки, проблема ввода рельсовых плетей в расчетный режим- при их укладке и в процессе эксплуатации независимо от температурных условий остается.

Необходимым условием предотвращения отказов ~бессты-кового пути, заключающихся в появлении отклонений напряженного состояния бесстыкового пути от расчетного, является обеспечение надежности продольных связей рельсов с основанием. В работах В. И. Ангелейко, В. Я- Шульги, В. А.

' Лаптева, А. В. Васина, А. И. Гасанова, II. М. Хазннского, Ш. А. Иргашева, А. И. Белоусова, Е. Е. Лукьянова и др. исследована интенсивность падения натяжения клеммпых н закладных болтов скреплений, периодичность нх затяжки в различных эксплуатационных условиях. Важные исследования по разработке методологии и инженерных методов оцен-. кн надежности рельсовых скреплений, случайного процесса разрегулирования узлов скреплений проведены Н. И. Кар-пущенко.

Совершенствованию конструкции и расчетов рельсовых скреплений, анализу результатов наблюдений за их-работой посвящены исследования В. Г. Альбрехта, Н. В.. Петрова, П. С. Гайдамаки, В. Ф. Афанасьева, Н. Д. Кравченко, Ю. Ф. Шварца, В. В. Купцова, А. И. Гасанова, Л. П. Алексеевой и др. ' , .

Анализ исследований показывает важность и целесообразность получения оценки влияния отказов элементов скреплений на их способность воспринимать продольные силы и в конечном итоге на периодичность подтягивания болтов скреплений.

Исследованию условий потери устойчивости рельсошпаль-ной решетки, являющейся отказом, приводящим к серьезному нарушению перевозочного процесса, посвящены работы К. Н. Мищенко, А. А. Крнвободр'ова, С. П. -Першина, А. Я-Когана, С. И. Морозова, Ю. С. Ромена, М. Ф. Вериго и др. Комплекс экспериментальных исследований устойчивости бесстыкового пути, выполненный во БНИИЖТе иод руководством Е. М., Бромберга, послужил основой 'для разработки действующих на дорогах сети правил определения нижней границы закрепления рельсовых плетей. Разработанная М. Ф. Вериго имитационная динамическая модель потерн устойчивости бесстыкового пути позволяет определить варианты наиболее рациональных режимов закрепления рельсовых плетей, анализировать причины возникновения аварип-

ных ситуаций под поездами при возникновении повышенных' боковых сил.

Использование закономерностей формирования как физико-механических, taк и технологических отказов бесстыкового пути позволяет получить модель для оценки и прогнозирования надежности и эффективности бесстыкового пути при рассмотрении его как восстанавливаемой технической системы.

В связи с этим сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе обоснованы показатели надежности и эффективности функционирования бесстыкового пути как сложной системы, описано построение модели функционирования участка бесстыкового пути, разработаны методы оценки надежности рельсов и продольных' связей рельсов с основанием, дана оценка влияния на их надежность условии эксплуатации, выполнена оценка надежности и эффективности функционирования участка бесстыкового пути при существующем техническом и технологическом обеспечении.

Проблема обеспечения надежности и эффективности бесстыкового пути — комплексная. Различные аспекты данной проблемы связаны с выбором показателей надежности и эффективности функционирования рассматриваемой системы;-изучением процессов формирования неоднородных отказов бесстыкового пути и получением оценок их влияния на перевозочный процесс; с экспериментальными и конструкторскими поисками наилучших технических и технологических решений.

Участок бесстыкового пути представляется возможным рассматривать как восстанавливаемую техническую систему, функционирование которой' определяется не только состоянием составляющих элементов, но и режимом эксплуатации, необходимостью выполнения ряда технологических мероприятий. Данная система предназначена для выполнения определенной функции, а именно—для обеспечения перевозок грузов н пассажиров. При этом необходимо рассматривать участок длиной не менее поездо-участка.

Будем различать два основных состояния участка железнодорожного пути: работоспособное и неработоспособное. Работоспособным будем считать состояние технической системы (ТС), при котором отсутствуют задержки поездов. Состояние ТС, при котором возникают задержки поездов, принимаем неработоспособным.

Рассмотрим следующие состояния ТС:

0 — состояние пути с отступлениями от норм и допусков его

устройства и содержания, но полностью работоспособное и исключающее задержки поездов;.

1 — в системе возникают задержки поездов, вызванные сме-

ной дефектного рельса в уравнительном пролете;

2 — установлено ограничение скорости, вызванное отступле-

ниями от норм содержания пути;

3 —* в системе возникают задержки поездов, вызванные раз-

рядкой температурных напряжений;

4 — установлено ограничение скорости, вызванное угоном пу-

ти;

5 — в системе возникают задержки поездов, вызванные по-

терей устойчивости пути; С — в системе возникают задержки поездов, вызванные локальной разрядкой напряжений (или локальным перераспределением напряжений);

7 — в системе возникают задержки поездов, вызванные пере-

кладкой рельсов в уравнительных пролетах;

8 —в системе возникают задержки поездов, вызванные про-

изводством временного восстановления рельсовых плетей; ,

9 — в системе возникают задержки поездов, вызванные вос-

становлением рельсовых плетен сваркой. Соответствующий граф состояний рассматриваемой ТС приведен па рис. 1, где символами обозначены интенсивности переходов из работоспособного состояния в перабото-■ способное, ,а также из одного неработоспособного в другое неработоспособное; символами ¡>7-, •—интенсивности переходов из неработоспособных состояний в работоспособное.

Принимаем, что изменения состояний этой системы описываются однородным марковским процессом. Тогда уравнения, описывающие данную модель, имеют вид:

' Л. ~ Р, \Чо »: • У/'г 1,

ю

Риг 1

Соответственно вероятности нахождения участка ~бессты-кового. пути в рассматриваемых состояниях определяются выражениями:

1

Р

1 + 2 ? О1ПЧ0

;-- -1

Р. Р л .

' I 'о ш. 1 ю •

(2)

Надежность функционирования ТС, описываемой рассмотренной моделью, и степень приспособленности ее к выполнению своего назначения представляется . возможным оценивать вероятностью пребывания ТС в работоспособном состоянии, которая численно равна коэффициенту готовности системы.

Результат функционирования системы будем оценивать величиной задержек поездов, вызванных пребыванием ТС ц неработоспособных состояниях, а также расходами но задержкам поездов' и суммарными приведенными расходами по ее эксплуатации.

Для оценки пнтенспвностей перехода системы из работоспособного в неработоспособное состояние, вызываемое отка-

зами рельсов, рассмотрим процесс восстановления подсистемы из последовательно соединенных стохастически ' эквива-' ленгных элементов, восстанавливаемых после отказа. Из рассмотрения асимптотических свойств потока отказов рельсов на участке пути, в соответствии с работами Б. И. Григелиоса и Б. В. Гнеденко, следует, что данный поток является нестационарным пуассоновским потоком с переменным параметром. Тогда вероятность появления я отказов на интервале наработки выражается формулой

п5 ( [ ) (Г)^

РЛТи Г2) = —^-), (3)

где я — количество элементов на участке; /(Т) —плотность распределения долговечности элемента.

При вычислении оценок параметров распределения наработки целесообразно фиксировать наработку на каждый отказ и использовать распределение Вейбулла—Гнеденко.

Из рассмотрения экстремума функции (3) и выражения функции распределения Вейбулла—Гнеденко получим формулы для определения наработки, соответствующей появлению & отказов на участке:

йа одном километре:

т=в Иг1-,,)Г <»

где 0 — масштабный параметр распределения Вейбулла— Гнеденко; (5 — параметр формы; I — длина элемента.

Использование характеристик распределения долговечности элемента для определения параметра потока отказов системы связано с погрешностью, вызываемой существенной усеченностыо выборки, используемой для определения наработки на отказы рельсов. Исключение данной погрешности связано с рассмотрением процесса восстановления, характеризующегося функцией распределения наработки системы на отказ, в данном случае — функцией распределения наработки между отказами рельсов. ■На основе проверки согласия ряда выборок теоретическим распределениям с помощью критерия Ц,2 установлено, что распределение наработок между

отказами рельсов представляется возможным описывать как гамма-распределением, так и распределением Веибулла— Гпедеико.

Параметр потока отказов системы связан с плотностью распределения наработки между отказами известным уравнением восстановления (94):

о>(Т)=[(Г) + \{(Т~х)ы(х)(1 т. (6)

При распределении Веибулла—Гпедеико наработки между отказами уравнение (6) решалось численным методом, а при гамма-распределении использовался ряд:

оо . ' Л-/1!- 1

М(Г> = 2 V,., с.хр (—а Т), (7)

где а—масштабный параметр; (5 — параметр формы; Г (к р) — гамма-функция.

