автореферат диссертации по транспорту, 05.22.06, диссертация на тему:Восстановление дренирующих свойств щебеночного балласта глубоким рыхлением при ремонтах железнодорожного пути

. г н;:1\

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА И КОММУНИКАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРОВ . ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ СОВЕТ К 21. 01. 01

На правах рукописи ТУЛЕАШСОВ Темиигалп Жетсшович

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ДРЕНИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ЩЕБЕНОЧНОГО БАЛЛАСТА ГЛУБОКИМ РЫХЛЕНИЕМ ПРИ РЕМОНТАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

05.22.06 — Железнодорожный путь

. Л в т о р с ф с р а т диссертации на соискание ученой степени ' кандидата технических наук

■ Ллматы, 1994 г.

Работа выполнена в Алматинском институте инженеров железнодорожного транспорта.

Научный руководитель — академик Академии транспорта РФ,

доктор технических наук, профессор Э. П. ИСАЕНКО

Научный консультант — кандидат технических наук, доцент

П. С. ИВАНОВ

Ведущая организация — Западно-Казахстанская

железная дорога

Официальные оппоненты — академик Академии транспорта РФ,

доктор технических наук, профессор Н. И. КАРПУЩЕНКО;

— доктор транспорта А. Д. ОМАРОВ

Защита состоится «23» декабря 1994 г. в час. оо мин. на заседании специализированного совета К 21. 01. О! при Алматинском институте инженеров железнодорожного транспорта по адресу: 480012, г. Алматы, ул. Шевченко, 97.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных печатью) просьба .направлять по указанному адресу ученому секретарю совета.

Автореферат разослан « 22 » ноября 1994 г.

/

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент

#

3. С. БЕКЖАНОВ

0Б1АЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РПЛОТИ

Актуальность проблвн«. Йелппнодорпяннй транспорт составляет основу транспортной системы стран« и на пгп доли приходится около 45 процентов паспавирпоборота я дальней и пригородном сообчёнйи И более ПОЛОВИНЫ внцтршфего Грузооборота.

Для полного удовлетворения потребностей населения в нереиозка* грузов и пассавиров с требуемой надежность!! и безопасностья. же ■ лезнодоровний путь всегда долвпн находиться п исправном состоянии, обеспечивать,требуемув стабильность и наде*Кость. а гакве хнрзктс ризоваться низкой балльностьп.’ . . . .

Под воздействием метеорологичегких факторов и поездной дина-иической нагрузки велезнодоровный путь расстраивается, что харак-териэуется появлбнием многочисленных неисправностей, таких как узирение и суаение колеи, появлением перекосов, просадок, толчков, выплесков, пучин, угона пути и прочих .деформаций пути, веду-^их к ускоренному износу и выходу из строя всех элементов рель-совп-ишной ревстки. Появление перечисленных и многих других расст-

• ройств, отказов я разрувений элементов рельсонпальнпй реветки во яногом вызвано остаточными деформациями балластного слоя зелвзнодо-рояного пути и основной плодадки земляного полотна, которио в значительной степени зависят от степени увлаанения балласта, зямлгнс-о полотна и дрениругщих свгйств балластной призма всрхчзго строен;;:-; пути. ' ' '

' Щебеночный балласт при эксплуатации засоряется. Заспрители лодрэздеяяятся на дсо группы. Первая группа - зиссиие» к каторни относятся: персзозяипе свнучка груза (угол1 , песок, ППГ.ПйЛЬНКе удпбрепип, -!ППНО И Т.П.-, песок из ПйСОЧШ'М .-:'ЧГО?!ГП!ГЬОН, наноскшш ретрон песо;:, пчлъ :» «иогио другие. Вторая - внутренние. ко •

торне в сини омпрьдь драятся на: собств?к“*'. мг ^«нпчи.че !• грун 'п-

• . ■ . . - : ' 4.

»■;е. Сойвтвенно-цвбеничние засорители - это продукт изивль- . . чеьия сглндцртних фрикций цебни в результате воздействия поез-¡¡¡11.л диетических нагрузок, и подбивочных каиин и цеханизыов.

I рчнтопнй засорители появляется на ни«них слоях балластной прпзнв и результате пероаевивання ребенок с грунтоы основной пяоцадки • п.-н^яного полотна. Засорители занолнявт объемы пор иеаду фракцняви е;>:!'ня и способствувт застои воды. При засорении щебеночного баллас-гп аелелшдорояного пути изменяется еги физико-неханические сеойст-1.1 и сторону ухудвеши, что'приводит к резкому снииенив стабильнос-(й »слезнодорввноги пути с необходиностьв увеличении объеиа выпра-кочяих.и ревонтных работ по текучему содервачив пути.

Йосстйновлеиае свойств щебеночного;балласта велезнодорояного ч!(ти осцшествлаетсы'при его очистке, котораа производится при ре-шштах пути, потребность в которых гид за годен увеличивается.

■ В напоааеи врезя суцествуицие апологии по очистке и иосс.та-позленна свойств щебеночного балласта характеризувтса иаяой глуии-ьий ичичаякого слоа и высоким .:няием сопротивлении переведении по дрвниого нона, Вывсто очистки балласта обычно добаьлявт свекий, сдзигая загркзиешшй есйень на откос пути. Из-за зтого появились ¡¡^облени снивениа стабильности пути, сиязашше ~ переоодгеикой пу-тц, как следствие провидимых ремонтов,' перерасхидии оалйаста, не' бходииостьа цаиреная зпияяного полотна и иньгие другие. Далее во) никла проблема по подрезке балластной призиы "нереиоднатоги" пути

- . ч необходимость стабилизации продольного придала звлезнодоро*но!,о

пун: при ирпиади^.ч ¡ншиыта;;, в той числе к прч работах по яечинип к усиление эпаллпого полотна. • . .

¡¡с(.ледо[ лиг. о а о про сии иоривени'1 .стаинлышстн верхнего строении

- ну»и в чиппости, >1зуч1'.!1!й р^боти б и:;!.)1:т1'->го слои к стаии;,ькпсти

¡).!лы:о|н<«м1<1Й реяйтки р.л'.ч'Ти ¡ЫьЯрвхг-« ».I .. Пяктпи П.'1.

