автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Состояние железнодорожного пути и установление скоростей движения

СССР - ж

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ТРУД03СГ0 КРАСНОГО ЗНАМЕНИ КА^ШО-ЖСЛЕДОВАШЬСШ ИНСТИТУТ зЕОДОРС'ЭЮГО ТРАНСПОРТА

На правах рукописи Кандида? технических наук ПЕЗсКЕР ЖТОР ОЗЕРО^Ч

СССТСЯЯЕ ЕЛЕЗН0Д0РС1НСГ0 ПУТИ И УСТАНОВЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ ДЖЕНКЯ

05.22.05 Железнодорожный путь

АЕГГОРЕЗЕРАТ ДГССЕРТАЩИ на соискание ученой степени, доктора технических наук

МоекЕа 1ЭЭ1 г.

Работа выполнена во Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта.

Официальные оппоненты: Докюр технических наук, профессор Т*аомиров Василий Иванович. Доктор тзхническкх наук, профессор Карг.уз;енко Николай Иванович. ,ректор технических наук, профессор Клинов Семен Иосифович.

Зедуцаг. организация - Главное Управление пути Министерства путей, сообщения СССР. - х?

¿¡¿лита состоится _ 13Э2 г.

в /¿^ час. на заседании Специализированного Совета № 3, шифр Д.114.01.03 при Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени-научно-исследоветельско»! институте железнодорожного транспорта, в конференц-гале отделения организации и механизации путевых работ.

Адрес: Ыссква, 123327, проезд Русанова, дом 2 С иетро "Свиблово").

С диссертацией полно ознакомиться з библиотеке института,/^

Автореферат разослан

(.¿¿¿¿¿¿/70/ 1932 г.

Отзыв на автореферат, заверенный печатью, просив направлять по адресу: 129344, Москва, ИгарскиЛ проезд, доь

Ученый сексетаг,ь Сгецкали зированногс Со'вг^а ¥ 3

ровакногс Совг^а ¥ 3 . Н.Д.Кравченко

ША^Ег^СТККА РА307Ы Актуальность проблемы.

Б межремонтном цикле функционирования путя особое место занимают недостаточно исследованные периоды нестабилизированного его состояния, оказывающие заметное влияние на работу транспорта.

В диссертационной работе для периода производства путевых работ решена проблема установления максимально возможных по бе-зспг.сности движения и условиям их выполнения скоростей пропуска поездов. Назначаемые скорости поставлены в соответствие с фактическим состоянием пути. На базе выполненных исследований разработаны конкретные рекомендации, что лослугило основой для пересмотра Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ.

В условиях перехода Еедезнодороаного транспорта к работе при рыночных отношениях скорость и своевременность доставки грузов а пассажиров становятся одним из ваянейзих источников доходов. Дяя предприятий путевого хозяйства эта задача связана со снижением отрицательного влияния предупреждений об ограничении скорости двизения на перевозочный процесс.

С целью улучпения состояния пути разработаны предложения по уточнению сроков проведения внпраэочиых работ в зависимости от напряженного состояния верхнего строения и совер^енетЕованип методов расчета этого состояния.

-я позызения заинтересованности предприятий путевого хозяйства в увеличении реализуемых скоростей дзиженгл разработан технкко-экономическиЯ показате.ть - расчетная разрешенная техническая скорость движения, позволяют учесть конкретный вклад путейцев в работу транспорта.

Основная цель работы.- ■•..

Основной целью работы;. вытекающей'из потребностей транспорта в современных условиям, является разработка предложений по совершенствованию стратегии эксплуатации пути, в частности:

- установлению максимально возможных по безопасности движения и условиям производства путевых работ скоростей пропуска поездов;. • ••.. ' • .' •

- опрецелению сроков проведения выправочных работ в зависимости от фактического состояния пути и их приоритетности;

- совершенствованию системы -'оценки деятельности путейских . предприятий в условиях изменения хозяйственных связей.

Научная новизна.

Автором лично получены следующие научные результаты:. „

- определены требования к состоянию пути в зависимости.от назначаемых скоростей пропуска поездов на участках проведения ремонтных работ;

- сформулированы и обоснованы новые значения критериев установления скоростей пропуска поездов при различных ослаблениях пути, вызванных производством ремонтных работ;

- получены численные значения интенсивности накопления , расстройств пути в вертикальной плоскости от напрятанного состояния балластного слпя; •

- разработан комплексный метод уточнения оценки влияния детерминированных неровностей на показатели взакыодейстзия пути и недвижного состава за счет учета "фоновой" составлявшей, определяемой на основе спектральных характеристик,неровностей;

- уточнена ч;1сле:«ая заьиомгость количества неграфиксаых

предупреждений от эксплуатационных факторов и характеристик пути, что позволяет усовершенствовать нормативы количества закладываемых в трафик двияения предупреждений об ограничении скорости; ■ ...

- разработана методика классификации прзцупрекдений по юс влиянию на перевозочный процесс в зависимости от разрешаемых скоростей пропуска поездов;

- сформупировакы принципиальные основа классификации состояния пути и определения потребности в проведении выправочных работ на базе данных" о напряженном состоянии элементов верхнего строения;

получен численный показатель \/ррт - расчетная разрешенная техническая скорость движения, позволяющий сопоставить реа--льно возионкые з конкретных условиях и фактически назначаете путейск-геи'подразделениями скорости цзкгения.

Практическая ценность,- • • '

' В циссертационной работе излозенц научно-обоснованше технические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического"прогресса и позволяет:

- повысить скорости пропуска поездов при производстве 36 видов путевых работ и практически отказаться от норматива ограничения скорости до 15 км/ч;

- вперЕУе в практике железных дорог СССР установить скорость пропуска поездов в зависимости от состояния геометрии рельсовой колеи а иестах гроизводства путевых работ;

- определить -интенсивность деформаций пути в вертикальной плоскости в зависимости .оч "напрягенкр. в балластном слое, расчитзнн) *

с учетом детерминированных неровностей и "фоновой" составляющей,' уточнив потребные сроки провзденкя выдравочных

работ;

- использовать показатель расчетной разрешенной технической скорости движения для оценки вклада предприятий путевого хозяйства з перевозоч!шй процесс в условиях перехода к рыночным отно-енля.м.

Ре-т/за^'/д работы.

основные научные положения и практические рекомендации ракеты использованы при разработке:

- нормативов и допускаемых скоростей движения поездов при производстве путевых работ [Указание ШС $ и-ЗЗЬ55 от 10.10.ЬОг.),

- требований к состояние пути и допускаешш скоростям движения поездов (Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ 1Р-4402, утвержденная аб.ОЬЛЭЬбг.);

- предельных величин отклонений в геоиетри»: рельсовой ко-7еи (Технические указания по раеснЬрсвке з аписе Г: путе измерительных вагонов и опенке отступлений от норм содержания рельсовой колеи железнодорожного пути, «ерам по обеспечение безопасности движения поездов при их обнаружении, утвержденные МаС

письмо Главного управления пути I Ц1Т-]3 от 01.и/Л$с1г.);

- прогнозируемого количества лредулрекленип и показателя ■/рог - расчетной райрегегшсГ' техньческой скорости дыг.хения

(Уу?занче МПС "С порядке сг.'^ог.ельн'.-л категор-.'йн.зсти уча^тх^в к пгегдг.ь по уровню скоростей движения" I 1-4477 У о? ¿1.0ЬЛ5*?7г). Расчетный экономнее кия эффект от говизения скоростей про-

пуска п.ездов при производстве путевых работ составляет около <Э млк. руб. в год.

Апггробация работа.

Достоверность и обоснованность сформулированных з диссертационной работе положений, выводов и практических рекомендаций подтверждается опытом работы по назначению скоростей пропуска поездов при производстве путевых работ на сети дорог после поэтапного внедрения отдельных указаний и в целом Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ 4402 19&6г.

Основные к&учные положения и практические рекомендации дис-сертационноЯ работы докладывались и были одобрены на:

- комиссии по путевому хозяйству Научно-технического Совета МПС (1560 г. и 1964г.);

- совместном заседания комиссии эксплуатации, путевого хозяйства и комплексной ¿геханизаиии путевых работ Научно-технического Совета НПС (1960г.):

- Всесоюзно?! научно-технической ктфэрекции "Проблемы улучшения системы ведения путевого хозяйства гелезкых дорог", Калуга 1965р. ;

- Бсесопзном совещании работников служб пути и перевозок, Челябинск, 19Ь6г.;

- Всесоюзных конференциях "Проблемы механики железнодорожного транспорта", Днепропетровск, ДИИТ, 1964 и 19Ь8гг.;

- Всесоюзной научно-технической конфзрэн-л<и "Создание и техническое обслуживание локомотивов больаой мощности'', Ворошиловград, 1965г.

Публикации: основное содержание диссертационной работы опубликовано в 54 статьях и депонированных рукописях объемом 38,5 п.л.

Содержание работы

ВО ЗЗЕДЕЖИ обосновывается актуальность проблемы, сформулирована осноЕЧсЯ цель работы, приведена схема организации исследований 'рис. I), а также излагаются основные положения диссертационной ра5оты> которые выносятся на защиту.