При малых объемах выборок отказов рельсов представляется возможным на ограниченном интервале наработки использовать среднюю наработку на отказ:

о)(7)-1/отг. (8)

Использование средней наработки на отказ соответствует предпосылке о том, что на ограниченном интервале наработки рассматриваемый процесс восстановления является пуас-соновскнм с параметром со (Г.), границы доверительного интервала которого определяются выражениями:

а (Г) = ^(2^)/2 Л Г);

(0)

- (»(Т)=у;г(2Ю/2-\Т),

где о>(Т) н со (Г) — соответственно верхняя и нижняя границы интервала; ■/_' , —соответственно с/.\—квантиль и «2 — квантиль, х2 — распределения с 2N степенью свободы; N — число отказов системы, наступивших при пропуске тоннажа А Т. '

Тогда прогноз количества отказов рельсов па участке п его доверительные интервалы определяются выражениями;

ЧЭ

:N(тí+l) = ^(т¡)^-й(т¡)(т¡+l-т¡)■, (Ю)

/±(Тщ) = М(Т{) + ш (ТМТш- т,),

где — фактическое количество отказов на участке пос-

ле пропуска тоннажа /',.

Выполненные расчеты показали достаточную эффективность рассмотренных методов оценки отказов рельсов на участке бесстыкового пути. 'Гак, сравнительный анализ фактических и расчетных наработок, соответствующих реализации заданного количества отказов, выявил погрешность, равную в среднем 4°/о, Анализ полученных результатов показывает эффективность применения теории восстановления простых систем' при малых объемах выборок отказов. Так, при выборках объемом 8 и 17 отказов погрешность на порядок меньше по сравнению с использованием функции распределения одного элемента.

Для оценки влияния на величину параметра потока отказов его нестацнонарности, а также эксплуатационных условий использовался разработанный Г. В. Дружининым метод пересчета средней наработки до отказа на различные условия применения объектов.

Одним нз важных отказов бесстыкового пути является ослабление продольных связей рельсов с основанием до критической величины, после которой не обеспечивается достаточного сопротивления продольному перемещению рельсов, что приводит к появлению угона н нарушению расчетного напряженного состояния рельсовых плетен. В работах Н. И. Карпущенко разработана методика определения периодичности работ по подтягиванию болтов скреплений на основе исследования случайного процесса разрегулирования узлов скреплений из-за ослабления - натяжения клеммных н закладных болтов. Однако, наряду с разрегулированием узлов скреплений, существенное влияние на процесс ослабле: ния продольных связей рельсов с основанием оказывают 'отказы элементов скреплений.

''Для. оценки влияния надежности элементов скреплений на их способность .воспринимать продольные силы и на периодичность подтягивания болтов скреплений в работе (исходя из общей схемы прикрепления рельса к основанию) рассмотрены следующие отказы узлов скреплений: 14

узел скрепления не обеспечивает полной нссутей способности, соответствующей безотказной работе его элементов;

узел скрепления не обеспсчппает половины несущей способности, соответствующей безотказной работе его элементов.

Данные отказы являются вторичными н вызываются отказами элементов скреплений.

Для указанных отказов разработаны структурные схемы н получены формулы для расчета вероятности безотказной работы скреплений типов КБ, БП н ЖБР.

При выполнении расчетов распределение наработки до отказа элементов и узла в целом принималось нормальным. Для определения параметров нормального распределения наработки до отказа узла скрепления применялся метод квантилей в сочетании с методом наименьших квадратов. В качестве количественной оценки надежности узлов скреплений использовалась вероятность их безотказной работы н интенсивность отказов.

Из анализа результатов расчетов следует, что наиболее высокая интенсивность отказов (и соответственно наименьшая надежность) наблюдается у скреплений типа ЖБР. Так, интенсивность отказов узлов скреплений, обусловленных необеспеченном полной несущей способности, для скреплений типа ЖБР в среднем в 2,5 раза превышает интенсивность отказов для скреплений типа КБ.

Сравнительный анализ также показывает, что при наработке соответственно до 500 и 350 Мт интенсивность отказов, связанных с необеспеченном полной и половины несущей способности, у скреплении типа КБ существенно ниже, чем у типа БП. При этом для всех типов скреплений интенсивность отказов, обусловленных псобеспечсппем полной несущей способности, значительно выше интенсивности отказов, связанных с псобеспечеппем половины несущей способности узла скрепления. Так, для скреплений типов КБ и БП эта разница достигает б среднем 60%, а для скреплений тина ЖБР 70%.

Выполненная оценка влияния осевых нагрузок на надежность продольных связей рельсов е основанием показала, что увеличение осевой нагрузки со 162 до 191 кН/ось приводит к уменьшению на 26% математического ожидания наработки на отказ. Результаты прогноза надежности скреплений при осевой нагрузке, равной 245 кН, выполненного пересчетом средней наработки до отказа, указывают на резкое уменьшение надежности после пропуска 100 Мт. Так, после пропуска

300 Мт вероятность безотказной работы скрспленин уменьшается г. два раза по сравнению с осевой нагрузкой, рапной

При укладке рельсовых плетей болты скреплений затягивают номинальным крутящим моментом Л/,,. В процессе эксплуатации величина этого параметра, случайно изменяясь, уменьшается. Для обеспечения достаточного сопротивления продольному перемещению рельсов величина указанного параметра не -должна достигать критического значения Л1прсл, при котором узел скрепления считают неработоспособным. Для этой цели, после определенной наработки, во всех узлах скреплений восстанавливают начальное значение параметра Мп.

Определенное влияние на процесс ослабления продольных связей рельсов с основанием оказывают отказы элементов скреплении. Для оценки данного влияния в работе предложена имитационная стохастическая модель, связывающая случайную величину наработки с параметрами полуслучайного процесса ослабления затяжки болтов н вероятностями состояний узла скрепления, характеризующихся величиной сопротивления узла продольным перемещениям рельса:

где Т — пропущенный тоннаж относительно последнего закрепления болтов скреплений; р, а— параметры нолуслучай-по11 функции, описывающей изменение в процессе эксплуатации величины крутящего момента болтов узла скреплении;

— вероятность того, что сопротивление узла продольным перемещениям меньше расчетного сопротивления, соответствующего безотказной работе его элементов; Рч — вероятность того, что узел скрепления характеризуется полным отсутствием сопротивления продольным перемещениям рельса.

Числовые, характеристики случайной величины р и детерминированная величина а определялись методом наименьших квадратов па основе экспериментальных данных. Вероятности Р1 н Р2 являются функциями пропущенного тоннажа н параметров распределения наработки.

Из анализа результатов имитационного моделирования следует, что учет влияния отказов элементов узла скрепления на надежность продольных связей рельсов с основанием при-10

162 кН.

(П)

г(Г)=0,5(Р1+Р2),

водит к существенному уменьшению наработки до достижения предельного значения крутящего момента для клеммчых болтов скреплений типа КБ после пропуска 300 Мт, а для закладных — после пропуска 200 Мт. Для болтов скреплений типа ЖБР влияние отказов элементов узла наблюдается практически сразу после начала эксплуатации.

Следовательно, на тех участках бесстыкового пути, где при текущем содержании не производится замена дефектных элементов скреплений, для обеспечения надежности продольных связей рельсов с основанием периоды между закреплениями болтов необходимо уменьшать. Так, при пропуске тоннажа 400 Мт необходимое уменьшение периодичности достигает 50%. Разработаны рекомендации по периодичности подтягивания болтов скреплений, учитывающие влияние отказов элементов скреплений на интенсивность ослабления продольных связей рельсов с основанием.

Одним из важных условий надежной работы бесстыкового пути является обеспечение в процессе эксплуатации расчетного напряженно-деформированного состояния рельсовых плетей. Для оценки изменения продольного напряженно-деформированного состояния рельсовых плетей на участках бесстыкового пути с ослабленной противоугонной системой от воздействия поездной нагрузки определялись продольные перемещения сечении рельсов под проходящими поездами в зависимости от типа подрельсовых прокладок,-длины участка с ослаблением затяжки клеммньгх болтов и изменением степе-пи ослабления. Эксперименты проводились па прямых участках с рельсами типа Р05. Профиль пути — спуск крутизной 2 ... 8%о, площадка; подрельсовые прокладки из резины, кор-доиита и полпэтилепа; масса поездов, следовавших по опытным участкам как в режиме тяги, так п в режиме торможения, колебалась от 1500 до 12000 т. Продольные перемещения сечений рельсов регистрировались на участках длиной 50, 100, 150 н 200 м при затяжке клеммных болтов моментом 50 М-м и полном ее отсутствии.