Онгелейко В.И.’, Ананьева Н.И., Барабонина D.O., Бондаренком і -. П . Бихари K., Барыкина Ф.Д., Вериго И.Ф..Варызгин К.С., Виргнзгм Г;.'г. Вулих Я.fl... Волоако В.Д., Громова Л.К., Голсгвпнчигсова Л.К.,. Л^î!'■ <’лі; ра Г.Д., Ефремов^ 0.В., Евдокимова Б.Д.. Иванова М,В., Ипанопі і!.’:., Исаанко З.П., Карпуценко Н.И., Клинова С,И., Клепцоил И.А.. Кпгі:’*:>! цепа (1.Н., Кониина Г.Г., Кузевзнова В.Я., Косенко, С.Я., Лм'.тиа !■.!, Лапидуса Л.С., йарготьева Д., Молдабекова И.9., Ордуянца Ü.C., Им рова И.В., Попова C.H., Пекер А.И.»Розанова Л.В., 'Рязанова fi.li., Соломонова С;А.. Саутина Й.И... Сырейчикова В,П., Снирн'ошз М.П.. 'А; рехина Л.H., Флондорфера И.,-Цуканова ПІП., Чубукова В .П., чпид-ниченко С,П., и.шгагнх других ученых..

Поскольку дєйоиочішй балласт «елезнодороіного пути кояііо рассматривать-пав «ьйофракционнуп сыпучуа среду , то в-террвтичоскоя плане представлявт интерес paffoTB, выполненные по исслекосатш но ханияи сипдчих сред, а ииенно исследования Абелева Ю.М., Ь’лсхмзна !ГЛ!.. Бєрезанпевіі Й.Г., Бяндеаана H.H.., Бабкова В.Ф.. Васильева Ö.B., Ганиепа Р.Ф.. Гольдштейна М.Н,, Газиева З.Г., Ґуднаиа Р.Г.. Годуикевнча С,С., Гєрсеванова 1І.1І., Гдненский Б>Н.. Денисова Н.Я,, Дуброва Г.Д., Зарецкого Я.К., Иванова П.Л., Кондратьеза Й.И,/ .

Краизановского И."., Литвинова Й.И., Лоитадзе В.Д., Маслова ILif., Охотина В,В., Попова И.В,, Соколовского Б,В., !]ктоБИ"а fi.f)., і!.E., Хомякова В.ft. ¡1 ыЬсгих других ученых.

- Настоящая работа направлена на разработку и обоснована? нового способа восстановления дренкрцвцих свойств «сбеночногп баллестп аелезнодоронного пути.

Цель работн - научное обоснование нового спрсочл восстановления дренирузцих свойств чебня при его глубокой ¡.кулснии для аридних районов Казахстана и Средней Лз:;и.

Й •; г и д ы исследования. В диссертационной рабо-п; методом физического моделирования исследованы основные физнко-*>>?<1нич?ские свойства фракций цебеночного балласта (сопротивляе-

• I •

миги, сдвигу и водопроницаемость), а такве методом математического . .■мд^ирииания был исследован процесс фракционного разделения чебе-*.очного балласта. Результаты экспериментальных исследований в лабо-

■ ч. горних и натурных условиях были обработаны методами математический статистики. .

Научная новизна- заключается в обосновании ново-ч способа восстановления дренирув^нх свойств вебеночного балласта, (я^рвме исследован процесс разделения фракций по слоям балластной »ризми велизнидорошшго пути при глубоком рыхлении балласта, (тпсншмни иозмовнисть' и эффективность использования предловенниго способа восстановления дррнируювих свойств дебеночиого балласта при кшиальном и средней ремонтах велезнс .оровниго пути. Получены заии гимоити физики-меха.нических свойств фракций цебеночного балласта ве лезаодоровиого иути от их крупное:и. Определена зависимость процент ноги с.одервания фракций от глубины рыхления.

Достоверность научных полов ений диссертации подтвервдаетса данными натурпих наблп.-чний за шштныин участками железнидорозного пути и Казахстане, Киссии и на Украине и схадимоетьв результатов расчетов и иаблвдений.

П р а к тнческая ценн ос т ь

• . 1. Разработала технология восстановления дренирувчих свойств

чепеьачного балласта велезнидоровного пути за счпт его глубокого рыхления. • •. . '

Реализация исследований

1. Разработана и внедрена реецреогы.'рп аюцая технология каии-Г.’.Ш.НОП) ремонта нуги На основе восстань.лмшя дренирующих

свойств щебеночного балласта вслезнодорожного пути и повторного использования цепня на дорогах Казахстана, России и Украины. .

2. Основные результаты исследований использованы в диплоанои проектировании на кафедре "Путь и путевое хозяйство" Алматинского института инзенеров зелезнодороаного транспорта и при проведении . ремонтов пути на Западно-Казахстанской и Алматинской зелезннх дорогах. ' '

' Апробация работа. Основное содержание диссертационной работы, а такзе ее отдельные полояениы докладнвались на Научно-технических конференциях АлИКТа, в 1991-1994 годах; на’науч но-технический конференции, посвященной 60 летигз НИЯЗТа "Нроблеач яелезнодЬрозного транспорта Сибири" (Новосибирск, ноябрь 1932), на Тзхпи'!зсний советах елдаб пути Алматинской, Западнп-Казахстанской, Эа;:о-9рзльс:{ой,' Льеозсквй и Горьковской железных дорог, на эаседоки-ах пафедры "Путь и путевое хозяйство" АлйИТа (Алиаты, янвапь 199ir.. декабрь 1832 г., ноябрь 1933 г.. ноябрь 1934 г.).

