автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Обоснование структуры и параметров длиннобазных вагонов-платформ для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров

005011

На правах рукописи

МАНУЕВА Марина Владимировна

ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ ДЛИННОБАЗНЫХ ВАГОНОВ-ПЛАТФОРМ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ АВТОПОЕЗДОВ II КРУПНОТОННАЖНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

Автореферат

1 6 ФЕ8 2072

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Брянск - 2012

005011526

Работа выполнена на кафедре «Вагоны» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Брянский государственный технический университет»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Кобищанов Владимир Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Битюцкий Александр Анатольевич

кандидат технических наук Козлов Михаил Петрович

Ведущая организация

ОАО «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта»

(ОАО «ВНИИЖТ»), г. Москва

Защита состоится «6» марта 2012 г. в 12 час. 00 мин. часов на заседании

диссертационного совета Д 212.021.04 при Брянском государственном

техническом университете (БГТУ) по адресу: 241035, г. Брянск, бульвар им. 50-летия Октября, д. 7, ауд. 220.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Брянского государственного технического университета

Автореферат разослан «2» февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность задачи. Комбинированные автомобильно-железнодорожные перевозки являются одним из перспективных способов сухопутной транспортировки грузов. В мировой практике первые международные перевозки автопоездов с грузом на специализированных железнодорожных платформах состоялись более 30 лет назад. На регулярной основе подобные перевозки осуществляются на протяжении уже более 20-ти лет. Во многих европейских странах контрейлерные поезда уже стали частью логистических схем доставки грузов. Причем в ряде случаев контрейлерная перевозка является неотъемлемой частью маршрута из-за действующих ограничений экологического и иного характера, касающихся автомобильных перевозок.

Контрейлерная перевозка сочетает оперативность и маневренность автомобильного транспорта с надежностью и безопасностью железнодорожного. Основное отличие от привычных автоперевозок заключается в том, что автопоезд передвигается на далекое расстояние не по шоссе, а по железной дороге со скоросгью товарного поезда. По прибытию в пункт назначения железнодорожного состава автопоезд своим ходом доставляет груз до заказчика, что обеспечивает принцип доставки "от двери до двери". Данный вид перевозок позволяет совмещать маневренность автомобильного транспорта с преимуществами железнодорожного, такими как низкая себестоимость перевозки, безопасность и экологичность.

С учетом перечисленных выше преимуществ актуальной является разработка специализированного подвижного состава железных дорог, обеспечивающего как контрейлерные перевозки, так и наиболее популярные в настоящее время контейнерные перевозки.

Цель диссертационной работы - обоснование на основе математического моделирования методики выбора структуры и параметров рамы длиннобазного вагона-платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнероа

Общая методика исследований. Теоретические исследования базируются на использовании современных методов математического моделирования систем динамики тел, метода конечных элементов.

На первом этапе выполняется определение габаритных размеров и рациональной конструктивной схемы рамы длиннобазной платформы с различными вариантами расположения продольных обвязок в виде ферм. Выбор рациональной структурной схемы рамы осуществляется с использованием пластинчато-стержневых схем метода конечных элементов.

На втором этапе разрабатывается детализированная пластинчатая конечно-элементная модель рамы платформы, оценивается её прочность, изгибная жесткость и устойчивость сжатых элементов верхнего пояса ферм.

На третьем этапе на основе разработанных конечноэлементных моделей формируются динамические модели рамы вагона-платформы при различных вариантах нагружения, и выполняется оценка его динамических показателей. Проводится оценка влияния учета упругих свойств рамы вагона-платформы на показатели ходовой динамики. Определяются динамические усилия, действующие на раму вагона-платформы в процессе движения.

На четвертом этапе оценивается усталостная долговечность предложенной конструкции рамы платформы. Динамические усилия прикладываются к ко-нечноэлементной модели, и производится ее расчет методом конечных элементов в динамической постановке. На основе полученных результатов производится расчет усталостной долговечности наиболее нагруженных сварных соединений рамы. Научная новизна работы.

1. Разработаны пластинчато-стержневые и пластинчатая конечноэлемент-ные модели вариантов рам платформы.

2. Разработана математическая модель длиннобазного четырехосного вагона-платформы с рациональной конструкцией рамы для анализа динамики.

3. Выполнена оценка влияния упругости рамы длиннобазной платформы на показатели её ходовой динамики.

4. Проведен анализ влияния учета упруго-диссипативных свойств подвески и шин автопоезда и полуприцепа на динамические характеристики вагона-платформы.

Достоверность полученных результатов основывается на работах предшествующих отечественных и зарубежных исследователей в области применения метода конечных элементов, анализа динамики подвижного состава с помощью программного комплекса «Универсальный механизм» и оценки усталостной долговечности сварных несущих конструкций на основе методики Се-ренсена-Когаева.

Практическая значимость результатов исследований.

1. Разработана оригинальная конструкция вагона-платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров, которая может применяться для организации контрейлерных перевозок. Получен патент на полезную модель RU 69001 U1.

2. Предлагаемая методика выбора структуры и параметров платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров может применяться при разработке длиниобазных вагонов-платформ и других видов грузового подвижного состава железных дорог.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы изложены на III Международном студенческом форуме "Образование, наука, произ-водство"(Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова 2006), на 18-й, 19-ой и 20-й международных интернет-конференциях молодых ученых и студентов по проблемам

машиноведения (МИКМУС-2006, 2007, 2008),( г.Москва, ИМАШ им.А.А. Бла-гонравова РАН), на 67-ой международной научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Днепропетровск, ДИИТ , 2007), на 7-th European conference of young research and science workers «TRANSCOM - 2007» (Словакия, г. Жилина), на 9-й и 10-й научно-практических конференциях «Безопасность движения поездов» (г. Москва, МИИТ, 2008 и 2009 г.г.) на 2-й всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» (г.Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009 г.), на международной научно-практической конференции «Наука и производство» (Брянск, БГТУ 2009), на III и IV всероссийских научно-практических конференциях «Проблемы и перспективы развития вагоностроения» (г.Брянск, БГТУ, 2006,2008 гг.).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 18 печатные работы, из них 4 в издании, рекомендованном ВАК РФ, получен патент на полезную модель RU 69001 U1.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из пяти глав, введения, заключения, списка использованных источников из 134 наименований. Общий объем диссертации составляет 167 страниц, включает 88 рисунков, и 24 таблицы в текстовой части.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности разработки методики выбора структуры и параметров рамы длиннобазной платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров на основе математического моделирования

В первой главе диссертации выполнено обоснование целесообразности контрейлерных перевозок, рассмотрен мировой опыт организации транспортных систем данного типа, приведены существующие конструктивные решения, применяемые в разных странах.

