CC BY
24
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
ЗАЛ1ЗНИЧНА КОЛ1Я
УДК 625.173.2: [625.171+629.464.47]
М. Б. КУРГАН1, Д. М. КУРГАН2*, С. Ю. БАЙДАК3, Н. П. ХМЕЛЕВСЬКА4
'Каф. «Проектування i будiвництво доргг», Днiпропетровський нацiональний ушверситет залiзничного транспорту iменi академгка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 48, ел. пошта kunibor@gmail.com, ШСГО 0000-0002-8182-7709
2 Каф. «КолГя та колiйне господарство», Дтпропетровсъкий нацiональний унiверситет залГзничного транспорту iменi академгка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 42, ел. пошта kurhan.d@gmail.com, ОЯСГО 0000-0002-9448-5269
3Каф. «Проектування i будiвництво доргг», Днiпропетровський нацiональний унiверситет залiзничного транспорту iменi академгка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 48, ел. пошта baydak86@ukr.net, ОЯСГО 0000-0002-7909-8527
4Каф. «Проектування i будiвництво доргг», Дтпропетровсъкий нацiональний унiверситет затзничного транспорту iменi академгка В. Лазаряна, вул. Лазаряна, 2, Дншро, Украша, 49010, тел. +38 (056) 373 15 48, ел. пошта hmelevnela@gmail.com, ОЯСГО 0000-0002-2360-8671
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПАРАМЕТР1В ЗАЛ1ЗНИЧНО1 КОЛИ У ПЛАН1 ЗА Р1ЗНИМИ МЕТОДАМИ ЗЙОМКИ
Мета. Основною метою дано! роботи е аналiз юнуючих методiв зйомки кривих у плаш, дослiдження впливу помилок вимiрювання параметрiв плану на допустимГ швидкосп руху по!здГв, розробка пропозицш щодо зниження iнтенсивностi розладу коли за рахунок приведення параметрiв кривих до нормативних ви-мог, що дшть в Укра!ш на напрямках впровадження прискореного й швидк1сного руху по!здГв. Проблема перебудови кривих не була такою гострою, поки не з'явилася необхвдшсть шдвищення швидкостей руху та мониторингу технiчного стану плану коли. Недостовiрне визначення параметрiв кривих призводить до необ-грунтованого обмеження швидкосп руху або до великих обсяпв рихтувальних робгт. Методика. Викорис-тана в робоп методика передбачае всебiчне Г детальне вивчення рГзних способГв зйомки залГзничних кривих, спрямоване на розробку та впровадження оптимальних рiшень щодо плану залГзнично! коли. На сьогодш Гснують рГзн можливосп для зйомки натурно! геометрп залГзнично! коли. Для проведения дослщжень на значнiй шлъкосп дГлянок та за тривалий термш експлуатацп найбiльш зручним, перш за все, враховуючи регуляршсть за!здГв, залишаеться стрiчка колiевимiрювального вагону. Однак, цей споаб використовуеться для оцшки стану залГзнично! коли, а не для визначення точного геометричного положення. Так, при спробГ визначати за колiевимiрювальною стрГчкою дщст обриси нерiвностей коли виникае низка складностей. При побудовГ математично! моделi юнуючого плану використовуеться припущення: приймаеться, що три сум1ж-н точки криво! лежать на колг На такому принцип побудована робота виправно-пгдбивно-рихтувальних машин. У результал виправних робгт Гз метою зменшення обсяпв зсувГв крива не вщповщае вихвдним пас-портним даним. Результати. Наслщки роботи випливають Гз аналГзу рГзних тдходГв Г способГв зйомки плану лши, впливу параметрГв кривих на встановлення допустимо! швидкосп руху по!здГв. Отриман в робоп рекомендащ! сприятимуть ефективносп проектних ршень, визначатимуть як1сть проекту реконструкцп в цшому Г дощльшсть його реалГзаци зокрема. Наукова новизна. Набули подальшого розвитку науковГ тд-ходи щодо оцшки стану кривих, визначення !х параметрГв та допустимо! швидкосп руху по!здГв. Доповнена система критерпв оцшки стану кривих, що впливають на накопичення розладГв коли в плаш. Практична значимкть. ОтриманГ результати будуть корисн для проведення заходГв щодо шдвищення швидкосп, полшшення плавносп руху по!здГв та шдвищення рГвня комфортабельносп !зди на кривих дГля-нках коли, особливо на напрямках впровадження прискореного й швидшсного руху по!здГв.