ДЕРЗАЛ ГЛАВА диссертационной.работы посвящена анализу особенностей ва^гавс.емых предупреждений об ограничении скоростей движения

поездов. Схелй лргйе&етяам-л^ба***^

лгв/гвег?^ лал*

~7.

вцл.'ил ссгаа-уд««? ыягг-Я/****

*ет,е£ш /Ж

Саг.

7

Хствло&Ят.сг

Г

ГЯ&Г м л*

ЮМ /¿и^/гу,.

лг мг ьют

как

/¡V фГЛЫ.Щ

^аЛ/г.

{¿¿амх*

Л,в

1Т« ЛЗГ.*

Ж греб

V«/*' « /.У/и' V/ /Г*"-** 4V.tr »У/^

> I».

л» ячллс>1

• ' 9 '■■3 ьериод 1375-,1990гг., несмотря на крупные капкталовлоко-ния в путевее хозяйство, техническая скорость движения поездов имела устойчивую тенденцию к скипению, что во многом связано с накоплением расстройств пути при интенсификации перевозочной работы. При постоянном увеличении количества закладываемых в график движения предупреждений об ограничении скорости (в 1,5 раза за период 1£Ь4-1990 гг.) их доля от фактически действоваз-ших не презыпала 65-7!$, следствием чего являются жогочисленные опоздания поездов.

За это вре^л обцее количество предупреждений выросло на 64$, а их протяженность - в 2,1 раза. Наиболее, интенсивно возрастали предупреждения, выдаваемые по состоянию пути - в ¿,4 ра~ за по числу и в 3,7 раза по протяженности, их доля от общего количества в настоящее время составляет, соответственно 25% и 35&.

Предупреждения, связанные с ремонтом пути,увеличились по числу и протяженности на 50%, а их доля достигла соответственно 19% и 25%. ■

Наиболее интенсивный рост количества предупреждений наблю-дзлея в период проведения "эксперимента" с повыпениоа осевых нагрузок вагонов до £57,5 кН, когда темп роста протяженности пути с предупреждениями составил 14,против 3,6% до его качала.

В 19&7г.„ когда была разрешена массовая загрузка вагонов до предельных величин, протяженность пути с предупреждениями увеличилось на 1223 км, в том числе на 799 км по ухудшении состояния пути.

Б этих условиях возрастают требования к качеству прогнозирования состояния пути и определению необходимого "количества предупреждений для закладки в графя» движения.

Для. решения зтой задачи предложено рассматривать динамику

10 . изменения четырех групп предупреждений:

- постоянных, определяемых на основе результатов специальных обследований дефектных сооружений и больных мест земляного полотна;

- длительных, рассчитываемых на основе баланса данных сб ожидаемых расстройствах пути и выходе из строя элементов верхнего строения с возможными объемами ремонтных работ к поставки материалов;

- связанных с производством ремонтных работ и зависящих от технической оснащенности ремонтных подразделений, в том числе 1ЖС, и возможностей заблаговременного накопления материалов верхнего строения;

-временных, вызванных случайными отказами элементов верхнего строения пути, возникновением отдельных неровностей и т.д.'

Точность прогноза определяется величиной-

"V - у7-/ ,

где " среднеквадратическое отклонение по рассматривав__ моыу показателю в с -том году;

- среднее значение средаеквадратических отклонений по данному показателю за рассматриваемый период. В диссертационной работе приведены прякеры расчетов по стой методике.

Для прогнозирования условий работы пути и оценки по-греб-чых объемов ремонтов в условиях интенсификации перезозочной работы было про р еде но сравнение срецнесетвЕ-ых данных по выдаваемым предупреждениям и об1егаи ремонтов с аналогичными данными по группе дорог, где по данным оперативной отчетности до побо-сзчного уровня 257,5 кН/ось грузилось более вагонов.

Анализ полученных данных показал, что интенсивный рост протяженности пути с предупреждениями по состоянии рельсов на-чийается, когда на I км предупреждений приходится менее

Ь,5-9 км капитального ремонта и сплотной смены рельсов в год,а рост

предупреждений по состоянию пути, - если объем среднего ремонта на главных путях ниже 9-10 км на один километр предупреждений по ртой причине.

Исходя из этих величин, ежегодный объем капитального ремонта и сплошной смены рельсов на сети должен составлять 15-16 тыс. километров в год, а ерзднэго ремонта главных путей - 11>-<Ю тыс. километров. .

Для опенки длительности действия предупреждений дополнительно были проанализированы исходные данные по журналам Еыдачи предупреждений, собранные в различных регионах сети в дистанциях пути. Анализ показал, что наибольшая доля обцей продолжительности действия предупреждений приходится на "обкатку" пути посла производства ремонтных работ, состазляк^уп более 40%.

Еыдача этих предупреждений связана с четырьмя основньаги причинами: дефектностью инвентарных рельсов, задержкой с укладкой бесстыковых плетей, недостатком балласта для засыпки рель-ссппальнсй ргшетпи на фронта работ, низким качеством отделочных работ.

На долю продолжительности действия предупреждений по дефектности и износам рельсов и металлических частей стрелочных лереводез приходится 35-40^ обпей продолжительности. Их отмена определяется, в основном, х^стазками материалов верхнего строения и ь»ера>д>; по снижения интенсивности износов.

Доля продолжительности предупреждений "¡:о состояний пути" непрярнвно возрастает: за период с 1ЭЬ0г. по 1990г. на ряде

участков ока увеличилась с 4-6% до Путь на участках

выдачи таких предупреждений характеризуется высокой загрязненностью балластного слоя, наличием выплесков и "отряс енкых"ппал, кустовой гнилостья лпал, появлением неровностей 1У-У степени, угоном пути.

Наименьшая доля продолжительности действия приходится на предупреждения, непосредственно связанные с производством ремонтных работ, - менее 10%.

Вывозы по главе I -

1. В условиях интенсификаши перевозочноГ. работа железных дорог рост числа предупреждений об ограничении скорости движения и их протяженности является объективной реальностью, отра*. каюдей несоответствие уровня воздействия на путь подвижного " состава и восстановительных возможностей пути. Наиболее рельефно это несоответствие проявилось а, последствиях "ьксперимента"

с поэынением осевых нагрузок вагонов цс 257,5 кН.

2. Стратегической задачей содержания пути на современном этапе становится обеспечение устойчивой его работы в условиях ограниченного получения ресурсов и недопущение непредсказуемого накопления расстройств, приводяцого к нарушениям в организации перевозочного провеса.

3. Частичная компенсация отрицательного влияния возраставшего количества предупреждений может быть достигнута за счет увеличения скоростей пропуска поездов по местам действия еграли-чеч»:р, что потребовало существенного пересмотра порядка выдачи ¿:ргц>прсмгниР, особенно по местам ремонтов и »три возникновении расстройств пуги.

ГЛАВА 2. Одной из основных причин вцдачи предупреждений об ограничении скорости движения является состояние пути в местах производства ремонтов.

Для обоснования порядка назначения скоростей пропуска поездов пс участкам производства путевых работ необходимо:

- определись показатели взаимодействия подвижного состава у. пути с неропнсстями, возкикасдими в ходе работ и при обкатке после их окончания с учетом ослабления в конструкции пути;

- сформулировать и уточнить значения критериев назначения скоростей пропуска тоеэдоь в услогиях выполнения ремонтных работ.

.Причинами, вызывающими необходикость зыдзчи предупреждений об ограничении скорости движения на участках производства путевых работуявляются:

- ослабление балластной призмы, которое может привести к г.отерр устойчивости рельеоппаяьноВ решетки и интенсивней' накопления деформаций с возникновением неровностей, угронаюзих безопасности движения; ■'•-.'■■

- ослабление конструкции реяьсоспальнсй решетки;

- появление и развитие неровностей, угрожающих потерей устойчивости колеса на рельсе, саыорасцепоы подвижного состава,

увеличением очлового воздействия ка путь и нарастанел деформаций путл.

Основной целью исследозшгий по данной проблеме являлось установление скоростей пропуска псездоз, максимально возможных по требованиям безопасности движения и условиям проаедеп".я работ. :

Принятая методика исследований предусматривала:

- установление максимальных величин неровностей, встречающихся на участках выполнения ремонтных работ и обкатки пути;

- проведение расчетов на стадии подготовки к эксперименту для выявления неблагоприятных амплитуд и длин неровностей;

- разработку новых и уточнение существующих критериев ус-Т-Ш02ЛРНил скоростей пропуска поездов при производстве путевых работ и при обкатке пути;

- проведение экспериментальных исследований на искусственных неровностях с различными типами подвижного состава, для определения показателей взаимодействия пути и подвижного состава в зависимости от параметров неровностей и скорости движения;

- сопоставление полученных показателей с допустимыми зш>-чениями соответствующих критериев;

- разработку предложений по установление скоростей пропуска поездов, при производстве путевых работ, корректировку нормативной документации и внесение уточнений в технологию производства работ.

Обследование нескольких тысяч километров на участках проведения ремонтных работ показало, что наибольгаие величины перекосов в пути достигают ОС мь, а разность смежных стрел изгиба в точках через 10 м от середины хорды длиной ¿0 м - 60 70 мм.