Для выбора рациональной несущей конструкции платформы проведен анализ существующих технических решений, применяемых в конструкциях вагонов-платформ для крупнотоннажных контейнеров и перевозки автопоездов. Принята схема с пониженной погрузочной площадкой в межтележечном пространстве вагона, что подразумевает наличие хребтовой балки только в концевых частях рамы. В качестве основных несущих элементов рамы приняты обвязки. Для снижения веса металлоконструкции рамы при сохранении её потребной жесткости принято решение включить в конструкцию в качестве основных несущих элементов развитые в вертикальной плоскости боковые обвязки ферменного типа.

Вследствие постоянно растущей потребности в увеличении объема перевозимых грузов целесообразно увеличение грузоподъемности платформы для

обеспечения транспортировки трех полностью загруженных двадцатифутовых контейнеров. В связи изложенным к разрабатываемой конструкции рамы вагона-платформы для автопоездов и крупнотоннажных контейнеров предъявляются следующие требования: грузоподъемность 72 т при нагрузке от оси колесной пары на рельс 23,5 т/ось; вписывание платформы с установленным автопоездом в габарит подвижного состава Т„р.

Реализация "данных параметров длиннобазной платформы требует обоснования технических решений, обеспечивающих работоспособность конструкции вагона, её прочность, жесткость и усталостную долговечность.

На основании вышеизложенного целью диссертационной работы является разработка методики выбора структуры и параметров рамы длиннобазной платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров на основе математического моделирования.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

- обоснование рациональной структурной схемы рамы длиннобазной четырехосной платформы без хребтовой балки при нагрузке от оси колесной пары на рельсы 23,5 т/ось для перевозки автопоездов, двух 40-футовых и трех 20-футовых контейнеров и обеспечении грузоподъемности 72 т;

- построение пластинчато-стержневых конечноэлементных расчетных схем вариантов несущей конструкции рамы платформы с боковыми балками ферменной конструкции и выбор рационального варианта;

- разработка детализированной пластинчатой конечноэлементной модели рамы платформы, оценка её напряженно-деформированного состояния и жесткости;

- разработка динамических моделей вагона-платформы с учетом упругости рамы при его загрузке автопоездом и крупнотоннажными контейнерами;

- анализ динамической нагруженное™ рамы платформы и крупногабаритного груза при движении по прямым, кривым участкам пути и стрелочным переводам;

- оценка сопротивления усталости сварных соединений рамы платформы и ресурса несущей конструкции.

Во второй главе выполнен обзор исследований и методик оценки напряженно-деформированного состояния с применением метода конечных элементов. Значительный вклад в области теоретического исследования напряженно-деформированного состояния несущих конструкций подвижного состава на основе метода конечных элементов внесли отечественные ученые: Агапов В.П., Азовский А.П., Александров A.B., Бачурин Н.С., Битюцкий A.A., Воронин H.H., Еременко С.Ю., Клованич С.Ф, Кобищанов В.В., Колясов K.M., Котуранов В.Н., Лагутина A.A., Лапшин В.Ф., Лозбинев В.П., Молчанов И.Н., Николаенко Л.Д., Никольский E.H., Образцов И.Ф., Овечников М.Н.,

Пигунсш A.B., Сакало В.И., Серпик И.Н., Трушин С.И., Филин А.П., Филиппов В.Н. и др.

Среди зарубежных ученых следует отметить О. Зинкевича, Р. Галлагера, Ж. Деклу, К. Моргана, К. Бате, Р. Вилсона и др.

Исследованию динамики подвижного состава посвящены труды ученых: • П.С. Анисимова, И.В. Бирюкова, Ю.П. Бороненко, Г.П. Бурчака, М.Ф. Вери-го, C.B. Вершинского, Л.В. Винника, А.Л. Голубенко, В.Н. Данилова, В.Д. Дановича, В.А. Двухглавова, Б.С. Евстафьева, О.П. Ершкова, В.Н. Иванова, И.П. Исаева, Б.Г. Кеглина, H.A. Ковалева, А.Я. Когана, С.И. Коношен-ко, Е.П. Королькова, M.JI. Коротенко, B.C. Коссова, H.H. Кудрявцева, В.А. Лазаряна, A.A. Львова, Л.А. Манашкина, В.Б. Меделя, H.A. Панькина, В.О. Певзнера, Г.И. Петрова, H.A. Радченко, Ю.С. Ромена, Е.К. Рыбникова,

A.Н. Савоськина, М.М. Соколова, Т.А. Тибилова, В.Ф. Ушкалова, A.A. Хох-лова, В.Д. Хусидова, И.И. Челнокова, Ю.М. Черкашина, Г.М. Шахунянца и многих других.

Проблемам усталостной долговечности сварных несущих конструкций посвящены работы А.П. Гусенкова, B.C. Иванова, С.Н. Киселева, А.Д. Коч-нова, В.П. Когаева, H.A. Махутова, Е.М. Морозова, Г.П. Никишкова, М.Н. Овечникова, А.Н. Савоськина, Е.В. Сердобинцева, C.B. Серенсена,

B.А. Татаринцева, П.А. Устича, Ю.М. Черкашина и др.

На основании анализа обзора опубликованных работы выбраны методы исследования напряженно-деформированного состояния предлагаемой конструкции, динамических характеристик и её усталостной долговечности.

В работе предложено заменить массивные обвязки рамы платформы на ферменные конструкции, достоинством которых является относительно низкий вес при высокой жесткости.