Анализ записей на осциллограммах продольных перемещении рельсов показал, что вид эпюры продольных перемещений формируется от воздействия локомотива и, в основном, сохраняется при прохождении поездной нагрузки. При движении поездов в режиме тяги и длине участка раскреп-^ ления до 100 м не установлено влияния на величину продольных перемещений длины этого участка и степени -ослабления продольных связей. Изменение режима движения поездов с

тяги на торможение, увеличение длили участка ослабления продольных связей до 150 и 200 м, а также степени пх ослабления приводит к возрастанию продольных перемещений рельсов. Так, при увеличении длины участка с затяжкой клеммных болтов моментом 50 Н-м со 150 до 200 м (иод-рельсовые прокладки из резины) и движении поездов в режиме тяги перемещения сечения рельса в середине участка возросли в два раза, достигая 0,8 мм. При этом увеличились и остаточные перемещения, достигающие 0,2 мм.

Наибольшие перемещения зарегистрированы при пропуске подвижного состава в режиме торможения по участку длиной 200 м с полным отсутствием продольных связей рельсов с основанием п имеют порядок 0,5 ... 0,65 мм (подрельсовые прокладки из резины). Величина остаточных перемещений равна в среднем 0,35 ... 0,45 мм. При этом возникающие под поездом сжимающие и растягивающие продольные силы не превышают 30 кН. Установлено существенное влияние материала подрельсовых подкладок на величину перемещений сечений участка с ослабленными продольными связями рельса с основанием.

Выполненная оценка остаточных продольных сил в сечениях на границах участка с затяжкой болтов моментом 50 Н-м и менее показала, что при длине участка 150 м и более в указанных сечениях величина остаточных продольных сил достигает 95 ... 125 кН. Неравномерность остаточных продольных сил на длине участка ослабления превышает 200 кН. При этом особо неблагоприятное влияние на процесс формирования остаточных продольных сил оказывает движение поездов в режиме торможения. Возникновение подобных дополнительных продольных сил может привести к появлению технологического отказа бесстыкового пути, заключающегося в необходимости локального'перераспределения продольного напряженно-деформированного состояния рельсовых плетей.

Для опенки надежности и эффективности функционирования участка бесстыкового пути при существующем техническом и технологическом обеспечении рассматривался поездо-участок длиной 140,5 км с грузонапряженностью по первому пути 50,3; 100,0; 150,9 Мт, а по второму соответственно 40,2; 80,4; 120,6 Мт, графиковой пропускной способностью по первому пути 32, 64, 96 поездов, а по второму соответственно 35, 70 и 105 поездов. Для определения интенсшшостсн перехода рассматриваемой системы использовались данные об отказах второго пути с грузонапряженностью 40,2 Мт за период с

1979 по 1988 г. При >том первое состояние системы, характеризующееся сменой дефектных рельсов в уравнительных пролетах, п третье, связанное с проведением разрядки температурных напряжений, Гнили включены во второе состояние. Пятое состояние системы, вызванное потерей устойчивости пути, вследствие отсутствия статистических его характеристик не рассматривалось.

Для определения параметра потока отказов, приводящих 'ГС во второе состояние, рассматривались неисправности и путевые работы, вызывающие ограничения скорости пли перерывы в движении поездов. При определении нптеиенвпо-стей перехода ТС из работоспособного состояния в четвертое состояние, обусловленное снижением уровня затяжки до критического, принятого равным 70 П-м, учитывалось влияние отказов элементов скреплении на интенсивность ослабления продольных связей рельсов с основанием. Интенсивности переходов ТС в шестое, восьмое и девятое состояния, связанные с восстановлением целостности рельсовых плетей, определялись на основе установленных закономерностей изменения параметра потока отказов на участке бесстыкового пути. Параметр потока отказов, приводящих ТС в шестое состояние, определялся с учетом предпосылки, полученной па основе фактических данных и заключающейся в том, что восстановление целостности сваркой 30% рельсовых плетей производится вне расчетного интервала температур закрепления. Параметр потока отказов, вызывающих седьмое состояние ТС, получен па основе анализа данных о проведении работ по переукладке уравнительных рельсов, обеспечивающей удовлетворительную температурную работу уравнительных пролетов.

Параметры потоков восстановления, возвращающих ТС в работоспособное состояние, определялись на основе времени восстановления ТС, вычисляемого по следующей формуле:

^во:ст ~ ^ и\и-Рк I (12)

где /м — время восстановления ТС после к-го отказа; Рк — условная вероятность появления к-го отказа.

Время восстановления ТС после к-го отказа определялось па основе типовых технически обоснованных норм времени на выполнение путевых работ.

При определении задержек поездов на втором пути рассматриваемого поездо-учаетка для отказов, вызывающих и требующих для их устранения ограничения скорости, исполь-

зовались данные о продолжительности действия предупреждения, установленной предупреждением скорости, а для отказов, вызывающих и требующих для их устранения перерывов в движении поездов,— данные о их длительности, характеристиках предупреждений до и после перерывов в движении поездов.

Определялись поездо-часы простоя, поездо-часы при движении со сниженной скоростью и поездо-часы движения со сниженной скоростью по соседнему с ремонтируемым путем.

Для оценки эффективности функционирования участка бесстыкового пути были определены расходы по задержкам поездов, состоящие из расходов по простою поездов, расходов по движению поездов со сниженной скоростью, временных расходов от разгона и замедления поездов и энергетических потерь. На основе полученных интенсивностей переходов рассматриваемой технической системы из работоспособного состояния в неработоспособные и обратно, а также задержек поездов н вызванных ими расходов определены показателя надежности и эффективности функционирования ТС.

Анализ результатов расчетов показывает, что в процессе старения участка бесстыкового пути снижается надежность и эффективность его функционирования. Так, при грузонапряженности 80,4 М^ н после пропуска 430 Мт груза вероятность пребывания участка в состоянии, характеризующемся отсутствием задержек поездов, уменьшается на 18%. При этом расходы от задержек поездов возрастают в 2,8 раза.

Снижение показателей надежности п эффективности работы участка бесстыкового пути наблюдается также при возрастании грузонапряженности. При возрастании грузонапряженности с 40,2 до 120,6 Мт и после пропуска 550 Мт груза вероятность пребывания системы в работоспособном состоянии уменьшается на 19%, а расходы от задержек поездов увеличиваются в 14 раз.

Из анализа полученных результатов следует, что для повышения надежности функционирования участка бесстыкового пути необходимо внедрять комплекс технологических и технических решений, направленных на уменьшение вероятности пребывания ТС во втором состоянии, характеризующемся неисправностями пути и проведением разрядок температурных напряжений, в четвертом состоянии, связанном с необходимостью закрепления промежуточных скреплений, а также в состояниях, связанных с.восстановлением целостности рельсовых плетей. 20

Третья глава посвящена анализу параметров, характеризующих устойчивость бсестыкового пути, п разработке метода, позволяющего дать оценку параметров начальной ненапряженной неровности, при которых потеря устойчивости происходит при наименьшем значении продольной температурной С1Г1Ы.

В связи с тем, что в аналитических методах рассматриваются деформации рельсовых нитей, предложено рассматривать сопротивление балласта поперечному перемещению шпал также относительно рельсовых нитей. Указанное приводит к получению характеристики, позволяющей комплексно оценить взаимодействие рельсов со скреплениями п шпал с балластом. Выполненная экспериментальная оценка сопротивления поперечному перемещению рсльсошпальной решетки, при которой нагруженпс шпал осуществлялось через закрепленные на них рельсовые рубки и перемещения регистрировались на уровне нейтральной оси рельса, показала, что учет взаимодействия рельсов со шпалами приводит к реализации сопротивления сдвигу при больших перемещениях по сравнению с типовой схемой загружения (в среднем на 0,18 мм).

Для аппроксимации экспериментальных данных по определению сопротивляемости бесстыкового пути деформациям использовалась двухпара.метрическая тригонометрическая функция арктангенса, имеющая горизонтальную асимптоту, а в нулевой точке — конечный угол наклона. Определены параметры этой функции для различной степени уплотнения балласта и затяжки гаек клеммных болтов.