Ключовi слова: швидшсний рух по!здГв; методи зйомки кривих; параметри кривих; похибки вимГрюван-ня; перехГдна крива; кругова крива; допустима швидшсть руху по!зда
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
Вступ
Методи, якi використовуються сьогоднi на дистанцiях коли для визначення фактичних па-раметрiв кривих не досконалi, так як в кшцевий результат привноситься суб'ектившсть, квал> фiкацiя виконавця та iншi фактори. Геометрич-нi параметри кривих, зазначеш на поздовжньо-му профш, часто не вiдповiдають фактичним даним. Для виконання робгг з приведення кривих до проектного положення та для визначення !х геометричних параметрiв повиннi бути виршеш такi питання: яким способом прово-дити зйомку кривих i яка шформащя е вичерп-ною щодо фактичного стану кривих; яким методом виконувати розрахунки з виправки кривих; якi реальнi параметри кривих (радiуси, до-вжина перехвдних кривих i прямих вставок мiж кривими, пiдвищення зовшшньо! рейки, мож-ливi розбiжностi вiдводiв пiдвищення зовшшньо! рейки та кривизни) впливають на встанов-лення допустимо! швидкосп руху [10, 12].
Проблема не була такою гострою, поки не з'явилася необхщшсть пiдвищення швидкостей руху та мошторингу технiчного стану плану коли [11, 15]. Недостовiрне визначення параме-трiв кривих приводить до необгрунтованого обмеження швидкостi руху або до великих об-сягiв рихтувальних робiт.
Мета
Метою дано! роботи е дослщження впливу помилок вимiрювання параметрiв плану лшп на рiвень допустимо! швидкостi руху по!здiв та розробка пропозицш щодо зниження штенсив-ностi розладу колi! за рахунок приведення па-раметрiв кривих до нормативних вимог.
Методика
Сьогоднi вiдомi дiагностичнi комплекси, якi дозволяють здшснювати дiагностику об'ектiв iнфраструктури безконтактним способом iз за-стосуванням оптичних лазерних датчикiв зi швидкiстю до 160 км/год. При цьому може проводитися вимiр додаткових параметрiв -контроль поздовжнього профшю, габариту на-ближення, зносу рейок, коротких нерiвностей, вертикальних i горизонтальних прискорень то-що. Крiм того, проводиться вщеоспостережен-
ня за всiма об'ектами (колiею, контактним дротом, опорами контактно! мережi i т.д.) камерами з високою роздiльною здатнiстю i прив'язкою до колiйно! координати, що дозволить отримувати додаткову iнформацiю про стан об'екпв. Плану-валося, починаючи з 2014 року, придбати дiаг-ностичний комплекс на кожну залiзницю для проведення дослiдних випробувань, розробки необхвдних нормативiв з динамiчного впливу рухомого складу на колiю для ощнки ефектив-ностi !х подальшого впровадження [8], але пла-ни залишились нездiйсненими.
Удосконалення методiв визначення параме-трiв плану колi! тривае, чому сприяють сучаснi технiчнi досягнення, наприклад, такi як супут-никова зйомка [16]. Найпроспшим джерелом отримання даних про кривi дiлянки коли на сьогодшшнш день е колiевимiрювальна стрiч-ка, на якiй шформащя записана безупинно. Але асиметрiя вимiрювально! схеми приводить до того, що на графшу кривизни колi! положення перехщних кривих змiщуеться вiд ютинного, а короткi прямi вставки можуть узагалi зника-ти. Це приводить до необхщносп застосування методiв «згладжування», якi не гарантують постанову кривих у геометрично правильне положення.
Спроби отримати данi за стрiчкою колiеви-мiрювача про стан кривих та !хш параметри робилися неодноразово. Так, у робот [9] розг-лядалася можливiсть використання даних стр> чок колiевимiрювальних вагонiв, мотивуючи це тим, що на практищ для ощнки стану кривих найчастше використовуються паспортш данi, якi не завжди вiдображають дiйснi параметри кривих.
При побудовi математично! моделi iснуючо-го плану використовуеться математична модель з низкою припущень: так, вважаеться, що три сусщш точки криво! лежать на коль На такому принциш - методi «згладжування» побудована робота виправочно-пiдбивочно-рихтувальних машин (ВПР). У результат виконання рихтувальних роб^ з метою зменшення обсягiв зсу-вiв крива не вщповщае вихiдним паспортним даним, з однорадiусно! може стати багаторадiу-сною (складеною) [10].
Дослiджуючи резерви тдвищення швидкос-тi руху, проф. М. Ф. Вериго звернув увагу на те, що розрахунки виконуються для екшажв, що рухаються не по реальнш, а по щеальнш
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету з^зничного транспорту, 2018, N° 2 (74)
кривiй, i запропонував увести в практику вста-новлення допустимих швидкостей для кожного конкретного типу екшажу за такими параметрами як значення напружень в елементах конс-трукцiй, значення динамiчних сил взаемоди коли й рухомого складу та ix спiввiдношення [1]. Аналогiчнi пропозици наведенi в роботi [13]. Однак, дотримання критерив мiцностi та стшкост коли, за якими встановлюються умови обертання рухомого складу [5], не виключае виходу з ладу окремих елементiв верхньо' бу-дови коли i, головне, не обмежуе штенсившсть накопичення розладiв i зношування коли. От-же, виникае необхвдшсть в оцiнцi iнтенсивностi наростання залишкових деформацiй. Якщо таке питання постало на порядку денному, то вини-кае й наступне, пов'язане з ощнкою впливу ге-ометричних параметрiв коли на ii деформатив-нiсть, яка також залежить вщ параметрiв кривих. Так, неправильно встановлене шдвищення зовшшньо! рейки призводить до зсувiв коли, розладiв ширини коли, прискорення бiчного зносу рейок. Створення багаторадiусниx кривих замють однорадiусниx з метою зменшення обсягу зсувiв при рихтуванш не тiльки швидше дестабiлiзуе колда, але й викликае появу чис-ленних переxiдниx зон, якi при неправильному улаштуванш представляють загрозу безпещ руху по'здв [4].