П-у б .л и к а ц и к. По результата« вннолнешшх исследований епдйлкчозано 5 робот, ¡заполнена надчнп-тсхническвс отчета: “йаринй-^енаагго содержания пути" (1390-1991) г.г.),"Разработке и uih:-, дрсниэ pccupcoc6epei аецзй технологии при капитальной реионтб пцти:‘ (1333г.), виполненнае по заказам Западно-Казахстакскз# пелезнпй дг-рпгк. "Модернизация рабочих органов кааинн БИС и плуга для дренсва ' балласта" (1331г. ),"Капиталышй реионг зелезнодорозного пути с глубоким рыхлением'щебеночного балласта" (1991-1992 г.г.). наполненные по заказам 0ано~9ральской яелезной дороги, "Модернизация рабочего органа маяинн БНС" (1991 г.), "Разработка и внедрение технологии по восстановления свойств щебеночного балласта кзлезнсдорояного пути"

( 1392 г.), выполненные по .заказам Львовской, яелезной дороги. "Модернизация бал.истаичистительной мачинн БКС", (1983-1993 г,г.). втм-

.¡¡:иг< ті тказу йлиатинской келєзной дориги.

і іі ьс а работы. Диссертация состоит из введения, четн-, им:., заклвчения, списка использованных источников. Работа иэ-

і'.на ни 131 стр. ыавиноиисного текста, со^ервит 33 рисднка, мбші. Список использованных источников ниеет 119 наиненова-Iий. в тик числе 12 зарубеаных авторов.

солкратшЕ рашн

‘Ь и в и д в к и и обоснована актуальность тени цкссертации і дшм вбвди характеристика работн.

И е р в а 4 глава содержит анализ процесса засорения це~

I ночного балласта і! сгшсибов восстановлении его свойств в процессе 'іШіацйтации яедванцдцровпого пути.

. !І,іаі;аче,ноа Салластнаго слоя челез"одоровниго пути состоит: 1) и ь-беспечинни устойчивости рельсовнальной реветки в пространстве с кішиздіьіші! навспяенкзи остаточних дефориацкй; '¿) ь наиболее равно-асрниА передаче давления, Босприниааеыаго от ¡знал, на визаонш Ьоль *:!У площадь основной площадки земяного полотна; 3) и дрьнировании -іті;исФ&рних вод; 40 а обсспечинин нсибхи ".ииий носуцей способности; !1) в кедопуцзнии иояздення выплесков к развиаений зеиланого полотна Периоду работ балластного слоя в процесса эксплуатации нелизно дировного. пути характеризуются разной интенсивности накопления . остаточнаяі дрфарвдиий. что объясняется азвененивм норнстисти и структури иассциа чебня, (Цобеночний балласт подверген засорннив. причем оно ¡¡еравномерно,. как по сирине, так и по длине звена. Интенсивному засорении ііодвкрїени зоны иершностей путей. В местах ¡.'ссредоточскиого за. рязисімя глинисто-ішлі..¡атаки часткцаки создаат-.:й водонепроницаемые экраны, которые нияып.тьв не ликвидируются но

высоте балластного слоя при1проведении реконтов велозпокормл' пати С незначительной ГЛУбИНОЙ ОЧИСТКИ ЧпбпЯ'СЦЦССТВПЯЗИМ!'. и*' ' очистительными насинами. Застои воды в порах чебнз привадят к -ЯВЛЙКЙВ ВНПЛЄСКОВ, просадок, nepeisocoe, пучин И ДРЦГИИ р(К!;Щ'Г'. стваз нити. ■ .

Неравномерность накопления остаточних деформаций шкшвг-жті ч такае разной степеньи уплотненности различных сечений ssníKiii)

.много балласта за счст отлична плотностей кснтпктирішдих':« орзк чий (гіитевого тіебня if заспрителой). Снзествяиие аебнеЯЧИСТИГГГі,-я;>е кэеинн СНГ амеит езлця глцбнну очистки (не более ÍO-Í’O счп. 3íip;jSssHHe цеб.чеочї'сгйтельнае наяина обеспечивают глибші;; глнщжуг: го слоя цеинз до 30-35 си, однако они ияент низкув-производительность •• сравнительно дорого стозт. Звеличений ВЫСОТЫ ДеЙСТВГЕЯСГС слоя щебеночного балласта в цслознях нзлезннх дорог СНГ гребце/ поиска нових технических а технологических репений, чс^д и посол Г;вла настоящая работа, . . ,. ■

Цзл&п настия^зй райоти является научное обоснование наваги пі-овСа восстановления дреиирувзих свойств чибіш пп». чго .глубоком ра.< лішій дла арвднаг. районов Казахстана .я Средней Азии, Дяя доомг.^ч« указанной цзли в работе поставлена сяудвэдяе задета:

І. Исследовании физаио-игханичееккх свойств отдельных и<. *: цебэночнего балласта и измаззнкв этих свойств при впорирозникн;

’ 2. Исследование процесса (¡¡ракционнсго разделения чвЗня при ога глубокой рыхлении; ‘ . .

3. Обоснование технологии глибокого рнхлення иебеночногп Üг!л ласта зелезнодерозього пути; ‘

4. Определенна техни/іо-зкононической змективнос-ти ИСІІОЛМі.Пііі нкя предлагаемого способі восстановления дренирцмцих свийсть ночного балласта при капитальной и средней регентах їелг:.ч;'іли[''''

< 1П) пути в Казахстане и Средней Азии.

Во зторой: главе диссертационной работы на осно-■п . еорнткческого исследования изменения структуры и физико-механи->• ■ 1<их свойств щебеночного балласта при эксплуатации велезнодоров- . и<|ТН били определены: .

1. Характер контактов неяду цебенками и его изменение от влия-$<нлорпв уплотненна. под поездной нагрузкой и засорения по высо-(¡-ллластного слоя; , .

1!. Зешнсиаастн изменения основных физики-механических свойств’ цепочного балласта и целом от процентного содераания в (по весу)

Iий или иной Фракции, которые иигио использовать в практических целых.

М&тодои физического коделкрования была определила возмпвиость ' георптнчееви оценивать иарааетры фракций дейнл,такие как сопротив-■¡ае^исть сдвигу я водопроницаемое гь. I! и этиы выявлено существование автомодельности сопротивляемости сдвигу. Физическое иоделнро-ПаИ"е Еодцпронйцаеыссти фракций ц'.беночиого балласта показало, что ;»га задача но автоаодельна. Поэтому исследование водоироницаеиости фракций щебеночного балласта осуществимо только зкеперииенталышв нуте« Ь натуре с поао^ьв специальных фвль.рационных приборов.

