автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Работа стрелочных переводов в аспекте проблем угона на высокогрузонапряженных линиях

РГ6 од

петербургский

/ 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На праоах рукописи

ЕРМАШКЕВИЧ

Сергей Степанович

удк 625.151

РАБОТА СТРЕЛОЧНЫХ ПЕРЕВОДОВ В АСПЕКТЕ ПРОБЛЕМ УГОНА НА ВЫСОКОГРУЗОНАПРЯЖЕННЫХ ЛИНИЯХ

Специальность 05.22.06 — Железнодорожный путь

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

санкт-петербург 1993

Работа выполнена в Петербургском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель —

заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор С. В. АМЕЛИН

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки и техники РСФСР, доктор технических наук, профессор

В. Г. АЛЬБРЕХТ; кандидат технических наук, доцент М. Ю. КОЗЛОВСКИЙ

Ведущая организация — Октябрьская ордена Ленина железная дорога.

Защита состоится « . ОГ. ... . . 1993 г.

в . **? часов на заседании специализированного совета К 114.03.06 в Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский проспект, 9, ауд. 1-418.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ПГУПС.

Автореферат разослан « /У» . 0У. . . . 1993 г.

Отзывы на реферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в совет института.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

доцент Е. С. СВИНЦОВ

ОБЩ ХАРЛШВЮтСА РАШШ

Акт-Ушшюсть томи. Основной задачей колозиодороаного транспорта является своевременное, качественное а полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и насолешщ d перевозках. Поэтому необходимо усилонио ц модернизация всех существующих технических средств аелозиых дорог, новшюнио цх работоспособности и надежности, создашь Н0В1К конструкций, при ого:.! первостепенной значение имеет модор-низацня стрелочных переводов,

IIa сети дорог Российской Федерации эксплуатируется ÜI3 тио. стрелочных пореводов, из них 64 тио. в г.ишных путях.

IIa внеокогрузонапряженных линиях их работа резко усложняется, что обусловлено быстрым накоплением остаточных деформаций, повышением выхода дз строя стрелок и крестовин по дефектам контактно-усталостного происхоздения и активизацией сил угона. Так, например, из-за продавливания шайб-втулок и других повреждений изоляции вблед-ствии действия сил угона только по одной Октябрьской железной дороге каядый год официально регистрируется 4СХК500 случаев задержек и сбоев в движении поездов. А смещение остряка относительно рамного рельса, контррельса относительно крестовины и перошсы брусьев вызывают неисправности в работо стрелочных переводов, которые создают реальную угрозу безопасности двигсешш поездов.

Из вышеизложенного следует, что в области стрелочного хозяйства в настоящее вре:ля исследовашю горизонтальных продольных перемещений элементов стрелочных переводов и совершенствование их противоугонных свойств является актуальным , '' Рошошш этих вопросов посвящена настоящая работа. Лель работы: Основной целью работы является разработка мер по дальнейшему усовершенствованию элементов обыкновенных стрелочных переводов для високогрузонапряаэшшх линий в плане обеспечения ста-

- г -

бшшюсти or действия сил угона. Л тбото то следуйте д.;

- конструкции н характер работы совроыошшх отечественных стрелочных переводов;

- упругий продольные перемещения рельсовых юной стрелочных переводов типа PG5 марки I/II, улохошшх как lia келезоботошшх, так и m доревшшых брусьях;

- сшш давления противоугонов па деревянные брусья в продолах соода-нительной части стрелочных пароводов типа Р65 марки I/II.

ручная новизна работы заклачается в следующем:

1. Произведена попытка теоретического обобщения действия угоняющих сил в пределах соединительной части стрелочных, переводов.

Разработана усовзриенствовапная методика определения упругих продольных перемещений рельсовых нитей обычного пути применительно к соединительной части стрелочного перевода.

Получены расчетные значения модуля продольной упругости рельсового основания в предолог соединительной части стрелочного перевода типа Р65,г марки I/II на деревянных и калезобетонша брусьях.

2. сйсспэримонталъно измерены силы давления противоугонов на деревянные брусья и величины упругих продольных перемещений рельсовых нитей стрелочных переводов типа Р65 марки I/II на деревянных и аалезобетошшх брусьях.

Практическая ценность. Разработаны и в опытном порядке внедрены па Октябрьской железной дорого:

- один из рассмотренных вариантов оформления реборц для клемм в пределах крестовины, а также противоугонных устройств б корне поворотного сердечника крестовины;)

- новая cxe;,îa закрепления от угона рельсовых ш;те;1 соединительной части существующих конструкций стрелочных переводов типа Р65 нарек 1/9 и 1/11.

Кроме того,предложен способ сварки гибкого остряка с рольсовш.ш нитями соодищ';ильной части, данц рекомендации по сокращению количества стшсоп п продолах стрелочных переводов, предложены конструкции стрелочных башмаков и торцового устройства при гибшхх остр/них.