Результати
Cnoci6 вим1рювання стрш в середит 20-метровог хорди. Для порiвняння натурного положення криво' з проектним на кожну криву складаеться техшчний паспорт. Наведемо ана-лiз паспортних даних одше' з кривих на дшянщ Синельникове - Чаплине, 251-255 км на непа-рнiй коли, за перюд з 2013 по 2016 роки. Гра-фiки натурних стрш вигину представлено на рис. 1.
Паспортнi характеристики криво' (кривизна, шдвищення зовшшньо' рейки, довжина пере-хщних кривих) повинш забезпечувати для за-даного рiвня швидкостi оптимальну величину непогашених прискорень анп, швидкостi 'х змши у = а нп / dt i вiдведення пiдвищення зов-шшньо' рейки (h) за довжиною перехщно' криво' (l); i = dh/dl.
Номери точок
Рис. 1. Графiки натурних стрiл вигину криво! в рiзнi роки
Fig. 1. Graphs of actual bends deflection of curve in
different years
Ощнка вщстутв у плаш виконувалася за показниками кол1евим1рювальних вагошв вщ-повщно до норм утримання рейково' коли ЦП-0267 [7].
За даними паспорта для криво!, що наведеш на рис. 1 (перюд 2013-2016 рр.), були виконаш розрахунки показниюв руху, результати яких наведено на рис. 2.
За даними паспорту криво! в табл.1 наведено параметри криво! i шдрахована сума стрш вигину.
Загальний кут повороту криво! арад повинен залишатись однаковим, незалежно вщ того правильно улаштована крива чи мае зсуви на-зовнi й усередиш, i дорiвнювати
2 N
а рад = - Z f (1)
U i=1
або
2
арад = _ ^вим . (2)
a
Оскiльки крива розбита на вiдрiзки однако-во! довжини a , то сума стрш 5"вим повинна бути однаковою. Фактично ж сума стрш не пос-тшна (табл. 1).
Згiдно з [2] найбшьш iмовiрне вiдхилення суми обмiрюваних стрiл вiд дiйсно! суми дор> внюе
KJ = WN, (3)
де т - точнiсть вимiру кожно! стрiли; т =1-1,5 мм; N - кшьюсть точок криво!.
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нащонального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
a - a
б - b
- c
0.8
0 6
S 0.4
э- 0.2
0 0
5
s -0.2
-0.4
-0.6
5 10 15 20 25 30 35 40 45 Номери точок
V [ 0,7]
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Номери точок
А
"I -О-- -[ 0,7]
а
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 HoMepu TOTOK
- d
0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2 -0.4 -0.6
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 HoMepu TOTOK
phc. 2. Henoramem npncKopeHHa (aHn) Ta 3MiHa npncKopem y nad (y): a - 2013 p., 6 - 2014., e - 2015 p., s - 2016 p.
Fig. 2. Unbalanced accelerations (aua) and accelerations change in time (y): a - 2013 p., b - 2014., c- 2015, d - 2016.
Г—т" А—
,V — т
At { и К
/V Л .л л
V Г" Wf V V \ у
1
н
Таблиця 1 Параметри розрахунковоТ кривоТ
Table 1
Parameters of the calculated curve
Параметри криво! у в1дпов1дт роки
показника 2013 2014 2015 2016
Рад1ус криво!, м 656 649 647 656
Довжина кругово! криво!, м 242,83 240,60 240,46 240,00
Довжина першо! пере-хвдно! криво!, м 90 90 90 90
Довжина друго!пере-хвдно! криво!, м 110 110 110 70
Шдвищення, мм 100 100 100 100
Сума стрш <Я„м , мм вим * 2 613 2 624 2 641 2 439
Кут повороту а град 29°56ч 30°04ч 30°16ч 27°56ч
При N =48 для наведено! криво!
|А5"виМ =10 мм. Фактична р1зниця м1ж сумами
стрш двох р1зних вим1р1в (див. табл. 1) значно бшьше допустимо!, що викликае сумшви в яко-ст вихщних даних.
Похибка у визначенш кута повороту в мшу-тах залежить вщ точност вим1рювання стрш i кшькосп точок криво!:
60п103 x4N
Аа
2-180a
(4)
Пiсля постановки значень отримаемо Аа хвил =3,4'. Фактична похибка перевищуе до-пустиму (див. табл. 1).