Кетодоа математического воделкрованны был научен процесс ¡щиш-циопного разделений щебеночного балласта при его глубокий рыхлении. С цельв изучения возмовности повышения интенсивности фракционного •разделения ца.беночного балласта при его глубокой рыхлении в ватеиа-тичвс-.ой нодеяи было учтено воздействие вибрации, иараиетром кото-рзго является виброускорекие. Расчетная схеиа еатеаатической мидели показана на риг. 1.

. Результирущиа параиетром процесса фракционного разделения яп-лается глубина погрувенияДвсплывания) Фракций при глубокой рыхле-

нии, ииевцая .вид;

2=у • 5т<^*Со5^-(%^-%ср-С){^ 12,

где: (¡¿> ■ - угол образования наклонной плоскости, по которой у

«ется частица, град.: .

(р - угол внутреннего трения частици, грая.:

О - козОФициент сцепления; .

- соответственно, ускорения сили тяаести час гимн и

вибрации)см/сЧ .

£ - врёня рихления- зонн частицн,с • .

Угол оС меняется в пределах%р • >'Д!!

•_ . с/—,, - ыининальнне и иаксинальнке значения угла наклшм лтт /лях •

плоскости пс которой двинется частица, д{р - эленентарнон ирир-и цегае угла 1р (для расчета принято&у> - \* У,<рпр -■приведенный угол внутреннего трения, определяеннй про.центниа содержанием ( 2. > ¡, - той фракций в 77. по весу п пассиве щебеночного балмста.^!-!*)

■ - п Л ■ ’ ■

• ^Сы-гт со - ' (?-)

• У"Р~ ¿до ■

Для расчета принят^» = (43,!33ИЗ)* по данным ситового анализа на опытных участках пути. .

Расчетная фактическая глубина погруяешш (веплгванкя) по зб''о-лвтной величине долпнагудовлетворять условии:

где: |1_ - глубин 1 рыхления, сн.

г

р

(3)

Результаты расчета сведены в табл. 1. и средние величины негру-тши I усиливании) в зависимости от крупности фракций при глубокой рыхлении цебеночного балласта без учета вибрационного воздействии »

I.оказаны на рис. 2. Остановлено, что мелкие фракции (глинисто-иыле-."•ние, нксчаные и мелкие цебнистые,-линейным размерим до 13 им) ио-грц*овтся, а Фракции разиероц оолее 13 им вешшваш. Глинисто-ашле-ратие фракции, которые создаст водонепроницаемые экраны в пестах сосредоточенного загрязнения,погруаавтса в средним на глубину до 4К-ЧШ св, фракции песка да 2'Л 42 г.и. а мелкого цгбна, крупнистьв '

3,?£-?,5 ыи ДО 9-17 са. цобень фракций, иругшостьв 15 50 на ысплы нт.-т’на величину ДО 4-ЗЬ СЦ.

Результаты расчета глувшш ногруяениы (всплывании) фракций «е ночного балласта с учетом воздействия вибраций наказали, что интен синносто его действительно увеличивается и достигает своего макси-

• I

иалыюго значении до двухкратной :>ели”'ч»1, но не болые глубины не гривенки Сиснливаиия) как при случае пассивного рыхления Юез ьи браукк),. Этот макенцуи достигаете" при величине инбриускирениа рае нойи/= ^-= 3,81 м/с2. При дальнейкеа увеличении ннброцскирения р.; здоьтаг остается тот ве, как и в случае. когдоХ^/—^. = Ч.В1 м/с2. в связи с зтаа При разработке опбрационнь. рыхлигечей дя« пииыьенкя интенсивности фракцишщуго разделений следует расчитать аинлктуду и частоту колебаний, создаваема* рабочим органик, на величину иньриус кореиия равной\л/= ^ = 0.01 и/с2. Даяышйвее увеличение аиРриускоре нкя бесполезно и нецелесообразно с точки зрения вредности виорацин для узлов иавщш к обстгуйивая^сго персонала.

Т р е т. ь я г лава иосва^е.ча зкспериыснталыш:; ксслсдпеа-нилц свойств фракций цгиеиачного балласта ¿елезнодоривиого нуги и Фрачциоинпго разделе;!;-:« при его глубико* рылл.'нки,

Дла нриведеина анализа процесса засорении цебгипчннго балласта

■ . Ti6J«51 1

fesyiim« ркчгта ifjiçiwsisoro fujcieiw дебекпиог» Шит и» еге riííam ринеш

SS {pinnt. i 2 3 i 5 Ь 7 í 9 .10 11 j 12 13 “ í

1 . 2 ! 1 * 5 6 7 3 s • 13 11 12 I i 13 14' 15 lo

ІГГЧїПі íflKlí.CS 0, CÛ15 0,0071 0,0155 0,0325 0,0815 5,094 0,1575 0,315 0,75 1,5 2.5 3,5 5 7 5

їгс;рггнсс с9{е;шье, П за вгс; 8 5 < 7 $ 3 г ■ 2 4 5 15 25 ■10 3 i

ї::ї 5Н?т^ем*т т?е?м,у,ГМЯвсы 2! 31 . 33 . » 15 И з: 40 <2 <1 46 48- 50,5 54,5 5! '

ÿ+iT-'.oi ¿ S'n? 23 32 и 35 !8 37 33. .41 (3 . 9np=(U, 133I1S)’ .