Напряженно-деформированное состояние бесстыкового пути рассматривалось при следующих допущениях:

продольные силы в обеих рельсовых нитях одинаковы;

радиус кривизны обеих нитей один и тот же;

при деформации пути шпалы перемещаются параллельно самим себе;

изгибающие моменты и поперечные силы в обеих пптях равны

Вследствие принятых допущений представляется возможным рассмотреть напряженно-деформированное состояние одной рельсовой нити.

Из условия равновесия элемента рельсовой нити Ад' при действии на него продольных и поперечных сил получено

уравнение сжато-изогнутой рельсовой ннти, имеющее при постоянных продольной силе Р и радиусе р следующий вид:

¿¡^ + — -РЪ", (12)

р р

где Е1— изгибная жесткость рельса; | = —поперечный сдвиг рельсовой плети; К — продольное перемещение сечения рельса; <}\{1)—функция, описывающая сопротивление поперечному перемещению рельсовой нити в зависимости от величины перемещения; ЫЕ')—функция, описывающая сопротивление повороту рельсов относительно шпал в зависимости от угла поворота; |о=£о (■*) — ордината начальной ненапряженной неровности рельсовой нити.

В качестве функции, описывающей сопротивляемость рельсовой ниш деформациям, используем двухпараметрпческую обратную функцию тангенса

М!) =Д агс18 4-; (13)

о

¡2(1')= А агс(е-^-. - -(14)

а

Функцию с достаточной точностью можно представить

в виде:

ЫГ)=£Г- (15)

Тогда, учитывая разрядку продольных сил в процессе искривления рельсовой нити

Л (1С)

уравнение (.12) можно представить в следующем виде:

/:/ 5'" 'Г ~ ч) I" +/, (0 - ^ ((;")"-

4(17).

где ' Р{—■ температурная продольная сила, определяемая изменением температуры рельсов относительно температуры закрепления плетей; g — отношение параметров А и а; ЕР — продольная жесткость рельса.

г,.,

Для исследования устойчивости периодического решения уравнения (17) дадим координате 5 малое возмущение 6, в результате чего система сместится в новое положение, определяемое следующим уравнением в вариациях:

t~ 1 - -^-S'" + j'Pt — Ц—q- —- S" -

Ft" *

--- (;')'-,6"-O")-- —Г | 6'+/,'(g)6=0. (18)

P /

Определим критические параметры начальной неровности для прямого участка (о =

Принимая, что начальная неровность и изгиб стержня описываются соответственно уравнениями:

|о~Со cos G = cocos со .v; |=с cos 0 = с cos м х, (19) разложим функцию fi'(£) в ряд Фурье:

CJO

Ms) =¿0-1- ;v 2bn cos2«e, (20)

n = I

где bn---— j' /i'(ccos Q)cos'2n 0 с/ 0=

r: и

- (-1 )»/i //^Ус^-л)-"

.')- , « = 0, 1,2, ... (21)

Задача исследования уравнения (18) с представлением функции //(I) п П1|Де (20) близка к исследованию уравнений Матье—Хилла. Отличие заключается в необходимости получения решения с одной частотой. Принимая решение в виде

<5 = Ci cos (22)

получим систему уравнений, связывающих критических па-, ра метры с, Р,. аз н с0:

\/ JLUJiSy. ' (93)

> Lir-Vb^-Yt^

V /-21' -i-

p , О I / - - Г < '-¿О . 4 q ;

С2} t)1 -f £2

Г. (8 / + Гс1 ) с21.Н + щ в ()' ¿2 _ /,) _ 8 (Р _ с-2 шг £ -- ---^__

" Н - ЕГся

— 3 1

где / = /+ —Гс- г —.

8 4

Для оценки устойчивости бесстыкового пути в кривых участках предположим, что при продольной силе Р путь переместился во внешнюю сторону па величину у0. Данное перемещение приводит к реализации части сопротивления поперечному перемещению и соответственно к уменьшению сопротивляемости рельсошпальной решетки выбросу. При малых у0 можно предположить, что указанное уменьшение сопротивляемости имеет место н при деформациях внутрь кривой. Данное допущение позволяет представить функцию ЫУо+ь) в следующем виде:

М</о+Е) агс1е

V ' * (24)

— В агай ап^—

Ь Ь< '

где В !\ - — агс^-^

А* ~

вь

По аналогии с решением для прямого участка пути получим систему уравнений, связывающую величины с, о» и с0:

ш= |/^ 2 в*ь* {у(/■>*)* с- - !>*) .

/:7с2 | (Ь-у- -1 -с»

О . / 2 НШ*Ь* ( У (¿*)'-! 4 с- — Ь* ) , . Е1_

Г . С*/Ф771? • (25)

£ (8 / 4 Рс-) I 1С В* | ь>°-с*

" ыгС — £Гс3<а*

МС

Данная система решается с уравнением связи между параметрами уй и р, имеющим следующий вид:

'•-»Чт^-^))- ' <м>

ITa pire. 2 приведены зависимости амплитуды напряженной неровности с, критической длины неровности L=2 л/со п критической температурной силы Р(К от амплитуды начальной неровности с0 для прямого участка пути па слабо уплотненном асбесте с нормативной затяжкой клеммных болтов.

Из анализа результатов расчетов следует, что параметры критического состояния бесстыкового пути зависят от вида и степени уплотнения- балласта, характеристик начальной неровности, жесткости узлов рельсошпальноп решетки н общей кривизны пути.

Так, при принятых расчетных характеристиках сопротивляемости пути деформациям величина критической силы для слабоуплотнеппого щебеночного балласта на 11% меньше по сравнению с асбестовым.

Установлено, что уменьшение сопротивления узлов скрепления повороту рельсов относительно шпал приводит к снижению устойчивости бесстыкового пути. Так, для слабо уплотненного щебеночного балласта уменьшение крутящего момента затяжки гаек клеммпых болтов со 150 до 50 Н-м приводит к снижению критической силы на 28%.

Полученные результаты подтверждают известное положение о том, что при возрастании кривизны пути его устойчивость снижается. Так, для слабо уплотненного асбеста при стреле начальной неровности, равной 20 мм, уменьшение радиуса с 1500 до 500 м приводит к уменьшению критической силы на 10% •

Из анализа результатов по оценке влияния степени уплотнения асбестового балласта на величину критической силы следует, что при пропущенном тоннаже до 1,6 Мт устойчивость бссстыкового пути повышается незначительно (до 3%). После пропуска 4,1 Мт устойчивость возрастает существенно (в 2 ... 3 раза). Дальнейшее уплотнение асбестового балласта приводит к возрастанию устойчивости, но с меньшей интенсивностью.

Сравнительный анализ результатов расчетов и данных экспериментов, проведенных Е. М. Бромбергом, показывает, что при одинаковых амплитудах начальной ненапряженной неровности полученные значения продольных сил, вызывающих выброс пути, в среднем па 14% меньше экспериментальных. Указанное объясняется тем, что полученные решения относятся к самому неблагоприятному соотношению параметров начальных неровностей, когда низшая форма потерн устойчивости совпадает с формой начальной ненапряженной неровности н с формой напряженной неровности. Поэтому полученную оценку критической температурной силы следует считать нижней границей критических сил, получаемых при других видах начальных неровностей.

В четвертой главе рассмотрено техническое и технологическое обеспечение эффективного устранения как физико-механических, так и технологических отказов бесстыкового пути.

На основе анализа температурного режима укладки ji эксплуатации бесстыкового пути на Целинной и Западно-Сибирской железных дорогах установлено, что для устранения такого технологического отказа, как проведение разрядки температурных напряжений, необходимо иметь возможность создания в рельсовых плетях в процессе их укладки расчет-

\

пых напряжении при температуре рельсов ниже расчетного интервала до 35 СС и выше расчетного интервала до 15°С.

Одним на эффективных методов ввода бесстыкового пути п расчетный режим эксплуатации независимо от температурных условии производства работ при укладке рельсовых плетен является механическое продольное их нагруженис.

Для определения закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния рельсовых плетей в процессе их механического нагружеппя рассмотрим рельсовую плеть как упругую балку, прижатую к абсолютно твердому основанию и нагруженную продольной силон. При рассмотрении чисто фрикционного характера взаимодействия рельсовой плети с основанием возникающие па поверхности соприкосновения удельные силы трения на участках, где происходит деформация рельса, определяются погонным сопротивлением.

При укладке бесстыкового пути в рельсовых плетях имеются начальные напряжения, величина н знак которых в общем случае неизвестны. Однако для создания расчетного зазора между укладываемой плетыо п уравнительным пролетом уже уложенного и закрепленного бесстыкового пути рельсовую плеть необходимо перемещать, прикладывая растягивающее пли сжимающее усилие. Указанное приводит к вполне определенному начальному напряженному состоянию. При этом знак начальных напряжений может быть разным п соответствует направлению прикладываемого усилия-для перемещения плетп.