Визначення параметр1в кривих по стр^чц колгевимгрювального вагону. У деяких роботах, наприклад [8], звертаеться увага на те, що ви-значити фактичний радiус криво! коли, тдви-щення положення зовшшньо! рейки, довжину перехiдно! криво! за записами на стрiчцi колiе-
0
а
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету зашзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
вимiрювального вагону непросто. Особливо складно знайти радiус кругово! криво! й поточ-них значень кривизни в межах перехщно! коли.
Якщо розглядати геометрично правильну криву, то задача зводиться до того, щоб знайти перехiд вiд стрши вигину /а, яка замiряна колiевимiрювачем вiд заднього кiнця хорди а (для КВЛ це 4,109 м), при !! довжиш А (для КВЛ А =21,495 м), до стрши /1/2, яка замiряна всерединi хорди на вщсташ I =20 м, прийнято! при ручних вимiрах (рис. 3):
а - а
б - b
Рис. 3. Положення хорди: а - кол1евим1рювальний вагон; б - ручш вим1ри
Fig. 3. Chord position: а - track-measuring car; b - manual measurements
fl/2 = faklk2m
(5)
4 2
ki =
4a(A - a)
(6)
де k2 - коефщент переходу вщ стрши, вим1-рювано! в середиш хорди довжиною A до стр> ли в середин! хорди довжиною l :
k2 = A2 :
(7)
де m - масштаб запису на кол1евим1рювальнш стр1ЧЦ1.
При розташуванш кол1евим1рювального вагону в межах перехщно! криво! чи частково на нш, а частково на круговш кривш коефщент kj не мае однозначного визначення. Також формула (5) стае недшсною при наявност вщхи-лень в1д геометрично в1рного положення криво!
[14].
Для попередшх розрахунюв за записом, шд-вищення зовн1шньо! рейки i стрши вигину на стр1чц1 колiевимiрювача усереднюють. У цьому випадку точнiсть визначення геометричних па-раметрiв кривих залежить вщ того, наскiльки правильно будуть побудоваш середнi лiнiï за записами на стрiчцi колiевимiрювального вагона.
Отримаш в результатi розшифровки колiе-вимiрювальноï стрiчки характеристики дослщ-ноï кривоï наведенi на рис. 4.
100 80 60 40 20 0
г*»,Л ...
/ V V V \ ч
/ \
/ \
\ / / ■w.
-| 1 2
V II
10
15 20 25 30 Номери точок
35 40 45 50
де kj - коефщент переходу вщ стрши, вимiрюваноï на вщсташ вiд кiнця хорди a , до стрши, вимiряноï в середиш хорди, в межах кругово! криво!:
Рис. 4. Стрши вигину юнуючо1 й проектно1 кривой
1 - гснуюче положення; 2 - проектне
Fig. 4. Bends deflection of the existing
and design curve: 1 - existing position; 2 - design position
Результати розрахунюв (графши непогаше-них прискорень та змши цих прискорень у чаш) представлено на рис. 5.
Визначення параметр1в кривих способом Гошкберга. Зйомка криво!' виконуеться дшян-ками довжиною, як правило 100 м, (за виклю-ченням першоï й останньоï), шляхом вимiру теодолiтом куив повороту мiж променями вiзу-вання i стрiлами вигину за рейкою, горизонтально покладеною на рейку. Вважаеться, що до-статня для практичних цшей точнiсть досяга-еться при зйомщ кривоï не рщше нiж через 20 метрiв.
2
-20
0
5
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нащонального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
ГЕкетаж
Рис. 5. Непогашеш прискорення (анп) та змша прискорень у чай (у)
Fig. 5. Unbalanced accelerations (aua) and accelerations change in time (у)
Як випливае з табл. 2, допустим! швидкосп для криво! за даними зйомки за способом стрш, кол!евим1рювальним вагоном й способом Гош-кберга р!зш. Вони встановлеш для одше! й не! ж криво! за методикою [6]. Причина обмеження швидкосп в першому випадку (за способом стрш) - крутизна вщводу тдвищення зовшш-ньо! рейки (100 км/год), у другому (за даними кол1евим1рювально! стр1чки) - за критер1ем не-погатених прискорень (100 км/год) i в третьо-му (спосiб Готкберга) - за крутизною вiдводу тдвищення (90 км/год).
З цього й шшого прикладiв випливае, що для правильного виршення питань реконстру-кци колi! й колiйних споруд з метою забезпе-чення на внутршшх транспортних коридорах mвидкостi 140-160 км/год необхщно провести на сучасному рiвнi роботи з паспортизацi! кри-вих i встановлення реально! допустимо! швидкосп руху по них.
Наукова новизна та практична значимiсть
Враховуючи результати проведеного досл> дження, можна констатувати, що на сьогодшш-нш день iснуe багато способiв, яю використо-вуються для вимiру парамeтрiв i стану кривих. Саме вже юнування рiзних способiв, що мають практичне застосування, говорить про те, що кожен з них мае сво! як позитивнi, так i негати-внi якостi. Тому для вибору того чи шшого способу треба мати як статистичне, так i мате-матичне обгрунтування.