7,2 tC,7 !M 14/ 15,3 15,6 18,5 22,7.25,3 -гз.т . -81,3 -143,t -227,5 -3S3.1 -545,5

tCX.SPR 1 4-=*» -2,4 -3,5' -«,3 -4,7 -5,1 -5,5 -5,1 -7,5 3,3 7,9 <27,1 (7,1 75,8 127,7 182,2

ц±=2і ІЛ ЇЛ 5,5 3,3 10,1 11,1 13 15, 17,5 -15,5 -Я, 2 -35,4 -151,7 -255,5 -564,3

i,! 7,í 6,3 3,3 JO,2 11,1 13 15,1 17,5 -15,3 -54,2 -S5,4 -151,7 -255,5 - -J54.3

1 " 0 ■ 0 _D 0 0 0 0 0 0 0 ' 0 0 0 0

: іЧг* Í,J . 7,: M 9,3 10,2 11,1 13 15, 17,5 -15,8 -54,: -S5.4 -151, -255,5 -304,3

\і/,*=с 3,6 ■ <,7 5,1 ■ 5,5 5,5 7,5 M -7,2 * -г;,: •47,7 -75,3 -127,7 •:s2,:

і. * ¡ • < $ f ! 7 ! * j і ! її і і - i К i j u j ¡í 1 !i ! :î î

О^т&х Упр ííí, . i ' ■ • • i

j 55} П5Л îîî.i 2!5,l m,s 173,2 m,; so.s з: -ІЗ.7 -нл -îu.i -гпa -m,i -‘<s M : і

-ИТ.5 -22,i •TU -1Î -Î5 ■ÍT,T -НД -ZS.t -10 7.« Л.1 4Г.Т T5,8 Ш.Т 1E2.Í j

ЦгЧ 234,í «(,5 JST.f 141,1 uo 315,5 15,( «.7 :о -15,г -54,J -55,і -151,7 -355,4 -3S4.ÍÍ-

йл3ъп\ v4r£ 184,5 ІМ Л «¡,1 1J0 Ui.5 H,4 53.7 го -15,! •54,:. -55,4 -151.7 -î!5,< -3î4,3

4-a2' 0 V с 0 0 0 л 0 с. С 0 с с 0 0

’ii.í U(,J 157.8 Ш.1 !W 4 115,5 15.4 53,7 ií> -15,! -І4.2 -15,4 • 151,7 -215,4 -354,3

ц±=о jm.3 IM- n.i Tí ' $5 57,1 42,7 ЇМ 15 -7,і -27,1 -47,7 -75,t * -127,7 -U2,2

<*аП«Є> Ul tEf- 6v«i sinne*. {тт.} Ц±^ 4,1- 23(,5 7,1- 114,5 (-Î-15’,1 S.i- ' m.i 13,2- !W 11.'- Ib.j 13- ¡5,4 15,1 V,i-52,î 2S -15,5 -54,2 -55,4 -151,7 -354,3

4,«- H4.f « • „ ЇН.І f.f- i‘.7,J i.3- Kt.1 ¡c,¿- »0 И.1- lli.j ¡3-¡5, і ¡s.i- ;;,s- 53,7 JO -15,S -54,2 -iU -151.7 -UJ.l -354,3

Цї=о Î. ¡ -lit,! '-Л 4-і- 7!.t (.i"> . i.S- 6! !,5- 57,7 Í.5- Í2,T 7,4- M-JM 1C -7,3 -27,1 -47,2 -75,8 -127.7 -182,2

Cfitut ' rijim j Kfc=W líí.T í-\? 75,! _ 7J. 1 », г 43,5 34,4 !¡,¡ -T.! -27,1 -47,î -75,î -127,7 -152,2

Uct«!-ü ; tjiim, i\'/-i--0 : cm ! " ! ¡5,15 47.5 4i,s t:¡ 15,ti IE.C 24,S 17.‘J M м -13.5 -ІЗ.І -57,S -H.î -11,1,

Іняіятс «uj;«>ïi шш*і «шин»: и іеишпі if»;«!, I liictwe !ШШ! • t«rfjlfsie ípJtsii.

m

Pas.I.I. Расчоїяая eïsua иагеаагцческоЗ цодади' процмсг фраадаоааого раздалэяая upa глубоком ршслвава цесізвотаого 0адлае?а

«р/дїозїя фращзЗ щя глу0вгюа.В2ая:2!тад ged?-

1Б.

в процессе эксплуатации мелезнодорошого пути методами просеивания и отмачивания были отобраны 15 Фракций, в том числе глинистопылеватые частица, пески (мелкие, средней крупности и крупны??), а также щебень.

Программой эспериментов предусматривались исследования следующих зависимостей и процессов: . .

1. Изменение угла внутреннего трения в зависимости от воздействия вибраций;

2. Изменение угла внутреннего трения в зависимости от .плипшети

фракций; . . 1 '

! 3. Изменение плотности фракций в зависимости от нродолвитель-

ности вибрационного воздействия; , * '

4. Пористость и коэффициент пористости в рыхлом и плотной состояниях фракций;

5. Изменение коэффициента фильтрации (водопроницаемости) в за-ви-ииости от крупности и нло.ности фракций;

5. Изучение процесса фракционного'разделения при глубокой рыхлении чебеночного балласта в натурных условных.

Эксперименты проведены с помоцъя стандарт:;!);;, серийно пкпускае-мых приборов и сделанних по чертегак автора настоящей работы, лабораторного и полевого оборудования. Эксперименты на стандартной оборудовании проведены но типпвиа иетодикан.а из'лабораторном оборудовании, созданной автором настоящей работы.по составленным методикам.

По результатам проведенных эксперименте!; были установлены г.ве-дувщие коореляципшше зависимости изменения угла внутреннего трения различных фракций от виброиекпрений - приведены н табл. ь!

Установлено, что с увеличением прндолжителышети иибрироеа-ниа плотность (¡рокций нпзрастает. '

Табхица 2

Эмпирический мнисныости-игла внутреннего трения от крупности фракции

Вибро-уско-, ремиз, а/с 2

w;

V4

о

а. 1 и

1!)

Я

Качитные

'ланисииости

W. ■■ ;!ii.!!Hti.lilL4ei/-0.001!i)<>/2,f6

10 ** q24$

- îîiiü.a.otiiiO^ -o.oorjy t л * t>. ;^Cd^ — Moiii)0'3*37 :). -i t ;•./,'/(&,—0.001 \i)°‘ 'ils

<-3

Число стппемий СНГ) Г) иди Уроврж. знач- ипсти Крите- рий согла- сия.