.Дня неровностей в вертикальной плоскости д.т.н. Ь.К.Лецки

и к.т.и. Б.Е.Николаевым были проведены расчеты по рязрабстанно

при

автором схеме. Было установлено, чтэускорости 60 км/ч и амплитуде неровкосте? 60 мм наиболее неблагоприятными являются просадки и перекосы длиной до Б к и рас1тоят;з мелду смэжнымь не-

ровностями сколо 15 м.

Для уточнения значении критериев назначения скоростей пропуска поездов при производстве путевых работ была провалена серия специальных экспериментов. Это вызвано тем, что в работах отечественных спецк&лкстов (Ы.^.Вериго, Е.и.Еромберг, Е.С.Барызгин. Н.Н.Зиногоров, Г.Г.Еелнш, С.С.Крепкогорски?, В.С.Лысзэк, Ю.С.Ромен, Г.С.Хвостик, Б.С.шнкарев) рассматривалась, е основном, устойчивость стабилизированного пути, в том числе бесстыкового.

Б зарубежных исследованиях (Айзенманн, Бенто, Вебер, Керр, Клюгар, Мигаи, Првдом, Сато, Тилле, Хармзен) также рассматривался либо стабилизированный путь, либо путь после- окончания комплекса ремонтных работ" с примзнением динамических стабилизаторов.

Эксперименты по уточнению критериев проводили на трех рас положенных рядом участках с конструкцией пути Р50 1Б40 ДЩ. На одном участке целостность балластной призмы не нарушалась, на другом - балласт вырезали по концам ипальных ящиков, на

третьем — полностью из шальных ясаков (рис.

щга аг

20разонтсигьн£>и нагрузки

Горизонтальная нагрузка прикладывалась ступенями по 2С кН до 120 кН при вертикальной нагрузке 100 к11 с помощью гидравлической нагрузочной установки, смонтированной в вагоне-лаборатории.

Эксперимент показал, что при удалении балласта по концам ггпальных ящиков сопротивление рельсоапальной решетки поперечному сдвигу составляет Ь4*, а при полной вырезке балласта -50* от сопротивления при полкой балластной призме,

Для оценки влияния ,на устойчивость пути против поперечного сдвига степени формирования балластной призмы был создан стенд с тремя конструкциями верхнего строения - Р50 1Ь40 ДД5 Ш) 1640 /¡¡4, Рс5 1Ь40 £Б (КБ)ц, яа котором имитировалась работа редьсоспальнсй решетки пссле . капитального; ремонта.

Схеиа приложения нагрузки была аналогична вышеописанному эксперименту. В пути фиксировались отжатия рельсов и пе— ремецеяия зшал.

В результате экспериментов било установлено, что если для стабилизированного пути принимается допустимый уровень соотношения рамной силы Е статической нагрузки = ^рам /¿?с«,= 0,4, то для условий производства работ величина с*- не должна превышать значений, приведенных в табл. I

Таблица I

|Состоякие балластной призмы 1 I ■ Допустимые значения при 1 конструкимх пути

код ?с5лБ |

I . а 3 4 :

¡'Призма после полней Еыргзки балласта из спальных ясаков и. г: 0,23 ■

I 2 I 3 | 4 "I

Призма при вновь уложенной незабалластированной рзльсозпаль-нэй решетке 0,17 | ! | 1 0,19 0,21

Призма при вновь уложенной рельсоЕг.альнэй реэетке с засыпанными конками шальных нчиков 0,21 0,23 0,25

Призма при вновь уложенной рельсозпально?; ренгетке с полней засыпкой "шальных ячиксв цо об-кат-кк поездами 0,24 0,27 1 | 0,29

Призма при вновь уложенной регьсоцлаль'ной решетке с засы-падаллк концами ашалькых ящиков после обкатки первыми поездам! 0.27 1 э,з 1 1........- 0,33

Поскольку з процессе производства путевых работ приходится пропускать поезда по частично расшитому или неполностью запитому пути, на стенде, были проведены эксперименты г.о оценке опасности раскантовки рельсовых нитей.

Отмечено резкое падение жесткости рельсовой нлгн на круче-кие при ка.вдергиванни костылей и, особенно, при расдивкч трэх шал подряд на старогодяих перевянных опалах - на 45-60%. При стсм поднятие внутренней кромки подошвы рельса достигало 6-6 ым.

Поэтому при производстве работ по смене рельсов КО на де-

ревянных шпалах боковая сила должна быть ограничена до ЬО кК, а Р65 - 100 кН. При снятии или неполной постановке клеш скреплений КБ на железобетонных опалах к рельсах F65 величина боковых сил может достигать 120 кН,

За допустимый уровень напряжений в кромках подошвы рельсов при пропуске отдельных поездов в период произведет-, ва работ была принята величина 320 МПа. Она предложена ц.т.н. E.A.lLypoM для случая пропуска отдельных эпизодических нагрузок, исходя из кгинимальных значений пределов текучести термотески нэупроченных и упроченных рельсов совре-

менного производства ' - соответственно ,470 к 780 МПа. Эти значения намного превышают величину 350 Ша, исходя из которой установлено допускаемое напряжение 240 МПа. Кроме того, для пропуска отдельных эпизодических нагрузок им предложено использовать предел текучести вместо предела длительной выносливости.

Дик выбора допустимого уровня напряжений в кромках по-додвы рзльса в период обкатки пути были проведены расчеты по оценке увеличения затрат на выправку пути при различных уровнях допускаемых напряжений. При этом было показано, что коэффициент увеличения расходов составляет при

¿6*?] =250 Ша - 1,07; при /бл/°,7 =2Ь0 Ша - 1,16 и при ¿бкр] =270 ЬИА - 1,23 по 01 кошению к =240 ьШа. Поэтому по-

вышение допускаемых напряжений сБерх 240 МПа является нецелесообразным.

Эксперименты по определению показателей взаимодействия пут/ и пэдъ/аз-юго состава проводили в несколько этапов е

период _972-19Ь0гг.*

Есего за этот период было рассмотрено более 50 вариантов неровностей, по которым проведено около 1000 заездов опытного поезда. Искусственные неровности устраивал;; начиная с просадок и перекосов в пределах 10 мы к разности смежных стрел изгиба от середины хорды длиной ¿0 м - 15 мм и до Ееличин перекосов 60 им, разности смекных стрел изгиба - 90 мм.

Вертикальные неровности устраивались укладкой карточек и начальников, а горизонтальные - отрихтовкой рельсовой нити.

В состав опытных поездов включали распространенные в тот период типы подвижного состава, в том числе с худлими динамических*! характеристиками - полувагоны на телехках ЦНИИ-ХЗ, полувагоны и цистерны на телексах ЫТ-50, электровоз ВЛ6 и тепловоз ТЭЗ, а также экипажи новых конструкций -электровоз ВЛЬ2" и тепловоз 2Т310Б.

В результате выполненного автором обобщения данных экспериментов были получены зависимости рамных сил И( и коэффициентов вертикальных динамических добавок от амплитуд неровностей при соответствующих скоростях.

^Данные по динамике вагонов получены в отделении КИ ВНИШТа под руководством д.т.н. Л.С.Грачевой. Данные по динамике локомотивов - под руководством д.?.н. В.Н.Лйстакова и х.т.н. Г.И.Матусовского. Данный по напряяеияяи и деформациям з пути полученк под непосредственный руководством автора.

В качестве примера приведены табл. Ей 3

Таблица 2

1 Скорость, Зависиуость рамных сил ' кН) от агялитуц перекосов Х-

\ к*:/ч 'му1 в прэ.гых участках пути для егтонов н;- тележках

I ЦКК1-ХЗ. Л50

1 1 ¿.о ■ Кр=2й+0,6* Кр = 28+С,3* lip = о + 1,2

1 К. = 10 + 2,5 Р .

' сЭ 1 К,, - 29 + I >05 £ И_ = II + 3,5 Х-Р

Таблица 3

Скорость, кы/ч Зависимость раыякхеил (кН) от разности смежных стрел изгиба uf Сым)^ для электровоза ВЛ32м

' в прямого участке • б кривой радиуеои 350 м

25 40 60 70 Кр - 35 * 0,42*/ К0 = 40 + 0,33л/ Hp 4S + 0,46 л/ Нр =41+0,25 у/а.пТ= -0,б:.'/с2/ Hp =3о+0,32л//енп= -0,-к/с2./ Нр =42+0,47 ¿//а^ *0,0ом/г2/ К =37+0-^8Г. л/ /анп= ч-0,34>/А2/

* Дяаицзок изменения л^ - 30+30 w Д."п выявления необходимости ограничения скоростей пропуска поездов по критерия кепревшенкя заданного уровня непрг^ений ъ ь^ол.лу ruV'iBo. рельс? были построены :tx зегислуести для рельса •ЪЗ ov ау.плнту; ге^скосов ч пределе* I5-5C кл:. ■

л та'5!. 4 приведены пслучение зависимости для некоторых

экипажа... .

Сопоставлетиге величин показателей взаимодействия пути и подвижного состава на неровностях с допустимыми критериями по прочности и устоГчивостк пути, а также по динамическим показателям подвижного состава позволило получить расчетные допусткше величины керовностз;'' для соответствующих условии пропуска поездов и скоростей движения.

Таблица 4

(Скорость Кромочные напряжения (МПа) для экипаже Г; !