При виконаннi зйомки кривих рiзними способами - способом стрш (за паспортами кривих дистанцш коли), способом Гошкберга (за планом лши на поздовжньому профiлi), при зйомщ плану колi! колieвимiрювальними вагонами -отримаш результати вiдрiзняються мiж собою. Встановлено, що точнiсть результанв залежить не тiльки вiд парамeтрiв вимiрювальних прила-дiв i вмшня виконавцiв, але й вiд само! методики, яка визначае технолопю вимiрювання i ви-конання розрахунюв. Це питання стало особливо актуальним при реконструкци плану ль нi! для впровадження mвидкiсного руху.
Таблиця 2
Значення марамеч р1в кривоТ i в1дпов1дна допустима швидкiсть руху
Table 2
Values of the curve parameters and the corresponding permissible speed of movement
Параметр криво! i допустима швид-юсть руху Значення параметрiв криво!, що отримаш рiзними способами вимiрювання
спосiб стрш ю^евимъ рювальна споиб Гошкберга
Кут поворо-ту,град 27° 56' 31° 58' 30° 11'
Радiус, м 656 620 660
Перша пере- хiдна, м 90 100 60
Кругова, м 240,00 230,68 347,69
Друга пере-хiдна, м 70 130 60
Пiдвищення зовнiшньо! рейки, мм 100 90 100
Обмеження швидкосп: - За анп 106 100 106
- за у 100 140 90
- за i 124 132 120
Допустима швидкiсть руху, км/год 100 100 90
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нацюнального ушверситету залiзничного транспорту, 2018, N° 2 (74)
3. Аналiз вихiдних даних, отриманих рiзни-ми способами зйомки плану лши, показав, що для визначення максимально допустимоï швидкосп необхiдно мати достовiрну iнформацiю про параметри й стан кривих. Перед проведен-ням реконструкци залiзничних напрямюв для пiдвищення швидкостi руху поïздiв, а тим б> льше для впровадження швидкiсного руху, не-обхщно проведення паспортизаци кривих.
4. Як показала практика, часто використовуються застарш даш про план лши, а ^mi розглядаються як геометрично плавш, без ура-хування вщстутв в ïx утриманнi. Невiрогiд-шсть iнформацiï може iстотно вiдображатися на результатах розрахунюв з визначення допус-тимих швидкостей руху, що особливо важливо на швидюсних дiлянкаx. У зв'язку iз значними розбiжностями мiж параметрами плану коли на поздовжньому профш, у паспортi кривих за натурними вимiрами, пропонуеться провести роботи з паспортизаци кривих i встановлення реально допустимоï швидкостi руху по них з урахуванням сучасного стану коли.
умови руху поïзда по шшш.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Вериго, М. Ф. Резервы повышения технических скоростей / М. Ф. Вериго // Ж.-д. трансп. - 1986. -№ 10. - С. 17-19.
2. Дюнин, А. К. Аналитический метод проектирования переустройства железнодорожного пути в плане / А. К. Дюнин, А. И. Проценко. - Новосибирск : НИИЖТ, 1967. - 226 с.
3. Курган, Д. М. Дiагностування i виправка положення залiзничноï коли колшними машинами / Д. М. Курган, М. О. Гаврилов // Укр. залiзниця. - 2016. - N 8 (38). - С. 60-64.
4. Курган, М. Щдготовка коли для шдвищення швидкосп руху поïздiв / М. Курган, Д. Курган, Н. Хмелевська // Укр. залiзниця. - 2017. - N 9/10 (51/52). - С. 14-21.
5. Норми допустимих швидкостей руху рухомого складу по залiзничниx колiяx державноï адмшютрацп залiзничного транспорту Украши шириною 1520 мм : ЦП-023 5 : затв. наказом Укрзалiзницi вщ 14.12.2010 р. N 776-Ц. - Кив, 2011. - 51 с.
6. Правила визначення шдвищення зовнiшньо! рейки i встановлення допустимих швидкостей в кривих донках коли : ЦП-0236 : затв. наказом Укрзалiзницi ввд 14.12.2010 р. N 778-Ц / М. Б. Курган, А. М. Орловський, О. М. Патласов, В. В. Циганенко, Д. М. Курган. - Кив, 2010. - 52 с.
7. Техшчш вказiвки щодо оцшки стану рейково1 коли за показниками колiевимiрювальниx вагошв та за-безпечення безпеки руху поïздiв при вщступах ввд норм утримання рейковоï коли : ЦП-0267 / О. М. Патласов, В. В. Рибшн, Ю. В. Палейчук, С. О. Соломаха, П. В. Панченко. - Кшв, 2012. - 25 с.
8. Юрковський, £. Iнновацiйнi технологи дiагностики та обслуговування iнфраструктури / £. Юрковсь-кий, В. Яковлев // Укр. залiзниця. - 2013. - N 5. - С. 18-20.