При начальных сжимающих напряжениях (после закрепления концевого участка протяженностью Ьх и нагружепня плети растягивающим усилием М) дифференциальные уравнения перемещении нмеюг вид:

<1х - ЕР (1-п 2 /г„ I (/л2 " £/■• ' 2

Ах ЕР - г

' I >

х>Ьх\ (27)

где «о, П\ — погонное сопротивление перемещению соответственно свободно лежащей и закрепленной плети; I — длина рельсовой плети; Ь0 — длина участка продольных перемещений; Ъ1 —длина участка закрепления.

Длина участка закрепления, исключающая сдвижку веси плети, определяется выражением:

(28)

>\ - - "о '

а длина участка продольных деформации по формуле:

ы 1 П[)1 ' ~ (/ (29)

"1 }-"о

Из решения (27) получены формулы для определения перемещений и продольных сил.

Получены также расчетные формулы для определения создаваемого продольным нагружеиием напряженно-деформированного состояния при начальных растягивающих напряжениях.

Расчетная величина создаваемых в рельсовой плети сил должна соответствовать разнице между расчетной температурой и температурой укладки:

Л(30)

где а — коэффициент линейного расширения рельсовой стали; /у ■—температура рельсов при укладке плети; ^ — расчетная температура закрепления рельсовой плети.

Величина усилия нагружепия плети, необходимого для создания напряженного состояния плети, равного в среднем расчетному, определяется из выражения

2 н, { п',. '

Для выполнения практических расчетов по определению .величины усилия нагружения рельсовой плети, обеспечивающего создание в плети расчетных напряжении, формулу (3!) целесообразно упростить, представив в виде:

(32)

Возникающая при этом погрешность, определяемая по формуле

¿р- —"о(»1 + "оЧ^г (33)

2 К -- "„)

как показывают расчеты, не превышает 1°/о-

На основе проведенных исследований изменения напряженно-деформированного состояния рельсовых плетей иурав-

ннгельиых пролетов в процессе их нагруженпя и выполненного анализа существующих технических средств разработай гпдравлпческпи прибор для ввода рельсовых плетен в расчетный режим эксплуатации при их укладке, имеющий следующие параметры: максимальное усилие растяжения 925 кН; максимальное усилие сжатия 400 кН; рабочее давление 25 МПа; масса — 4 блока но 64 кг.

Проведенная экспериментальная оценка создаваемого напряженно-деформированного состояния механическим нагруженном рельсовых плетей показала возможность их приведения к температуре закрепления, близкой к расчетной. Так, две пары рельсовых плетей длиной по 577 и 800 м, укладываемые в путь при температуре рельсов 2 ... 14СС, были приведены к температуре закрепления соответственно +26 н 28°С, отличающейся от расчетной на 1 °С. При этом наблюдалась существенная неравномерность продольных сил по длине плетей, достигающая 300 кП. Применение антифрикционных прокладок из полиамида, устанавливаемых па каждой пятнадцатой шпале, уменьшает в два раза указанную неравномерность продольных сил.

Одним из эффективных методов устранения технологического отказа бссстыкового пути, заключающегося в проведении в рельсовых плетях разрядки температурных напряжений, является принудительная их реализация в продольные деформации, которую можно осуществить ударным воздействием па рельсовые плети.

При исследовании процесса формирования и прохождения ударного импульса по рельсовой плети, учитывая несоизмеримые массы и длины ударника и рельсовой плети, целесообразно использовать волновую теорию, в основе которой лежит гипотеза плоских сечении, пренебрежение поперечными колебаниями и предположение о том, что поверхности соприкосновения являются параллельными плоскостями.

Процесс прохождения импульса по рельсовой плети с учетом сил трения описывается дифференциальным уравнением

О'-и , (1'-и . г)и ,„.. .

-- V/ — - - азнлт--(34)

где и — продольные деформации рельсовой плети; т»г — скорость распространения продольной волны; а = «/р /-1; п — погонное сопротивление продольному перемещению плети; р — плотность рельсовой стали; Р — площадь поперечного сечения рельса.

Уравнение (34) рассматриваем в области х>0, с граничным условием

(35)

Ох

и начальными

и (0, х) =(Р(л-), — (0,л-) = У(л-). (30)

01

Начальное состояние ср(х) состоит из дпух слагаемых:

ф(А') =(р0(х)+ф1(л-),

где чо(л')—функция, описывающая начальное напряженное состояние; ф( (х)—функция, описывающая ударный импульс.

Рассмотрим прохождение по рельсовой плети импульса, описываемого функциями:

ф! (Л0 ЧЧД') =

-(//., -V), <>

"г

о , (37)

..'И - <> ' -V /,... .

1 0 , /,Я<Л".

Решение уравнения (34) в соответствии с ждодом Да-ламбера в областях, где не меняется знак da/dl, имеет вид:

K=./(A,4-zy)-i-£(*-vj)-4i{t, х), (38)

где /(x-1-tМ)—функция, описывающая распространение по клети обратной волны; g(x—vj)—функция, - описывающая распространение по длине плети прямой волны; h(i, х)—частное решение.

В качестве частного решения используем следующие функции:

hi(t, х)=- ^-sign-^f ; h2(t,x) = ^~- sign—. (39) 2 0t 2 vz dt

Вследствие трения движение каждого сечения плети будет продолжаться лишь конечное время, т. е. для каждого х существует такое значение t = (0{x), при котором duldi = 0. • Следовательно, u{t, х) при т{х) не зависят от t, т. е.

u(t,x)—U(x) при t^t0{x)

пли

U(x)=u(t0(x),x),

где функция и{х) описывает конечное состояние рельсовой плети. Производная ди/дх является функцией остаточных деформаций.

Для решения волнового уравнения (37) использовался метод характеристик, в соответствии с которым характеристики л+1>2/=соп5{, x-vгt=const разбивают рассматриваемую область на зоны, в каждой из которых решение определяется исходя из формулы (38), с учетом начальных условий и непрерывности на характеристиках.

Из решения рассматриваемой задачи при начальном равномерном растяжении плети, характеризующемся относительной деформацией, получены функции остаточных перемещений п остаточных деформаций.

Из анализа решений следует, что изменение напряженного состояния рельсовой плети происходит на заднем фронте ударного импульса, т. е. после его прохождения. Волновой импульс при проходе по плети интерферирует со статической волной начального напряженного состояния. Как показывают расчеты, для реальных, значений погонного сопротивления и длины импульса изменение напряжении незначительно и пе превышает 0,5 МПа. Эффект разрядки от. продольного ударного воздействия на рельсовую плеть обусловлен уменьшением погонного сопротивления при прохождении импульса, вызванным «сры?.ом» плети, и соответствующей реализацией температурных напряжений в продольные деформации.

Необходимая величина начальной скорости импульса, из условия прохождения его по рельсовой плети, определяете^ выражением

(40)

1>гп1, л

...... 2 '

а из условия разрядки напряжений формулой

(41)

где —длина рельсовой плети; гт — величина начальных напряжений.

С учетом рассеяния энергии вследствие сил внутреннего трения необходимая величина начальной скорости импульса определяется по формуле

ч, (42)

где р — коэффициент поглощения энергии на единицу длины, зависящий от удельного коэффициента поглощения п длины пмпульса. 31

Для оценки параметров генерируемого в рельсовой плети импульса было проведено экспериментальное исследование продольного ударного воздействия на раскрепленную рельсовую плеть, создаваемого ударником на специальном маятниковом копре и типовыми пневмоударнпкамп.

Проведенные эксперименты позволили уточнить коэффициенты передачи энергии и скорости от ударника к плети, а также характеристики процесса затухания импульса. Установлено, что коэффициент передачи скорости равен 0,59 ... 0.65, а коэффициент передачи энергии 0,47 ... 0,55. При прохождении импульса по. плетп наблюдается уменьшение энергии нмпульса и скорости деформаций. Так, при подрельсовых прокладках из резины уменьшение энергии импульса составляет 1,9 Дж/м, а скорости деформаций — в среднем 0,22 м/с. на, каждые 100 м. Вывешивание плети на антифрикционные прокладки из полиамида существенно снижает ннтенснвность затухання ударного импульса. Уменьшение энергии равно и среднем 0,73 Дж/м, а скорости — 0,09 м/с на каждые 100 м.