км/ч 1 Полувагоны ка тележках ¿.ДИИ-ХЗ ВЛЬ^ 2ТЗЮВ

1 15 с'! 66/7 е£=14вЛ,9// ^13Ь+1;55 //

! 25 (^=134+2,7/? (^146+2,1/7 £=133+1>6 /; Т

| 40 1. ....... . V €£=161+2,05/7 6^144+1,56./; — 1

В табл. 5 приведены в качестве дримера допустите величина перзкосоз. Как показывают приведенные данназ, наибольшие ограничения величин неровностей требуются при пропуске вагонов на тележках МТ50 и электровозов с двухосныкя т-елекками ,в •г.ч, при осевой нагрузке 250 кН и выше.

Разработанная методика позволяет откорректировать эти нормы и в случае изменения условий эксплуатации.

По минимальным допустимым вел5тоыа« расчетных неровностей определены требования к состоянию пути на участках проведения путевых работ, использованные комиссией 1Я1С лря пересмотре Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ. . ..

■ С 1Э80 г. впервые.в отечественной практике по предложе-

Таблица 5

Скорость.

лм/ч

Р^С5етн£Я_п,ощемимая ¿сличина пер(зкос£в_.£ _ Олм

т

! 2ТЭ10В

Поьуглгон на ! Полувагон на !

____! Л-ЬО____;

ВЛ82

Р50Д

I

код

I

1-

ВЛ8

ТЭ-3

Iя!" "14 "У

1

Т Р65Д Р50Д | Щ I Щ

РбЕ^Ц } Р50,

'Г Г?

40

' 60

гь

! 40

! бо

25 ! 40 б/

I 25

; а

I 60

Вырезка 39 3?. 25 Пропуск ЗЬ 25 19 Пропуск

39 32 25 Пропуск 39 32 2Ь

балласт 68

52 33

первых 46 32 23

поездов

61 44

32 поеэдеч

66

53

33

а по концам шпальных ящиков при подготовке к капитальному ремонту

37 21

15 поездов

34

16 II

37 24 17

30 25 20

38' 32 21

41 30 24

49 45 31

19 15 12

19 15 12

41 29 24

по вновь уложенной решетке -с засыпкой по концам шпальных ящиков

38 17 12

16 14 13

22 16 16

40 35 33

45 40 38

25 20 14

25 20 14

48 36 28

41 29 24

48 36 28

по вновь уложенной решетке с засыпкой по концам шпальных ящиков после обкатки первыми поездами

37 25 33 | . 46 53 19 19 41 41

21 20 26 : 43 51 15 15 29 29

15 17 20 ; 40 46 12 12 24 24

го

37 18 13 по пути,, 37 28 16

поднятому до 2 см при работе ВПР-1200

37 29 18

35 21 22

35 26 22

41

30 24

49 46 33

12

19 15 12

14

15 12

41 29 24

41

29 24

Примечание. Расчет проведен для эперы шпал 1840 шт/км

нию автора специальным Указанием Ш1С установлены предельные величины неровностей при пропуске поездов по нестабилизиро-ванному пути с различными скоростями движения (табл. 6). С 15еб г. ятя величины волли в новую редакцию вышеназванной Инструкции.

Дтя сокра^зния задержек поездов при обкатке пути с учетом полученных показателей взаимодействия пути и пассажирского подвижного состава предусмотрена дифференцированная выдача предупреждений на грузовые и пассажирские поезда. В среднем скорости пассажирских поездов с учетом доли выдаваемых предупреждений вше на 12 км/ч по сравнении с грузовыми поепдг;/и 'та^л. 7.). Таблица 6

Велич'/на перекоса, мм. при расстоянии между вершинами пик до ¿0 м Разность в смежных стрелах изгиба, .»ял от середины хорды длиной ¿0 ы Скооость пропуска поездов по месту работ, км/ч

Не более 30 Не более 60 25

Не более 20 Не более 50 40

Не более 15 Не более 35 60

Таблица 7

Скорость пропуска грузовых поездов, км/ч Скорость пропуска пассажирских поездоз^ км/ч

. ЭР-2С0 С локомотивами ЧС200, ЧС8, ЧС7, ЧС6, ЧС4, ТЭГ.60,402, элехтро н дизель певодсв

25 40 . 40

40 £0 50

! 50 90 " ео

1---- -:, - . ......•............ 1

Продолжение таблицу 7

Скорость пропуска грузовых поездов^

км/ч

ео

70 60

Скорость пропуска пассажирских поездсв. _км/ч

ЭР-200

100 120 140

С локомотивами ЧС200 ЛС2 ЧСЬ, ЧС7, ЧС6, ЧС4, ТЭПСО слектро и дизель поездов

70 ЬО 100

Выводы по главе 2.

1. Проведенные исследования показали возможность установления скоростей пропуска поездов по местам производства путевых работ в зависимости от состояния геометр;« рельсовой колеи и конструкции верхнего строения пути дифференцированно для грузового и пассажирского подвижного состава.

2. Предложения до изменении ряда положений Инструкции по обеспечении безопасности движения поездов при производстве путевых работ, сформулированные на основании результатов исследований, вошли в новую редакцию "Инструкции" - 41 4402.

Они предусматриваютг

- установление скоростей пропуска поездов по нестабили-зирозанному пути после окончания работ в зависимости от величин неровностей в пути;

- дифференцированную выдачу предупреждений на грузовые к пассаг.ирски? поезда;

- значительное ^окра-цение потребности в Еыдаче предупредив н/л оо ограничении скорости ю 15 км/ч (до 3 вместо 34

- увеличение нормативов ограничений скорости до 40-60 км/ч вместо рацее действовавших 15-25 км/ч при пропуске поездов по местам производства работ до их окончания;

- меры по сокращению продолжительности обкатки пути после окончан!и производства работ.

3. Зависимости показателей динамики подвижного состава и налряженно-деформированного состояния пути от величин неровностей в пути и скоростей движения для основных типов подвижного состава, полученные в ходе даньых исследований, позволяют также уточнить скорости пропуска поездов по неровностям, возникающим з процессе эксплуатации пути. Они использованы при назначении скоростей пропуска псьздов по неровностям У степени при.разработке "Технических указаний по расшифровке записей путеизмерительных вагонов и оценке отступлений от норм содержания рельсовой-колеи гелезнодорокного пути, мерам по обеспечение безопасности движения поездов при их обнаружении".

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассматриваются вопросы, связанные с- возникновением, развитием и устранением неровностей аелезнодорож-ного пути, а также меры по возможному сокращению кодэтестза и продолжительности действия предупреждений, выдаваемых по этой причине.

Оснащение путеизмерительных средств и предприятий путевого хозяйства современной вычислительная техникой позволяет значительно усовершенствовать методы оценки геометрии рельссвой колеи и состояния пути в целом, соответственно расширив круг практических задач, решаемых с помощы стих ь-етодоЕ. -

Научно-обоснованная систем оленки состояния пути и

планирования ремонтно-путевых работ должна базироваться на закономерностях процессов взаимодействия пути и подвижного состава и их влияния на характер расстройств пути, поскольку в современных условиях интенсивное развитие остаточных деформаций пути является неприемлемым. Средой формирования деформаций является, в основном, балластный слой к его работа долкна лежать в основе планирования выправочных работ.

Вопросы интенсивности развития неровностей и их увязка с проводимыми на пути работами широко рассматривались в исследованиях В.Г.Альбрехта, Ы.й.Вериго, О.П.Ерыкова, А.Ф.Зслотарского, К.С.Исаева, Н.И.Карпуце.чко, С.И.Клинова, З.Л.Крейниса, С.Н.Гю-поЕа, Ю.С.Ромена, В.И.Тихомирова, В.Я.Шульги, Г'.М.1^ахунянца, В.Ф.Барабопина, С.Ы.Бельфера, Е.С.Варызгина, А.И.Гасанова, Б.А. Езцэк;мова, А.М.Голованчикова, А.А.Ильюшенко, В.Б.Каменского, Н.И.Коваленко, И.Б.Лехно, В.С.Лысюка, Б.И.ПоздняксЕа, М.Б.Смирновой, В.П.&чека, В;Ф.Федулова, В.М.Филлипова, Б.Д.Хействера, Ю.М.Щекоткова, П.П.Цуканова, а за рубежом - И.Айззнмакна, X.Валуха, Т.Ватанабе, И.Келера, В.Кнуттсона, К.Маркова, И.Сато, Ы.Хирано, Ы.Шентона. :

Для отечественных и зарубежных методов планирования выправочных работ обпуы является прогнозирование изменения геометрических параметров рельсовой колеи в зависимости от условий эксплуатации и принятие решения о производстве выправочных работ на огнове сопоставления ожидаемого значения этого параметра с зарслее принятым предельно яолускои, требувдим назначения работ.

^ В отдельна исследованиях указывается на влияние напрякен-кого состояния пути на его стабильность, но конкретных решений

не приводится. Во многом зто связано со сложностью пглучен:ш численных осанок этого напряженного состояния, особенно для участков пути, поскольку речь идет о раjc:e пути на граней ..пругих остаточных деформаций.