9. Щербина, Ю. В. Использование ленты вагона-путеизмерителя для определения основных параметров железнодорожной кривой и оценки воздействия подвижного состава на путь в кривой / Ю. В. Щербина, А. С. Саяпин, Л. П. Ватуля / Залiзн. трансп. Украши. - 1997. - N 1. - С. 22-23.
10. Chrostowski, P. Prospects in elongation of railway transition curves / P. Chrostowski, W. Koc, K. Palikowska // Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Transport. - Thomas Telford Ltd, 2017. - С. 1-28. doi: 10.1680/jtran. 17.00097.
Висновки
1. Обмеження швидкосп, що встановлеш за наказом начальника залiзницi, не завжди вщпо-вщають реальному стану кривих. Цей факт мо-жна пояснити тим, що в дистанщях коли розра-хунки виконуються за спрощеною схемою, не в повному обсяз^ як того вимагають Правила ЦП-0236. При заïздаx вагошв КВЛ основна увага придшяеться трьом параметрам - радiусу коли, тдвищенню зовнiшньоï рейки й крутизш його вщводу. Фактично при визначенш максимально допустимоï швидкосп не враховуються параметри сполучення, яю повинш визначатися для сумiжниx i складених кривих.
2. В умовах украшських залiзниць проблеми швидкосп в двох третинах випадюв пов'язаш не з радiусом, а з довжиною перехщних кривих кол^ i прямих вставок мiж сумiжними кривими, а тому при встановленш максимально допус-тимоï швидкостi руху на складних дiлянкаx плану залiзницi слщ придiляти бiльше уваги сумiжним кривим, яю пiдпадають пiд категорiю залежних, тобто таких, коли одна впливае на
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нащонального унiвeрситeту залiзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
11. Huston, R. L. Minimum Curve Radii for High-Speed Trains, Including the Gyroscopic Moments of the Wheels / R. L. Huston // World Journal of Engineering and Technology. - 2016. - Vol. 05. - Iss. 01. - Р. 113124. doi: 10.4236/wjet.2017.51010.
12. Fischer, S. Traction energy consumption of electric locomotives and electric multiple units at speed restrictions / S. Fischer // Acta Technica Jaurinensis. - 2015. - Vol. 8. - Iss. 3. - Р. 240-256. doi: 10.14513/actatechjaur.v8.n3.384.
13. Mazzola, L. Evaluation of the hunting behaviour of a railway vehicle in a curve / L. Mazzola, S. Alfi, S. Bruni // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit. - 2014. -Vol. 229. - Iss. 5. - Р. 530-541. doi: 10.1177/0954409713517379.
14. Patlasov, O. M. The Measurement Methodology Improvement of the Horizontal Irregularities in Plan // Наука та прогрес транспорту. - 2015. - № 4 (58). - С. 121-131. doi: 10.15802/stp2015/49219.
15. Progress on wheel-rail dynamic performance of railway curve negotiation / K. Wang, C. Huang, W. Zhai, P. Liu, S. Wang // Journal of Traffic and Transportation Engineering. - 2014. - Vol. 1. - Iss. 3. - Р. 209-220. doi: 10.1016/S2095-7564(15)30104-5.
16. Specht, C. Computer-aided evaluation of the railway track geometry on the basis of satellite measurements / C. Specht, W. Koc, P. Chrostowski // Open Engineering. - 2016. - Vol. 6. - Iss. 1. - P. 125-134. doi: 10.1515/eng-2016-0017.