Выполнен выбор и обоснование рациональной конструктивной схемы продольных обвязок ферменного типа рамы вагона-платформы. Рассмотрено три варианта их конструктивного исполнения. Первый вариант предполагает развитие фермы продольной обвязки рамы в верхнем направлении (рис 1, а). Второй вариант предусматривает расположение ферменной продольной обвязки рамы в нижнем

Рис. 1 Варианты конструктивного исполнения продольных обвязок ферменного mum рамы вагона-платформы

положении (б). В третьем варианте ферменная конструкция продольной обвязки симметрично развита в верхнем и нижнем направлениях (в).

За основу при выборе параметров торцевой, шкворневой и хребтовой балок рамы была положена несущая конструкция рамы вагона-платформы модели 13-3115 производства ЗАО «УК «Брянской машиностроительный завод».

Длина рамы вагона-платформы определялась исходя из размещения на ней двух 40-футовых контейнеров. Ширина рамы, её понижение на длине базы определялись исходя их обеспечения свободного заезда автопоезда и вписывания вагона-платформы в габарит подвижного состава Тпр.

Обоснование рационального конструктивного исполнения несущей конструкции рамы вагона-платформы выполнено с использованием разработанных пластинчато-стержневых расчетных схем МКЭ. При этом в качестве критериев рациональности приняты минимальный вес конструкции при обеспечении её прочности и жесткости для наиболее опасного варианта нагружения - тремя двадцатифутовыми контейнерами, реализующем полную грузоподъемность вагона. Выбор рациональной несущей конструкции рамы вагона-платформы осуществлялся из предложенных трех вариантов конструктивного исполнения продольных обвязок ферменного типа (рис. 1). Анализ напряженно-деформированного состояния вариантов несущей конструкции рамы вагона-платформы произведен для двух сочетаний нагрузок, соответствующих I и III расчетным режимам «Норм...».

Анализ показал, что наибольшие напряжения возникают в несущей конструкции платформы с нижним расположением фермы. С точки зрения технологичности изготовления и массы, наиболее рациональной конструктивной схемой является схема с верхним расположением фермы, в которой действующие напряжения оказываются ниже на 60 % чем у платформы с нижним расположением ферм.

Исходя из вышеперечисленных преимуществ и недостатков конструкций с различными вариантами расположения ферм, а также сравнения уровней возникающих нормальных напряжений и величин вертикальных прогибов рам в среднем сечении, принята конструктивная схема с верхним расположением фермы. На рис. 2 показана соответствующая конечноэлементная схема рамы.

Анализируя напряжения в несущей конструкции рамы платформы можно сделать вывод, что нормальные напряжения, возникающие в несущих элементах, не превышают допускаемых и прочность конструкции обеспечена. При этом масса усиленной несущей конструкции рамы с максимальной высотой фермы 975 мм составила 10,8 т, максимальный статистический прогиб в середине кузова равен 40 мм.

На предложенную конструкцию получен патент на полезную модель № 69001 с приоритетом от 10 декабря 2007 года.

'¿Ш

% I

г <

<

X Ч? ВЩ;] :

Рис. 2. Конечноэлемептная схема раны платформы с фермами переменной высоты

Исследования показали, что для принятых параметров поясов и стоек ферм-обвязок нагруженность раскосов мала. Поэтому в конструкцию были внесены такие усовершенствования, как отказ от раскосов, изменение сечений некоторых элементов. Анализ напряженно-деформированного состояния усовершенствованной конструкции рамы по всем расчетным режимам показал, что напряжения в её элементах не превысили допускаемых, а прогиб практически не увеличился. Введение усовершенствований позволило уменьшить вес рамы на 10 %, сократить длину сварных швов на 24% и снизить трудоемкость ее изготовления.

Уточненная оценка напряженно-деформированного состояния усовершенствованной несущей конструкции рамы платформы проводилась с помощью детализированной пластинчатой конечноэлементной модели. Расчет выполнялся для трех вариантов загрузки по двум нормативным режимам нагружения. Анализ показал, прочность конструкции в целом и устойчивость верхнего пояса обвязок обеспечена.

В третьей главе выполнена оценка динамических характеристик вагона-платформы для контрейлерных перевозок.

Для оценки динамических качеств вагона-платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров в среде программного комплекса «Универсальный механизм» созданы три динамические модели, соответственно для каждого варианта нагружения. Динамические модели вагона-платформы состоят из рамы вагона, соединенного с двумя моделями тележек, представленными в виде подсистем. В первом варианте в моделях рама платформы представляется в виде абсолютно твердого тела.

Для уточнения динамической нагруженности и характеристик вагона созданы гибридные динамические модели, позволяющие учитывать упруго-диссипативные свойства рамы на основе разработанной пластинчатой конечноэлементной модели.

Оценка влияния упруго-диссипативных свойств рамы на параметры ходовой динамики осуществлялась на основе моделирования движения порожнего вагона и загруженного тремя 20-футовыми контейнерами (рис.3) по реальным неровностям пути по прямому участку пути и в кривых со скоростями 20-120 км/ч с шагом 20 км/ч.

Рис. 3 Математическая модель вагона-татформы, загруженного тремя 20-ф\товмми контейнерами

Анализ результатов показал, использование динамической модели с абсолютно жесткой рамой платформы приводит к занижению ускорений и коэффициента безопасности от вкатывания колеса на рельс, завышению рамной силы и силы отжатая рельса. Разница по некоторым параметрам достигает 30%. На рис. 4 для примера приведены графики зависимости ускорений кузова в среднем сечении от скорости движения вагона-платформы, груженного тремя 20-фуговыми контейнерами по прямому участку пути.

а) б)

Рис 4. Графики зазитмоспшускораашкуэова верхнем сечении от скорости движениявсвонсншпфорА ы, грунеетого тре\1я20-футовыии контейнерами по прямамуучасткупупш: а- вертикальных; б-горизонтальных (попщтечных);

Для оценки динамических характеристик вагона-платформы, загруженного автопоездом (рис. 5) предложены три варианта его моделирования, в которых взаимодействие твердых тел, моделирующих автопоезд и тягач, и упругой рамы осуществляется разными способами.