На основе анализа существующих механизмов с пневмоприводом и проведенных -исследований разработан и изготовлен опытный образец пневмоударного механизма для торцевого воздействия на рельсовую плеть, имеющего следующие параметры: энергия удара — 4120 Дж; предударная скорость ударника — 7,7 м/с-;, масса ударника—140 кг; общая масса — 250 кг.

Применение разработанного пневмоударного механизма обеспечивает достаточно эффективное снятие напряжений в рельсовых плетях. Так, после создания в плетях длиной 662 и 474 к, уложенных в прямом участке пути с резиновыми подрельсовымн прокладками, растягивающих напряжений, равных в среднем соответственно.45 и 60 МПа, и торцевого ударного воздействия средняя величина остаточных напряжений в средней части плетн составила 15 МПа.

Для воздействия на рельсовую плеть в промежуточных ее сечениях разработан и изготовлен пневмоударный механизм, имеющий следующие технические характеристики: энергия удара— 1000 Дж; масса ударника —55 кг; предударная скорость ударника — 6 м/с; общая масса — 150 кг.

Наряду с принудительным снятием температурных напряжений ударным воздействием на рельсовые плети рассматривалась разрядка напряжений посредством воздействия поездной нагрузки на раскрепленные плети, вывешенные на антифрикционные прокладки. Выполненная экспериментальная

оценка напряженного состояния рельса в зоне неровности, созданной вывеской плети на указанные прокладки, показала, что при толщине прокладок до 15 мм максимальная величина кромочных напряжений не превышает допускаемых и равна в среднем 85 МПа. Проведенные эксперименты показали определенную эффективность данного способа. Так, после создания в плети длиной 474 м растягивающих продольных сил,, равных в среднем 507 кН, и последующей разрядки величина остаточных продольных сил составила в среднем 83 кН. После разрядки температурных сжимающих сил в плети длиной 800 м зафиксирована величина остаточной продольной силы, равная 140 кН, что составляет 18% от расчетной продольной силы в.плети до разрядки.

Эффективное устранение физико-механического отказа бесстыкового пути, заключающегося в изломе плети, , и связанного с ним технологического отказа, обусловленного локальным нарушением расчетного напряженного состояния плети, связано с технологией восстановления ее целостности, предусматривающей предварительный изгиб привариваемого участка плети в горизонтальной либо в вертикальной плоскостях. Имеющиеся зависимости между параметрами предварительного изгиба получены при помощи энергетического способа либо расчетом простейших балок. При этом использовались предпосылки, искажающие в ряде случаев реальную работу рельсовой плети.

Для получения оценки параметров предварительного изгиба, учитывающей геометрическую н конструктивную нелинейность, будем рассматривать рельс как упругую неразрезную балку, работающую на изгиб в горизонтальной либо в вертикальной плоскостях.

При определении параметров создаваемого предварительного изгиба рассматриваемая задача сводится к-расчету неразрезной балки с частично выключающимися связями, загруженной сосредоточенной силой, приложенной в середине раскрепленного участка и изгибающей рельс.

Расчет по принятой схеме производится методом сил с использованием метода последовательных нагруженин. Неизвестные усилия в связях определяются из решения системы канонических уравнений метода сил.

Реализация итерационного алгоритма расчета для заданного значения длины участка раскрепления осуществлялась последовательным увеличением величины поперечной силы, изгибающей плеть; определением усилий в каждой связи из

решения системы канонических уравнений; определением геометрии изогнутой оси балки. Расчет по деформированной схеме для каждого значения поперечной силы заканчивался при условии, что для двух последовательных приближений величины прогибов отличались не более чем на 1%.

Подобный алгоритм был использован при исследовании закономерностей изменения продольной силы в стыке в процессе сварки. Отличие заключается в том, что неразрезная балка с частично выключающимися опорами рассчитывается на известное горизонтальное смещение крайней левой опоры.

Процесс выпрямления части рельсовой плети, оставшейся изогнутой после сварки, приложением поперечной нагрузки моделировался расчетом неразрезной балки криволинейного очертания на известное смещение вертикальной опоры изогнутого участка плети.

По описаному а лгоритму на языке ФОРТРАН были составлены программы для ЭВМ ЕС-1022. Выполненными расчетами, исходя из условия прочности рельса, были определены допустимые значения максимальной стрелы изгиба и длины участка раскрепления. Для создания предварительного изгиба в горизонтальной плоскости необходимо приложить поперечную силу величиной не более 7,7. кН для рельсов типа Р65 п 5,7 кН для Р50. Как показали проведенные расчеты, величина усилия подтягивания изогнутой части.плети зависит от типа рельсов, длины раскрепленной части плети и коэффициента трения.

Из результатов по оценке геометрии изогнутой в горизонтальной плоскости рельсовой плети следует, что в процессе ' ее выпрямления приложением поперечной нагрузки в середине раскрепленного участка наблюдается кососпмметричная его деформация. При определении параметров предварительного изгиба раскрепленного участка в вертикальной плоскости установлены зависимости зоны вертикального изгиба от высоты'подъема плети при различной длине раскрепленного участка; усилия, необходимого для вертикального изгиба,-от-длины раскрепления, а также изменение сжимающего усилия в сварном стыке в процессе сварки. Установлено, что оптимальной длиной раскрепленного участка, в случае его изгиба в вертикальной плоскости, является интервал от 40 до СО м. В этом случае рельсоподъемник должен иметь грузоподъемность 40 кН и обеспечивать вывеску плети до 1,2 м. Как показали расчеты, в процессе сварки величина сжимающего усилия в стыке возрастает от 350 до 750 кН. После до-'

стижеиня ' максимального значения сжимающего усилия происходит выпрямление изогнутой части рельсовой плети под действием собственного веса плети.

Результаты расчетов согласуются с данными экспериментов как на физической модели, так и при восстановлении целостности рельсовых плетей I! действующем, пути.

При восстановлении целостности плетей при температуре рельсов выше расчетного интервала для создания в зоне сварки и на прилегающих участках расчетных напряжении применяется известный способ, заключающийся в выпрямлении части рельсовой плети, оставшейся изогнутой после сварки. Для оценки возможности и условий создания указанных напряжений было произведено экспериментальное определение изменения напряженного состояния в зоне сварки и па прилегающих участках при восстановлении после излома шести рельсовых плетей. Дефектные сечения находились на расстоянии Г50 м и более от концов плетей.

Анализ результатов эксперимента показывает, что после выпрямления часг-н плети, оставшейся изогнутой по окончании сварки второго стыка, в зоне сварки и на прилегающих участках произошло создание напряженного состояния, отличающегося от'расчстного на 6%. .

В результате проведенных экспериментов также установлено, что выпрямление изогнутой части плети; оставшейся после сварки второго стыка, без применения каких-либо механизмов возможно при величине остаточного забега до 20 мм, что соответствует разнице между температурой рельса н температурой закрепления рельсовой плети, равной +16°. При соотношении стрелы и длины раскрепленного участка более 0,01 происходит кососимметрнчная деформация изогнутого участка рельсовой плети относительно точки приложения силы, что приводит к нарушению техники безопасности производства работ и необходимости повторного приложения силы в сечениях с максимальными стрелами возникающих двух кривых.

Для повышения производительности и эффективности создания расчетного напряженного состояния выпрямление изогнутого участка плети целесообразно осуществлять но- -средством приложения в его конце нагрузки и последующего се перемещения по раскрепленному участку пути. Одновременно с перемещением нагрузки необходимо производить последовательное закрепление выпрямляемых участков плети (рис. 3, а).

а) (/¿»а/с-м/с <рорл/б/ фогщ/пяс

вг

■ ч

Рис. з

Задача определения параметров процесса выпрямления изогнутого участка плети данным способом сводится к расчету статически неопределимой балки криволинейного очертания на известное смещение связи в точке контакта нагрузки с рельсом. Начальная геометрия изогнутого участка и напряженное состояние' плети (изгибающие моменты и продольные усилия) перед процессом выпрямления принимаются известными. Основная система расчета приведена на рис. 3,6.

Неизвестные усилия определяются из решения системы канонических уравнений:

Х\ бц+Яг 612+ . .. -ЬА'ю 6цо+ = О

(43)

Х\ 6101+Х2 6102+ • ■ • +Х\й бюю+ Лщр = О

Из анализа результатов расчета следует, что рассматриваемый способ обеспечивает эффективное выпрямление изогнутой части рельсовой плети вследствие создания значитель-36 . " ' .