Н. Б. КУРГАН1, Д. Н. КУРГАН2*, С. Ю. БАЙДАК3, Н. П. ХМЕЛЕВСКАЯ4
'Каф. «Проектирование и строительство дорог», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днипро, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 48, эл. почта kunibor@gmail.com, ORCID 0000-0002-8182-7709
2 Каф. «Путь и путевое хозяйство», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днипро, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 42, эл. почта kurhan.d@gmail.com, ORCID 0000-0002-9448-5269
3Каф. «Проектирование и строительство дорог», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днипро, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 48, эл. почта baydak86@ukr.net, ORCID 0000-0002-7909-8527
4Каф. «Проектирование и строительство дорог», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днипро, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 48, эл. почта hmelevnela@gmail.com, ORCID 0000-0002-2360-8671
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ В ПЛАНЕ НА ОСНОВЕ РАЗНЫХ МЕТОДОВ СЪЕМКИ
Цель. Основной целью данной работы является анализ существующих методов съемки кривых в плане, исследование влияния ошибок измерения параметров плана на допускаемые скорости движения, разработка рекомендаций по снижению расстройств пути за счет приведения параметров кривых к нормативам, которые действуют в Украине на направлениях ускоренного и скоростного движения поездов. Проблема перестройки кривых не была такой острой, пока не появилась необходимость повышения скоростей движения и мониторинга технического состояния плана пути. Недостоверное определение параметров кривых приводит к необоснованным ограничениям скорости движения или к большим объемам рихтовочных работ. Методика. Используемая в работе методика предусматривает всестороннее и детальное изучение разных способов съемки железнодорожных кривых, направленное на разработку и получение оптимальных решений по плану железнодорожного пути. На сегодняшний день существуют разные способы съемки натурной геометрии железнодорожного пути. Для проведения исследований на различных по сложности участках и за продолжительное время эксплуатации железнодорожного пути наиболее удобным, в первую очередь, учитывая регулярность заездов, остается лента путеизмерительного вагона. Однако, этот способ используется для оценки состояния железнодорожного пути, а не для определения точного геометрического положения. Так, при попытке определения по путеизмерительной ленте действительного очертания неровностей пути возникает ряд сложностей. При формировании математической модели существующего плана используется допущение: считается, что три смежные точки на кривой располагаются по окружности. На таком принципе построена работа выправочно-подбивочно-рихтовочных машин. В результате выправочных работ с целью уменьшения объемов рихтовок кривая не отвечает исходным паспортным данным. Результаты. Итоги работы вытекают из анализа разных подходов и способов съемки плана линии, влияния параметров кривых на
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нащонального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
установление допустимой скорости движения. Полученные в работе рекомендации будут способствовать повышению эффективности проектных решений и качеству реконструкции железнодорожного пути в целом. Научная новизна. Получили дальнейшее развитие научные подходы по оценке состояния кривых, изучению влияния их параметров на допустимую скорость движения поездов. Дополнена система критериев оценки состояния кривых, влияющих на накопление расстройств пути в плане. Практическая значимость. Полученные результаты будут полезны для проведения мероприятий по повышению скорости, улучшению плавности движения поездов и уровня комфортабельности езды на кривых участках пути, особенно на направлениях ускоренного и скоростного движения поездов.
Ключевые слова: скоростное движение поездов; методы съемки кривых; параметры кривых; ошибки измерения; переходная кривая; круговая кривая; допустимая скорость движения поезда
M. B. KURHAN1, D. M. KURHAN2*, S. Y. BAIDAK3, N. P. KHMELEVSKA4
'Dep. «Roads Design and Construction», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 373 15 48, e-mail kunibor@gmail.com, ORCID 0000-0002-8182-7709
2 Dep. «Track and Track Facilities», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 373 15 42, e-mail kurhan.d@gmail.com, ORCID 0000-0002-9448-5269
3Dep. «Roads Design and Construction», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 373 15 48, e-mail baydak86@ukr.net, ORCID 0000-0002-7909-8527
4Dep. «Roads Design and Construction», Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryan St., 2, Dnipro, Ukraine, 49010, tel. +38 (056) 373 15 48, e-mail hmelevnela@gmail.com, ORCID 0000-0002-2360-8671
RESEARCH OF RAILWAY TRACK PARAMETERS IN THE PLAN BASED ON THE DIFFERENT METHODS OF SURVEY
Purpose. The main purpose of this paper is to analyze the existing methods for surveying curves in a plan, to study the influence of the errors in measuring plan parameters on the permitted speeds of motion, to develop recommendations for reducing road disturbances by bringing the parameters of curves to the standards that operate in Ukraine in the directions of accelerated and high-speed train traffic. The problem of restructuring the curves was not so acute until there was a need to increase the speed of motion and technical condition monitoring of the track plan. Unreliable determination of the curves parameters leads to unjustified restrictions in the speed of motion or to large volumes of straightening operations. Methodology. The methodology used in the paper provides for a comprehensive and detailed study of different ways of railway curves survey, aimed at developing and obtaining the optimal solutions for the railway track plan. To date, there are different methods of survey the actual geometry of the railway track. To carry out research in various sections of complexity and for a long time of the railway track operation, the most convenient, first of all, considering the regularity of arrivals, there is a tape of the track-measuring car. However, this method is used to assess the state of the railway track, and not to determine the exact geometric position. Thus, when trying to determine the actual outline of the track unevenness using a track-measuring tape, a number of difficulties arise. When forming a mathematical model of the existing plan, the assumption is used: it is considered that three adjacent points on the curve are located along the circumference. The work of track renewal trains is based on this principle. As a result of track renewal operations with the aim of reducing the volume of flattening, the curve does not correspond to the initial passport data. Findings. The results of the work come out of the analysis of different approaches and methods of surveying the plan of the line, the parameters influence of the curves on establishing the permissible speed of motion. The recommendations received in the work will help to increase the efficiency of design decisions and the quality of railway track reconstruction as a whole. Originality. Scientific approaches to assessing the state of curves, studying the influence of their parameters on the permissible speed of trains, have been further developed. The system of criteria for assessing the state of curves that affect the accumulation of track disturbances in the plan is supplemented. Practical value. The results obtained will be useful for carrying out measures to improve speed, improve the smoothness of train traffic and the level of travel comfort on curved track sections, especially in the areas of accelerated and high-speed train traffic.