Рис. 5 Математическая модель вагона-платформы, загруженного автопоездом

В первой модели не учитываются упруго-диссипативные свойств колес и подвески автопоезда, во второй произведен учет только жесткости колес, а в третьей учитывались упругие свойства и колес и подвески автопоезда (рис. 6).

Анализ полученных ----ч

Кузов автомобиля -V

данных показал, что разница I 1 7

в результатах моделирова- < |

ния достигает 40%. При этом $ 4 1

учет упруго-диссипативных I —^

характеристик шин и под- ^

вески автопоезда приводит к { \

увеличению величин рамных _1 1_

сил и ускорений и уменьшению сил отжатая рельса и _г-1 Д Т.^^ д ц

коэффициентов безопасности. ? р"3"""" Ч

На рис. 7 ДЛЯ примера рис. б Схема динамической модели взаимодействия

представлены графики зави- автопоезда с рамой еагона-плат(1юрмы

симости ускорений кузова в среднем сечении от скорости движения вагона-платформы с установленным автопоездом по прямому участку пути для трех вариантов моделирования автопоезда.

На основе предложенных гибридных моделей выполнен анализ параметров ходовой динамики для четырех вариантов загрузки платформы: 1) порожний вагон-платформа; 2) загруженный тремя 20-футовыми контейнерами; 3) загруженный двумя 40-футовыми контейнерами; 4) с установленным автопоездом.

а) б)

Рис. 7. Графики зависимости,ускорений кузова с? среднем сечении от скорости движения вагонататформы с установленным автопоездом гюп/жюгуздмюп^пупш: а-верткаяьпых; б-горнзонтапы/ых (поперечных);

Полученные параметры не превышают допускаемых нормативными документами уровней (некоторые из них представлены на рис. 8).

А

■*—Вариант 1 —*— Ва^мант 2 —Вариант 3--Вариант'

1 V, км/ч

аг/д»

- Вариант 1 —Вариант 2 —Вариант 3--Вариант 41 V, КМ/Ч

а) б)

Рис 8.Графтиэавштюсптушфет&кузовавдкднтс&енштст попряитгуучаащ*

пути: авертикаыаях; б-гориэонттьиых (тперечиьгх);

В результате моделирования движения вагона определены спектры динамических усилий, действующих на раму платформы от тележек и груза в процессе движения.

В четвертой главе выполнена оценка усталостной долговечности сварной конструкции рамы вагона-платформы. Для выполнения расчетов полученные ранее динамические усилия прикладываются к соответствующим узлам конечноэле-ментной модели и производится ее расчет методом конечных элементов в динамической постановке методом непосредственного интегрирования уравнений узловых перемещений. В результате расчета определяются осциллограммы изменений напряжений в наиболее нагруженных сварных соединениях во времени. Затем производится их схематизация методом полных циклов с использованием программы, разработанной на кафедре «Вагоны».

Расчет усталостной долговечности наиболее нагруженных сварных соединений производится на основе методики Серенсена-Когаева, рекомендуемой «Нормами...».

При оценке долговечности рассматриваются семь моделей эксплуатации вагона, полученных на основе данных ОАО «Трансконтейнер». Во всех вариантах учитывается, что 70% времени вагон движется по прямой, 25% в кривых и 5% - прохождение стрелочных переводов.

Сроки службы в года): для наиболее нагруженного соединения шкворневой балки и продольной балки, подкрепляющей пол под колесами автопоезда, в зависимости от среднесуточного пробега представлены в табл. 1.

Таблица 1

Сроки службы наиболее нагруженного сварного соединения в годах.

Краткое описание модели эксплуатации Среднесуточный пробег, км

300 500 700 900

Модель 1 60% - два 40-футовых контейнера 40% - порожний пробег 25.41 15.25 10.89 8.47

Модель 2 60% - три 20-футовых контейнера 40% - порожний пробег 22.63 13.58 9.70 7.54

Модель 3 50% - груженый автопоезд 50% - порожной автопоезд 28.55 17.13 12.24 9,52

Модель 4 42% - три 20-футовых контейнера 18% - два 40-футовых контейнера 40% - порожний пробег 27.14 16.28 11.63 9.05

Модель 5 28% - три 20-футовых контейнера 12% - два 40-футовых контейнера 10% - груженый автопоезд 10% - порожний автопоезд 40% - порожний пробег 29.34 17.60 12.57 9.78

Модель 6 Условная модель 100% - три 20-футовых контейнера 11.27 6.76 4.83 3.76

Модель 7 Условная модель 100% - груженый автопоезд 16.36 9.82 7.01 5.45

Для среднесуточного пробега 300 км, рекомендованного «Нормами...», и наихудшего варианта эксплуатации срок службы наиболее нагруженного сварного соединения составляет около 22 лет.

В пятой главе выполнено экономическое обоснование эффективности создания отечественной длиннобазной платформы для контрейлерных перевозок, которое осуществлялось на примере перевозки автопоезда массой 44 т на специализированной платформе. Выполнен расчет показателей сравнительной и абсолютной экономической эффективности контрейлерной перевозки на участке движения Брест-Москва протяженностью 1044 км. Расстояние определялось с использованием Справочника кратчайших расстояний от основных гру-зообразующих пунктов до пунктов перехода границы, изданных АСМАП. Сравнение осуществлялось с традиционной автомобильной перевозкой. Учитывая различный объем работ перевозчика по сравниваемым вариантам, для

расчета использовался показатель удельных затрат на единицу транспортной работы -1 ткм.

Для автоперевозчика удельные затраты на перевозку груза определялись на основе нормативного метода. При расчете учитывались такие статьи расходов как.затраты на топливо, затраты на смазочные материалы, затраты на текущий ремонт, затраты на восстановление и износ шин, затраты на полное восстановление подвижного состава, затраты на приобретение таможенных документов, затраты на "квартирные" водителям, затраты на заработную плату водителей. Определения затрат на контрейлерную перевозку проводилось методом расходных ставок. Расчет удельных затрат выполнен путем нахождения измерителей. Для вычисления суммы затрат значения измерителей умножались на соответствующую расходную ставку и суммировались.