пых поперечных сил при относительно небольших продольных. Так, при выпрямлении изогнутого участка плети длиной 40 м с максимальной стрелой изгиба 60 см реализуется поперечная сила, достигающая 72 кН, которой соответствует продольная, рапная 1G кН.

Для реализации данного способа разработано самодвижущееся рнхтовочпое устройство, содержащее корпус, силовой привод, представляющий собой импульсный механизм ударного действия, устанавливаемый вдоль выпрямляемой рельсовой нити:

При восстановлении целостности плетей при температуре рельсов ниже расчетного интервала для создания в зоне сварки и на. прилегающих участках напряжений, близких к расчетным, представляется возможным использовать предложенный D. II. Новаковнчем способ, предусматривающий перераспределение напряжений посредством раскрепления участков, прилегающих к зоне сварки.

Из рассмотрения процесса перераспределения напряжений в зоне сварки и на прилегающих участках после их раскрепления для различных сочетаний погонных сопротивлений определены необходимые длины участков раскрепления в зависимости от разности расчетной температуры укладки п температуры рельсов при _сварке; установлены предельные значения этих разностей, при которых обеспечивается эффективное перераспределение напряжении. При этом допустимая разность напряжений по длине плети принята равной 20 МП а.

Установлено, что при наличии резиновых подрельсоных прокладок для эффективного перераспределения напряжений раскрепленные участки необходимо вывешивать на антифрикционные элементы.

Полученные технические решения и разработанные средства механизации обеспечивают эффективное устранение технологического отказа бесстыкового пути, заключающегося в локальном нарушении расчетного напряженно-деформировап-иого состояния рельсовых плетей при восстановлении их целостности.

В пятой главе выполнена оценка надежности и эффективности функционирования бссстыкового пути при внедрении комплекса технических и технологических решений, направленных на устранение его отказов и на уменьшение вероятности пребывания пути в состояниях, вызывающих задержки поездов.

К данным решениям относятся: технология и технические средства укладки рельсовых плетей с вводом их в расчетный режим эксплуатации независимо от температурных условий производства; технология и технические средства принудительного снятия температурных напряжений, обеспечивающие эффективное проведение р'азрядки температурных напряжении; оптимизация параметров предварительного изгиба привариваемого участка плети при восстановлении ее целостности; технология' и технические'средства, обеспечивающие эффективное создание в зоне сварки и на прилегающих участках напряжений; близких к расчетным; применение способа восстановления дефектных плетей, предусматривающего усиление накладками дефектных сечений; применение бесстыкового пути с рельсовыми плетями, равными длине блок-участков.

Выполненная оценка показывает, что внедрение указанных решений обеспечивает увеличение вероятности пребывания участка бесстыкового пути в работоспособном состоянии, снижение задержек поездов и вызываемых ими расходов. Так, при грузонапряженности 80,4 М'(г увеличение вероятности пребывания участка бесстыкового пути в работоспособном состоянии достигает 16°/о-

Расчеты показывают, что дополнительные расходы, связанные с внедрением рассмотренных технических и техноло-' гичсских решений, при грузонапряженности до 120,6. Мт окупаются в течение двух лет.

Заключение

Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме создания методологии и инженерных методов оценки надежности и эффективности бесстыкового пути на основе комплексного изучения процессов формирования его отказов и разработки технических решений, технологий и технических средств для их устранения и енткения негативного влияния на перевозочный процесс.

Решение этой задачи способствует совершенствованию методов обеспечения надежности железнодорожного пути и повышению эффективности транспортного процесса в целом.

В диссертационной работе сформулированы показатели надежности и эффективности^ функционирования участка бесстыкового пути, разработана математическая модель рассматриваемой восстанавливаемой системы, исследованы за-38 ■

кономерностн формирования фпзпко-мсланическпх и" технологических отказов бесстыкового пути, получены технические и технологические решения, обеспечивающие падежную и эффективную его эксплуатацию.

В работе на основе анализа существующих методов оценки надежности рельсов п методов теории надежности разработан метод оценки отказов рельсов на участке железнодорожного пути, рассмотрен процесс восстановления системы из последовательно соединенных стохастических эквивалентных элементов, восстанавливаемых после отказов.

На основе проведенных исследований надежности продольных связен рельсов с основанием разработана нмптацп-. онпая стохастическая модель, связывающая случайную величину наработки с параметрами полуслучайного процесса ослабления затяжки болтов н вероятностями состояний узлов скреплении, позволяющая дать оценку влияния отказов элементов скреплсннп па величину наработки до достижения предельного значения крутящего момента. Разработаны рекомендации по периодичности подтягивания болтов скреплений, учитывающие влияние отказов элементов скреплений па надежность продольных связей рельсов с основанием.

Экспериментами по определению влияния поездной нагрузки на продольное напряженно-деформированное состояние рельсовых плетей установлено, что появление участков длиной более 150 м с ослаблением затяжки клеммных болтов менее 50 П-м, особенно на участках торможения подвижного состава, приводит к появлению технологического отказа, связанного с необходимостью локального перераспределения продольных напряжений и обусловленного появлением значительных дополнительных продольных сил.

Полученные решения, связывающие параметры напряженной п начальной ненапряженной неровности с величиной критической силы, позволяют дать оценку критических параметров начальной неровности, при которых потеря устойчивости происходит при наименьшем значении продольной температурной силы.

Выполненная оценка надежности и эффективности функционирования участка бесстыкового пути при существующем техническом и технологическом обеспечении позволила выявить его состояния, имеющие наиболее высокие параметры потоков отказов и соответственно значительные задержки поездов.

Разработанные на основе комплекса проведенных теоретических и экспериментальных исследовании, а также конструкторских разработок, технология укладки рельсовых плетен с вводом их в расчетный режим (а. с. 1527357) и соответствующие технические средства (а. с. 1439166) обеспечивают высокую технологичность, достаточный теми производства работ и позволяют создать в плетях напряжения, равные в среднем расчетным.

Разработанная теория формирования в плетп ударного импульса при динамическом на нее воздействии и процесса его прохождения по плетп позволила установить закономерности изменения напряженно-деформированного состояния плети при распространении ударного импульса с учетом сил трепня, начального напряженного состояния п рассеяния энергии вследствие внутреннего трения и, в сочетании с проведенными экспериментальными исследованиями, позволила определить параметры ударных устройств для принудительного снятия температурных напряжений.

Созданные^пневмоударные механизмы для торцевого воздействия и воздействия на рельсовую плеть в любом ее сечении (а. с. 1454682) и разработанная соответствующая технология (а. с. 1139167) обеспечивают эффективное принудительное снятие в рельсовых плетях температурных напряжений.

Разработанные технологии (а. с. 1562376) п технические средства (а. с. 1576614) обеспечивают эффективное устранение технологического отказа, связанного с созданием расчетного напряженного состояния в зоне сварки и на прилегающих участках при восстановлении целостности рельсовых плетей.

Выполненная оценка показывает, что внедрение комплекса технических и технологических решений, направленных на уменьшение вероятности пребывания бесстыкового пути в неработоспособных состояниях и па повышение эффективности устранения его отказов, обеспечивает улучшение показателей надежности функционирования бесстыкового пути и снижение задержек поездов н расходов, ими вызываемых. При этом в процессе старения бесстыкового пути н при возрастании грузонапряженности эффективность внедрения данных решений возрастает.

В процессе разработки общей методологии и инженерных методов оценки надежности и эффективности функцпонпро-

■пания бссстыкового пугн были получены новые решения ряда частных задач:

разработана методика оценки параметра потока отказов с учетом его псстацпопарностп, позволяющая прогнозировать его изменения в процессе эксплуатации;

разработана методика оценки влияния стохастической неэквивалентности рельсов по длине бссстыкового пути на его надежность;

определены закономерности изменения напряженно-деформированного состояния рельсовых плегей в процессе их продольного механического нагруженпя;

разработан метод расчета напряженно-деформированного состояния рельсовой плети при восстановлении се целостности сваркой с применением способа предварительного изгиба, учитывающий геометрическую и конструктивную нелинейность расчетной схемы.

Использование разработанных в диссертации методов, моделей позволяет дать оценку надежности и эффективности функционирования бесстыкового пути в различных условиях эксплуатации, в том числе при нзмспснпн уровня воздействия на путь, качества его текущего содержания н разном техническом и технологическом оснащении. Внедрение разработанных конструктивных п технологических решений обеспечивает снижение затрат труда, количества «окон» на выполнение путевых работ и общих расходов на эксплуатацию бссстыкового пути.

Дальнейшее внедрение результатов исследовании обеспечит повышение качества функционирования и эффективности применения бссстыкового пути н повысит эффективность путевого хозяйства в целом.