Реализация шшечоншх мор по дальнейшему усовершенствованию современных конструтащй стрелочных переводов для високогруионипря-копних .»ииаш повииаот срок служба и надежность их ¿моментов, сокра-щаот расходы на текущее содержание, обеспечивает технологичность укладки и смены, позволяет увеличить скорости движения по прямое и боковому направлениям.

Исследование стрелочных переводов с точки зрешш процессов угона позволяет с новых позиций оценивать их поперечную устойчивость, состояние шрмш колой, величин келобоа, углов ударов в отводи усо-виков, контррельсов, в остряки, передний вылет рамного рельса, а переводную кривую, а также величины отбоя рельсовых гатей и параметры промежуточных скреплений,

В работе доказывается необходимость для участков с высокой грузонапряженностью проектировать стрелочные переводы о высокими противоугонными качествами.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и получили одобрение:

- на пятьдесят первой студенческой научно-технической конференции с участием молодых учоных и специалистов "Неделя науки - 91",

г.Ленинград - 5 апр.1991 г.;

- на тридцать седьмой научно-технической конференции но вопросам путевого хозяйства, г.Ленинград - 19 апр.1991 г.;

- на пятьдесят второй студенческой научно-технической конференции с участием молодпх ученых и специалистов "Неделя науки - ЭЛ",

г.Санкт-Петербург - 7 апр.1932 г.;

- на тридцать восьмой иаучно-гехшиесхоИ конференции по вопросам путевого хозяйства, г.Санкт-Потербург - 10 апр.1302 г.;

- на заседаниях кафедр "Жедеэнодорозшьй путь" ПШГа, "Путь ц путовоо хозяйство" ДНИХа и ШШТа.

Публтосатчи По тома диссертации эадопонировано 5 статей и I монография общим объемом в 3,6 початных листов.

Объем таботн. Диссортащш соотонт нз вводошш, пяти разделов, заключения и трах пршюаоний, Работа цредставлона на 209 стр. шщ-иописиого текста, сод орда 60 иллюстраций л 20 таблиц. С гею о;; использованных источников оодоркит 99 наименований.

С0ДЕ1ШШЕ РАБОТЫ

Во вво."лет'ч обоснована актуальность проблемы и изложены доли ц задачи исследования.

В первом отаделе рассматриваются особенности роботы стрелочных переводов на високогрузонацряхенных линиях, дается обзор гипотез и теорий утопа пути, а гогско фаитсрц, ойуслотшатяе угон стрелочных пороводов, приводится краткая историческая справка, анализируется работа стрелочных переводов и рассматриваются юс конструкции, вцдви-гаотся ряд предъявляемых к нил требовании.

На вцсокогруаоцапряжошнгс линиях работа стрелочных переводов резко усложняется, происходит бистров накопление остаточных деформации, повишется выход из строя стрелок и крестовин., в основном^ по дефекта;.! контактно-усталостного проиохоздешш.

Интенсивное накопление расстройств стрелочных переводов приводит к увеличении раоходов ш их тонущее содержание. Интервалы моэду поездами настолько уменьшаются, что'затрудняет рационально выполнять роботы по токуце^ содераенав!

Особое значение ка високогрузонапря^вших линиях приобретает проблема борьба о угоном з пределах стрелочных переводов.

13 продолах сгролки из-за угона может произойти смощониэ остряка отиоситольно рашого рольса и порокоо тяг. В корне остряка при корневом устройстве вкладышо-накладочного типа возможно увеличишю стикового зазора. И стрелках о гибкими острякам возникают ослабления и изломи болтов улорок и наблюдаются олучаи оорыва даже высокопрочных болтов на опорных мостиках, ухудшаются условия прилох-и.шл остряка к рамному рольсу и упорным накладкам со вио;.ш вытекающими из этого последствиями.

Особенно чувствительны к действию сил угона кростовиш с непрерывной поверхностью катания. Угон шгет лривисти к перекосу тяг, уменьшении зазора в корне короткой ветви подишюго сердечника и разному увеличению переводных усилий. На практике зачастую выступи (шшы) противоугонных накладок из пазов корневого мостика походят и своей функция но выполняют. Продольное смещение ветвей сирцечника вызывает неприлогание шейки роЛьсоа сердечника к упорным накладкам. Все это может создать реальную угрозу безопасности движения пооздов.

Есть все основания предполагать, что угон элементов стрелочных переводов наолюдали в самом начале появления железных дорог.

Так, для борьбы с угоном к стрелочные брусьям прикрепляли сквозными болтами противоугонные продольные брусья, а стрелочные башмаки прикрепляли сквозными болтами к стрелочным брусьям. В пределах соединительной части использовали упорки различных конструкций. В крестовинном узле использовали распорки (связные полосы), которые не только способствовали сохранению допусков по содержанию элементов перевода, но и препятствовали смещению контррельса относительно крестовины. Сыграли свои рель в борьба с угоном лафетные стрелки (рамный рельс и остряк на лафете), а также лафеты под крестовинами.