Расчеты показали, что себестоимость одного тонно-километра для контрейлерной перевозки составляет около 40% от удельных затрат автоперевозчика на том же транспортном плече. Абсолютная экономическая эффективность контрейлерной перевозки подтверждена экономическим эффектом, рассчитанным на годовой объем перевозок железнодорожного транспорта по приведенным затратам.

Основные результаты работы и выводы. В диссертационной работе на основе проведенных исследований и выполненных разработок получены следующие результаты.

1. Разработана методика выбора структуры и параметров рамы длиннобазного вагона-платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров на основе математического моделирования.

2. Предложена оригинальная конструкция рамы вагона-платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров, у которой основными продольными несущими элементами являются боковые обвязки в виде ферм.

3. Разработаны пластинчато-стержневые и детализированная пластинчатая конечноэлементные схемы рамы вагона-платформы.

4. Выполнена оценка прочности, жесткости и устойчивости рамы с верхним расположением фермы при действии нормативных нагрузок, выбраны рациональные параметры несущей системы рамы.

5. Разработаны твердотельные и гибридные математические модели движения вагона-платформы по реальным неровностям пути с учетом макро- и микронеровностей для трех вариантов загрузки. Верификация динамических моделей проведена с помощью данных натурных поездных испытаний.

6. Проведен анализ влияния упруго-диссипативных свойств рамы на параметры ходовой динамки и динамическую нагруженность вагона-платформы. Для модели с абсолютно жесткой рамой значения ускорений и

коэффициента безопасности от вкатывания колеса на рельс оказываются заниженными, а рамная сила и силы отжатия рельсов завышенными. Расхождение в результатах достигает 30%.

7. На основе рассмотрения трёх вариантов моделирования опирания автопоезда на раму вагона-платформы получено, что при движении учет упруго-диссипативных характеристик шин и подвески автопоезда приводит к увеличению расчетных величин рамных сил и ускорений и уменьшению сил отжатия рельса и коэффициентов безопасности (до 40%).

8. Оценка параметров ходовой динамики вагона-платформы для трех вариантов его загрузки показала, что они не превышают допускаемых величин.

9. Получены временные реализации изменения напряжений в наиболее нагруженных сварных соединениях рамы и выполнена оценка их усталостной долговечности для семи моделей эксплуатации и различных среднесуточных пробегов. Показано, что при реальной схеме эксплуатации вагона-платформы его срок службы может составить около 29 лет.

10. Экономическая эффективность контрейлерных перевозок в сравнении с автомобильной автопоездом составит около 60%.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ В печатных изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Кобищанов, В.В. Длиннобазные платформы для контрейлерных перевозок / В.В. Кобищанов, Д.Я. Антипин, М.В. Сударева // Мир транспорта. -2008,-№4.-С. 66-70.

2. Антипин, Д.Я. Динамическая нагруженность рамы вагона-платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров и автопоездов / Д.Я. Антипин, В.В. Кобищанов, М..В. Мануева // Мир транспорта и технологических машин. - 2011. - №2(33). - С. 73-78.

3. Мануева, М.В. Обоснование рациональной конструкции платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров / М.В. Мануева // Вестн. ВНИИЖТ. - 2011. - №4. - С. 53-55.

4. Кобищанов, В.В. Длиннобазная платформа / В.В. Кобищанов, Д.Я. Антипин, М.В. Мануева//Железнодорожный транспорт. -2011,-№9.-С. 65.

Документы на объекты интеллектуальной собственности:

5. RU 69001 U1. Платформа для крупногабаритной колесной техники и крупнотоннажных контейнеров. Патент на полезную модель № 69001. Опубл. 10.12.2007, Бюл. № 34.

Публикации в прочих изданиях:

6. Сударева, М.В. Обоснование структурной схемы и параметров несущей конструкции рамы длиннобазного вагона-платформы для перевозки автопоездов и контейнеров / М.В. Сударева, Д.Я. Антипин, В.В. Кобищанов // XVIII Международная Интернет-конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС-2006): Тез. докл. — М.: ИМАШ РАН, 2006. - С.23.

7. Антипин, Д.Я. Обоснование технических решений длиннобазных платформ для контрейлерных перевозок / Д.Я. Антипин, С.И. Горелов,

B.В. Кобищанов, М.В. Сударева // Проблемы и перспективы развития вагоностроения: Материалы науч.-практ. конф. / под ред. В.В. Кобищанова. -Брянск: БГТУ, 2006. - С. 3-5.

8. Сударева, М.В. Выбор структуры и параметров платформы для перевозки автопоездов и крупнотоннажных контейнеров / М.В. Сударева // Материалы III Международного студенческого форума "Образование, наука, производство"- Белгород: БГТУ им. Шухова, 2006. [Электронный ресурс] -электронный оптический диск (CD-ROM).

9. Сударева, М.В. Обоснование структуры и параметров длиннобазной платформы для контрейлерных перевозок / М.В. Сударева, В.В. Кобищанов, Д.Я. Антипин // Вестн. БелГУТ: Наука и транспорт. - 2007. - № 1-2. -

C.- 120-123.

10. Сударева, М.В. Экономическое обоснование контрейлерных перевозок на железных дорогах России / М.В. Сударева, Д.Я. Антипин, И.В. Говоров, В.В. Кобищанов // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Тез. докл. 67 Международ, науч.-практ. конф. - Днепропетровск: ДИИТ, 2007. - С.349-350.

11. Sudareva, М. The structure and parameters Basing of a Longbased Platform for Contrailer Transportations / M. Sudareva, D. Antipin, V. Kobishanov // Proceedings of 7-th European conference of young research and science workers. - Zilina (Slovak republic). - P.219-222.

12. Сударева, M.B. Оценка усталостной долговечное™ платформы для крупнотоннажных контейнеров на основе математического моделирования / М.В. Сударева, ДЯ. Антипин, В.В. Кобищанов И Ежегодная XIX Международная Интернет-конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС-2007): Тез. докл. - М.: ИМАШ РАН, 2007. - С.22.