В современных исследованиях взаим. •'еГствзд пути и подеэт-ногс со-тава выделяются два метода расчета показателе;'1 Еза;и.;о-се," ста'/л:

- методы, связанные с использованием в качеегзс Еогмуцаю-цпх функцн:'' спектральные плотностей неровностей пути, разрабатываются з работах lii.i.Bepuro, Л.О.Грачевой, А.Я.Кэгаьа, H.H. Кудрявцева, З.Л.Кре:"ниса, А.А.Львова, С. 2>.Редько, В.^.Уажалова. ь.п.Болоусова, Л.^.Бржезовского, Г.П.Бурчаха, А.Н.Захарова, й.Л.Чэрка^-кнг. В практике расчетов весьма широко используются иетоды расчета пу^и на прочность, разработанные д.т.л. А.Я. Коганом;

- методы-определения показателей взаимодействия пути и подвижного состава при наличии детерминированные неровностей широко представлены в работах М.Ф.Вериго, В.Д.Дановкча, О.Л.х^р'лгова,

В.С.Ромена, Г.М.аяхунящд, В.S.Николаева, D.M.Черкавина,

Б числе современных зарубежных исследований, базирующихся на новайгих мзтсдах оценки состояния геометрии рельсоьой колеи, необходимо отметить работы Бал уха, Вайгенда, Байсхвупта, --¿i кипа, лелера, Сато, Хамида, Эсвельда, Янга.

Как показывают результаты анализа отечественных и зарубежных исследований, ни амшпггу.-.ные, ни спектральные методы, ис~ пользуеше в отпельности, из являются полностью достаточные для ошнки неровностей отрезка железнодорожного пути, особенно по уровню напряженного состояния элементов верхнего строения.

JLШЬ взаимное дополнение этих методов позволяет повысить точность оценки участка пути с учетом наличия отдельных нероЕнэс-тей, их амплитуд к взаимного расположения, частотного состава.

Таким образом, для определения интенсивности развития неровностей в пути и планирования всправочных работ необходимо было установить связь деформаций пути с напряжениями в балластном слое и уточнить метопы вычисления этих напряжений для участка пути. Поскольку основная доля расстройств относится к неровностям з продольном профиле, в качестве основного рассматриваемого показателя былк приняты просадки пут:: под нагр/зкой, получаемые с лент ьагона путеизмерктеля. Для получения численных зависимостей было рассмотрено около ГСОи км пути на щебеночном балласте при грузонапряженности от 22 до 91 млн. ткм/кы ' в год и пропущенном тоннаже от 20 до 595 млн. т. брутто.

Била установлена статистическая связь ыекцу геометрией пути и показателям его напряженного состояния, напр;1мер,

' ^прос Г=?>175 +1.385 , (2)

здесь СУ.0Г!рОС _ - среднёквадраттоеское отклонение амплитуд гфосацок'на пикете; - расчетные напряжения в балласте под шпалой.

С целью выявления зависимостей интенсивности роста просадок от уровня напряжений в балластноы слое на участках наблюдения были проанализировав приросты амплитуд г.рссадок в течение года в увязке с прог;ед1>ш тоннажом к расчетными налрякзниями в бхдластном слое. Ь'гл напряжения определены с помочью методов расчо1а пути на прочность, разработанных д.т.н. А.Я.Коганом.

5 обдэу вил« проьэсс роста неровностей может быть описан

выражением

где - амплитуда неровности на комест рассмотрен»!, ¡я/.; Мт - ожидаемая амплитуда неровности после пропуска тончага Т, мм;

- коэффициент, учитывающий влияние эксплуатационных факторов.

В с зою очередь коэффициент ¿2, описывается выражением

а,= // у^Ф; & (4)

где £ - коэффициент, учитывающий величину ^ ; / - срок службы конструкции в годах;

- максимальные расчетные напряжения в балласте под слало:" при воздействии груженных вагонов, /*1/7а.

/?=1,6; л =1,2; р = 0,4- показатели степени, определяемые статистическими методами по результата« наблюдений;

К - коэффициент, зависящий от конструкции пути; Н - высота подъемки на чистый балласт при последнем ремонте, мм.'

Для 'определение коэффициентов /, К составлены таблицы. Поскольку при заданной конструкции пути величина напряжений в бглласте под шпэлой зависит от уровня осевых нагрузок, скорости движения и состояния пути, а остальные величины, входяпг/= з формулу (4) для конкретных условий язляпгся константами, ньп-рягзн;'.я з балласте пог, шало? лбляютск той переменной- управляя

изменением которой можно регулировать интенсивность роста не-«

рсвйостз1, и, соответственно, сроки проьеденг-и вьыравочных ра'о?.

Возмущающей функцией при расчетах с померю вышеназванных методов служит спектральная плотность нзровностей пути в продольном профиле, для получения конкретных реализаций, сост-ветствуюдих различным конструкциям пути и уел jekhm эксплуатации, вагон путеизмеритель ВНИИкТа был оборудован индуктивными датчиками лкчейных перемеде:-шй, с аомодьс которых снимались данные с выходов суммирующих механизмов. Одновременно на служебный качал наносились через равные интервалы отметки пройденного пути.

По известному спектру г.росадо? ьс:отаковйто спектр

неровностей пути в продольном профиле г г.г„:о'дьй передаточной

функции, ко дуль частотной характеристики котор _>:< vv.q*z ьу.~.:

- (5)

а разрывы функции происходят на частотах

~ > (6) ' где / - база измерения, разная 2,7 ы.

Система позволяет достаточно точнэ получать спектры неровностей пути в продольном профиле в диапазоне их длин ст 1,5 до 30 м, ца исключением точек разрыва и их окрз^тчосте/.

Е результате обработки данных почти по 2000 км был создан банк спектров случайных вертикальных неровностей для 9 конструкций пути.

Ео вновь создаваемом путеизмерителе j^iilH—3 измерения просадок на базе ходовых телекзк 2,4 к по предложение автора будут дополнены измерениями не базе вагона - 17 м. сто позволит рассматривать неровности б диапазоне длин волн от 1,2 до 20о ы,

что особенно ватага для скоростного движения.

Сопоставле!ше результатов расчетов по спектру, полученному на конкретном участке,с экспериментальными данными для этого ке участка дали сходимость с точностью до 10%.

Для получения расчетных значений напряжений в балласта под шпалой при оценке интенсивности роста отдельных неровностей в задаче планирования выправочных работ предложено сочетание статистического и детерминированного методов.

Оценки для детерминированных неровностей соответствуют нулевым начальна условиям, а статистическая составляющая характеризует влияние участка, т.е. "фон", на котором расположена неровность. При этом предполагается, что детерминированная неровность на интервале своего влияния не изменяет характеристики "фона", а процесс взаимодействия представляется суммой двух процессов, один из которых обусловлен детерминированной неровностью, а другой - случайным "фоном".

Под "фоновой" составляющей подразумеваются статистические характеристики показателей взаимодействия, полученные расчетом с использованием в качестве возмущающей функции спектральной плотности неровностей путл на участке. '

Такой подход позволяет разделить оценки состояния пути и качества его содержания путейскими подразделениями. Оценка штрафными баллами может быть сохранена' в модернигировзшом виде для характеристики качества работы путейских бригад (выполнения необходимых работ по текучему содержанию пути). Кроме того необходимы оценки:

- состоянля пути с точки зрения обеспечения безопасности движения по возможности появления недопустимых значений показателе? взаимодействия пути и подвижного состава;

- состояния пути по потребности в проведении ремонтных работ, в частности, по выправке пути;

- состояния пути после проведения ремонтных работ для оценки качества их выполнения.

При использований результатов измерения геометрического положения рельсовых нитей в вице информации о фактических спектральных плотностях неровностей состояние пути не достаточно протяженных участках ыокет быть оценено по максимальным вероятным расчетным значениям показателей взаимодействия .для заданно?. конструкции пути, типа подвижного состава и скорости движения.

Пусть зависимость между максимальными вероятными значентя-).;;; /¿^¿^/рассматриваемых показателей взаимодействия при заданной скорости дзигения и некоторыми параметрами £ (¿> (£1))% характеризующими функцию спектральной плотности неровностей пути данного состояния,описана, выражением

где ^ (ЗШ))- годность спектра неровностей пути в заданном -диапазоне частот.

Тогда, например, для конитрукуш пути Р65 1Ь40 Дц под воздействием полувагонов на тележках 1ДМИ-ХЗ при скоростях дви-кения 40~Ь0 км/ч осредненная зависимость напряжений в кромке подоезн рельса (МПа) от дисперсии неровностей в продольном профиле и скорости движения имеет вид:

^ (8)

гпе значения ^ преобразованы согласно правилу нерм-фовки

При этом областью измерения безразмерных факторов /С и Д будет диапазон значений ¿/-I; •

Отдельные неровности оцениваются по каждому показателю взаимодействия вычислением алгебраической суммы значения показателя, имеющего место при нулевых начальных условиях,и среднекБадратичэского отклонения показателя, обусловленного случайным "фоном*, т.е. общим состоянием пути на участке.

Зависимость максимального значения кромочных напряжений от амплитуды неровностей и скорости двияения моает быть описана вкрат.енярм

е^*У/С у*,* 'Л <

где коэффициенты /о , у находятся методом наименьших квадратов на основе экспериментальных данных. '

Например, в испытаниях на пути конструкции РбО 1600ДГр на перекосах амплитудой до 6С мм при уклоне отвода до 10%»и скоростях ) 1Ь-бО км/ч получены зависимости дчя опрэ-

7 ^г* , г .