В настоящее зрелы наиболее простыми, удобными в эксплуатации ц надеиными признаны прогавоугош в виде пружинных скоб, передающие

- б -

продольную силу угона иопосрадотвенно на Ор/с.

Рлд авторов, последуя явление улла путл, пришли к ооцему шина, что костилыюо скрепление и прушшние или самозакшшваицаеся противоугони не в состоянии обеспечить нооОходимое погонной сопротивление угону при высоких осевых тгрушсах и при пришношш шстм-и ВОСЫШООН1К вагонов, поэте;,jy на высологрузошпрлкошшх лишшх предпочтительнее использовать окропление по ищу шрки К, которое является противоугоншш.

Упачнтелышх i;p¿ ниш: исследований работи стрелочных переводов на угопяиуцс с:иш у нас в стране провидено недостаточно.

Kpoi.io ооиотш фаморов, характернее для угона пути, ¡га угон отролочицх пароходов дополштолъно вдияыг:

1) величина утлов удара в остряки, контррольси и уоовшщ;

2) формы и разборы траекторий, которые описывает центр колоса при иорекатывашш по о ломотам стрелочных переводов;

3) резкое иэмеэцеше иосткостц несущих элементов вдоль перевода;

4) отсутствие возвшюния наружной нити иореводноИ кривой;

5) отсутствие нодукдонкц рольсовпх ниток (за исключением перовода типа Р65 bajita i/ll усовершенствованной конструкции);

6) большое количество етшеов,

Ш отечественных грузонапрлгешшх линиях приыоияится в основном стролочшо переводи тша Р65 л гораздо peso Р7з марок 1/3 п I/II. Стрелочник перевод тша Р75 карки I/II укладывается правде всего там, где а главные дуги улодоны рельсы типа Р75 и грузонапряженность прэвншаот 6U ши.т ш брухго/км в год. Перевод типа Р75 марка I/1I но предварительна даннш имеет порлатиишЛ срок слухйи на IÓ-205S больше, чал перевод типа PG5 к предназначен для работы в особо сложил эксплуатационных условиях.

ila основании провздошюго в диссертационной работе анализа

основных преилутвотв к недостатков конструктивного офориленкя раз-

личных элементов оточоствошшх. стрилочних переводов и анализа ^боти стрелочных лириводов на висслсогрузопадря;,чинных лшшнл. возмо:шо о.^ир-мулировать продалилломпо к ним следующие оспошшо тробоиаши: I) надежность алиментов стрелочных нороводов до.л:1а быть повышенная; ¿) ТИП отролочних нироводов ДОЛЖОН СООТВОТОТВОШУ.Ь Т1ШУ ле>.ацих II пути ри.'шоол, по на участках, где грузонапряженность о^.шо 80 шщ.т ш брутто/км в год, слодуот рекомендовать ,, кладывать -/о::;,ко стрелочные пиреводы типа Р713 (дахе если путь па перегоне с ролъсаг.м тшха Ръ5);

3) на главных путях високогрузонаиряженицх лшшл ноооходако уклэдн-вать стрелки только о гибкима остряюши и кростовины с подвшшшн поворотным сьдцечником;

4) л качестве подрельсового основания должны быть использованы де-ревяшшо брусья (в перспективе возг.шен пароход па другие типы оснований) ;

5) на главных путях високогрузоналряхсн.шх линий обязательно должна быть предусмотрена подуклоака рельсовых шхой в продолах стрелочных переводов;

6) стрелочный пореводы в пределах соедшштольной части должны укладываться только с раздольным цромояуточнш скупленном по типу марки К.

Соблюдение этих основных требований может значительно повысить сопротивдяоиость элементов стрелочных переводов воздействии подвижного состава на высокогрузоналряженных линиях.

Однако этого монет оказаться недостаточло. Надо рассмотреть возможности дополштолышх исследований по дальнейшему совершенствованию стрелочных переводов, повило;та их стабильности и борьбе с утопом в их продолах.

Но вторч.л ;дздело дани некоторые соображения но вопросам ос^о-

новация процессов угона в проделах рельсовых нитей соединительной части стрелочных переводов.

На формирование результирующего вектора сил угона влияют векторы сил угона, возникающие в рельсовых штях, в элементах скреплений, в брусьях, в баллаотной призме, на основной площадке земляного полотна, в. земляной полотна.

В отоль шроком диапазоне силы угона полно рассматривать с точек арония следующих основных теорий: упругости, пластичности, ползучести, териоупругости, колебаний и удара во всевозмокиых постановках, оо всякого рода допущения!.®.

Уравнение равновесия сил, действующих на. элемент рельса мошю представить в оледущем упрощенном виде:

РЛх + ^с/х

где р - угошвщда сила;

- сила трения по поверхности катания; '. </// - продольная сила утопа в элсионто рельса.