13. Антипин, Д.Я. Совершенствование конструкции платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров и автопоездов / Д.Я. Антипин, С.И. Горелов, B.C. Лукашук, В.В. Кобищанов, М.В. Сударева // Проблемы и перспективы развития вагоностроения: Материалы науч.-практ. конф. / под ред. В.В. Кобищанова - Брянск: БГТУ, 2008. - С. 14-16.

14. Антипин, Д.Я. Оценка динамических качеств контрейлерного вагона-платформы методами математического моделирования / Д.Я. Антипин, В.В. Кобищаиов, М.Е1. Сударева // Безопасность движения поездов: Труды IX науч. - практ. конф. - М.:МИИТ, 2008. - С.УП-46.

15. Сударева, М.В. Выработка мер по снижению тары и повышению технологичности рамы платформы для перевозки крупнотоннажных контейнеров и автопоездов / М.В. Сударева // Ежегодная XIX Международная Интернет-конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС-2008): Тез. докл. - М.: ИМАШ РАН, 2008. - С.83.

16. Антипин, Д.Я. Анализ динамических характеристик контрейлерной платформы с установленным на ней автопоездом / Д.Я. Антипин, М.В.Сударева,

B.В. Кобищанов // Безопасность движения поездов: Труды X науч. - практ. конф. - М.:МИИТ, 2009. - Ч. 1. - С.УН-З1.

17. Кобищанов, В.В. Оценка динамической нагруженности рамы длиннобазной платформы / В.В. Кобищанов, М.В. Сударева, Д.Я. Антипин // Наука и производство - 2009: материалы Междунар. науч.-практ. конф.: в 2 ч. / под ред.

C.П. Сазонова, П.В. Новикова. - Брянск: БГТУ, 2009. - Ч. 1. - С. 309-310.

18. Сударева, М.В. Анализ динамических показателей вагона-платформы для контрейлерных перевозок / М.В. Сударева // Будущее машиностроения России: сб. тр. Всерос. конф. молодых ученых и специалистов. - М.:МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. - С. 170.

Мануева Марина Владимировна ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ ДЛИННОБАЗНЫХ ВАГОНОВ-ПЛАТФОРМ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ АВТОПОЕЗДОВ И КРУПНОТОННАЖНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация. Подписано в печать 21.01.12 г. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная.

Офсетная печать. Печ. л.1,1. Уч.-изд .л. 1,1. Тираж 100 экз. Заказ. 7 Бесплатно

Издательство Брянского государственного технического университета. 241035, г. Брянск; БГТУ, бульвар 50-летия Октября, 7. Тел. 55-90-49.

Ы 12-Ь/1У/1

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования БРЯНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ВЫБОР СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ ДЛИННОБАЗНЫХ ВАГОНОВ-ПЛАТФОРМ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ АВТОПОЕЗДОВ И КРУПНОТОННАЖНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ

05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов

и электрификация

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Кобищанов В.В.

На правах рукописи

МАНУЕВА МАРИНА ВЛАДИМИРОВНА

Брянск-2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................

1. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ КОНТРЕЙЛЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВАГОНОВ-ПЛАТФОРМ..................................................................6

1 Л. Анализ эффективности контрейлерных перевозок..........................6

1.2. Существующие варианты реализации контрейлерных перевозок.......13

1.3. Анализ конструкций рам вагонов-платформ................................21

1.4. Постановка задачи исследований...............................................26

2. ВЫБОР СТРУКТУРЫ И ПАРАМЕТРОВ ВАГОНА-ПЛАТФОРМЬ1

ДЛЯ КОНТРЕЙЛЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК..............................................23

2.1. Метод конечных элементов как основа анализа несущей способности рамы.......................................................................23

2.2. Обоснование целесообразности ферменных конструкций

обвязок рамы платформы............................................................27

2.3. Оценка несущей способности вариантов конструкций

рам платформы ферменного типа..................................................33

2.3.1. Рассматриваемые варианты нагружениярамы вагона-платформы.....................................................................33

2.3.2. Описание пластинчато-стержневых схем вариантов рамы вагона-платформы.....................................................................40

2.3.3.Анализполученных результатов и выбор рациональной конструктивной схемы................................................................45

2.4. Уточненный анализ напряженно-деформированного состояния рамы вагона платформы с использованием детализированной пластинчатой схемы..................................................................57

2.5. Оценка устойчивости верхнего пояса фермы................................63

Выводы по главе........................................................................66

3. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКОЙ НАГРУЖЕННОСТИ РАМЫ ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ................................................................67

3.1. Обоснование применения для расчетов программного комплекса «универсальный механизм»............................................................67

3.2. Описание математической модели тележки вагона-платформы...........70

3.3. Описание твердотельных математических моделей вагона-платформы.........................................................................74

3.4. Описание гибридной динамической модели вагона-платформы.........80

3.5. Особенности использования программного комплекса «Универсальный механизм для исследования динамики вагона-платформы.....................85

3.6. Анализ влияния учета упругих свойств рамы вагона-платформы на параметры его ходовой динамики...................................................89

3.7. Анализ влияния учета упругих свойств колес и подвески автопоезда на

динамические показатели вагона платформы..........................................100

3.8 Верификация динамических моделей движения вагонов.....................................................104

3.9. Оцттдиналамескшпарстетржвсшна-пл^^...............................106

3.10. Оценка динамической погруженности вагона-гшатформы в

процессе движения..............................................................................114

Выводы по главе..................................................................................117

4. АНАЛИЗ УСТАЛОСТНОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ РАМЫ ВАГОНА-ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ КОНТЕЙЛЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК..........................120

4.1. Обзор исследований в области оценки усталостной долговечности сварных несущих конструкций......................................................118

4.2. Оценка усталостной долговечности сварных несущих конструкций на основе модели многоцикловой усталости и учета напряженного состояния от действия динамических нагрузок при движении............119

4.3. Результаты исследования усталостной долговечности сварной

несущей конструкции рамы вагона-платформы................................126

Выводы по главе.......................................................................132