деления напряжений (табл. о).

Таблица &

Экипаж Зависимость (ЫПа) от Ж и

Полувагон ка тележках цНИИ-ХЗ 2ТЭ10В <^"^=131+1,13¿+0,35 /лиц. / .—

Для переноса полученных экспериментально показателей взаимодействия подвижного состава и пути с заданной неровностью на участки с другш верхним строением и состоянием необходимо выделить чистую долю влияния данной неровности на полученный результат для чего исключить влияние "фоновой" составляющей на участке испытаний, пересчитать полученные результаты для требуемых услоеий, например, новой конструкции пути,и учесть влияние "фоновой" составляющей на' новом участке.

Значение "фоновой" составляющей может быть исключено осреднением показателей в четных и нечетных заездах для симметричных точек измерения.

При переходе к другим конструкциям применяются коэффициенты и К^, учитывающие соотношение моментов сопротивления рельсов и коэффициентов относительной жесткости подрельсового основания.

Тогда

"фоновая" составляющая определяется выражением

а напряжения на данной неровности на конкретном участке составят л _ -г

^ (г- ^ -

где Л - коэффициент, зависягдий от требуемой надежности вывода.

В соответствии с формулами табл. 6 на пути конструкции Р50 1600дГр на перекосе амплитудой 40 мм при скорости 60 км/ч

у

под полувагоном величина сэ, составляет 197,2 ЯПа. На пути

ла

Р65 1С40 £4 величина & составляет 131,7 МПа.

Расчеты покалывают, что величина ¡Й^прх скорости 60 км/ч составляет 7,7 .ЧПа на пути хорошего состояния н 1Ь,4 МПа на пути плохого состояния.

Тогда, на пути хорошего состояния

Л ллг О

О)^ '=131,7+2,5*7,7=151,2 МПа , (15)

а на пуз^ плохого состояния

I /»V &

О =131,7+2,5'10,4=177,7 МПа: (16)

V 1

Таким образом^влияние фоновой составляющей находится в пределах от 15% до 35% от величины напряжений, возникающих на детерминированной неровности на пути хорошего и плохого состояния.

Результаты показывают, что ликвидация отдельных неровностей, снижая угрозу нарусенил требований безопасности движения, кй устраняет первопричину развития неровностей - высокий уровень напряженного состояния балластного слоя.

Из анализа датам*, относящихся к периоду повысения натру-

зок на ось грузовых вагонов цо 257,5 кН, установлено, что в современных условиях интенсивность расстройства пути пропорциональна четвертой степени напряжений в балластном слое.

Для оценки связи? напряжений в балласте с геометрическими характеристиками пути, спектральные плотности неровностей пути в продольном профиле аппроксимированы логарифмической прямой вида

& <8 - & с ) * ■ ' (17)

где «Г - спектральная плотность ;см3); - частота;

сь^С - коэффициенты. - .

Аплроксимашя данных, полученных на разлшгных участках, проводилась с использованием метода наименьших квадратов.3*' Она позволила разработать показатель опенки спектральных плотностей керозностей, имевший более тескуи связь с расчетными показателями взаимодействия, к классифицировать состояние пути по его значениям

' (1Ь)

«С*-*,

Его связь, например, со среднекЕадрасическим отклонением осевых напряжений в подсаве рельсов и напряжений в балласте под со

сшалой, а таккеУскоростьо движения определяется выранеш'ями л

14,4аг0,2Ь6/^27,; (19)

г'" ¿{с?,}=0,0УА+0,000Э/Сс,027^ МПа . .* .(20)

Расчета были проведены к.т.н. Девинзонок К. А.

Для значений, характеризующее граница классов различного состояния пути, получены следующие уравнения: для границы хорошего и удовлетворительного состояния

=-1,09 /л (/^+0,00036)-5,ъг; (¿1)

для границы удовлетворительного к плохого состояния

^"/=-0,6-5 ( ** +0,0016б)-3,95. (¿¿)

Граница между удовлетворительным и плох!:м состоянием пути

с —

райптана из условия интенсивности роста просадок II степени

в среднесетевых условиях на 5 мм/год и более; граница между

хорошим и удовлетворительным состоянием определена из условия

роста просадок II степени в среднесетевых условиях менее

3 мы/год.

Для примятых классов получены следующие значения величин

4и показателей Еоздействия^путь грузового вагона (табл. 9).

В ходе проверю: состояния пути загоноы-путеизмерителем

с бортовым ИЕК данные по показатели ^ и показателям напряжен-(

ного состояния- пути должны накапливаться по каждому километру.

Разработанная методика позволяет оценить потребность в проведении выправочных работ. '

Возможны следующие варианты решения;

- сплошная выправка участков .длиной до километра и более;

- сплошная выправка цу^и на нескольких пикетах;

- внпразка яута на отдельных участках с неровностями. Бели максимальные напряжения в балласте, определенные

по спектральной плотности неровностей, превышают допустимые величины - во всех случаях нсобхслияа еллелная БыпраЕка и ути. ¿ели г'-.^-,етнал ьелта-лка для отдельных да.-

Таблица 9

Состояние путч

Л

Максимальные осевые напряжения (МПа) в подошве рельса (числитель) и в балласте под шпалой (знаменатель)при скорости,км/ч

20

I"

• I

40

Хорошее

Удоглетворителъное

Плохое

4 ^ - 0,86 -0,6>27>-0,86 Д >~0,б

52.0 0,073

52.0+54,0 0,073+0,076

54,0 0,076

0,075

54460.0 0,075+0.08

> 60,0, 0,080

60

Т

I

80

!

100

.0,084

63.0+88.0 0,034+0,11

> аа.о ,

о*по

< 77,<°

0,098

77.0+119.0 0,098+0,14

0,140

< 79,0

0,103

79.0+124.0 0,103+0,151

124.0 > -«-

0,151

со СО

ровностей с учетом "фоновой" составляющей, превышающей допустимые величины, требуется либо сплошная выправка, либо устранение отдельных неисправностей.

Решение об этом может быть принято на основе сопоставления показателей для детерминированной неровности и фонолой составляющей

Со

При сС> I неровность вцделяется ь.а общем фене и ее требуется немедленно устранить. Если I устранение отдельной неровности не отразится на общем уровне показателей взаимодействия. Рассмотрим, например, просадки в 20, 25 и 35 мм при скорости движения 80 км/ч на участках с хорошим и плохим состояниями пути (табл. 10).

Таблица 10

Состояние пути • ' Показатель^ прй величине неровностей

\ *ч мм)

. '

2Ь__35

Хорошее ; 1,29 ; '1,33 1,41

Плохое I 0,83 < '0,31 1,02

На участках с хорошим состоянием пути вышеуказанные керенке с ти резко выделяются на общем Лоне и требуют немедленного устранения, а на плохом пути выделяется только просадка 35 мм.

Потребность ь проведении сплошной гиправки возникает и з том случае, когЭа переносится срок очередного среднего :'л.ч

капитального ремонта, В этом случае цель работы состоит в тем, чтобы за счет улучшения геометрии пути снизить напряжения в балласте и замедлить рост неровностей так, чтобы потребность в ограничении скорости движения ио геометрии пути возникла не ранее, чем наступит новый срок ремонта пути.

Варьированием трех факторов - уровнем нагрузок, скоростью движения и геометрическим положением пути - моано обеспечить идентичный уровень напрекений, а, следовательно, и интенс;:в-ность расстройств пути в различных условиях эксплуатации. При росте осевых нагрузок для сохранения неиз;.«нного геометрического полонения пути должны быть снижены скорости движения, либо увеличена частота сплошных выправок.

В табл. II приведены результаты расчетов, выполненных для различных по состоянию участков пути при средносетевых значениях остальных показателей, определяющее скорость роста просадок с целью определения относительного изменения сроков потребной сплошной выправки в долях Т0- За базу отсчета принято движение грузовых поездов со скоростью 90 км/ч по пути хорошего состояния. '

Таблица II

Состояние пути Относительное изменение С} нолях Т0 при скорости, км/ )окое выправки в | ;

50 60 7С ЬС 90 1

Хороаее 1,56 1,42 1,2! 1.С4 i. ;

2,44 2,0 1,45 1,06 ' I !

1.3* 1,06 0 0,7 0,£б 5

Удовлетворитесь- ноз 1,74 1,13 0,74 0,5 0,44 ; ___|

Примечание: В чкелитяле - тасчетные величины в зявисиыос-г ти от ; ' 1*

3 знаменателе - от .

Выводы по главе 3.

I. Интенсивность роста неровностей в пути определяется уровнен напряжений в балласте под опалой, которые в своп счэ-редь зависят от конструкции пути, скорости движения, характеристик самих неревног.тей к "фоново?" составляющей, обусловленной геометрией пути на участке.

'¿. Оценка состояния пути с точки зрения обеспечения безопасности движен'/л и для планирования выправэчных работ должна базироваться на показателях взаимодействия пути к подвижного состава и напряжениях в элементах верхнего отроения пути.

В ГЛАВЕ 4 рассмотрены некоторые технкко-зконошчэские проблемы деятельности ьредпркятий путевого хозяйства (ППХ) б современных условиях. 3 рамках данной работы разработаны предложения по классификации предупреждений, более лолноыу учету их * ■

влияния на перевозочный процесс, а таете оценена экономическая

эффективность повышения скоростей движения при Еыдачз предуп-

*

регсдений связанных с производством путевых работ.