Из этого уравнения видно, что главную роль в формировании силц .угона-игравт'угоишощаэ сила \ р \ а силы транш по поверхности катания V.

.В дерэоы Ьрайлшаошш угоняющие силы, возннкавщаэ в рельсовых нитях соединительной части стрелочных переводов, кокно рассматривать без учета сил инерции, а тисио внутреннего трения, обусловливающего рассеяние энергии циклических деформаций во внешнюю среду, и полагая, что основание абсолютно упруго во всех направлениях.

При дальнейшее исследованиях коано Судет учесть реологические свойства основания и влиянио ударов колос подвижного состава в стыки.

Возможны оледумзиз основные случаи угона рельсовых нитей

- il -

стролочшк ПОрСБОДОВ.

I. Цели рольсовио mini стрелочного иироБода нолпостьы '¿акроплоны ov угони, то продольный осгаточида ииромощошш кочозиат и »шбадаяся лишь честные унругно продолышо поремицония. 13 этом случаи возникают угоняющие силы р , которые могут быть опродолипи как усилия, ш>-родавио.-ши от ¿юльоовых питой чороз окропления на оснинлнио.

Ксля рольсовио нити отролочпого перовода но закрппло.ш от угона и имеются зазоры в стыкал, а в основании начались и п^огриосируыт реологические процессы, то будет происходить цирашюморноо продольное перемещение всего стрелочного переводи mi коншр/кции (возмо&-но шоото с основанием) под поездами о никоторой сглроотьи угона. Так, например, для рельсового элемента стреличниго норовода, как абсолютно упругого тола, можно записать

■ Uu^djd

у eft

где 0J - продольное перемоцошю нейтральной оси рольсового

элемента перевода. 3. Если рельсовые нити перовода закреплены от угона недостаточно, то при проходе колес подвижного состава будет происходить юс продольное перемощение в основном за счет стыковых зазоров и одновременно фиксироваться угоняющая сила, меньшая той, которая была бц при полном закреплении рельсовых нитей от угона.

Несколько рельсовые нити перевода из-за дополнительного сопротивления со стороны упорок, вкладышей, корневого и крестовшшого узлов тлеют восьт ограниченное перемещение, поэтому второй и третий случай угона рельсовых нитей при ослабленном промежуточном скреплении и полном отсутствии противоугонов не должен докшшро-вать над первым, как это шогда имеет место в звеньевом или бесоты-ковом пути. Том более,что во втором и третьем случаях даже малешлие

продольные смещения рельсовых нитей по отношению друг к другу '(до 20 ш) ДО гут привести к чрезмерным расстройствам стрелочного перевода, что не допускается 11ТЭ и создает реальную угрозу безопасности двшкения поездов.

В квазистатической шлэрпритации, если предоолошть, что стрелка а креогсшшшый узел не шедаютоя, то рельсовые нити соединительной части коею рассматривать как имоющао упруго-фракционную связь о основанием.

Как доказала практика, при скоростях двияошш поездов до 2?,&-33,3 ц/с (100-120 10,5/4) в инхенерних расчетах обычного пути подобная постановка аналогичных задач не ведет к серьезным ошибкам и для приблшеиных расчетов могю с успехом воспользоваться методикой определения угоняющих сил, разработанной проф.В.Г.Альброхтои.

Вследствие различной длины переводша брусьев, различных расстояний ыевду осями переводных брусьев, нз сш^отрпчио с та располоке-нця относительно середшш оси переводного бруса нагруженных рельсо-вис штой, а тшке ояевдфгшости конструкций прикрештелэй,_ необходимые для расчотоо модуль упругости основания в вертикальной плоскости К , продольный модуль упругости основание , коэффициент трения подошвы рельса по основанию /тр , яриведешшй момент инерции рельсовых нитей и другие характеристики не шгут быть постоянными. Они изменяйся ш ш длине стрелочного перевода, так и под одновременно работающими рельсовыми нитями, то есть в поперечном сечении.

Все отн характеристики ( 2/^ ; ) дая подобных ис-

следований имеют решаащое значение и, по-видимому, они должны назначаться, походя из тщательно проведенных опытов. В ориентировочных теоротпчесюк исследованиях следует лишь так выбирать значения ; 2Л) У^ /тр У0 , чтобы 01Ш Еозволяаи получить ИСКОМЫЙ ЕВД упру-

гой иродолыюй деформации рельсовых нитей, наиболее близкий к полу-чоииому в экспериментах.

.В работе, в качество примера, смоделирована ш персональном компьютере процессы упругих продольных порошщопий рельсовых нитей соединительной части стрелочного перевода тала PG5 марка I/II (брусья деревянша и железобетонные, балласт цебеночнн;;, условия летние) при лрохоадонии двухосной толехна лолуюагош о учетим сил тяпи.