10 0.0Ü 3.51

В 0,0ü Р..20

У 0,0ri l.Ü'i

7 0,03 г.п

ü piiCTUK IblilTilül. l it Дмкций 1ШрИСТ>.1СТ|.< И КЩфСИЦИСИТ li(J -

риптистн унсm.-a.is;i r:i: г цоннани’.-ы прушшсти фракций коэффициент ■¿ильлмции i:üv»■>:,<t- tü. К,;,;ч;иЯ пия^начиА г.иеок при uni плотины cru. ¡.î

«'или и ноет Kib.pi,iii;i!i t.г филыр.'щи* ранний 0,?;? м/сутки, 4Tii дпстч

îiJ4!i' Д..У 11 fi MjlJCba :1чДН. a ГЛИНИСТО HW JiüH.ll Ы f Ч„-ГТИЦН СППДа&'Т .1ПД;}

•jîKip. т.и? как i| mu hti содищиент фиш.тр-шии находи и:и в пределах -Ч

4, H -1 0 — 0 , 0‘1ц/(.чт1:и . li м с-стах их снсри-днточсшыги скпнлсния интин CiütHi) lliip.ji: TiiliT JH‘pal!!ii)M»:piliiL> 01 1 aH)41!iit' ДПфирйаЦИЙ Г)алластш>га слоя .ta i:4i;r г iiH з î; n:i -J yr’ia п >< 4 I [ii'illli'i'i) Tpi'HHii:

ilpn nuxji.rü.tH ц.'(;г-ко'!1Ц1| о (i.ijijiiir fa Оез операции на ьысоту 50 es rj ijiiiitia очи*, ri: 11 i там' ¡¡t фракций ^¡»уинцстьв »еиее l,2!j ма составила -ib■ 40 ca, a iiiiii KpüiiHticri! фракций 1,23-5,0 аи - 30-3S ск.

ÎjспЛииiîiihl’ франций крупное гы) Ролей 20 au происходит с г.чуОинн

.5!) •::).

Ч о т ь с р т i я г л а н а ппснацвна разработке технологии |<‘>г(.т-1ниияени!1 «|ч аируа^их свойств г.сйсночниго балласта аедезнодо-ршч.а’и ihjth аг'.шгоьшш рахлителави пассивного действия (без вибра-

: ц^и);‘и опродедевни его экономической Эффективности этого способа.

Реализация глубокого ркхления чебеночного балласта, при проводи -аагкалитаяьннх ремонтах.пути; началась с модернизацией мааины ВМС, .в которой вместо очистного иргана било смонтировано рыхлительное дбтройство. На стадиях испытания этой машины на Западно-Казахстанской велезной дороге бнли выявлены рациональные параметрі: рыхлитель -його дстройства. Дайев еще три намины БХС были модернизированы с ркхлительными устройствами на Вжно-Уральсксй, Львовской, и йлкатин-сконмеявзьаА дорогах. В результате та. внедрения в технологический процесс.капитального ремонта пути был выявлен их основной и крупный недостаток, который эаклвчался в громоздкости самой базы иавинн СМС, в низкой маневренности, потребности в двух тягачах и т.д.

Затем на базе трактора-тягача было смонтировано навесное рыхлительное цсїройство, в данный момент серийно-выпускаемое Опытным за водой путевых мамин Сжно-9ральской велсзной дороги.

Разработан технологически' процесс С рис.3 > капитального ремонта і км пути* в который введена операция по глубокому рыхлении чебеночного балласта в комплексе с подрезкой верхнего глоа загрязнителей. •

В процессе внедрения нового способа восстгновлсниг дренирусг;ик и механических свойств щебеночного балласта на йлиатинской, Западно-Казахстанской, Вано-Уральской и Горьковских железннх дорогах били заломенн опытные и контрольные участки пути, характеристики ко-•торнх приведены в табл. 3. '

* На опытных к контрольних участках были исследованы следующие зспяуатациоичнг парамитры рйОоти пути: ■

1. Интенсивность накопления остаточных деформаций;

2. Еодуль упругости подрельспвого основания и д-пнаьич?ски« уклоны;

Орояі рабогн - 1000 пог.ы Заасто 49 Koa'gspa пута з 28 надшляо^оз

Рз5.3. Оїеовяло рабряі в "ок«о" кшигаяьяого рзиоезз цгїл 8 гдуйохзу рыхлэадвы цебеаотаого баллаота

1-.Риболчяким з!нг.эа; 6_ сбагавздяэ випав}'

2- Разбор сгароЗ пузэЕэЭ рэшеэка; 7. Пэаравяа шлаг;

3- Срэзка 10 ем влоя щобая хадраэвдааца? g- Рдхтозка nyrq; .

4- Рюлеввэ шобЕя па глубпву да 50 cui д_ Вигртэга щобгя;

5- Укладка нової пузевой ршяогкц; jq_ ващовіга пута

Харак.ггркспсда опытных и контролїдах Учасгісоз пуги-

KPJ УЧ. Ъ*яъ'г- КІЛ дорога Перегон tfe14EUT0 Комєц ПРОТЯ- ЖЁННОСТЬ, м Ґї^узотпря- »ЇНЧОСТЬ, МЛН.ТКМ/Ю* бї^утто в год 1Vn рельсоэ Тип’ шпал Гяубгаіх, ї*>імення, см

З^л.- Яш-КУргаїї-рзд. 2£ Kit 3004 meo ■ КМ 3004 ПК2150 250 53,7 Р65 л© 20

Кагзах- KM 300Î ПК2150 КМ 3004 ПК6150 400 40 .

СТГ\Н- Mí 2004 ПК6150 КМ 3004 ЛК7150 100 ;0

-г^ая гал 3004 ПК7150 КМ 3005 ПКЗ 450 - - ' ЗО ■

Ноаеорск С!І 216 та ззбпх5 км 30Э іжю 3450 56,4 дер 0

«f.- Угсль-* (ЯГ?. 16- ст Тсрс 11 сг й KM ЗТ6 ШС6 Ш 37S ГКТ+12,5 2152 ‘ .0 '

7. скап га 378 ПК7+12.5 Kt 370ПК0 287,5 40

р і к ) км 350 гас го ■м 391 ПК7 725 0

О 1 у. ; ПІ 367 ПК4 КМ 391 ПК10 4700 0 •

КЧк) ісм 401 пі: 7 км 403 гасі 1400 ' ■ 0

и. КМ 403 ПК 1 . КМ 403 ПХ4 300 40

KM 403 ШС7 КМ 404 ПК 1300 0

: ' KM 4 04 ПК7 КИ 404 ПК9 200 40

1 ‘і - - КМ 404 ГК 3 КМ 405 ГК2 300 40

1:>U) КК 4С5 ПГЭ Ш 40Є ПК4 1200 - - *" - 0 . -

, с L-J ■ Горь- Високая Горя-Кенд^ри КМ 810 ПК 6 іи вгз та 1950 62,2 50

17ík> b’C'DC- Лр.ж-Куркачи УМ С53 ГКО т Ї.Ї51 тіб !ЛОО Є4.6 -м- G

1Я. 'ЛИ їм «si v:rs> VM 550 ГСП 1300 40

,3. км є;:.о іжз KM 845 ГКО 4Гоі; - - - - - -- г.о !