Основные положения диссертации изложены в слсдуюиу.х работах автора:

1. Гришенко В. А. О технологии изготовления и укладки сварных (ч'дьсови.х плетен, равных длине блок-участков //Железнодорожный пуп. на грузонапряжонны.х участках. Новосибирск, 1975. С. 57—61.

2. Грищенко В. Л. Распределение дефектов и изломов но длине рельсовых плетен // Вопросы путевого .хозяйства. Л1„ 1978. С. 32—35.

3. Грищснко В. Л. Экспериментальное определение напряженного состояния рельсовых плетей бссстыкового пути после разрядки в них температурных напряжении // Бесстыковон путь с плетями сверхнормативной длины. Л1„ 1982. С. 83-87.

4. Впченков М. С., Гршценко В. А. Восстановление целостности рельсовых плетен мстотом предварительного изгиба // Бесстыковон путь с плетями сверхнормативной длины. М., 1982. С. 14—28.

5. Грищенко В. А., Косенюк В. К. Определение поперечного усилия, необходимого для выпрямления изогнутой части рельсовой плети//Повышение эффективности работы железнодорожного пут» в условиях Сибири п Казахстана. Новосибирск, 1983. С. 43—49.

6. Зеленев Н. П., Чернышев Ю. Я., Грищенко В. А. Разрядка напряжений не потребуется // Путь и путевое хозяйство. 1983Í Лз 5. С. 29.

7. Грищенко В. А., Аракчеев С. А. Изменение во времени местных концентрации продольных сил в бесстыковом пути // Повышение эффективности работы железнодорожного пути в условиях Сибири и Казахстана. Новосибирск, 1983. С. 38—42.

8. Грищенко В. А. Создание расчетного напряженного состояния в рельсовых плетях 'бесстыкового пути, укладываемых вне расчетного температурного интервала//Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного пути па грузонапряженных участках. Новосибирск, 1985. С. 24—35.

9. Грищенко В. А., Косенюк В. К. Определение параметров способа предварительного изгиба при восстановлении сваркой целостности рельсовых плетей бесстыкового пути//Повышение надежности и эффективности работы железнодорожною пути на грузонапряженных участках. Новосибирск, 1985. С. 14—19.

10. Грищенко В. А., Аракчеев С. А. Прохождение ударного импульса гто рельсовой плети бесстыкового пути//Механика деформируемого тела н расчет транспортных сооружении. Новосибирск, 1986. С. 27—33.

11. Грищенко В. А. Начальные напряжения в рельсовых плетях бесстыкового пути при их укладке//Исследование воздействия на путь современного подвижного состава. Днепропетровск, 1986. С. 114—117.

12. Абдуллаеа Al. А., Голозубов Е. С., Грищенко В. А. Новое в содержания бесстыкового пути // Железнодорожный транспорт. 1987. № 7. С. 39—40.

13. Грищенко В. А. Создание расчетного напряженного состояния в рельсовых плетях с начальными напряжениями статическим нагруженном // Повышение эффективности работы пути с бесстыковыми плетями и длинными рельсами в условиях Сибири и Казахстана. Новосибирск, 1987. С. 22—35..

14. Грищенко В. А., Сырямин Ю. П. Экспериментальное исследование процесса передачи энергии при продольном ударе по рельсовой плети // Повышение уровня использования и надежности железнодорожного пути. Л\„ 1988. С. 107—113.

15. А. с. 1439166 СССР, МКИ Е01 В 29/20, 29/44. Устройство для разрядки напряжений в рельсовых плетях.

10. Грищенко В. А. О разрядке температурных напряжении в рельсо пых плетях бесстыкового пути//Напряжения и деформации в железнодорожных конструкциях. Новосибирск. 1988. С. 74—80.

17. А. с. 1439167 СССР, МКИ Е 01 В 29/44, 29/20. Способ разрядки темпера i урпых напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути.

18. Грищенко В. А. Каримов Л. Р., Горох. Н. А. Экспериментальная оценка влияния поездной нагрузки на продольное напряженно-деформированное состояние рельсовых плетей бесстыкового пути // Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного пути в условиях роста оссвых нагрузок подвижного состава. Новосибирск, 1989. С. 70—76.

19. Грищенко В. А. Оценка влияния отказов рельсовых скреплений бесстыкового пути на надежность продольных связей рельсов с основанием // Повышение надежности и эффективности работы железнодорожно-

го пути п условиях роста осевых нагрузок подвижного состава. Новосибирск, 1589. С. 28—35.

20. А. с. 1527357 СССР, МКИ Е 01 В 29/27. Способ ввода' рсльсопон II.ИТ» Оесстыконого пути п режим постоянной эксплуатации.

21. Гршценчо В. /1. Экспериментальное исследование продольного ударного воздействия на раскрепленную рельсовую плеть // Вопросы г,за- • нмодсйствия пути н подвижного состава. Днепропетровск, 1989. С. 72—77.

22. Г ршценко В. Л., Кирилов Л. Р. Оценка надежности рельсов бесстыкового пути Ц Вопросы механизации путевых, погрузочных п строительных работ. Новосибирск, 1989. С. 94—99.

23. А. с. 1454682 СССР, МКИ В 25 Д 9/09. Пневматическое ударное устройство.

24. Гриценко В. А„ Сырямин 10. 11., Кояомеец Р. Г. Разработка технических средств для создания расчетных напряжений в рельсовых плетях//Вопросы механизации путевых, погрузочных п строительных работ. Новосибирск, 1989. С. 53—60.

25. Гришрнко В. А. О влиянии отказов рельсов на надежность участка железнодооржпого пути//Повышение надежности работы железнодорожного пути. М, 1989. С. 115—120.

26. Гршценко В. А. О качестве и эффективности функционирования бесстыкового пути как сложной системы // Интенсивная технология работы на железных дорогах Урала и Сибири. Новосибирск, 1990. С. 31—37.

27. Л. с. 1562376 СССР, МКИ Е 01 В 31/18, 29/42. Способ создания напряжений в рельсовой плети при восстановлении се целостности сваркой.

28. Г ршценко В. А., Косешок В. К. Исследование напряжсиио-дсфор-мнровашюго состояния изгибаемой в вертикальной плоскости рельсовой плети при восстановлении се целостности // Строительная механика железнодорожных конструкций. Новосибирск, 1990. С. 31—37.

29. Г ршценко В. А., Голооубов Е. С. Анализ температурного режима укладки и эксплуатации бссстыкопого пути // Вопросы оптимизации переустройства и содержания железных дорог в Сибири и на Дальнем Востоке. Новосибирск, 1990. С. 46—49.

. 30. А. с. 1576614 СССР, АШ1Е01В 33/00. Устройство для рихтовки железнодорожного пути.

31. Гришепко В. А., Косешок В. К. О создании расчетного напряженного состояния при восстановлении целостности плетей // Особенности работы железнодорожного пути в условиях Казахстана. Ташкент, 1990. С. 21—29. " -

32. Гршценко В. Л. Оценка надежности рельсов бесстыкового пути лчаегка железной дороги//Повышение надежности и эффективности железнодорожного пути. Новосибирск, 1991. С. 31—57.

33. Коган А. Я., /'ршценко В. А.. Косенюк В. К. Устойчивость бес- ~> стыкового пути при температурном воздействии // Обеспечение на ложности и эффективности бссстыкового пути в сложных условиях эксплуатации Новосибирск, 1991. С. 5—18.

34. Грищенко В. А. Надежность продольных связей рельсов бссстыкового пути с основанием//Обеспечение надежности и эффективности бесстыкового пути в сложных условиях эксплуатации. Новосибирск, 1991. С. 41—60,

35. Грищеню В. А. Оценка влияния отказов бессть!кового пути на качество и эффективность функционирования участка железной дороги// Обеспечение надежности и. эффективности бесстыкового пути в сложных условиях эксплуатации. Новосибирск, 1991. С. 19—37.

36. Коган А. Я., Гриценко В. А. Нелинейная устойчивость бссстыко-г.ого пути и прямых участках при наихудшей форме начальной ненапряженной неровности I Вести. ВНИИЖТа. 1992. № 3. С. 40—45.

Oi-Hn.fi ичо^р 1.5 93 г. Плдпнс.чнп я агечлгь 1!}.<'5 Л (.■ Формат 1/1я.

2,75 печ. л , 2 уч.-плд, л. 262. Тираж 10)

Тип. НПИЖТа Новосибирск-», м. Дуси Козальчук, 191.