Все необходимые для расчетов Величина (кроме упругих продольных перемещений рельсовых гатей) взяты из ранее проведенных исследований З.Ф.Яковлева, И.И.Сошнова, 13.Г.Альбрехта, Н.И.Карпущенко и задавались дискретно о интервалом в 10 сы.

Упругое продольное перемещение точки, подошвы рельсовой нити соедшштолыйзй части стрелочного перевода на кавдом 10 см участке рассмотрено в следующем виде:

с о

гдо АноС ~ перомецонио какой-либо точки на нейтральной осп рельса за счет его упругих деформаций; ~ точки на нейтральной, оси рельса за счет

. сокращения длины проекции нейтральной оси на про-дольнуы ось х при изгибе рельса; Л- перемещение точки на подошве за счет поворота сечения рельса при, его изхибе;' • Н; - - продольная сила, действующая в сечении рельса; £ - модуль упругости .рельсовой стали;, , /- площадь поперечного сечения рельса;

, 'Ji(^) - прогиб рельса;

$ - расстояние от нейтральной оси рельса до' его подошзы.

Наш установлено, что для любого досятисаитсгатроЕОГО участка каздой рзлвоовой ¡¡лти соединительно.. части t/fi моаот бш'ь виралон зависимостью:

гДе ~ гадуль упругости рельсового основания в горизонтальной

плоскости боз учета вертикальной нагрузки; Hj - коэффициент, учитцвавдцй влияшо вартикалыюй нагрузки на изшнощю продольной упругости пути. Для каццого участка величина упругого продольного перш.мцошш подоги рольсовой 1шти Я; опрзделяотся по формуле:

г / -A* J п-х /?

fi-FF л г г ^ + Ь; —5---

Я^г ЛI EF '

* (Cos2 + - i) + С. е 'г1?<%

' (C(»S2^* - Sin 2

^¿El

где j?. ~ мэйздаонт относительной аооткоотп

! ^E^oi рельса к основания в вертикальной

плоскооти; а лг г

Л !>гпг - -Г - 2 Л tf - rZ

л *tifiibr,; + г п Г .

~ ^--Н7------* */ Ч.-; '

А='

ЕР

где

- коэффициент относительной аестиости рельса и'основания в горизонтальном продольной направлении;

Р - вертикальная нагрузка от колоса на рельс; " ~ модуль расстояния от середины участка до

любого го колеса. Произвольные постоянные М; и определяются отдельно влево

и вправо от каздого колоса. Они находятся из условия непрерывности дзфорлзцяй с помощьи рекхрреигньоосоотношшй для соседних участков и граничных условии (рснуурзнтшю соотношения для И,\ и ввиду их громоздкости л автореферате не приводятся).

Бшилопо, что для получения воличан упруги;: продольных перз.ми-цошД здрогастрхровашшх в проведанных наш экспериментах необходимо чтсбя пэлгаш Ур ' и /1 находились в следующих пределах:

Величина Рольсовая нить Брусья доровякше Брусья гелозобогошше

Уо, т0 впоиняя 6,0 - 7.0 8,0 - 8,5

внутренняя 3,5 - 7,5 8,5 - 9,и

Л , внешняя 2,0 - 3,1 3,4 - 3,7

см''- внутренняя 3,0 - 3,3 3,6 - 3,9

В дальнейшем для наиболее полных и глубоких науч!шх исследований горизонтальных продольных шзреиоцокий рельсовых элементов ц частой стрзлспшх пореводоа, г.асткосто.1 узлов скраплонай, сопротивлений пэремецоналм рольсовах аледенгга относительно основания к ос-

новаиия относительно балластного слоя, коэффициентов трения при различном конструктивном оформлении узлов и воздействии нагрузок, характеристик прокладок, клемм, вкладышей, упорных накладок, упорок башмаков и прочих элементов^ необходимо создать специальный испытательный стенд в натуральную величину, на котором путем.обыгрывания наиболее неблагоприятных ситуаций (например, продольных нагрукений рельсовых нитей в определенном направлении), можно будет получать необходимые исходные данные дая проектироьшшз и создания новых конструкций стрелочных переводов.

В третьем раздела приводятся результаты экспериментальных.исследований сил давления протиэоугонов на бруоья и упругих продольных перемещений рельсовых нитей стрелочных переводов при движении , грузовых поездов в рекцме тяги.

Б ходе экспериментальных исследований определялись силы давления пружинных противоугонов,на деревянные брусья ¿ пределах соединительной части стрелочного перевода типа Р65 марка 1/11; кроме того, исследовались продольные перемещения рельсовых нитби стрелочных переводов как на деревянных, так и на железобетонных брусьях.

Подобные исследования не позволяют прогнозировать и делать обобщающие выводы, так как они проводятся при случайном (конкрет- . • ном) типе подаишого состава на случайных (конкретных) стрелочных- ' переводах, но они позволяют наглядно представить происходящие процессы в данный ьшент времени, дать качественную их.оценку и выя-. .. вить наиболее слабне элемента, узлы или участки конструкции.