зі. L ..._ . ґЬтнл- T-.ÎH'JK. Ш,тдП-і5срст:е І__ _ IM 1233 !1К9 т 12G4 ЮТ+-2С Q20 пі, з 15

го

о

3. Балльность отступлений по просадили;

4. Силы воздействии колеса на рельсы и на впллу, осеаис иапра

зения, а такве напряаения в балласте и на основной ^лачадке .эемла ипго полотна. ' . ,

Определение накопления астаточнмх деформаций в ¡запипркостн ог ПРОПУЧСННОГО ТСЧПШа производилось высокоточный яивслиривгшкеи рельсовых нитей. ,

Иаяиль упругости подрельсиоого основания и дии.ишческие \шУаии определялись но упругим прогибам рельса с поуоцьи зг.интшигнилгЗ, упанавливаемых на свайках длиной ! и и запиваемых в бллдастнуи при л»у на глубнпу 90 си. Точность ипкврйния атангощщжудеи равна

0,0!) нм.

Ь'алльпая сценка но просадкам рельсовых нитей была нриипопдихп а» ¿счетам ’.¡агона-нутеилиерителч, •

{’или и капривенил и эиеыентах зижмнидсровного пути Сниж над считаны но програане НI! И К 3 Т а с шшоцьа ЗИМ по данным лент нагона •¡ут ениисркгеля. на осноое спектральных илотиоСгей неро/шос!>:3 нут Исследование накопления остаточных деформаций иекапам. чтя переход из периода относительной стабилизации к периоду нораальп'.и'1 эксплуатации на опытных участках начинается после пропущенного то' нага !>-10 алп.т.брутто, чти в 3 •! раза раныин, чей на контролышх участках нц1и и происходит полке нлашш. Интенсивность накопления остаточных деформаций опытных участков вначале бользе, а с ристок топн.иа она прибливается и величине интенсивности контрольного участка. После пропуска 80 клк.т.брутто тоннааа разница еевдц ии-тонсианастзаи сравниваемых участков составила всего 1.52. ’*

Подуло упругости подреяьсоаого основания опитких участков пути составил ?Л.и ИНа, что на 2-12 ниае чек у контрольного участка, что iKiH.i4.itiт за счет глубокого рмхяшпш баллаптппги слои повивается па

. 22. датлнвостъ подрельсового основания. Динамические уклони спиваются как минимум на 16,72. за счет чего уменышится динанические нагрузки колеса на рельс.

После пропущенного тоннаїа в 80 млн.т.брутто балльность по просадка« опытного участка равна нули, а на контрольной участке рельсовые нити оценивавтся в 2 и 10 баллов, что говорит о нарастании просадок. Число отступлений по просадкам 1-ой-степени на опытном участке в 3,5-4 раза мєньїв чем на контрольном участке. По 2-5 степеням просадок отступлений на опытном участке не обнаружены, а на контрольных участдах количество отступлений по рельсовин нитяк составило 1-5 на 1 кы.

В результате глубокого рыхления вебеночпого балласта, скли давления колеса на рельс н на впаяу, осевые напрявения, а такзз натшя-зенма в балласте и на основной площадке зеїшшого полотна снішени по сравнении с контрольними участками не кенее, чеа на 21)".

ОБЩИЕ ВЇІЗОДН

Неравнонерность засорения щебеночного балласта ка* по длине, так и по ширине рельсоппалышй реветки - главная причина неравномерного накопления остаточных дефориаций еелезнодороуного пути. Наибольвеїгу засорении цебеночного балласта подвергается зони неровностей пути. Суцествувцэя технология восстановления свойств щебеночного балласта, приьеняемая на дорогах СИГ не обеспечивает необходимую глубину очистки чебня. Зарубенная технология но воег.танов-ленив свойств цебсиочного балласта производит качественную) очистку чзбня на глубину до 30-35 см, но цена зарубевных цебнеочиетигельных мамин очень висока.

Обычно при капитальном ремонте пути выполняется срезка верхнего ' ‘їм'і (на глубину 10 15 сні щебеночного (плпаста и досыпки сне'вего

■ И.і.

цебня. В результате этого нивнзя частії балластной призма, (тпяздна которой на многих участках яелезннх дорог СНГ достигает 50-150 ги), остается не обработанной. В этой части балластной прнзыы сохраняя? ся водонепроницаемые экраны. После ремонта пути бі::і увеличения глу бины очищенного щебеночного балласта как минимум до 41:-50 ■:.» раї: стройства пути появляются сравнительно быстро.

В диссертации исследовано влияние механического цореиешиианил загрязненного щебеночного слоя втангоиыми рыхлителями на р.пруве^т водонепроницаемых якранои, фракционное разделение це:шц, создание н нианей части разрыхленного щебня неупорядоченной структуры, кіче рая сохраняется после стабилизации пути и имеет более высокци пп ристость. Получена зависимость величини пигрд«ения (всплывания> пт курпнисти Фракций при глубоком рыхлении цебня.

Установлено. что среди загрязнителей цеОня глинисто-ішлєпііпіі. Фракции составляет не более 2-32 по весу и их больное влияние ка водопроницаемость балласта связано с неравномерной концентрацией •этих фракций.

В результате математически!-*] и физического моделирование и дис сертации определено, что для фракционного разделения частиц (опускания мелких глинисто-пилепатых фракций и поднятия на 7-8 си круп ннй фракции) требуется определенное время воздействия рабочих орга нов, которое не долано Пить менее 0-1) сек и частота воздействия до 30 Гц. Такое ви ідейстние оказывает наиесной рыхлитель на тракторе Т-1^0, состояний из двух рядов птанг, заглубляемых в загругеннай чебеш» на 3!і-45 см н двиауцийсз со скоростьа 2-4 ка/час.