5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЗДАНИЯ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ДЛИННОБАЗНОЙ ПЛАТФОРМЫ ДЛЯ КОНТРЕЙЛЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК...................................................133

5.1. Постановка задачи...............................................................133

5.2. Определение удельных затрат транспортировки грузов автопоездом

и контрейлерной перевозкой...............................................................134

5.2.1. Автомобильная перевозка...................................................134

5.2.1.1. Определение нормативной продолжительности рейса............134

5.2.1.2. Расчеты затрат в рублях.................................................136

5.2.1.3. Затраты в иностранной валюте........................................140

5.3. Контрейлерная перевозка......................................................143

5.3.1. Расчет производительности платформы...............................143

5.3.2. Расчет измерителей..........................................................144

533.Расчет удельных затрат на перевозку автопоезда по

железной дороге.......................................................................147

5.2. Приближенная оценка себестоимости спроектированной платформы.............................................................................149

5.3. Расчет экономического эффекта в сфере эксплуатации

спроектированной платформы при контрейлерных перевозках............150

Выводы по главе.........................................................................152

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ................................ ... .". ."..153

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...............................................................155

ВВЕДЕНИЕ

На сегодняшний день комбинированные автомобильно-железнодорожные перевозки являются одним из перспективных способов сухопутной транспортировки грузов. Контрейлерная перевозка сочетает оперативность и маневренность автомобильного транспорта с надежностью и безопасностью железнодорожного. С учетом перечисленных выше преимуществ актуальна разработка современного подвижного состава железных дорог, обеспечивающего как контрейлерные перевозки, так и наиболее популярные в настоящее время контейнерные перевозки.

В первой главе диссертации выполнено обоснование целесообразности контрейлерных перевозок, рассмотрен мировой опыт организации транспортных систем данного типа, приведены существующие конструктивные решения, применяемые в разных странах.

Во второй главе проведено обоснование конструктивных решений рамы вагона-платформы для контрейлерных перевозок, выбрана рациональная конструкция и выполнена оценка напряженно-деформированного состояния с применением метода конечных элементов.

В третьей главе выполнена оценка динамических характеристик вагона-платформы для контрейлерных перевозок. Разработаны твердотельные и гибридные динамические модели вагона-платформы для различных вариантов загрузки, с помощью которых выполнена оценка учета упруго-диссипативных свойств рамы платформ, шин и подвески автопоезда. Определены показатели ходовой динамики и спектры динамических нагрузок, действующих на рамы вагона-платформы.

В четвертой главе выполнена оценка усталостной долговечности наиболее нагруженных сварных соединений рамы вагона-платформы на основе методики Серенсена-Когаева и рекомендаций «Норм...» для различных среднесуточных пробегов.

В пятой главе выполнено экономическое обоснование эффективности создания отечественной длиннобазной платформы для контрейлерных перевозок, которое осуществлялось на примере перевозки автопоезда на специализированной платформе.

1. ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ КОНТРЕЙЛЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВАГОНОВ-ПЛАТФОРМ

1.1. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРЕЙЛЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК

Современный рынок транспортных перевозок предъявляет высокие требования к обеспечению доставки грузов по системе «от двери до двери». Подобные перевозки невозможны без использования автомобильного транспорта. Однако обеспечивать такие перевозки исключительно автомобильным транспортом экономически нецелесообразно при расстояниях перевозки более 500 км. При внутриконтинентальных перевозках без жестких требований к их скорости экономически эффективными является железнодорожный транспорт [1]. При межконтинентальных перевозках -авиационный или морской транспорт.

Транспортной системой, объединяющей ключевые преимущества различных видов перевозок, являются интермодальные перевозки, представляющие собой перевозку груза в одной таре или транспортном средстве на нескольких видах транспорта без перегрузки самого груза (транспортной единицей может быть контейнер, автопоезд и/или полуприцеп) [2]. При внутриконтинентальных перевозках, как по территории Росси, так и через её территорию наиболее целесообразными перевозками являются транспортировка грузов на большие расстояния железнодорожным транспортом и доставка от железнодорожной станции до «дверей» заказчика автомобильным. Такой вид перевозок получил название контрейлерных.

В отличие от получивших широкое распространение контейнерных перевозок, контрейлерные обладают рядом преимуществ:

- отсутствие необходимости осуществлять перегрузку крупнотоннажных контейнеров;

- отсутствие необходимости в оборудовании погрузочно-разгрузочных площадок крановым оборудованием большой грузоподъемности;

- отсутствие необходимости аренды контейнеров;

- уменьшение тары транспортного средства на вес.

В Европейских странах первые международные перевозки автопоездов с грузом на специализированных железнодорожных платформах состоялись более 30 лет назад. На регулярной основе подобные перевозки осуществляются в Европе на протяжении уже более 20-ти лет [3]. Во многих европейских странах контрейлерные поезда уже стали частью логистических схем доставки грузов. Причем в ряде случаев контрейлерная перевозка является неотъемлемой частью маршрута из-за действующих ограничений экологического и иного характера, касающихся автомобильных перевозок.

В странах СНГ опытные поездки контрейлерных поездов начали проводиться с 1996 года. Российские железные дороги осуществили серию пробных поездок по международным маршрутам Финляндия - Россия, Польша - Россия и на внутреннем маршруте Москва - Новороссийск. В Украине состоялись опытные рейсы в сообщении с Венгрией и Польшей. Все эти перевозки носили экспериментальный характер, и ни один из этих маршрутов не стал регулярным [4].

После перерыва в несколько лет, переход от стадии пробных рейсов к регулярному контрейлерному сообщению первой в странах СНГ и Балтии, сделала Украина. На заводе "Днеровагонмаш" была спроектирована и построена платформа модели 13-4095 (рис.1.1), предназначенная для смешанных автомобильно-железнодорожных перевозок. Также предусматривается возможность перевозки на платформе крупнотоннажных контейнеров.