Для определения сил давления противоугонов на брусья использовались силомерные элементы конструкции ШИЖХа..

При исследовании сил давления противоугонов на брусья внимание уделялось их работе только под локомотивами и гружеными вагонами (хопперы, дудтары, цистерны, полувагоны с углем и лесой) на протя-

«

нении всей длины проходящих составов при скоростях движения 15-^5 км/ч.

Выявлено, что при любом направлении движения по стрелочному переводу силы давления противоугонов на брусья увеличиваются к с о редкие соединительной части примерно до 3,50 кН, различно по внутренней и внешней рельсовым нитям.

При снятых протшзоутонах (кроме тех брусьев, на которых установлены силоморныэ элементы) средние значения сил давления противоуго-нов на брусья несколько большэ, но нэ намного, примерно на 0,5 кН, а при постановке противоугонов в "замок" меньше примерно на 0,50 кН, чш пря типовой схеме закрепления от угона (44 пары пружинных противоугонов) .

В качестве примера на рис.1 приведен график изменения сил давления противоугонов па брусья пря типовой схеме закрепления стрелочного перевода от угона и дшкмшш эшшааей по боковому направлению. На графжо (ряо.1) прстята елвдуадив услоа;ше обозначения: Я кН - среднее значение сил давления противоугонов на брусья;

-. - внешия вагругеиная рельсовая нить (Внеш.ЗШ);

---, - внутренняя загруженная рельсовая нить (Внут.ЗЕН);

-------- внешмя нозагрукенная рельсовая нить (Внеш.НЗГН);

„~----•' - внутренняя иозагруленяач рольсовая нить (Внут.НЗГН);

ПШ - двиЕоийе экипанзЗ по шерсти;

ПрШ - двшвшо дгппаяеа против гшрегд.

Для определения упругих продольных перемещений рельсовых нитей стрелочных переводов использовалась прогибомерц конструкции ШЮШТа,

которпо упирались в угояон-удор закрепленный на уровне нейтральной сек рельса. Прогнбомеру прикреплялась к сваям, забитым через балластный слой в земляное полотно. Регистрация упругих продольных: перемещений рельсовых штей стрелочных переводов производилась на

Силы давления яротивоугонов на брусья яри движении эгаша*ой по Соковому направлению стрелочного перевода типа Р65 шрки I/II (схема закреплв1шя от угона гаповш/ 44 пари пруюшных противоугонов).

Я.кИ

Покера

33 30 27 23 бигсьев

Тво.1 .

светолучевом двенадцатиканальном осциллографе HII5.

Средние значения упругих продольных перемещений остряков несколько больше, чем рамных рельсов. На стрелочном переводе типа Р65 марки I/II, уложенном на деревянные брусья, при движении экшааей по прямому направлению шиболышэ максимальные вероятные значения упругих продольных перемещений наблюдались в сечении 40 мл остряка прямого направления - до I,91 мм, а ка рамкам рельса - а сечении остряка 20 мм то прямое направленна - до 1,03 им.

При движении экипажей по боковому направлению стрелочного перевода наибольшие максимальные вероятные значения упругих продольных перемещений наблюдались в сечении 40 ш остряка бокового направления - до 2,18 ш, а на рамном рельсе - в сечении остряка -

20 мм по боковог.у гаправлопик - до 0,93 им.

Наименьшио упругие продольные перемещения наблодались в ходовом рай с о у контррельса по незагруканной рельсовой нити - до 0,04 ш.

В середине соединительной части наибольшие максимальные вероятные значения упругих продольных перемещений наблюдались при движении экипаиой по боковому направлению, во внутренней загружешюй рельсовой нити (в упорной рельсовой нити переводной кривой) - до 1,11 мм.

На ооновании вышеизложенного можно сделать вывод, что воздействие колес подвшшого состава при длине нии экипажей'на боковое направление стрелочного перевода, вследствие пэрераспределе1шя осевой нш'рузки, способствует росту упругих продольных перемещений во внутренней загруженной рельсовой нити и остряка бокового направления.

Иоследовашю продольных упругих перемещений рельсовых нитей стрелочного перевода типа Р65, марки 1/11 т железобетонных брусьях производилось по той ае мотодико и темяз» приборами, что и на переводе, уложенном на деревянных брусьях. Однако по техническим причинам но удалось исследовать продольные упругие перемещения остряков.

При движении экипажей по прямому направлению наибольшие средние значения упругих продольных перемещений доходили до 0,37 мм по внутренней загруженной рельсовой нити соединительной части перевода.

При двизенш экипажей по боковому направлению наибольшие сроднив значения упругих продольных перемещений внутренней загруженной рэдьоовой нити соединительной части шлет тот нэ порядок, что и при двияешш по прямому направлению (до 0,33 к/.).