Получены ьиррелационкые зависимости изменения угла пнутренцегр трения от иибриускорений.

Перед глубоким рыхлением цебня рекомендуется удалять в сторону иерхний н.іиіііи.іч: загрязненный щебень из анальних здикоз (5-10 с»'

’ ...л-.- ; 24.

^ пошщья бульдозера ид*<тяжелогоавтогрейдера.

~"ЙІГ,■ ■ ■ '

'¡лееяедованиа Характера накопления остаточных деформаций бал-

•V, >•>'/ \ ' і* "", *

іЛДствЬі^о'сяоя ¿»а опнтннх и, контрольных участках пути показало, что ійреход /из периода относительной стабилизации к периоду нормальной »Ксп/уатацин опытного участка происходит в 3-4 раза быстрее, чей на кгШрпльнвх участках, и он осуществляется более плавно. Более высо-най кцтенСивность накопления остаточних деформаций, опытнкх участков -постепенно’приближается к величине осадок контрольных участков, и Пасла пропуска ВО мян.т.брутто тоннава их разница’составила 1.52. Установлено, что коэффициент фильтрации мелких фракций дебня после рвхлвния превосходит 0,73 м/сутки, что достаточно для фильтрации во : ¿8 Щ балласта. После глубокого рыхления цебня путь обладает боль. ивй податливостьв чем конірольнне участи и величина содулз упру' ¥оЬти подрёльсового основания опатных участков ка 20-252 меньше,

Цй а контрольних участков пути. , .

После пропуска 80 млн.т.брутто тоннажа на опитних участках

' / ‘ ■ 1 ' - • . .

.баллі >:ость равна нули; а на коі рольных участках есть просадки 2-й степени и нестани выплески. •• .

Глубокое рнхление цебеночного балласта не осложняет технологический процесс капитального реионта пути к■ рекомендуется во всех случаях, даае когда намечена очистка цебня иапинанн фЗН ил:-: БІІС.

. Если чебеночний балласт настолько загрязнен, что все контакти нейду чебенкаки заполнены загрязнителям, его глубокое рыхление облегчит работу цебнеочистнтельних иагин.

* Затрати на приобретение навееннх рыхлителей на тракторе Т-170 окупаются при обработке всего нескольких килоііитров пути.

Основные пологения диссертаций опубликованы в работах:

і. Исаенко Э.П.. Иванов П.С., Тулемисоп ТЛ. и др. Устройство для ерпзки балластной призни зелизипдор'оянегг; пути. Пплохитсльнос

.25- ..

ревениа ВНИИГПЗ на выдачу патента по заяввр Н 4309636X1Î/Qi Ï294 от 03.09.9Î г. ' •

2. Иванов П.С.. Закиров П.П., Тцленигон ТЛ. Способ рзиокта налез-

нодороаного пути. Информационный листок ЛЦНТИ Аратинккой авизной дороги, 5992 г. , " ’

3. Иванов П.С., Злкироп il.П., Тцлоыисов'Т.В. Истрой;тго для cpü.-'kîî

балластной призмы яилв.чнпдорпяного ihjth. Ин^и^ационний .пясток ДЦІІТН Длн.і г .'.некой вило 1!к!й дороги. 1392 г, " ,

4. Тулоиисов T.S. Исследование некоторых фиэико-мгхапнчггнля t.jioft-ств фракций цвбеночноги балласта различной кришшетй. Клсгшаян MdlJ'lilü-Технической ионфсрснм.ііи,:. ІПІСВІІЦСШШЙ (ІО іІоТИЙ ІІНІНГПі, Новосибирск, типография НИИЗТа, 1992 г.

!>. йсаенкп З.П., Инаїшв U.C., Тулеяисіш Т.З. Іілитіио i¡pom¡s¡ ¡hd¡.¡ цим па угол внутреннего трении фракций чі.‘беночш)го баллаг.-тк нилвгяшдороанэго пути. Сборник научных трудов ДлИИТа, ros I. П'якатн, і993 г.

, 26. їелемісов Теміргали Іетеш-їли. їеміржол жендеулерінпо

шаг&д тасты бадластты терецірек босаадатып су аткіау

■ -,8, , ■ Крсиеттерін кдлыптарина келтіру.

., > ■ -, . ‘ _ ' * •

Т, Y Я І Н ' ‘

Іохди толшя хвндегенде шагыл тасты балластты терен,! рек босавда тьої су. вігк.іву кдсиеттерін кдлыптарына келгіру *аца адісі гылыми негівделген. Сілкіндіру есерінен болатьш шагыл гастын фракцияларга бвЛіну процессі матеыатикалык тгрде сипатталган. Сілкіндету їдеуі* менея тыгыздыктан івкі тйкеліс бтрьшыныц езгеруїнін, корелляциялык байланыстары алынган. Теменге ыгыстырылган ісак фракциядардын ста белік кйзффициенггеріне багалар бєрілген.

. Кдзак,стан хане Орта Агия ктргак аудандарына былгангак шагыл тасты кабатты терєцірек босавдату аркрлы жолды толык, жвндеу тех-нологйялын; процесс і х сынылган.

Т lemiaov Temlreall Zhetesh.vich. Réabilitation of the

draining qualities of the cranhed etone ballast by

ESana of deep harrowine during capalr of the railway tract.

SUMMARY

A scientific foundation of a new method of réabilitation of tha draining qualities.of tho crashed atone cf the ballast Fryzia during thoroungh rosaire by neana of dsap harrowing is .(¿ivcn. Ths ргосавз of fraction division of tha crashed stons undor the influence of vibration la Eathematically described. The correlated dspen-.dencioo of the chane® of tha ans le of tho innor friction on the vibration acceleration and density are obtained. '

Tha coefficient of filtration of snail fractions to the bottom of ballast pryzm ie given. The technological process of the thorough repair of the track by means of deep htvrrovjlng of the '4'c.;shed jiton« leyer for the drought areas of Kazakhstan and ■