Рис. 1.1. Платформа модели 13-4095 производства «Днепровагонмаш»

Один из новых перспективных направлений использования контрейлерных перевозок является международная перевозка грузов. Данные перевозки предусматривают погрузку автопоездов на железнодорожные платформы на специально оборудованных контрейлерных площадках, находящихся в приграничных зонах сопредельных государств. Наиболее эффективные направления и маршруты контрейлерных перевозок по территории России указаны на рис 1.2. Окружностями на карте показаны зоны радиусом 500 км, в которых экономически целесообразна доставка грузов от крупных железнодорожных узлов автомобильным транспортом.

А Капбмк

Корея, Япония, США

Средиземноморье, Ближний восток, Африка

Рис. 1.2. Эффективные направления и маршруты контрейлерных перевозок При подобной организации контрейлерных перевозок таможенное оформление грузов производится на территории сопредельных государств, и автопоезда, установленные на платформах, беспрепятственно пересекают государственную границу. Это позволяет значительно упростить и ускорить процедуру пересечения государственной границы, а также снизить загруженность пограничных автомобильных переходов.

При контрейлерных перевозках основным типом автомобильного транспорта являются крупнотоннажные автопоезда (рис 1.3).

Крупнотоннажные автопоезда представляют собой двух- трехосный тягач (1), оборудованный седельным устройством, и двух- трехосные полуприцепы (2).

Ш^.,- :*»!'.'"•'" " "Г™......'\rv-7T- =■- ■ -- ч-у тт"/ —" т- " ' -V - 1

Рис. 1.3. Крупнотоннажный автопоезд Наиболее типичными в перевозке грузов являются двух- трехосные крытые полуприцепы (рис. 1.4), рассчитанные на перевозку грузов на 32-34 европаллетах. Параметры подобного полуприцепа приведены в табл. 1.1.

2800

Рис. 1.4. Трехосный полуприцеп К месту погрузки на железнодорожный состав автопоезда подъезжают своим ходом и ожидают отправки на специальной площадке. Состав подается к рампе, с которой автопоезда заезжают на платформы (рис. 1.5). Время погрузки автопоезда составляет около 10 минут. После закрепления автопоезда специальными упорными устройствами лобовые и боковые стекла кабин закрываются листами фанеры или картона.

Прицепы закрываются и опечатываются согласно обычному таможенному порядку. Оформление документов при пересечении границы производит дирекция поезда, а водители и сопровождающие груз лица, находящиеся во время движения в

пассажирских вагонах сопровождения, проходят пограничное оформление как обычные пассажиры.

Таблица 1.1

Параметры типового трехосного полуприцепа

Параметры Значение

Масса перевозимого груза, кг 26000

Масса снаряженного полуприцепа, кг 8500

Масса полуприцепа полная, кг 34500

Распределение полной массы на седельное устройство тягача, кг 10500

Распределение полной массы на тележку, кг 24000

Подвеска пневматическая

Количество колес (шт) 6+1

Габаритные размеры (длина/ширина/высота), мм 13845x2500x4000

Шины 385/621122,5

Внутренние размеры платформы (длина/ширина/высота), мм 13485/2440/2480

Площадь платформы, м2 33

Объем платформы, м'3 82

Платформа Пол деревянный, борта откидные. Задняя дверь двустворчатая с запорами контейнерного типа, передним высоким бортом. Тент синтетический сварной.

Основными преимуществами описанного выше способа доставки грузов

являются:

- существенно уменьшаются сроки доставки груза;

- уменьшение аварийности на автомобильных дорогах: по данным европейской полиции, поездка в автомобиле более чем в 2,5 раза опаснее, чем по железной дороге;

- упрощение таможенных процедур [5]. Сокращается время простоя машин при прохождении границы: нет очередей в пунктах пропуска автопоездов, привычно отнимающих много суток у перевозчиков, оформление документов проводится начальником поезда;

- снижение вредного воздействия на экологию. Сравнительный анализ европейских экологов показал, что при одинаковом грузопотоке (в тонно-километрах) почти в 30 раз сокращаются выбросы в окружающую среду;

- уменьшение расхода моторесурса автотранспорта и экономия топлива;

- снижение нагрузки на автомобильные дороги [6];

- конкурентоспособные ставки;

- обеспечение стабильной доставки грузов в отдаленные районы страны;

- создание комфортных условий сопровождающему персоналу;

- снижение криминальных рисков при перевозке грузов.

¡■в

Рис. 1.5. Терминал погрузки автопоездов на железнодорожные платформы, Финляндия

С учетом перечисленных выше преимуществ целесообразна разработка современного подвижного состава железных дорог, обеспечивающего как контрейлерные перевозки, так и наиболее популярные в настоящее время контейнерные перевозки.

Разработка указанного подвижного состава в первую очередь связана с необходимостью анализа отечественных и мировых образцов зарубежной техники дая реализации контейнерных и контрейлерных перевозок.

1.2 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ВАРИАНТЫ РЕАЛИЗАЦИИ

КОНТРЕЙЛЕРНЫХ ПЕРЕВОЗОК

В мире на сегодняшний день существует значительное количество вариантов реализации контрейлерных перевозок [7]. Все виды подразделяются на два основных типа: роудрейлеры (от гоаёгаП) и контрейлеры. Их принципиальное отличие заключается в способе транспортировки автопоезда или полуприцепа. Ниже рассмотрены подробнее эти типы транспортировки.

Роудрейлеры. Данный тип перевозок основан на транспортировке специально оборудованных автомобильных полуприцепов по железной дороге без использования железнодорожных платформ. Первый вариант основан на использовании специализированных железнодорожных тележек (рис 1.6), обеспечивающих опирание на них полуприцепов, имеющих усиленную раму и оборудованных специальными опорными устройствами. Состав формируется из полуприцепов, установленных на два типа тележек: опорные тележки 1 (рис. 1.7), обеспечивающие опирание одновременно двух полуприцепов и концевые 2, оборудованные автосцепным устройством.

; -О

Рис. 1.6. Специализированный полуприцеп, установленный на железнодорожные тележки

ГСГСГ<У

1

Рис. 1.7. Процесс установки автопоезда на железнодорожные тележки

Второй вариант - бимодальные перевозки основыва