Key words: high-speed train traffic; methods of curves survey; curve parameters; measurement errors; transition curve; circular curve; permissible train speed
Наука та прогрес транспорту. Вюник Дншропетровського нащонального унiверситету залiзничного транспорту, 2018, № 2 (74)
REFERENCES
1. Verigo, M. F. (1986). Rezervy povysheniya tekhnicheskikh skorostey. Zheleznodorozhnyy transport, 10, 1719. (in Russian)
2. Dyunin, A. K., & Protsenko, A. I. (1967). Analiticheskiy metod proektirovaniya pereustroystva zheleznodorozhnogo puti v plane. Novosibirsk: NIIZhT. (in Russian)
3. Kurhan, D. M., & Havrylov, M. O. (2016). Diahnostuvannia i vypravka polozhennia zaliznychnoi kolii ko-liinymy mashynamy. Ukrainska zaliznytsia, 8(38), 60-64. (in Ukranian)
4. Kurhan, M., Kurhan, D., & Khmelevska, N. (2017). Pidhotovka kolii dlia pidvyshchennia shvydkosti rukhu poizdiv. Ukrainska zaliznytsia, 9/10(51/52), 14-21. (in Ukranian)
5. Normy dopustymykh shvydkostei rukhu rukhomoho skladu po zaliznychnykh koliiakh derzhavnoi administratsii zaliznychnoho transportu Ukrainy shyrynoiu 1520 mm: TsP-0235: Zatverdzheno nakazom Ukrzaliznytsi vid 14.12.2010 r. № 776-Ts. (2011). Kiev. (in Ukranian)
6. Kurhan, M. B., Orlovskyi, A. M., Patlasov, O. M., Tsyhanenko, V. V., & Kurhan, D. M. (2010). Pravyla vyznachennia pidvyshchennia zovnishnoi reiky i vstanovlennia dopustymykh shvydkostei v kryvykh diliankakh kolii: TsP-0236: Zatverdzheno nakazom Ukrzaliznytsi vid 14.12.2010 r. № 778-Ts. Kiev. (in Ukranian)
7. Patlasov, O. M., Rybkin, V. V., Paleichuk, Y. V., Solomakha, S. O., & Panchenko, P. V. (2012). Tekhnichni vkazivky shchodo otsinky stanu reikovoi kolii za pokaznykamy koliievymiriuvalnykh vahoniv ta za-bezpechennia bezpeky rukhu poizdiv pry vidstupakh vid norm utrymannia reikovoi kolii: TsP-0267. Kiev. (in Ukranian)
8. Yurkovskyi, Y., & Yakovliev, V. (2013). Innovatsiini tekhnolohii diahnostyky ta obsluhovuvannia infra-struktury. Ukrainska zaliznytsia, 5, 18-20. (in Ukranian)
9. Shcherbina, Y. V., Sayapin, A. S., & Vatulya, L. P. (1997). Ispolzovanie lenty vagona-puteizmeritelya dlya opredeleniya osnovnykh parametrov zheleznodorozhnoy krivoy i otsenki vozdeystviya podvizhnogo sostava na put v krivoy. Railway transport of Ukraine, 1, 22-23. (in Russian)
10. Chrostowski, P., Koc, W., & Palikowska, K. (2017). Prospects in elongation of railway transition curves. Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Transport, 1-28. doi: 10.1680/jtran. 17.00097. (in English)
11. Huston, R. L. (2016). Minimum Curve Radii for High-Speed Trains, Including the Gyroscopic Moments of the Wheels. World Journal of Engineering and Technology, 05(01), 113-124. doi: 10.4236/wjet.2017.51010. (in English)
12. Fischer, S. (2015). Traction energy consumption of electric locomotives and electric multiple units at speed restrictions. Acta Technica Jaurinensis, 8(3), 240-256. doi: 10.14513/actatechjaur.v8.n3.384. (in English)
13. Mazzola, L., Alfi, S., & Bruni, S. (2014). Evaluation of the hunting behaviour of a railway vehicle in a curve. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 229(5), 530-541. doi: 10.1177/0954409713517379. (in English)
14. Patlasov, O. M. (2015). The Measurement Methodology Improvement of the Horizontal Irregularities in Plan. Science and Transport Progress, 4(58), 121-131. doi: 10.15802/stp2015/49219. (in English)
15. Wang, K., Huang, C., Zhai, W., Liu, P., & Wang, S. (2014). Progress on wheel-rail dynamic performance of railway curve negotiation. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 1(3), 209-220. doi: 10.1016/S2095-7564(15)30104-5. (in English)
16. Specht, C., Koc, W., & Chrostowski, P. (2016). Computer-aided evaluation of the railway track geometry on the basis of satellite measurements. Open Engineering, 6(1), 125-134. doi: 10.1515/eng-2016-0017. (in English)
Статтярекомендована до публ1кацИ' д.т.н., проф. О. Л. Тютьюним (Украта)
Надшшла до редколеги: 05.12.2017
Прийнята до друку: 12.03.2018