Наибольшие шксимзлыше вероятные зьаченш упругих продольных перемещений рельсовых нитей 0,46 мм зарегистрированы в сечении ша-ду брусьями 30-31 га внешней загруженной рольсэвой нити перевода при двяяешш эклпаяей проташ дарсти по лрямоцу направлении.

В сгличио от упругих продольных перемещений рсльсових нитей

стрелочных переводов т деревянных брусьях, упругие продолышо перемещения рельсовых нитей. на колезобетошшх брусьях носят несколько иной характер-. Осциллограммы имеют монее пологие вершины и максимумы достигаются плавно, в основном иод 4-й или 5-й ось» локомотива и иод грукопши хопперами, цистернами, вагонами с лесом и углем. Это явло-ние указывает на то, что жесткость основания оказывает огромное влияние на формирование упругих продольных перемещении рельсовых нитей перевода, так как кривые прогибов на жестком осношшш становятся значительно полош.

Под порожними вагонами упругие продолышо перемещения рельсовых нитей незначительны и они в расчет не принимались.

Характер изменения продольных упругих перемещений в зависимости от длины составов вышить да удалось из-за малых скоростей движения поездов (до 15-25 км/ч), по-видимому, эта зависимость должна отчетливо проявиться при скоростях 60-90 кц/ч.

В качестве примера на рис.2,а и б приведены графики средних значений упругих продольных перемещений рельсовых нигей стрелочного перевода типа Р65 марки 1/11 на деревянных (рис.2,а) и келезоботон-ных (рис.2,б) брусьях при движении экшшсей по боковому направлению. Условные обозначения на рис.2,а и б приняты те ке что и на рис.1.

В четвертом разделе рассматриваются возможные пути совершенствования стрелочных переводов для высокогрузонапряженных линий в связи с увеличением осевых нагрузок и угона.

Предлагаются следующие основные мероприятия по дальнейшему усовершенствованию стрелочных переводов:

- величину переднего валета рамного ре-аса назначать исходя из условия равномерного отвода ширины колеи и по возможности большей величины (ке менее 4 м);

- произвести переход на клеммное - ребордчатое скрепление в преде-

лах. всего стрелочного перевода, включая стрелку и крестовину;

- в корневом устройстве в виде обычного путевого стыка при гибких остряках предусмотреть ослабление подошвы остряка в месте изгиба, противоугонные накладки на корневом мостике заманить на стрелочную упорку, произвести сварку гибких остряков с рельсами соединительной части;

- для взаимной связи рельсовых элементов стрелочных переводов уложенных на деревянные брусья и обеспечения постоянства ширины колеи в зонах стрелки и крестовины укладывать связные полосы;

- сокращать количество стыков в пределах стрелочных переводов.

В пятом разделе представлены экономические соображения по использованию отдельных усовершенствований стрелочных переводов да высокогрузонапряженннх линиях.

Экономический эффект, получаемый при внедрении новых стрелочных переводов, обусловлен несколькими группами источников сокращения эксплуатационных расходов и уменьшением капитальных затрат.

Первой группой источников эффективности является улучшение качества изготовления, укладки и текущего содержания стрелочных переводов. Она формируется несколькими факторами:

- сокращением годовых эксплуатационных расходов на текущее содержание стрелочных переводов;

- снижением годовых отчислений на амортизацию за счет большей надежности новой конструкции.

Осуществление перехода на клемьшое-реборцчатое скрепление в пределах всего стрелочного перевода и рад других мероприятий, рассмотренных в разделе 4 настоящей работы, дают возможность при увеличении массы поезда, нагрузок на'оси и технической скорости движения поездов, если на снизить эксплуатационные расходы, то по край-

ней мэре оставить их на дрогшем уровно.

Второй группой источников эффективности применения новых стрелочных переводов является увеличение скоростей двияения поездов по посту, станции, перегону, участку.

Усовершенствования стрелочных переводов, подобные том, что описаны в раздело 4 настоящей диссертационной работу, для переводов типа Р65, марки I/II дадут возможность увеличить скорость грузовых поездов по боковому пути о 50 км/ч до 55-60 км/ч, а укладка стрелок о гибкими остряками и крестовин с поворотный сердечником даст возможность пропускать грузовые поезда по прямому направлению высоко-груэоиапряхошшх магистральных линий со скоростью до 120 a вшэ км/ч. Такзял образом совершенствование стрелочных переводов для Еысокогрузонапряхвшшх линий экономически целесообразно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исолодовашо работы стрелочных переводов ira високогрузонапря-генних линиях позволяет сделать следующие выводы:

1. На стрелочных переводах наблюдается ярко выраженная тенденция повышения выхода из строя стрелок и кростовин по дефектам контактно-усталостного щшехоадошш, быстрое накопление остаточных деформаций н карасташш сил угона.

2. Вопросами влияния сил угона а закрепления от угона стрелочных переводов у нас в стране занимались недостаточно. Необходимы дальнейшие исследования явления угона на стрелочных переводах и разработка мер по борьба с шал.