В целях уточнения оценки влияют деятельности ППХ на перевозочный процесс был разработан и предложен новый показатель - расчегная-разре=е!Ш£я техническая скорость движения — /Г,, численно представляющий собой максимальную депустиную по состоянию пути (с учетом места расположения и величины ограничения по предупреждениям) скорость дгигашгя одиночного поезса бег /чета потерь, иьгеьгеа&лах работой других служб, в том члгль организаций дгкгенк? поездов.

Основная проблема состояла в определении количества предупреждений, закладываемых в расчет.

На основе обобщения материалов, собранных ранее в дистанциях пути работниками отделения IW БНЖХГэ, а также- з 1935-1937 гг. сотрудниками отд. НИ ВИШТа, ШПЖГа, ИрКТа и ТашЖТа под руководством автора разработан порядок определения прогнозируемого количества временных предупреждений

) (23)

ff '

где 1,05 - среднестатистическое количество предупреждений на 100 км пути в сутки. Длине участка пути, на котором действуют временные предупреждения принимается равной 1000 м, расчетная скорость для пассажирских поездов - 50 км/ч, для грузовых - 40 км/ч;

^ - коэффициент неучтенных факторов, принимаемы-?, рав- . ныь; 1,0-1,2;

/у- поправочные коэффициенты, учитывающие влияние конструкции пути, его состояния и условий эксплуатации.

Расчеты, выполненные во ВНИИЖТе и ча дорогах показали, что в среднесетевых условиях на 100 км пути приходится 2,1 временных предупреждений, а на участках с перепропущенным тсн-нажок в этих же условиях - 3,6.

Анализ по 153 г.оеэдо-участкам электрической тяги и 115 тепловозной тяги показал, что на участках обращения пассолшр-едлх электровозов типа ЧС расчетная разрешенная техническая скорость ка 5,Э км/ч превышает заложенную в график двинения,

на участках использования грузовых электровозов в пассажирском движении - на 2,5 км/ч и на тепловозных ходах - на 7,95 км/ч. Это показывает, что отнесение значительной части задержек пассажирских поездов на службу пути является во многих случаях необоснованным.

Для проведения всех необходимых расчетов при участии автора разработан комплекс подпрограмм к стандартной программе тяговых расчетов для вычисления планового задания по г^»/ - /УГЯЯТи для учета фактического выполнения

- .1К1Г/:

Применение показателя регламентировано специальным

указанием МПС.

Дополнительно разработана система классификации предупреждений по их влиянию на перевозочный процесс. К первой категории отнесены предупреждения об ограничении скоростей движения, при которых движение поездов установленной массы требует усиление тяги. Эти предупреждения должны устраняться в первую очередь.

Ко второй категории относятся предупреждения об ограничении скоростей на всех участках, за исйпзчзнием относящихся к первой' категории, увеличивающие время .хода поезда и меж-поезпные интервалы так, что это приводит к снижению фактических размеров движения на участке. Предупреждения этой категории должны устраняться вслед па первой.

К третьзй категории относятся предупреждения сб ограничении скорости движения ьа рсех участках, за исключением относящихся к первой и второй категориям, когда увеличение времени хода ло перегону не отражается на установленных размерах

движения, но приводит к снижению установленной тяговыми расчетами скорости.

Для определения категоричности предупреждений при участии автора разработан.комплекс программ расчета, с по-• модью которого для каждого участка можно составить карту выдачи предупреждений, регламентирую :цую порядок проведения работ и продвижения поездов при появлении необходимости выдачи предупреждений, а также комплекс мер по содержанию участков, где могут выдаваться предупреждения первой и второй категории.

Ввиду отсутствия отчетных данных о скоростях движения при выдаче предупреждений, в том числе при производстве пу-тегнх работ, не представилось возможным дать точную оценку эффективности изменений, внесенных в "Инструкцию по обеспечении безопасности движения поездов при производстве путевых работ"._ Косвенная оценка получена по материалам оперативного ■ учета, в котором тлеются данные о распределении'предупрезде-ний по скоростям движения, но без указания-причин выдачи. Если сопоставить данные за летние и зимние месяш, можно при--нять, что полученная разность относится к производству путевых и строительных работ. Б табл. 12 приведено распределение по скоростям зтих предупреждений (в %) за 13Ь9г. к для сравнения за 19Ь4г., т.е. до введения скоростей, предусмотренных по НовоГ: "Инструкции". -

, Таблица 12

предупоекдений по скоростям движения (кмЛЛ

оды

1964 1969

Деля ~1о II 7

~24 1Я

40 45*

'31

50 I 3

Ы 70 16. I 41 ■ 2

Ь0

Ьоего

юс. 100

Из приведенных данных видно, что в 1939 г. <163 всех предупреждений по работам выдавалось сс скоростями 60 км/ч и выше, а 80% - со скоростью £0 км/ч к вчпе.

3 1984 г. на долю предупреждений, выдаваемых со скоростями 60 км/ч и еып^ приходилось лишь 13%,а 40 км/ч и гызе - ¿<55.

Для оценки влияния изменения распределения предупреждений, свкзан:1чх с выполнением путевых работ, по скоростям движения использованы данные о влиянии ограничений скоростей движения на эксплуатационные расходы на участке протяженностью I км в расчете на один проследовавший грузовой и пассажирский поезд, дэише о доле электрической и тепловозной тяги в выполнении грузооборота и данные табл. 12. В результате расчетов получено, что если бы з 1939 г. действовало распределение скоростей по производству работ такое же, как в 1Э84 г. до введения нового порядка ограничения скоростей, предусмотренного редакцией "Инструкции" 19сЗо г., дополнительные расходы составили бы 26,9 млн. руб. в грузовом движении и 2.млн. руб. в пассатарском, т.е. всего 28,9 млн. руб.

Полученная экономия обусловлена с одной стороны разрешением устанавливать более высокие скорости дзижзгшя при производстве путевых работ, с другой - созероенствопанием технологии производства работ.за счет пополнения парка современными выпра-вочяыми машинами.

Выводы по главе 4.

I. Вклад предприятий лутезого хозяйства е перевозочный процесс может быть оценен по разработанному автором и утвержденному ШЛ показателю - ~ расчетной ра?резенной технической скорости дзидения с использованием программного гомшекса для

расчета плановых и фактических значений этого показателя.

2. По влияния на перевозочный процесс предупреждения об ограничении скорости движения целятся на 3 категории:

- препятствующие пропуску поездов установленной массы;

- лимитирующие пропускную способность участка;

- приводящие к снижению расчетной скорости движения. Соответственно устанавливается очередность устранения и

меры по профилактике возникновения таких предупреждений.

3. Расчетный годовой экономический эффект от повышения скоростей пропуска поездов при производстве путевых рабст в соответствии с требованиями "Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов »три производстве путевых работ" 19Ь6г.,

в которой использованы результаты вышеизложенных, ренений^составляет около 29 ылн. руб.

Заключение

I. В условиях перехода к рынку скорость и своевременность доставки грузов и пассажиров являются одним из основных источников доходов железных дорог. Поэтому необходимо создание рз-зервов обеспечения надежной работы цути.

В тоже вреля в условиях интенсификации перевозочной работы рост числа предупреждений об ограничении скорости и их протяженности на современном этапе является объективной реальностью, отражающей несоответствие уровня воздействия на путь подвижного состава резервным возможностям конструкции и объемам выполняемых работ пс ремонтам. '•-•.Наиболее рельефно что несоответствие проявилось в последствиях К8 приведшего к положительным результатов "рнспархаг-эита"

с повьшением осезых нагрузок груэоЕЖ вагонов, когда темп роста протяженности пути с ограничением скорости возрос с 3,3 до 14,22 в год.

2. Снижение отрицательного влияния возраставшего количества поедупреятений кочет бить достигнуто за счет позкпеняя скоростей пропуска поездов по местам действия наиболее длительных ограничений, связанных с проведением ремонтных работ, уточнения срока проведения выправсчных работ ь зависимости от фактического состояния пути, стимулирования предприятий путевого хозяйства за повышение скоростей движения псездоп.

3. Многолетними исследованиями, включая прямые эксперименты с наиболее массовыми типами подвижного состава на неровностях в плане и профиле, характерных для условий производства ремонтных работ, а также специальных экспериментов по обоснованию новых значений критериев, показано, что при установлении максимально возможных по безопасности движения и условиям производства работ скоростей пропуска поездов, они могут быть повышены по сравнение с ранее принятыми при производстве 38 видов путевых работ. При этом практически исключается необходимость ограничения скорости до 15 км/ч.

Скорости пропуска поездов по местам производства путевых работ долтаы назначаться в зависимости ст геометрии рельсовой колеи и состояния конструкции дифференцированно для грузовых и пассажирских г.оеэдэв.

На оскоаьнки гз.гучонных результатов иссле.доват:й в 1950 г. *ч?.л раз саботаж дополнения к деЯствснгапей "инструкции по обеспечена безопасности дзи*ения псеэдоз при производстве пулевых р^бот" (Указа^.е л!С ^-ЗЗо55 от 10.1С.30.).