3. Опираясь на ранее опубликованные работы профессоров

В.Г.Альбрехта, Н.И.Карпущонко и других ученых, удалось разработать методику определения упругих продольных: порокоцогшй рельсовых нитей соединительной части стрелочного перевода.

- гг-

Путем использования этой методики (моделируя на ПЭШ) расчетным путем получены значе1шя модуля продольной упругости рельсового основания в пределах соединительной части стрелочного перевода типа Р65, марки 1/11 на деревянных и железобетонных брусьях. Результаты приведены в таблице.

Величина Рельсовая нить Брусья деревянные Брусья железобетонные

По, внешняя 6,0 - 7,0 8,0 - 8,5

МПа внутренняя 6,5 - 7,5 8,5 - 9,0

/7, внешняя 2,8 - 3,1 3,4 - 3,7

см" внутренняя 3,0 - 3,3 3,6 - 3,9

4. Экспериментально измерены силы давления противоугонов на деревянные брусья и величины упругих продольных перемещений рельсовых нитей стрелочных переводов .типа Р65, марш 1/11.

Средние значения упругих продольных перемещений рельсовых нитей соединительной части на деревянных брусьях доходили до 0,8 мм, а на' железобетонных брусьях - до 0,4 мм.

Средние значения сил давления противоугонов на брусья при типовой схеме закрепления соединительной части от угона доходили до 3,50 кН, а при постановке противоугонов в "замок" - до 3,0 кН.

5. Предложены, частично разработаны, в опытном порядке внедрены на Окт.ж.д. и исследованы некоторые конкретные предложения по усовершенствованию стрелочных переводов на высокогрузонапряжешшх линиях, а именно:

- вариант оформления реборд для клемм в пределах стрелки и крестовины;

- вариант противоугонного устройства в корна поворотного сердечника кроотовини;

- вариант закроплония от угот рельсовых иней соедшштолыюй части существухЕщх конструкций стрелочных переводов типа Р65, шрок 1/9

и 1/11 на доровяпннх брусьях;

- способ сварки гибкого остршса с рельсовыми нитями соединительной части;

- вариант сокращения количества стыков в пределах стрелочных переводов;

- вариант конструкционного оформления корневого устройства при гибких остряках.

6» Доказана экономическая целесообразность усовершенствования стрелочных переводов для высокогрузонапршюшшх линий. Предлагае!.о1з усовераонсгвозания позволят:

- сшзить расходы на текущее содержание;

- увеличить межремонтные сроки (примерно на 10-25$);

- экономить моталл (стшсовыэ скрепления, противоугонные накладки, лапки-удеряки, вкладши, болты);

- сократить число стыковых неровностей;

- улучкить токопроводкмость рольсовцх датой стрелочных перо-водов.

Перечень опубликованных работ по тсио дкссертащш:

*

1. ЕрмашкеЕИч С.С. Продольные горизонтальше перемещения (угон)

в пределах стрелочных переводов на высокогрузонапр/шенных линиях/ Ленингр.ин-т инж.к.-д.трансп, - Л., 1991. - 9 с. - Деп. в ВИНИТИ АН СССР 29.07.91, й 5613.

2. Ермашкевич С.С. Сварка специальных остряков с рельсами нормального профиля/ Ленингр.ин-т инн.Е.-д.трансп. - Л., 1991. -6 с.-Деп. в ВИНИТИ АН СССР 29.07.91, Г» 5614.

3. Ермашкевич С.С. Применение ребордчагых клеммных скриалений в пределах стрелки и крестовины/ Ленингр.ин-т ишс.к.-д.трансп. - Л., 1991. - 8 с. - Деп. в ВИНИТИ АН СССР 29.07.91, Л 5615.

4. Ермашкевич С.С. История развития стрелочных переводов/ Ленингр.ин-т ишг.ж.-д.трансп. - Л., 1991. - 94 с. - Деп. в ВИНИТИ АН СССР 31.07.91, № 5623.

5. Ермашкевич С.С. Экспериментальное исследований сил давления противоугонов ка брусья и упругих продольных перемещений рельсовых нитей стрелочных переводов/ ПИИТ - С.Петербург, 1992. - 30 с. -Деп. в ВИНИТИ АН РФ, й 5825 - ВД92.

6. И^рмашкевич С.С. Некоторые предложения по совершенствованию современных конструкций отечественных стрелочных переводов/ ШШТ -С.Петербург, 1992. - 45 с. - Деп. в ВИНИТИ АН РФ, Л 5824 - )аД92.

Подписало к печати 29.03.93 г. Обгои 1.5 п.л. Печать офсегяая Бумага для инохиг.апп. Формат 60x84 I/I6 Tipas 100 экв. _ Закаа № ¿эу._ _ ¿«спяямо._______

Тип_ П1УПС 15ШЗГС-Пет0рбург7иоско1ский пр~ 9