Б 1986г. эти изменения были включены в переработанную родак-ши вышеназванной Инструкции (¡41 4402 от 2б.08.19Ь6г.).

Полученные технические решения внесли значительный вклад в развитие научно-технического прогресса в отрасли и в 19Ь5г. были отмечены серебряной медалью Б,!Щ.

4. Установленные зависимости интенсивности накопления расстройств пути от' эксплуатационных-факторов и напряженного состояния балластного слоя» а также метод оценки напряженного состояния элементов верхнего строения с учетом "фоновой" составляющей, определяемой на основе спектральных характеристик геометрического положения пути на участке, позволяю.' уточнить потребность в проведении выправочных работ.

5. Выдаваемые предупреждения об ограничении скорости по степени их влияния ка перевозочный процесс делятся на три категории - лимитирующие массу поезда, ограничивающие пропускную способность и снижающие расчетные скорости движения.

Разработанный автором и утвержденный МПС показатель - расчетная разрешенная техническая скорость движения может бнть использован для численной оценки возможных по состоянию пути скоростей движения, закладки з график движения реальных заданий предприятиям путевого хозяйства и установления степени хх выполнения.

6. Расчетный годовой экономический эффект от повышения скоростей пропуска поездов при производстве путевых работ в соответствии с требованиями ""Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ", ут~-взржяешюй в 1966г., составляет около 29 или.руб.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Певзнер В.0., Грачева 1.0» Влияние неровностей пути на напряженное состояние его элементов при воздействии грузовых вагонов// Сб. науч'. тр. ВШЗЕГа.-Вып. 549.-41.: Транспорт, 1976.- С.47-55.

2. Грачева 2.0., Певзнер B.Q., Анисимэв П.С. Показатели динамики и воздействия на путь грузовых четырехосных вагонов при различных износах теленек и отступления?? от норм содержании в прямых участках пути,'/ Сб. кауч . тр. ВКИЖГа.-Выл. 549. •4L: Транспорт, 1976.- С.4-25.

3. Грачева Л.О., Певзнер В.О., Анисиыов П.С. Влияние неровностей пути а износа ходовых частей вагонов на их динамические показатели и напряженнее состояние криЕых участков пути// Вестник ВКИЬТа.- 1976.-VI.- С. 41-45.

4. Грачева Л.О., Певзнер В.О., Худякова A.A., Шинкарев B.C. Показатели динамики и наибольшие скорости двикегеи грозовых вагонов в период производства путевых работ// Вестник ВШШТа.-1980,- С. 36-40.

5. Певзнер В.О., Нечаев D.O. Изменения в Инструкции// Путь и путевое хозяйство.- 1981,- С. ¡'34-35.

6. Грачева Л.О., Худякова A.A., ПеБзнер В.О., Кйстаков В.Н. Экспериментальная оценка влияния неровностей пути на допускаемые скорости двюгакия подвижного состава. - Дзп. Ц1ИИТЭИ. МПС 3I.5.I9C2. - £1645 , :

7. иинклрер B.C., Анискмов П.С., Певзнер В.О., Хоиенхо Д.П. Скорость после "окна"// Путь и путовое хозяйство.-I9SQ.-»II.-С. ¿¿-23.

fc. Пеьзнер 3.G., Грачева 1.0., Худтхсва A.A., ьеотакег В.Н., LKwapss B.C. О возможности цовьпечхя скоростей дЕиленкя псезгтэ? при прорве-детве путевых работ// Вестник ВНЖд"Еа.-19&2.

ffo.-C. 41-44.

9. Певзнер В.О., Филиппов В.Н., liisaKOB А.Н., Козлое И.Б. Анализ динамических качеств опытных босышосных загонов с опиранием кузова на скользуш двухосных тележек на показатели воздействия на путь// Труды МШТа.-Вып. 72b.-4i.: 1963.-С. 5969.

10. Певзнер В.0., Гришина Г.Г, Анализ причин выдачи предупреждений// Межьуз. сб. н&уч . тр.: Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта в условиях Сибири и Казахстана// НИЖТ.-1963.-С. 119-123.

11. Коган А.Я., Певзнер. В.О., Козеренко Е.В, Опенка расстройств пути в различных условиях эксплуатации// Труды БКМИгТ. -Вып. 66С.-М.: Транспорт.-1983.-С. 47-52.

12. Оськин E.U., Певзнер B.C. Карты выдачи предупреждений// Путь и путевое хозяйство.-1963,- PIQ.-C. 15-16.

13. Певзнзр B.C., .Динкарев B.C.. Критерии установления допустимых по состоянии пути скоростей движения поездов при . производстве путевых работ// Исследование возможностей повышения скоростей движения поездов: Тр. ЕБИКЕГа.-М.; Транспорт.-' 1964.-С. 9-16.

14. Певзнер В.О., ¿ецкий Э.К., Козеренко Е.В., Варфоломеев В.А. Статистические показатели состояния пути// Вестник ВШШа.~1984.->?2.-С. 41-45.

15. Пеьонер В.О., Грачева 1.0., Матусовский Г,К. Повышение скоростей движения поездов при производстве путевых ра~ бот// Исследование возможностей повышения скоростей движения поездов: Тр. ВШИЖТа.-У.: Транспорт.-19Ь4.«С. 21-31.

16. Певзнер В.О. Уточнение оценки состояния пути// Тези-

сы Всесовзн. конф. по проблемам механики: ДИИТ.-1984.-С. 74.

17. Певзнер В.О. Повшение скоростей движения на участках производства путевых работ// Экспресс-информация "Путь и путевое хозяйство'.-цНИИТБИ МПС.-Вып. 4.-M.-IS84.-C. 10-15.

18. Обуховский Г.И., Певзнер В.О., Левинзон М.А. Оценка потребности в проведении кыправочных работ// ¡¿ежвуз. сб. наг-уч'. тр. "Исследование расчетных характеристик динамики же-яезнодорожного пути".-Днепропетровск.-1965.-С. 92-97.

19. Певзнер B.G. Установление скоростей движения поездов при производстве путевых работ// Тезисы докл. на научно-техн. конф. "Проблемы улучшения системы ведения путевого хозяйства железных дорог".-Калуга.-1965.-С. 26-29.

20. Певзнер В.О. Уточнение оценки фактического состояния пути при планировании выпразочных работ// Решение задач взаимодействия подвижного состава и пути реального очертания.-Тр. ВНИИЖТа.-М.: Транспорт.-1ЭЬ5.-С. 25-33.

21. Певзнер В.О. Сокращение предупреждений об ограничении скорости ЦЕиасения поездов// Железнодорожный.транспорт.-1985,-.'Ш.-С. 46-50.

22. Певзнер B.C.,. Андрашко В.В., Лнпозский P.C., Уыанов Ы.И. Дефор;/лтивные характеристики различных конструкций пути// Исследование воздействия на путь современного подвижного состава: Сб. науч . тр."Днелропетрсвок.-1966.-С. ЮО-ЮЭ.

¿3. Ефимов А.Н., Mдлинекий C.B., Пеззкер В.О. Исследование спектральных характеристик неровностей для опенки состояния пути// ¡¿ежвуз. сб. науч . тр.-ДИИТ.-I9ts9.-Зып. 2ÙÔ/3Ù: Вопросы вэакмодействия пути и подвижного состава.-С. GI-6Ü.

¿4. Певзнер В.О., Алексеев В.А., Изменения з Инструкции//

Путь и путевое хозяйство.-I988.-i2.-G. 43-45.

25. Певзнер В.О., Канарская i.A., Лопухов ВЛ. Учет влияния эксплуатационных факторов при повышении скоростей движения в кривых// Скорость движения поездов в кривых: Сб. науч '. тр.-Ü.: Транспорт.-19&8.-С. 26-33.

26. ПеЕзкер В.О. Требования к подвижному составу Для обеспечения стабильности пути в" плане//' Тезисы докл. Всесоюзн. конф. "Проблемы кеханшси железнодорожного транспорта".-Днепропетровск. -1988. -С. 95.

¿7. Залавский Н.И.-, Певзнер B.C., Обуховский Г.И. Скорость при выплесках// Путь и путевое хозяйство.-I988.-H2.-С. 24-25.

.28. Певзнер В.О. Показатель скорости для предприятий путевого хозяйства// Экспресс-информация "Путь и путевое хозяй-ство\-ЦНИКТЭИ МПС.-М.-1939.-ВЫП. 5.-С. 15-18. •

29. Певзнер В.О., Еинкарев B.C. Использование резервов

прочности устойчивости пути при повышении скоростей движения

,. ¡¡am. - ■ поездов// CöTvfp, БНИИШТа: Подвижной состав-и путь в условиях

интенсификации работы железных дорог.-П.: Транспорт.-1969.- "

С. 61-69. - ■'•,•' '

30. Певзнер В.О. Восстановить равновесие// Гудок 14.5.1969. ■ '

31. Кох'ан А.Я., Левинзон М.А., Малинский С.В., Певзнзр 3.0. Спектральной анализ неровностей пут^ и напряженно-деформированное состояние его элементов// Бестник BHUHLT.-ISSI.-Н.-С; 39-43.

32. Певзнер B.C., Малинский С.Ь. Принципиальные возможности совзршенетвования методов оценки состояния желзэнодорок-